王帅，张云洲，吴成东，陈东岳 

【摘    要】针对本科生对科技竞赛等创新实践活动缺少合理的规划和有序参与的现状，开展了创新人才“阶梯式”培养模式的探索与实践。从本科生创新人才培养的实际情况出发，结合大学四年的学习内容和学生的知识水平，提出了阶梯渐进式的创新素质培养方案，并提出建立学生创新团队以实现人才梯次成长与知识传承。实践结果表明，所提出的方案有助于推动学生在各类科技竞赛和专业学习中实现扎实的进步，使学生的自主学习能力和创新实践能力得到了显著提高，对于自动化类及电子信息类专业本科生的培养具有重要的理论意义和应用推广价值。

【关 键 词】创新人才、阶梯式培养、科技竞赛、创新实践活动、教育教学论坛

[基金项目]国家自然科学基金(61471110)

【作者简介】王帅，东北大学机器人科学与工程学院实验员；张云洲，东北大学机器人科学与工程学院教授，博士生导师；吴成东，东北大学机器人科学与工程学院副院长，教授、博士生导师；陈东岳，东北大学信息科学与工程学院副院长、副教授

[收稿日期]2019-7-16

以信息技术为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发，创新驱动的新兴产业逐渐成为推动全球经济复苏和增长的主要动力，将进一步加剧国际间的人才竞争 ^[1]。我国建设创新型国家以及从“中国制造”转型为“中国创造”的发展战略，要求高等院校尽快建立一套高效且易于推广的创新人才培养体系，以促进大学生创新能力的培养和提升。

国内高等院校在该领域已开展了广泛的研究，取得了积极的成果。然而，创新人才培养的现状是：与巨大的社会需求相比，我国高等教育尚未形成完备的创新人才培养体系，随之而来的是大学生创新能力普遍偏低、具备创新性思维的高素质人才存在巨大缺口，无法适应新技术、新产业的快速发展。因此，迫切的社会需求与严峻的教育现状，共同形成了创新人才培养体系改革的机遇与挑战。

一、 现状及分析

大学生创新能力培养是全世界教育界共同面对的重要课题。世界各国根据各自的国情和文化特点，提出了各具特色的创新人才培养思路。美国教育界提出一个“中心”、三个“结合”的创新人才培养模式，即以学生为中心，课内与课外相结合，科学与人文相结合，教学与研究相结合 ^[2]。日本高校的人才培养注重将个性化作为基本价值指向，加强技术与实践融合，促进交叉学科发展^[3]。英国高校非常重视独立意识与质疑精神，教师不是简单地把知识传授给学生，而是通过每周组织的学生讨论开展学习^[4]。

相对于国外的大学生创新素质教育，我国大学生在知识基础、实践能力、思维意识和人文素质等方面明显不足。为改善我国大学生创新能力薄弱的局面，国内与之相关的各类研究、计划、实践活动层出不穷，百花齐放^[5-7]，并已取得了积极的进展。例如，福州大学针对“光电信息与工程”专业，分析了在“立式阶梯”结构的实践培养模型下本科课程设置的合理性^[8]；南京工程学院构建了“阶梯式”实践教学模式，从基本操作技能训练到工程设计能力锻炼，最终实现学生综合创新能力的提高^[9]；上海市贸易学校从校企合作角度构建了以职业能力培养为主线、突出职业道德培养的“阶梯式”创新人才培养模式^[10]。然而，各高校的实际情况和各个专业学生的培养模式也存在较大差异，所采取的做法和模式也各有特色，尚未建立起可以复制且大规模推广的创新人才培养体系。

本文依托东北大学自动化类与电子信息类专业的学科优势，针对本科生在参与创新实践活动时缺少合理的规划、难以有序参与的问题，研究如何根据学生的知识水平、学习能力和实践能力，结合科技竞赛、项目研究等创新实践活动的难度和特点，分阶段有序开展创新能力培养工作，形成阶梯式创新实践活动链条，使学生在合理、连贯的培养计划中稳步提升自身的创新实践能力，取得了具有持续有效、可推广性的研究成果。

