高校迭代式创新实践人才培养模式探究

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高校迭代式创新实践人才培养模式探究赵娟金星谢桂辉中国地质大学（武汉）自动化学院摘要：在分析迭代式创新的概念和内涵后，以“设计型学习”和“产学研结合”为基础，将迭代式创新疲用于高校工程科技人才培养，探究了一种迭代式创新实践人才培养模式，并构建了一套完整的人才培养方案，归纳了此方案顺利开展所需的持定条件，对高校人冰培养具有一定的研宄参考价值。关键词：迭代式创新;设计型学习；产学研;人才培奍;作者简介：赵娟（1979一），女，湖北孝感，硕士，讲师，创新实验室主任，主要研究方向为电子设计、智能车、康复机器人.E-mail:zhaojuan0859@cug.cdu.cn收稿日期：2017-05-03基金：中W地质大学（武汉）2016年本科教学工程项目“电子信息类大学生迭代式科技创新平台建设”（ZL201601）ExplorationontrainingmodeofiterativeinnovativeandpracticaltalentsincollegesanduniversitiesZhaoJuanJinXingXieGuihuiSchoolofAutomation,ChinaUniversityofGeosciences;Abstract： Intheanalysisoftheconceptandconnotationofiterativeinnovation,andbasedon“Design-orientedlearning”and“Combinationofindustry,universityandresearch,’’theiterativeinnovationisappliedtothetrainingofengineering，scienceandtechnologytalentsincollegesanduniversities.Aninnovativetrainingmodeofpracticaltalentsisexploredandacompletetalenttrainingprogramisworkedout.Thespecificconditionsaresummedupforthesmoothdevelopmentofthisprogram,whichhascertainreferencevalueforthetalenttrainingincollegesanduniversities.Keyword：iterativeinnovation;design-orientedlearning;industry;universityandresearch;talenttraining;Received：2017-05-03将迭代式创新映射到高校人才培养领域，借鉴其理念，以科创基地为载体，建立设计型学习的教学过程，实施产学研结合的协同育人机制，提出一种迭代式创新实践模式，实现工程实践培养方案的不断优化，以及应用型、创新创业型、复合型工程科技人才培养的目标。1迭代式创新的概念与内涵1.1迭代式创新的概念“迭代”源自数学概念“迭代计算”，是指从一个初始估计出发，寻找一系列近似解，发现一定的问题求解区间，从而达到解决问题的目的Ill。它是为了不断逼近所需的目标或结果进行的重复反馈过程的活动。“迭代式创新”是一种将“迭代”与“创新”相结合的创新模式，即以己有的创新理论为棊础，运用迭代法，通过对具体的创新要素进行迭代，使创新效率倍增m。创新工场创始人兼首席执行官李幵复将之描述为:首先针对一小批用户,做出产品雏形，以最小成本快速验证产品价值，然后滚动发展，增加或整合更多的产品功能拉1。与传统创新模式相比，迭代式创新更加灵活，能够以最小成本和最低风险，根据需求的变化及时作出调整，更符合创新过程中的不确定性特点。1.2迭代式创新的内涵(1)迭代式创新是将一个长期的创新过程分割成若干个短周期进行。每个短周期都是一个独立的工作循环，可控可观，且分配有一个或多个创新任务。创新项目不同，相应迭代周期长短也不相同，1周或1个月等。一个周期完成后，可单独对其创新成果进行评估，研宄讨论对全局性的影响，通过后将所得结果带入下一周期0 (1)迭代式创新是开放型、重复反馈的过程。