趙宏龍，秦慶東，李 娟，劉 偉

(貴州理工學(xué)院材料與冶金工程學(xué)院；貴州 貴陽(yáng) 550003)

0 引言

在我國(guó)的高等教育中，工程教育占比50%以上?！吨袊?guó)工程教育質(zhì)量報(bào)告》報(bào)告顯示，截至2013年，我國(guó)普通高校工科畢業(yè)生數(shù)量達(dá)到2 876 668人，本科工科在校生數(shù)達(dá)到4 953 334人，本科工科專業(yè)布點(diǎn)數(shù)達(dá)到15 733個(gè)，總規(guī)模已位居世界第一[1-2]。中國(guó)工程教育在為中國(guó)乃至世界工業(yè)發(fā)展提供人才和智力方面起到了舉足輕重的作用。

“十二五”期間是中國(guó)從工程教育大國(guó)向工程教育強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)折時(shí)期，中國(guó)工程教育在總量發(fā)展、理念引領(lǐng)內(nèi)涵發(fā)展和政策創(chuàng)新上取得了顯著的成績(jī)，但是，中國(guó)工程教育仍存有一定的問題，改善目前工程教育的模式，完善工程教育中存在的不足，是當(dāng)前高等教育亟待需要解決的問題[3]。為了推進(jìn)高等工程教育的改革與創(chuàng)新，提高工程教育的質(zhì)量，2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)，共同探討了新工科的內(nèi)涵特征、新工科建設(shè)和發(fā)展的路徑，形成了“復(fù)旦共識(shí)”，提出了新工科的概念[1，4]。

在應(yīng)對(duì)新一輪的科技革命與產(chǎn)業(yè)革命中，新工科的提出對(duì)于我國(guó)高等工程教育具有戰(zhàn)略意義，與傳統(tǒng)工科相比，新工科的培養(yǎng)模式更加注重學(xué)科的實(shí)用性、交叉性和綜合性。在新的理念下，所培養(yǎng)的人才具備更強(qiáng)的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。其中，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是新工科建設(shè)中最重要環(huán)節(jié)，也是現(xiàn)代教育改革的趨勢(shì)和高校發(fā)展的方向[5]。創(chuàng)新是我們這個(gè)時(shí)代國(guó)家和地區(qū)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，中國(guó)共產(chǎn)黨的十六大報(bào)告亦指出：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”[6-7]。高等教育不僅是知識(shí)創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的重要途徑，也是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新型人才的搖籃。教育部副部長(zhǎng)趙沁平曾表示，在建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家過程中，高等學(xué)校應(yīng)該發(fā)揮，也必須發(fā)揮重要的作用，可以提供全面的人才支持[8]。因此，面對(duì)《中國(guó)制造2025》和“一帶一路”倡議要求，對(duì)我國(guó)高等教育和高等學(xué)校如何培養(yǎng)、訓(xùn)練大學(xué)生的創(chuàng)新能力方面提出了新的要求。

1 工科教育創(chuàng)新教育的現(xiàn)狀與創(chuàng)新

不論是傳統(tǒng)的教育培養(yǎng)模式還是目前所存在的工程認(rèn)證模式下培養(yǎng)方式，創(chuàng)新能力的不足主要表現(xiàn)在：

(1)自信心缺乏，創(chuàng)新意識(shí)淡薄，不善于在實(shí)踐過程中充分利用和積極創(chuàng)造有利條件。

(2)不能把握本學(xué)科前沿的最新研究動(dòng)態(tài)，創(chuàng)新知識(shí)基礎(chǔ)比較薄弱。

(3)專業(yè)知識(shí)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)銜接不緊密，缺少實(shí)踐鍛煉。

