新工科背景下本科生导师制CDIO培养模式的构建.pdf
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1、新工科背景下本科生导师制培养模式的构建CDIO赵祯霞赵钟兴周利琴李晶(广西大学化学化工学院,广西南宁53 0 0 0 4)【摘要】随着我国高等工程教育向新工科时代的迈进,全国高校开启了探索新工科高等工程教育的尝试和改革。以学生为中心的工程教育专业认证和以面向未来产业需求为导向的卓越工程师教育全面拉开。在此过程中,本科生导师制成为当前新工科背景中研究型高校推行一流本科教育的新型人才培养方式。文章主要针对本科生导师制中普遍存在的“研究生模式”简单套用所导致的本科生培养目标不明确、形式化严重以及反馈机制乏等问题,提出基于CDIO培养模式的本科生导师制构建研究。通过“创新思维从做中学”的教育理念,以具
2、体科研项目为实践平台,以研究生传帮带为核心方法,有效地提升本科生的工程实践和创新思维能力。【关键词】高等工程教育;新工科;本科生导师制;人才培养;创新创业能力【中图分类号】G642Construction of CDIO Training Mode of Undergraduate Tutorial System underAbstract:As Chinas higher engineering education moves forward to the era of new engineering,colleges and universities acrossthe country h
3、ave launched atempts and reforms to explore new engineering higher engineering education.Student centered engineeringeducation professional certification and oriented to the future needs of the industry excellence of the engineer education is fully opened.In this process,the undergraduate tutorial s
4、ystem has become a new talent training mode for research universities to implement first-classundergraduate education in the current new engineering background.The article mainly focuses on the problems of unclearundergraduate training objectives,severe formalization,and lack of feedback mechanisms
5、caused by the simple application of thegraduate mode commonly found in the undergraduate tutoring system,and proposes a research on the construction of undergraduatetutoring system based on the CDIO training mode.Through the educational concept of learning by doing through innovative thinking,with s
6、pecific scientific research projects as the practical platform and graduate mentoring as the core method,the engineering practiceand innovative thinking abilities of undergraduate students are effectively improved.Key words:higher engineering education;new engineering;undergraduate tutorial system;t
7、alent training;innovation andentrepreneurship ability引言新工科建设旨在探索实施工程教育人才培养新模式,建立完善的中国特色工程教育新体系。它要求高等教育院校需面向社会需求培养人才,调整人才培养结构,建立“以学生为中心”的工科人才培养体系,不断推动教育教学改革并增强毕业生就业能力。在众多的改革措施中,本科生导师制逐【收稿日期】2 0 2 2-12-0 6【基金项目】广西高等教育本科教学改革工程项目(2 0 2 0 JGZ105和2 0 2 2 JGB100);广西学位与研究生教育改革专项课题(JGY202205)。【作者简介】赵祯霞(19 8
8、1一),女,山东青岛人,广西大学化学化工学院二级教授,研究方向为小分子无热化分离及环境污染治理。【通信作者】赵钟兴(19 7 9 一),男,辽宁锦州人,广西大学化学化工学院教授,研究方向为纳米酶/生物酶在生物活性高灵敏检测和仿生催化领域的应用。-104-【文献标识码】Athe Background of New Engineering【文章编号】10 0 8-1151(2 0 2 3)0 4-0 10 4-0 4渐成为当前研究型高校推行一流本科教育中的一种人才培养模式,近年来本科生创新创业能力的培养逐见成效 。该制度起源于19 世纪的牛津大学,并发展成为目前国际一流本科教育的旗帜性标杆 2 。
9、在我国“双一流”学科建设和新工科发展需求背景下,本科生导师制已成为当下高校学生教育管理培养本科生创新创业能力的重要举措 3 ,以顺应当今时代新工业革命带来的新机遇和新需求 4。本科生导师制是指在本科生的中高年级段为其配备一名导师,从书本教学、课程设计、工程实践以及科研训练等方面进行全方位跟踪培养,到其毕业所进行的全程熏陶式的教学方式 5。1当前本科生导师制存在的主要问题导师制实质上是一位导师和一名学生之间的面对面指导模式。与其他形式的教学培养模式相比,导师制最大的优势在于它的“私人订制”,在培养方式上灵活多变,在培养内涵上因材施教。通过双向互动模式强化导师对学生专业能力的培训,全面提升学生的科