每一次迭代周期都不仅仅局限于一个封闭系统，而是深入所有创新项目，均衡协调各周期内外资源，挖掘创新因素，对创新成果进行有效、及时的评价和反馈，并基于这些评价和反馈，调整专业技术知识结构及管理制度，不断修正和完善创新方案。(2)迭代式创新是循序渐进的过程，实现整体螺旋式上升的协同优化。将短周期的创新成果协同到整个创新体系，能对后续的创新活动起到支持和指导作用，实现各创新流程间的联结化和内在化。经过每个迭代周期的反馈与叠加，让创新结果呈现螺旋式上升的特点，又更完美地向预期目标靠近了一步。2迭代式创新实践人才培养模式的理念迭代式创新实践人才培养模式强调的是采用迭代式创新方法，充分利用高校现有资源和创新成果，设计创新实践流程雏形，并将其始终置于一种开放、持续和协同的状态。每次迭代屮，都积极寻求项目检验、师生反馈、总结经验和提升认知，不断调整人才培养方案，以期更好地满足工程科技人才培养需求，释放更多的创新效用和创新成果。2.1设计型学习设计型学习起源于西方教育，是一种面向真实制品的学习方式。它被解释为“学生参与到设计屮有意义地学习学科知识和设计技能”Ill。已有的研宂及实践表明，设计型学习在促进学习者的创新、协作能力等方面效果明显。设计型学习的一般过程如图1所示。图1设计型学习流程下载原图设计型学习流程一般为:教师给学生提出挑战任务;学生首先凭借己有经验，考虑原有类似问题的解决方案及它们适用于新情境的可能性；当提出设计作品的解决方案后，对其进行评估和调研，并推导出新的设计方案;之后，重新修订设计作品，展示相应成果m。同时，教师可从学生设计的作品反馈中，对学生的知识结构进行整合，重新修改和设计挑战任务。可以看出，设计型学习在探宂过程中，运用了“初设一优化一形成新作品”的迭代过程。借助设计型学习，迭代式创新实践人冰培养模式能够实现理论知识回顾、设计实践操作、创新思维锻炼的有机结合。这种范式达到了“知、行、创”的统一，显现了工程实践教育的工程性、探究性和创新性等特点，为迭代式创新融入工程科技人才培养的创新平台建设提供y参考维度。2.2产学研结合 产学研结合是指以企业为主体、市场为导向，使企业、高校和科研机构木着优势互补、资源共享、互利共赢的原则而开展的创新实践活动。它是科学技术和高等教育发展的产物，是市场经济和知识经济时代的必然选择［6］。产学研结合强调学生参与企业的开发和生产活动。而各企业进行产品的幵发和生产工作，恰恰是迭代式创新应用于实践的代表性体现，如图2所示。企业根据市场大致需求迅速启动开发，将短周期的小项目设置为一次迭代，每一次迭代都包含了设计、实现与测试。采用这种方法，企业可以在一次迭代中完成系统的部分功能。在将待检验的产品交付给领先用户后，通过用户反馈来进一步细化需求,并开始新一轮的迭代，不断优化设计和完善产品。图2企业迭代式模型下载原图借鉴“产学研结合”，迭代式创新实践模式能让学生接触企业，实现理论联系实际、创新实践锻炼、创业思维形成的有机结合。同时，教师能及时了解学科前沿动态及社会人冰需求，将新知识和创新性思维及时融会于日常教学过程中m。这种方式致力于满足市场需求和解决实际问题，彰显出迭代式创新应用于工程科技人才培养的指导意义和可操作性。3迭代式创新实践平台建设方案依据“设计型学习”和“产学研结合”，对现有大学生科技实践创新基地的相应平台建设方案进行知识、技术、管理等方面的升级迭代，设计一套完整的人方培养目标方案。此方案适用于大一到大四的学生从事课外科技创新性实践活动和高水平科学研究，以实践课程培训、讲座、课题设计、技术开发、学科竞赛、承担项目等形式分层次展开。方案分为实验室培训、企业工程实践和实验室研发3个阶段，之间形成反复、递进的迭代关系，学科竞赛和创新项目的活动方式贯穿始终，如图3所示。每一阶段完成后需经过考核。考核不通过者继续留存木阶段，通过者则走向下一个流程。企业工程实践阶段和实验室研发阶段也可以反复转换，借助各自创新优势，互相促进。图3迭代式创新实践方案流程下载原图3.1实验室培训实验室培训阶段是迭代式创新人才培养的基础。面向全校招收学生，鼓励学科交叉融合组队，以“设计型学习”的方式展开，开设初级、中级、高级3个组別的 培训课程，逐步提高学生的工程设计水平和激发其创新潜能。培训内容由浅入深，任务由易到难，如表1所示。从实践型的基本专业知识到相应前沿技术的系统设计，从最初的“模仿设计”到后期的“自主设计”，从完成一般任务到强调“迭代创新”，递进式地针对不同层次的学生展开有效的、专一的、创新性的培训，逐步增进学生对相关知识的灵活掌握，提升其自主创新能力。