二、阶梯式培养模式的实施

2.1 合理规划，阶梯渐进式培养本科生创新能力

2012至2015年，对本校自动化类和电子信息类专业8个班级的本科生进行了问卷调查和座谈，目的是了解本科生对大学生活的认识和所持有的态度及看法。结果表明，相当数量的本科生是在混乱无序的状态下度过了四年大学生活，具体表现为“大一兴奋、大二迷茫、大三忙上课、大四愁工作”。造成这一现象的根本原因，在于学生缺少对学业的长期规划，在大学期间未能高效地开展专业学习。考虑到本科生在不同年级阶段的知识水平和心理状态，本文结合各类创新实践活动的特点构建了“基础训练－素质提升－创新思维发挥”的阶梯式培养机制，稳步有序地实现本科生创新实践能力的提升。

根据不同阶段的教学与实践活动的特点，阶梯式培养机制的实施步骤可概括为“大一夯实基础，大二初识专业，大三注重综合，大四实现突破”。具体的出发点是：大一学生尚未接触专业知识，因此鼓励其重视数学、英语、计算机等基础课程的学习，侧重于参加基础课竞赛，并通过参加基础实训和科普活动，培养其对创新实践活动的感性认识；在大二阶段，鼓励学生参加专业基础性质的科技竞赛（如电子设计大赛、数学建模大赛等）或科普创意比赛，初步培养学生分析和解决问题的能力；在大三阶段，根据专业特点和学习能力，有计划地组织学生参加智能车、嵌入式、机器人等专业性较强的综合性竞赛，鼓励学生参加创新性实验项目，锻炼和增强将专业知识应用于实践的能力，实现综合创新能力的阶段性突破；在大四阶段，根据学生在创新实践活动中表现出的能力和水平，鼓励和引导其参加实际科研项目，充分发挥学生的创新性和动手能力，贴近社会需求开展研究工作。

表1给出了本科生阶梯式渐进培养的基本规划表，涵盖了本科生的四年大学生活。 作为阶梯式培养的反馈环节，我们对各个阶段给出了结果评估的基本依据。

表1 本科生阶梯式渐进培养的基本规划表

2013级自动化专业本科生米威名的成长过程，显示了“阶梯渐进式培养”的积极成效成效和必要性，也是项目组在近十年来积极开展阶梯式培养的基本依据之一。米威名在专业学习方面十分努力，但对于创新实践活动的接触不多，一时未能有效锲入。在指导教师的引导下，米威名从基础理论开始夯实基础，随后在科技竞赛、创新项目、集体活动中稳步成长，取得了令人瞩目的成绩。从大一至大三，米威名的学习成绩始终稳居自动化专业第一名，并获得了国家奖学金、刘大阶奖学金、方文玉奖学金。在实践活动方面，指导组带领他从数学建模竞赛入手，先后获得了辽宁省二等奖（2014年9月）、国际数模二等奖（2015年2月）和全国数模竞赛一等奖（2015年10月，全校仅1项），逐步从参加者成长为一名有担当、有威望的小组长。2014年，米威名荣获沈阳市市长奖学金，成为信息科学与工程学院学生会主席，2015年10月以项目负责人身份带领同学获得国家级大学生创新性实验计划的国家级项目，以第一作者发表国际会议论文一篇并被EI检索，申请国家专利一项。有着丰富创新实践经历的米威名，在本科生中间形成了很高的威望，先后荣获东北大学优秀学生干部标兵、沈阳市优秀大学生、沈阳市优秀团学干部、沈阳市十佳大学生等荣誉，为本科生阶梯式创新素质培养提供了可参考的成功范例，也激励了更多本科生积极投入创新实践活动。

2.2 建立学生创新团队，实现人才梯次成长与知识传承

学生团队在创新人才培养过程中有着无可替代的作用。根据“项目驱动，长线培养；重视竞赛，全面育才”的基本方针，项目组组建了学生创新团队，取得了很好的培养效果。在学生团队的构建过程中，采取的创新性做法包括：设置梯次架构，构成完整的上升通道；优化实践活动，实现互补的培养方式；重视品德教育，培养积极正面的创新人格。

