“人工智能+新工科”背景下创新创业能力培养模式探究

2023-01-16

2015年5月, 国务院发布了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》, 明确提出:“要全面深化高等学校创新创业教育改革, 通过采取相关措施和加强组织领导, 到2020年建立起全新的高等院校创新创业教育体系, 培养出质量高、创新创业能力强的人才。”2017年2月18日, 教育部召集30所国内高校召开了高等工程教育发展战略研讨会, 并达成了“复旦共识”, 即“新工科建设和发展要以新经济、新产业为背景, 树立创新型‘新理念’, 探索人才培养‘新模式’, 打造工程教育‘新质量’, 建立教育‘新体系’, 实现我国从工程教育大国走向工程教育强国。”随后在2017年6月9日, 教育部在北京审议通过了《新工科研究与实践项目指南》, 明确提出:“从人工智能、智能制造等新技术出发, 在现有工科专业的基础上探索新领域和新方向, 形成一套新的课程体系;通过跨学科、跨专业的方式培养具有多学科交叉融合的工程人才, 最终形成新的人才培养方案、师资队伍和管理模式;通过完善工科人才“创意—创新—创业”教育体系, 形成以创新创业能力为导向的培养模式。[1]”

为了紧跟人工智能相关研究及产业的发展步伐, 需要政府和相关企业不断投入大量的时间和经费, 培养大批具有人工智能背景的现代化人才;更需要高等院校从发展“新工科”的战略高度出发, 不断发展以人工智能为基础的交叉学科及专业, 培养具备人工智能等相关技术研发及应用能力的创新创业型人才。然而, 目前我国的创新创业课程并没有很好地融入到工科专业教育教学中。因此, 急需在“人工智能+新工科”背景下深入探讨创新创业教育的培养模式, 将创新创业教育有效地融入到“人工智能+新工科”教育中, 以利于培养符合“中国制造2025”和创新创业发展战略的工程性人才[2]。

“人工智能+新工科”的本质可理解为“人工智能时代下, 为应对新科技及新产业革命, 工程教育的发展及主要目标是培养具有创新创业意识、精神和实践能力的新时代工程性人才。”为实现该目标, 本文从培养目标、课程体系、实践平台、师资队伍等方面进行了较详细地阐述。

一、树立人才培养新理念, 明确培养目标

2018年3月7日上午, 习近平总书记在广东代表团参加审议时强调:“发展是第一要务, 人才是第一资源, 创新是第一动力;科技创新是建设现代化产业体系的战略支撑, 广东是改革开放的排头兵, 应积极参与“一带一路”建设, 加强创新能力开放合作。”

髙等院校是培养高素质人才的主阵地, 更应明确其人才培养目标。在秉承“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的“两重两强”人才培养理念的前提下, 以行业需求为导向, 注重“知识、能力、素质”三方面的协调发展, 着力培养具有较系统的学科知识背景、能适应时代发展和变更、具有创新意识和精神的工程技术双创型人才。

作为合格的双创型机电类人才应具备以下能力:具备较全面的基础理论知识和较扎实的专业知识, 具备分析、仿真、调试和设计等基本技能, 具备分析和解决基本实际工程问题的能力, 具备运用现代化手段获取资讯并不断学习和进步的能力, 具备严谨的科学素养和良好的团队协作精神。

二、将创新创业教育贯穿于高职教育全过程, 创建系统的创新创业课程体系

为实现将理论与实践相结合, 培养具有创新意识和创新能力的双创型人才, 应遵循“面向全体、分类施教、结合专业、强化实践”的教育理念, 不断探索符合行业需求和学生发展规律的课程体系。根据个体能力形成的层次性及阶段性, 对机电类人才培养方案进行修订, 需实现的能力目标分别是基础能力、必备能力和拓展能力, 以此确立对应的知识目标和教学方案, 形成以能力培养为主线的机电类双创型人才培养体系。