10、学创新能力、社会实践能力和学科交汇贯通能力。这与当前我国新工科教育培养目的非常契合,导师制更为注重理念引领、结构优化、模式创新、质量保障和分类发展,并有可能形成一批示范成果 6 。然而,现有高校试行的本科导师制教育所体现的具体效果参差不齐,实施成效并不明显。例如,一些高校导师基本上是将本科生交托给研究生全权管理,越是高水平的导师与本科生接触的机会越少,导致本科生受益很少,能力提升有限。广西大学的化学工程与工艺专业在2 0 12 年实行过一段时间导师制,老师们普遍反映全程跟踪学生非常辛苦,分派给本科生的科研任务往往由于学生不具备起码的知识体系,难以进行有效沟通,学生缺乏学习兴趣。1.1套用研究生
11、的管理理念和模式,不利于激发本科生萌芽中的“创新动力”本科生导师制通常在大学生二年级下半学期启动。此时的学生刚刚完成从高中偏重接受“填鸭式”的知识输送向“自主学习”的转型过程阶段 7 。他们对专业知识的系统性掌握程度尚且不足,尤其对科技创新的认识相当匮乏。然而,部分接手的导师们会在形式上套用对研究生的管理理念和管理方式,把本科生当研究生培养。由于本科生在知识体系的掌握和实践的培训均存在着不系统和不健全的问题,他们往往不能完全适应部分脱节的培养方式,被动适应“拔高式”断层学习。他们刚萌芽的“创新意识”反而会因为盲目“拔高”而得不到发挥 8 ,具体表现在:(1)无法很好理解导师的指导方向和指导理论
12、,对原本好奇的专业理论和职业发展产生畏难情绪;(2)在自主设计的实验方案中,缺乏系统知识的支撑,经常遭受失败,致使科研信心受挫 9 。1.2导师投入受限,难以实现细致化跟踪和系统化指导本科生导师制的师生比往往远低于研究生导师制的师生比 10 。由于时间和精力上的限制,导师对本科生的培养很难实现系统化和细节化,培养内容逐渐从双向互动蜕变为单向驱动,使很多本科生在导师制体系下,进步迟缓。长此以往,导师们会逐渐把指导本科生看成是另一种形式的“授课行为”,缺乏指导动力。本科生也会把导师指导看成是一种“形式主义”,失去对科学研究的兴趣。导师们无法专门为本科生们设计科研课题,没有为学生提供专门的科技创新场
13、所,缺乏启动经费和必要的仪器配备,本科生们无法进入“真枪实弹”的演练战场,这对学生们的创新意识和发散思维能力的训练非常不利。1.3缺乏带有反馈的监督评价机制导师们在本科生的科研创新指导环节投入较为有限。而现有的本科生培养系统虽然对工科学生的“创新性”非常重视,却缺乏制度上的有效配合。在制度上,严重缺乏带有反馈的监督评价机制,使得导师制执行缺乏动力和活力。本科生导师制采用以学生为中心、导师为主导的执行模式,需要强调学生的“个性主体”特质,充分了解学生的知识体系掌握情况和个性爱好以及自身优势,并且“私人订制”出属于适合学生个体的培养方案。其在经费投入、指导精力上要明显超过对研究生的指导,如果此时缺
14、乏政策上的激励和反馈监督则有可能大大削弱导师们的执行动力和活力,不利于本科生导师制的良性循环。鉴于此,本科生导师制在当前的本科生培养环节中不能充分发挥其优势的培养理念、起到协同提升本科教育质量,无法达到培养大学生创新能力的目的,导师和本科生协同性受挫。2构建“新工科”背景下本科生导师制的 CDIO培养模式如何针对中国高等教育新时代对工科类本科生培养的新理念,全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设 1,切实提高本科生适应新时代发展素质和能力的导师制教育模式和机制,是目前本科生导师制呕待探讨和解决的关键问题之一。针对当前本科生导师制存在的培养模式不健全造成导师对本科
15、生创新创业能力提升效果不明显的问题,提出构建“新工科”背景下本科生导师制的CDIO培养模式,提升工科类本科生的创新创业能力。2.1本科生导师制的 CDIO培养模式的执行思路CDIO工程教育模式基于导师们现有的科研课题为目标物,并以此为载体在全过程中培养学生的工程实践和科研创新能力。该模式主要以学生为中心,以思政为核心指导思想,以“创新思维从做中学”为教育理念,以具体科研项目为驱动和研究生传帮带为核心方法,其中CDIO是构思(Co n c e i v e)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(O p e r a t e)四个英文单词的首字母缩写,在培养过程中通过把创新思维训练
16、方法和所学到的学科专业知识与真实的科学研究结合起来,在构思(C)、设计(D)、实施(I)和运行(O)四个环节逐步培养大学生们的创新思维和创业能力。其中导师和本科生全程参与四个环节,导师主要起到引领和评价的作用,本科生成为具体内容的构思者、设计者和实施者,导师所指导的研究生为衔接桥梁,并在设计和实施环节对本科生起到关键的协助作用。2.2CDIO 工程教育模式的本科生导师制运行模式的优势其一,以实际需求为牵引,让本科生结合课程知识点领悟指导老师研究课题,跟随CDIO体系在实践中理解创新、尝试创新和验证创新。绝大部分的本科生导师都需要完成本-105-科教学、研究生指导和课题研究等教学工作,但是由于指
17、导老师精力和时间有限,很难做到为所指导的每一个本科生单独制定培养计划,并同时确保在培养环节的每一步监管到位。这就导致很多时候本科生导师的指导难以深入,无法为本科生真正解决在学习和生活中遇到的问题 12 。针对这一现状,本项目提出以导师科研课题为主要研究对象,让本科生跟随着低年级研究生从研究创新点开始构思(C),进入开题设计(D),实施(I)实验方案,通过对参与科研课题的深入学习,找寻创新的思路和提出创新的策略,领悟并理解创新的真正含义,最后再通过独立运行(O)去验证创新。在本科生导师指导过程中,老师无需从头设计,其研究课题又属个人专业特长,必然能节省导师的大量时间和精力,又能让本科生在实际科研
18、过程中得到提升和锻炼。其二,以研究生为桥梁来衔接导师和本科生,能通过“联帮带”有效协助本科生科学设计和构思实验方案,解决本科生因知识体系尚未健全而无法相对独立开展科研的问题,并能实现“导师-研究生-本科生”有机融合的CDIO创新培养模式。本科生受知识体系的局限,缺少独立思考完成设计和实施方案的能力,而导师全程指导又会耗费大量的精力。同时,导师制一对多的培养范式易导致导师对本科生的指导缺乏因材施教。鉴于此,将导师所属的研究生资源纳入CDIO体系中,让研究生通过联帮带模式参与到本科生指导环节中,承担起导师联系本科生的纽带。CDIO模式系统闭环内“导师-研究生-本科生”有机融合,将主导者、受培训者以
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