田会峰　刘乾　郑艳芳

摘要：为了培养应用型人才，依据STEM理念构建电气专业创新实践能力培养体系。在第一课堂理论课程实行“翻转课堂”教学模式，实践课程实行“项目驱动”教学模式。通过“创新实践项目链”和“创新教学环”构建第二课堂“竞赛+项目”创新实践培养方式。第一课堂和第二课堂相互衔接，在电气专业实施创新实践能力培养体系，取得了较好的效果。

关键词：创新实践能力；创新实践项目链；学科竞赛群；创新教学环

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）52-0151-02

大学教育是培养高层次、高素质创新型人才的重要途径。突出的创新实践能力和一流的工程素养，是决定大学生第一任职能力和可持续发展能力的关键[1]。

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Maths）四门学科的简称，强调多学科的交叉融合[2]。它是一种新的教学理念，通过跨学科的方式来综合运用这四大学科的相关知识，以使学习者通过实践解决真实情境中存在的问题，从而达到培养创新目的[3]。

一、基于第一课堂的创新实践能力培养

对于地方高校来说，培养的是应用型人才，应该重点培养学生的实践能力，同时也要在第一课堂的教学中加强创新思维的训练，培养学生的创新意识。

1.基于翻转课堂的教学模式。传统的教学模式是以教师的“教”为主，强调的是“教”的效果。而对于应用性很强的课程，应突显学生“学”的效果。学生的“学习”，“学”是指掌握理论知识和方法，“习”是指要练习、训练，达到应用的目的。

以电气工程及其自动化专业为例，该专业中实践性较强的理论课程有《单片机原理及应用》、《嵌入式系统及应用》、《电气控制与PLC技术》等。在理论课程教学中，采取基于CDIO理念的“任务驱动”组织教学，应用“翻转课堂”教学模式，教师布置任务，学生在课后通过看教学视频自学。教师在课堂解答学生学习中遇到的问题，并强调重要的知识点。

2.基于项目驱动的实践训练。为了培养学生的创新思维和实践能力，电气专业设置了为期4周的《电子控制系统综合实训》实践环节，该课程主要是考核学生以单片机为核心，综合应用数电、模电、传感器与检测技术、单片机原理及应用等课程的知识，设计一个具有创新性、完整性的综合应用系统。

学生以“敏捷岛”形式组成一个项目开发组，每组分为项目经理、硬件工程师、软件工程师。每组的课题大部分都是学生和指导教师反复讨论后确定的，以保证项目的创新性和应用价值。同时，实训项目也有来源企业的项目开发，此类项目分配给动手能力较强的同学负责，训练学生工程技术能力。

课题确定之后，学生要通过图书馆知网数据库、万方数据库等查询相关资料，进行项目方案论证及总体设计。经过指导教师检查方案可行后，再按照系统的功能模块分别进行设计和实现。

教学过程中，以学生为主体，教师为辅助。学生遇到问题时，先项目组之间相互讨论，还可以与其他项目组成员相互讨论。如果还是不能解决，最后可以和指导教师讨论，从而训练了学生遇到问题不逃避，主动寻求解决方案的能力。

二、基于第二课堂的创新实践能力培养

第二课堂是除正常教学外进行学习和实践的时间，主要包括学生参加学科竞赛和创新项目，以达到创新实践能力培养的目的。

1.构建专业学科竞赛群。以电气专业为例，精心挑选与电气专业相关的学科竞赛。以竞赛活动为平台，以能力培养为核心，激发学生学习和研究的潜能，培养学生的团队协作意识、实践能力、项目管理能力和创新精神。电气专业学生参加的主要学科竞赛如图1所示。

2.构建创新实践项目链。将电气工程及其自动化专业的《自动控制原理课程设计》、《微机原理应用课程设计》、《电子控制系统综合实训》、《电气控制系统综合实训》和《毕业设计》构成“实践项目内链”。

以大学生创新实践基地的创新项目、大学生创新训练计划项目、电气专业学科竞赛群内的项目为载体设计出课外的“创新项目外链”，通过将“实践项目内链”和“创新项目外链”进行全过程、递进式的全面重构设计，形成“创新实践项目链”。实践项目内链和创新项目外链如图2所示。

3.构建创新教学环。创新实践能力培养必须要有相应的创新实践教学。对电气专业的部分课程实施了创新教学方法改革，并且增設了“创新创业”课程。

如图3所示，创新教学环则由创新指导教师、企业技术人员、创新实践课程、创新实践项目构成。

三、创新成果

通过STEM创新实践能力培养体系的实施，电气专业学生积极参加与专业相关的影响力很大的学科竞赛，申请各级创新项目，撰写文章，申请专利和专著，主要成绩如表1所示。

四、结语

大学生创新实践能力培养是当前高等教育中最为重要的内容之一，各类高校都在积极探索适合本校学生的创新实践能力培养体系。根据地方高校培养应用型人才的背景，以电气工程及其自动化专业为例，构建以“课程+实训”为主的第一课堂、“竞赛+项目”为主的第二课堂、创新实践基地、实训中心和创新实验室等协同合作的创新实践能力培养体系，取得了较好的应用效果。

参考文献：

[1]罗自荣，尚建忠，杨军宏.创新能力培养新思路 跨学科、主题式创新基地探索与实践[J].实验室研究与探索，2017，36（11）：206-209.

[2]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].2015，21（4）：13-21.

[3]董宏建，白敏.中国理工科STEM教育发展探究[J].现代教育技术，2016，26（07）：12-17.