依据能力培养的递进性, 将创新创业课程进行分类, 即双创报告类课程 (一般开设于大一第一学期) 、双创通识类课程 (一般开设于大一第二学期) 、双创核心类课程 (一般开设于大二第一学期) 、双创实践类课程 (一般开设于大二第二学期) 和双创交流类课程 (一般开设于大三第一学期) 等5大模块, 课程之间相互依托和逐层递进, 以此构建系统的、科学合理的创新创业课程体系。针对学科性质, 开设学科前沿、创业基础、就业创业指导等公选课和必修课, 开设交叉学科课程, 建立在线开放课程学分认定制度, 最终为机电类专业的创新创业教育提供课程支撑。

三、改革教学方法和考试模式

针对当前大学生的学习和个人特点, 各高等院校应全面开展混合式教学方法的应用, 如案例教学法、任务驱动法、讨论式教学法、项目教学法等多方法的有机结合, 倡导教师将前沿科技、最新热点问题、项目研究等带入课堂, 着重培养学生发散思维和知识拓展能力, 激发学生的学科兴趣和创新创业灵感。教师应充分运用信息化技术, 开发丰富的教学资源, 方便开展线上线下教学和随时随地学习。课程考试作为教学过程中的重要环节, 应从考察学生的知识运用及解决问题的能力出发, 改变以往“只重期末分数, 忽视能力考查”的传统考试模式, 可通过项目探究、课程设计等方面综合考查学生的专业素质和技能。

四、构建创新创业教育实践平台

高等院校应加强与企业之间的合作, 共建创新创业实践基地, 为学生创新想法和创新能力提供必要的条件和机会。例如, 通过校企合作项目和毕业实践, 学生可以进入企业学习实际生产能力, 了解先进的技术, 提升个人的专业素养和实践能力, 并运用所学知识解决企业面临的一些问题, 为企业创造价值。同时, 企业可以利用高校丰富的教学和人力资源, 创新产品或生产过程, 解决困难, 迎接挑战。校企之间的合作为学生提供了实践和学习的机会, 也为教师将创新创业教育融入到教学实践和学术研究提供了渠道, 同时解决了企业用人难的问题。

高校应根据专业需求创建有利于师生双创发展的创新创业空间, 例如, 创客空间和开放实验室, 以此为学生提供实践机会和促进经验交流。目前, 普林斯顿大学、加州大学、康奈尔大学、哈佛大学、耶鲁大学等世界知名高校都已建设了成千甚至上万平方米的创新创业空间, 以供全校师生员工及校友等人进行创新创业的学习及研究。同时, 为了方便相关项目的合作及沟通, 他们还经常举办一些双创论坛或研讨会。

高校应充分利用现有资源、开发潜在资源, 建设创业孵化基地和大学生创业园, 定期和不定期举办创意设计、创业方案等相关专题的竞赛, 支持学生成立创新创业社团和开展创新创业报告会、讲座或活动。

五、确立创新创业教育的学科地位

创新创业是时代发展和社会进步的必然趋势。在“人工智能+新工科”背景下发展创新创业教育, 需要学校和教师引起高度重视。

首先, 学校应从大方向上去引导和支持, 大力宣传创新创业的必要性和重要性, 将创新创业教育纳入改革发展的重要议事日程上。给予足够的人力和物力以支助相关教学工作的开展, 同时积极鼓励工程技术类专业教师结合当前人工智能及新工科的发展趋势, 就目前遇到的问题, 进行跨行跨学科研究, 不断拓展研究的宽度和深度。在平常的教学过程中, 在条件允许的范围内, 尽可能多地为“人工智能+新工科”教学工作的开展, 创造适宜的环境和条件[3]。

其次, 作为教学的主体—教师, 应强化自身的双创意识, 充分认识到创新创业的重要性。主动了解当前“人工智能+新工科”面临的主要问题, 积极到同类知名院校参观学习, 向有经验的教师探讨交流, 取长补短, 弥补教学和研究过程中的不足之处。在教学和研究的过程中不断探索, 将创新创业的理念融入课堂, 结合时代特征, 以培养具有创新创业意识、能力的工程性学生为使命, 将理论转变为实际的生产力, 造福社会。