表1实验室培训内容和任务下载原表在实验室培训过程中，定期安排检查、汇报、提问、探讨等交流讨论环节，督促学生团队尽力完成预期目标时，也能让各队员及时了解他人进展和技术所长。同吋，鼓励和指导学生参加相关科技竞赛及科技创新项0申请，客观地衡量学生自身的才智、兴趣度和已具备的创新实践能力等，以此作为考核的依据之一。可见，迭代创新模式融合于此阶段的3个组别。首先，每个培训内容独立可控，可往复迭代设计过程和任务指标，促进培训内容的不断优化。其次，运用迭代思维设立了考核制，根据考核情况决定学生是否通过木组别培训，迭代其学习过程。通过完整的3个组别培训，保证学生的系统全局分析能力、闭队协作与沟通能力、实践能力等得到锻炼与强化，达到工程科技人才培养需求的相应素质指标。另外，在培训过程中，学生可留下宝贵的设计经验和技术知识资源，提供一定层面的技术知识迭代，且各届培训生间形成的有益有效反馈，能推动管理制度的不断精进。3.2企业工程实践企业工程实践是迭代式创新实践人才培养的关键环节。以“产学研结合”方式，将高校的实验室环境与企业的生产现场环境有机融合于人才培养过程中，为培养符合社会需求的工程科技人才打下坚实的基础。根据专业特色、技术需求、发展趋势等寻找合适企业，建立校企联合培养基地，协商和制定相应培养计划，并挑选优秀学生进入企业。期间，企业导师承扪学生在企业里的应用型知识的教授，以及各项实践环节的安排和把关，包括参观企业、操作技术学习、技术研发、共担课题讨论、顶岗实习等，让学生以职业人的身份，直接感受企业生产经营管理，并承担企业规定的责任和义务。校内指导教师负责学生的理论知识学习，并对学生校外实践进行全程追踪监督，严格控制实践环节的质量。考虑学生的时间和条件限制，采用在校学习与工作实践交替进行的“弹性”学习制度，允许学生自主选择企业的实践环节、学习方式和学习时间，既保证其企业实践训练时间和质量，也保证其学校的学习时间和任务。在此阶段，学生通过参加企业真实工作环境下的迭代式项目研发与生产，可以提高应用第一阶段所学知识解决实际问题的能力，感受创业过程和增强工作适应能力，激发对知识的渴求及创新创业灵感，并实现一定程度的科技成果转化。 这些能力，同样也是工程科技人才培养需求的相应素质指标内容。3.3实验室研发实验室研发阶段是迭代式创新实践人才培养方案的重要反馈环节。此阶段进一步结合了“设计型学习”和“产学研”，将企业资源适当地引入高校内，是培养学生发现问题并寻找解决方法的过程，也是训练和培养学生的工程能力、创新能力及创业能力的过程。学牛.将在企业工程实践过程中发现的未解决和待探索的问题带回实验室，中请相关科技创新创业项0，或作为相关科技竞赛的选题，进行探索性和研宄性学习和实践。这类模式的项目或赛题与企业的生产、产品研发有一定的关联，具有一定的可操作性、前沿性和实用性，质量和创新价值高，能做出高水平的成果。不仅能在某种程度上解决企业的技术难题，也能为相应的技术转化提供素材，更好地服务于社会。参加企业工程实践后冋校的学生所带冋的巨大信息，是此迭代环节的重要创新因素，它包括实地工作后所得的经验、当今科技发展的动向，以及企业对人才的要求等，对于高校的人冰培养模式探宄都是极其宝贵的资源。更重要的是，实验室可以根据此反馈信息对当前人才培养计划和方案进行改进，使其更加符合当前经济社会发展的需求，紧跟科技发展的脚步。4迭代式创新实践人才培养模式的优势(1)目标明确，不断优化。以培养应用型、创新创业型、复合型工程科技人才为目标，设计的每一个迭代流程能实现人冰培养需求中的一个或多个素质指标，且方案具有可控、可观、可重复和循序渐进性，可实施性强。在迭代过程中，关注师生反馈，及吋发现问题，不断调整和优化方案细节，实现从“好”到“更好”的螺旋式提升。(2)创新周期短，效率高。将整套方案分割为多个迭代短周期，每个周期只解决一个或儿个主要实践任务，这样可以在1年半或2年的时间内完成整套流程，而K,方案是在开放的平台上进行，当完成一个或几个迭代周期时，可进行相应的创新成果公布，小步快跑，能够实现快速创新。(3)勇于创新，成功率高。在迭代过程屮鼓励学生专业交叉融合组队，不断吸收内部和外部的创新能量，敢于将不同设计方案交叉融合渗透，实现创新想法，即使局部失败也不会破坏整体创新流程。利用技术知识和实际问题的有效结合，提升方案细节，让培养人才的质量更贴近社会市场需求，同时，也能创造一些新的空间，来配合推进相应技术和产业的进步。 