(4)創(chuàng)新思維缺乏。

(5)創(chuàng)新性的成果貧乏，沒有掌握必備的創(chuàng)新技能。

由此可知，大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已刻不容緩，高等教育需要急切關(guān)注其創(chuàng)新能力的開發(fā)與培養(yǎng)?！皶r(shí)代呼喚創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)呼喚創(chuàng)新教育”，在現(xiàn)代化國(guó)家建設(shè)過程中，通過高等工程教育來培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力，不僅是提升大學(xué)生實(shí)踐能力和促進(jìn)大學(xué)生全面發(fā)展的要求，也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代化人才培養(yǎng)的需要[9]。同時(shí)，將創(chuàng)新教育的重點(diǎn)立足于創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不僅在迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和提高綜合國(guó)力方面有戰(zhàn)略性意義，也是解決高等教育長(zhǎng)期以來不重視創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)而采取的必然舉措。

創(chuàng)新指以現(xiàn)有的思維模式為基礎(chǔ)，提出不同于常規(guī)或常人思路的見解為導(dǎo)向，利用已經(jīng)存在的知識(shí)和物質(zhì)，在特定的環(huán)境中，本著為滿足社會(huì)需求或理想化需要，而改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物、元素、路徑、方法、環(huán)境，并能夠獲得一定有益效果的行為。

從哲學(xué)角度來說，創(chuàng)新是人的實(shí)踐行為，是人類對(duì)于發(fā)現(xiàn)的再創(chuàng)造，是對(duì)于物質(zhì)世界的矛盾再創(chuàng)造。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的否定性再創(chuàng)造是人類產(chǎn)生及發(fā)展的基本點(diǎn)。實(shí)踐才是創(chuàng)新的根本所在，創(chuàng)新的無限性在于物質(zhì)世界的無限性。

從社會(huì)學(xué)的角度而言，創(chuàng)新是指人們?yōu)榱税l(fā)展需要，運(yùn)用已知的信息和條件，突破常規(guī)，發(fā)現(xiàn)或產(chǎn)生某種新穎、獨(dú)特的有價(jià)值的新事物、新思想的活動(dòng)。突破是創(chuàng)新的本質(zhì)，即突破舊的思維定勢(shì)和常規(guī)戒律。“新”是創(chuàng)新活動(dòng)的核心，它可以是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和外部特征的變革，也可以是造型設(shè)計(jì)、內(nèi)容的表現(xiàn)形式和手段的創(chuàng)造，或者是內(nèi)容的豐富和完善[10-11]。

可見，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就要因地制宜，根據(jù)具體的情況制定相應(yīng)的創(chuàng)新訓(xùn)練課程和創(chuàng)新過程。焊接專業(yè)與其他工科專業(yè)類似，基本上存在著相同的弊端，在創(chuàng)新能力培養(yǎng)上也比較缺乏。進(jìn)行新型的CDIO-OBE工程培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)工程教育培養(yǎng)過程中創(chuàng)新能力的提高尤為必要。CDIO高等工程教育模式是以“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)作”全過程為載體來培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，而提高學(xué)生的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作等方面的綜合能力作為CDIO-OBE人才培養(yǎng)模式的總體目標(biāo)[12-13]。在此，以CDIO-OBE培養(yǎng)模式為基礎(chǔ)，以提高工程素質(zhì)和工程素養(yǎng)為導(dǎo)向，以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為目標(biāo)，探索在CDIO-OBE工程教育模式下，焊接專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力提高的新途徑。

2 創(chuàng)新實(shí)踐的基本概況

為了推進(jìn)工程教育改革，提高焊接專業(yè)本科生的創(chuàng)新能力，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員已經(jīng)進(jìn)行了CDIO-OBE培養(yǎng)模式下學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相關(guān)的探索工作。

2015年3月，團(tuán)隊(duì)從本校焊接專業(yè)選取了2名同學(xué)作為創(chuàng)新能力提高的培養(yǎng)對(duì)象。首先，根據(jù)CDIO-OBE理念，以具體的科學(xué)研究課題為載體，預(yù)先設(shè)定所要獲得的結(jié)果(新型復(fù)合材料的焊接工藝及技術(shù))，根據(jù)預(yù)設(shè)結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生以最初的材料設(shè)計(jì)為開端，通過學(xué)生自己動(dòng)手合成新材料，然后分析材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、力學(xué)性能、成分特點(diǎn)等。根據(jù)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及相組成，設(shè)定焊接工藝，并對(duì)不同的焊接工藝進(jìn)行對(duì)比，以獲得最佳的焊接方式。焊接之后進(jìn)行焊接的綜合分析，包括焊縫組織分析、力學(xué)性能測(cè)試以及無損探傷等。