根据自动化类与电子信息类专业的特点，学生团队按研究方向设置若干项目小组。按照专业能力和基础，团队成员分别承担相应的工作，按照“预备队员-正式队员-项目小组长-专业组长-团队负责人”递进模式，形成了完备的“五级台阶”人才上升通道。本科生加入学生创新团队后，通过努力参加各项实践活动，激励自己一步一个台阶地稳步成长；与此同时，通过老队员带领新队员实现经验传承和知识积累。在实践能力锻炼方面，采取“点线结合、优势互补”的模式，以科研项目为主线，将科技竞赛作为重要节点分布于整个培养过程，通过互补优势使学生创新实践能力从简单到复杂、从单一到综合地稳步增强。考虑到当代大学生多数是娇生惯养的独生子女，意志力薄弱且缺乏韧性的现状，项目组高度重视学生创新团队的文化建设，积极推动学生重视创新人格的培养。指导教师十分注重言传身教的结合，从细节和小处着手，将对责任感的培养渗透在教学活动中，教会学生对自己负责、对家庭负责、对同伴负责、对社会负责，树立强烈的主人翁意识和高度的责任感。

基于上述新颖的做法，学生创新团队形成了踏实、积极、热情的氛围，培养了一大批优秀的本科生，项目组成员所指导的学生创新团队每年的在籍成员约30人。计算机专业本科生、中国青少年科技创新奖获得者白秋石同学，正是在学生团队中逐步成长起来的优秀代表。在大二上学期加入学生团队后，白秋石以数学建模竞赛为起点，先后获得了国际和全国数模竞赛一等奖、智能车竞赛全国特等奖、创新实验项目优秀项目等奖项，创新实践能力得到了极大的提升；在此过程中，一步一个脚印地从数模竞赛预备队员、智能车竞赛主力队员、创新项目小组长，成长为东北大学第一届学生科协主席，最终荣获了中国青少年科技创新奖。

三、实施成效及进一步工作

在坚持不懈的努力下，项目组的创新人才培养工作已初见成效。所指导的学生在各类本科创新实践活动中取得了优异成绩，一大批具有科研探索精神和创新实践能力的学生脱颖而出。其中，4人荣获全国青少年科技创新最高奖项——中国青少年科技创新奖（占东北大学获奖总数的2/3），12人获得辽宁华育大学生、大学生年度人物等奖项。30人被评为辽宁省优秀毕业生，2人先后当选东北大学大学生科协主席，12人的本科毕业论文被评为东北大学优秀学位论文，30余名本科生入选东北大学大学生年度创新人物。

鉴于项目组的专业范畴，实施创新人才培养的活动主要集中在自动化类与电子信息类专业。如果结合相关专业的教学规律和特点进行调整，项目组的研究成果可以在更宽泛的信息类专业范围内进行推广和应用。这样不但有助于检验和完善项目研究成果的适应性、先进性、实用性和有效性，并且可以扩大研究成果的受益面。

此外，本项目的国际合作范围有待于扩大，国际合作研究内容有待于深入，国际合作交流的深度与层次有待提高。在国际交流合作中，将汲取适合国内教育规律的优秀经验，使创新型人才的培养能够与国外先进教学方式接轨。

参 考 文 献

[1] 吴爱华等：《加快发展和建设新工科，主动适应和引领新经济》，《高等工程教育研究》2017年第1期。

[2] 张晓鹏：《美国大学创新人才培养模式探析》，《中国大学教学》2006年第3期。

[3] 李哲等：《日本教育技术的研究历程与发展趋势》，《现代教育技术》2017年第1期。

[4] 张美英等：《中外大学生创新教育模式的比较研究》，《内蒙古农业大学学报》2012年第4期。

[5] 林健：《注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式》，《中国高等教育》2011年第6期。

[6] 高云鹏等：《开放实验室与学科竞赛平台相结合的创新人才培养模式》，《实验技术与管理》2012年第4期。

[7] 刘有耀等：《工程应用型创新人才培养模式研究与实践》，《高等工程教育研究》2015年第5期。

[8] 陈恩果等：《“立式阶梯”实践培养模型课程体系设计及验证》，《高等工程教育研究》2017年第4期。

[9] 林健等：《工程应用能力阶梯培养模式的创新实践》，《高等工程教育研究》2011年第6期。

[10] 王艳：《基于校企合作的“阶梯式”创新人才培养模式研究》，《教育教学论坛》2015年第18期。