5迭代式创新实践人才培养模式的实施条件迭代式创新实践人冰培养模式在实施过程中对高校的实验室资源、师资力量、机制建设等方面都有一些特定的要求。如果不具备和应实力和优势，仅仅是表面化、U号化，迭代式创新实践人才培养模式的实施效果则会大打折扣。5.1实验室资源配置合理高校应能够提供足够的实验室场地、先进的仪器设备和良好的科研训练环境。首先，迭代式创新实践模式以实践训练为主，且迭代次数多，要保证学生实践过程的独立性、连续性和完整性，须有充足的能满足相应实验功能的实验空间，并鼓励建设开放性实验室，为学牛.提供自主的教学实践环境。其次，实践内容大多是具有创新性和探索性的实验，有的甚至是国际学科前沿，因此对仪器设备的要求比一般教学类仪器设备的要求要高。另外，创新实践训练必须在良好的学术环境中进行，让学生在浓厚的氛围中受到潜移默化的影响，促进其行为、态度、人格等的全面发展。5.2师资队伍结构合理创新团队教师队伍应是一支具有强烈的创新意识和创新能力的高层次专业人才组成的队伍。首先，创新团队教师要有创新的思想素质、创新的科研能力和教学能力，冰可能更好地传授学生多元化、多层次的知识，培养其自主学习的能力，激发其创新意识M。其次，创新团队教师要有合理的年龄结构、学科专业结构和知识层面结构，才能相互弥补由学业专攻带来的能力局限，培养高水平、高质量的创新型人才。另外，创新闭队教师要冇良好的闭队合作意识和协作精神，才能凝聚团队创新力量，营造宽松、积极的科研学术环境，实现人才培养的可持续发展。5.3运行机制设置合理高校应形成与我国经济社会发展的内在要求相适应的协同创新有效机制，以学生创新创业实践能力培养为核心，健全相应管理体制、激励机制和资源共享机制等。首先，以科技实践创新棊地为纽带，成立管理机构，确立各创新资源的单位或部门的协调机制，明确责、权、利及成果归属等，保障后期的机制运行有章可循。其次，鼓励和支持各项创新创业活动，优先支持高新技术研发活动，对有突出贡献的人才或团队给予物质和精祌奖励，促使各方参与创新人才培养方案的积极性。另外，把高校与企业，其至其他高校的创新平台冇机结合起来，完善资源共享机制，提高资源利用率，形成共生共蠃、互惠互利的关系，更好地推动人冰培养方案的进行。6结语迭代式创新方法是对传统创新方法的细化和延伸，将一个长的创新周期变成若干个短小周期，每个短周期可控可观，可重复反馈，iL循序渐进，形成-种更灵活、更快速、更实用的创新方法。运用迭代式创新方法，高校创新实践人才培养能吸收更多并行、多角度、多层次的创新资源和创新要素，可以为高校提供一种新的创新理念和模式，有助于解决高校人冰培养过程中存在的周期长、成本高、成功率低等问题。 本文较为系统地探究了迭代式创新的概念和内涵，结合“设计型学习”和“产学研”，将迭代式创新应用于高校人才培养，并构建了一种迭代式创新实践模式的人冰培养方案，归纳其所需特定条件，期望为工程教育改革提供一些有益的参考。将迭代式创新应用于高校人才培养领域尚处于研宄初期，在方案设计、实施过程、创新效果等方面，还有待更深入地探索和挖掘。参考文献[1]黄艳，陶秋燕.迭代创新:概念、特征与关键成功因素[J].技术经济，2015(10):24-28.[2]惠怀海，梁工谦，马健诚.迭代创新模式与流程研宄[J].软科学，2008,22(1):117-121.[3]张腾，王迎军.迭代式创新的研宄与实践发展[J].现代管理科学，2016(10):100-102.[4]YaronDoppelt，MatthewMMehalik，ChristianDSchunn.EngagementandAchievements:ACaseStudyofDesign-BasedLearninginaScienceContext[J].JournalofTechnologyEducation,2008，19(2):30-39.[5]王佑镁.设计型学习探宂性教学新样式:兼论尼尔森的逆向思维学习过程模型[J]•现代教育技术，2012，22(6):12-15.[6]刘力.产学研合作的历史考察及比较研究[D].杭州:浙江大学，2001.[7]侯海军，马成海，杨立敏.论产学研结合与高水平大学建设[J].中国高校科技与产业化，2007(12):72-73.[8]申彩芬，王滨，陈娜.高校创新型师资队伍结构特征与构建策略研宂[J].石家庄经济学院学报，2011,34(5):134-137.