同時(shí)，為了提高學(xué)生積極性和參與熱情，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新潛力，解決學(xué)生的后顧之憂，為每人每月提供適量的勞務(wù)補(bǔ)貼。需要說明的是，當(dāng)時(shí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)幾乎為零，因此，在這方面，涉及到專業(yè)需要專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的地方，首先通過簡(jiǎn)單講解，使他們能夠簡(jiǎn)單了解或簡(jiǎn)單記憶，然后初步查閱相關(guān)書籍，對(duì)此知識(shí)進(jìn)一步加深，同時(shí)要求他們做好標(biāo)記，將來學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課時(shí)可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和了解。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)理論知識(shí)通過實(shí)踐先有一個(gè)感性認(rèn)知，使學(xué)習(xí)者清楚理論知識(shí)會(huì)應(yīng)用于何處，在后續(xù)的理論學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者才會(huì)有的放矢，對(duì)理論學(xué)習(xí)或者對(duì)知識(shí)的了解更加深入。反之，同先學(xué)習(xí)理論，再實(shí)踐相比，必然理論學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)感覺枯燥、無味，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果差，對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解不深，從而使整體效果較差。

通過這種方式，使學(xué)生在實(shí)踐過程中深刻認(rèn)識(shí)何謂創(chuàng)新，如何創(chuàng)新，創(chuàng)新需要哪些要素等，同時(shí)使學(xué)生全面掌握了從文獻(xiàn)查閱、材料設(shè)計(jì)到焊接工藝設(shè)計(jì)，從材料組織分析到焊接性能綜合檢測(cè)分析的培養(yǎng)與訓(xùn)練，從而到達(dá)OBE的培養(yǎng)要求。

3 創(chuàng)新訓(xùn)練的實(shí)施過程

本研究基于CDIO和OBE工程教育培養(yǎng)模式，按照高等教育理論與實(shí)踐結(jié)合的基本教學(xué)要求，以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以創(chuàng)新能力的提高為基本要?jiǎng)?wù)，具體達(dá)到了如下研究目標(biāo)。

3.1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)與訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)的探討

以焊接專業(yè)為主，以現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，以校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地為輔助，研究創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中平臺(tái)的布局、構(gòu)成以及調(diào)配的合理性，使平臺(tái)更適合應(yīng)用于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高，最終，構(gòu)建實(shí)施齊全，搭建合理的焊接專業(yè)CDIO-OBE教育模式下創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺(tái)。

3.2 創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案及相關(guān)課程體系建設(shè)的研究

構(gòu)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程體系，研究理論課、實(shí)踐課以及以具體科研項(xiàng)目為載體的創(chuàng)新能力實(shí)訓(xùn)鍛煉在創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中的作用。根據(jù)課程體系特征，研究適應(yīng)性強(qiáng)、覆蓋面廣，具有充分可行性的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案。

3.3 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中教師隊(duì)伍建設(shè)研究

研究創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺(tái)建設(shè)、課程體系建設(shè)以及培養(yǎng)方案形成過程中與之相匹配的教師隊(duì)伍的建設(shè)方案，切實(shí)提高教師育人能力、創(chuàng)新培養(yǎng)能力以及實(shí)踐能力，最終形成一支與創(chuàng)新培養(yǎng)方案相配合的教師隊(duì)伍。

3.3.1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺(tái)建設(shè)的實(shí)施

平臺(tái)建設(shè)方面，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，補(bǔ)充焊接專業(yè)所必備的制樣、檢測(cè)及焊接設(shè)備；完善材料合成與制備設(shè)備，并充分與校外實(shí)習(xí)基地相結(jié)合，爭(zhēng)取校內(nèi)完成基礎(chǔ)創(chuàng)新的培訓(xùn)，校外實(shí)現(xiàn)工程能力的提高。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)緊扣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，增加實(shí)驗(yàn)室的開放性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的自主性，提高實(shí)驗(yàn)室教師的專業(yè)水平。