六、培养具有创新创业素质的“人工智能+新工科”教师

教师是知识传递的主要媒介, 当前, 高等院校创新创业教育面临的主要问题是创新创业师资的匮乏, 其中, 以“人工智+新工科”为背景, 将创新创业教育融入专业教育的教师更是少之又少, 这严重不能满足学生创新创业的师资需求, 也影响了时代的发展。因此, 以“人工智+新工科”为背景, 发展创新创业教育, 还应培养具有创新创业素质的优秀教师。

首先, 选拔一批具有先进创新创业思维和能力、教学理念和方法的优秀教师组成一个创新创业先锋团队, 定期和不定期开展创新创业的交流会和研讨会;将加强教师创新创业意识和能力培养作为教师培训的一部分内容, 鼓励教师带领学生进行创新创业, 并将其成果转化。其次, 机电类专业教师应坚持“走出去”与“引进来”相结合的原则, 将一些优秀专业教师送至知名企业进行培训和挂职锻炼, 学习新技术和新方法, 将其运用至平常的教学和研究工作中[4]。再次, 聘请企业知名专家到校授课, 将企业的实际项目带至课堂, 有利于学生尽早形成工程思维, 从项目中找到创新创业点, 为后续的创新创业能力培养提供实践和理论基础。最后, 机电类教师应利用现代化技术, 利用“互联网+”的手段, 开创一系列创新创业的在线开放课程, 有利于“人工智能+新工科”教育方法和模式的进一步传播和研究。

七、完善创新创业保障制度

当前, 创新创业教育已逐步受到各高等院校的重视, 各高校纷纷出台相应的政策以保障创新创业教育的有序进行, 有效地促进学生的创新创业能力培养。

首先, 学校应成立由校长、各处室负责人及各二级学院负责人成立创新创业教育工作领导小组, 从领导层面做好创新创业相关工作和重要决定, 而基于此设立的创新创业教育工作领导小组办公室应协调好各项创新创业工作的有序进行[5]。其次, 成立创新创业教育学院, 统筹全校的创新创业教育资源, 为“人工智能+新工科”的跨学科融合提供条件和实践平台。再次, 学校应设立创新创业保障经费, 以利于双创教育工作的顺利进行。最后, 通过组织在校师生积极参加各类创新创业大赛及设计大赛, 举办“人工智能+新工科”方面的活动等, 如创新智能制造设计大赛, 切实提高学生的创新创业意识和实践能力。

八、结语

“人工智能+新工科”给我国带来的既有机遇也有挑战。高等院校在此背景下研究创新创业能力培养模式, 应从明确人才培养目标、创建系统的课程体系、构建教育实践平台、确立学科地位、培养“人工智能+新工科”教师、完善保障机制等方面抓手, 以促进创新创业教育的有序进行。

机电类专业的特点决定其必须在夯实专业教育的基础上, 大力发展创新创业教育, 两者相辅相成, 相互促进。“中国制造2025”给机电类专业带来了新生机和新挑战, 高等院校应把创新创业教育融入到“人工智能+新工科”教育项目及课程中, 同时结合当前高等院校教育发展现状, 创新教学思维、理念和实践, 开创一套以“人工智能+新工科”知识为主的课程体系, 培养一批具有创新创业精神、辩证思维能力、解决和处理问题、良好团队协作精神、终身学习、既具有工程技术基础又具有领导力的创新创业型“人工智能+新工科”人才。

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“人工智能”一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。从那以后, 研究者们发展了众多理论和原理。

摘要：随着人工智能时代的到来及我国创新驱动发展战略的实施, 当前我国高等教育机构新的使命和价值追求已成为建设工程教育强国和培养更多具有创新创业能力的技术型人才。文章从“人工智能+新工科”建设的本质和内涵出发, 以机电类专业为研究背景, 就明确培养目标、创建一套创新创业课程体系、重点打造融合型师资队伍、完善创新创业保障制度等方面作了较深入的探讨, 总结出了适用于高等院校培养符合现代化社会发展和行业需求的创新创业型人才的方式和方法。

关键词：人工智能,新工科,创新创业,培养模式