3.3.2 創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案及相關(guān)課程體系建設(shè)的實(shí)施

在培養(yǎng)方面，選取少部分學(xué)生作為試點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)情況，不斷地調(diào)整課程體系，以達(dá)到一個(gè)最佳效果，根據(jù)課程體系制定培養(yǎng)方案。本實(shí)施方案同現(xiàn)在的大學(xué)教育模式相比，主要采取“倒敘”的培養(yǎng)模式，分成以下六個(gè)階段：

(1) 立題或者選題階段。選定一定的具有創(chuàng)新性的科研課題，或以具體的科研項(xiàng)目為依托，讓學(xué)生直接進(jìn)入角色，在整個(gè)過程中扮演主要角色。

(2) 實(shí)施階段。通過教師與學(xué)生一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，其中存在的主要問題是學(xué)生的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備可能不足，此時(shí)反向去學(xué)習(xí)，或者根據(jù)知識(shí)需求“被動(dòng)”學(xué)習(xí)，通過查閱相關(guān)的資料或者書籍，補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)，使知識(shí)學(xué)習(xí)后立即能用到實(shí)踐中來。

(3)實(shí)踐階段。根據(jù)選定的課題，讓學(xué)生去操作設(shè)備、制備樣品、合成材料、觀察組織、分析材料，最后設(shè)定合理的焊接工藝，連接材料。這個(gè)階段和第二個(gè)階段互相重疊，即查閱資料與學(xué)習(xí)過程貫穿始終，在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)問題與解決問題并存，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

(4)總結(jié)階段。通過一個(gè)流程下來，使學(xué)生明白在專業(yè)范圍內(nèi)如何創(chuàng)新，如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，同時(shí)總結(jié)焊接專業(yè)方面的核心內(nèi)容與核心知識(shí)點(diǎn)。

(5)自主創(chuàng)新階段。由學(xué)生自行完成第一至第四階段整個(gè)過程，實(shí)現(xiàn)一次自主的創(chuàng)新。

(6)提高階段。通過創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在專業(yè)方面知識(shí)有一定的了解，在后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的過程中，可以對(duì)相對(duì)應(yīng)的專業(yè)知識(shí)有著更為深刻的認(rèn)識(shí)。

3.3.3 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中教師隊(duì)伍建設(shè)的實(shí)施

根據(jù)實(shí)施的不同階段，有專門的教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)，做到分工明確，專業(yè)性明顯，通過這種方式，構(gòu)建一支專業(yè)性強(qiáng)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)。

4 創(chuàng)新訓(xùn)練的結(jié)果

通過一個(gè)周期的創(chuàng)新訓(xùn)練，培養(yǎng)對(duì)象基本上掌握了簡(jiǎn)單創(chuàng)新的基本過程，能夠獨(dú)立進(jìn)行相關(guān)的科研選題、項(xiàng)目的開展以及后續(xù)的總結(jié)和論文撰寫工作。本次創(chuàng)新訓(xùn)練基本上達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

在工程教育模式下，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。在此，以CDIO-OBE培養(yǎng)模式為基礎(chǔ)，以提高工程素質(zhì)和工程素養(yǎng)為導(dǎo)向，以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為目標(biāo)，探索了CDIO-OBE工程教育模式下，焊接專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力提高的新途徑。通過對(duì)焊接專業(yè)創(chuàng)新能力的實(shí)踐與探索，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)明顯增強(qiáng)，學(xué)生的工業(yè)工程能力顯著提高，讓學(xué)生能夠找到展示自我的舞臺(tái)，使企業(yè)能夠找到對(duì)口的人才，達(dá)到學(xué)校、企業(yè)、生產(chǎn)多方共贏的結(jié)果。