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教育论文

创新创业教育视角下的“人工智能+新工科”发展


[摘要]随着人工智能时代的到来、我国创新驱动发展战略的实施,以及高等教育深化改革和“双一流”建设的推进,建设工程教育强国、培养创新创业型卓越工程技术人才,成为当前我国高等教育机构新的使命和价值追求。创新精神、创业意识、创造能力、领导力和批判性思维能力等,有助于学生在竞争日趋激烈的全球化创新经济时代生存、发展并取得竞争优势。然而,当前与创新创业思维、态度、技能和知识相关的内容,尚未体现在我国工程教育的课程设置和教学活动中。鉴于此,从“人工智能+新工科”建设的本质和内涵出发,借鉴欧美高校把创新创业教育融入工程教育的实践经验和研究成果,从界定“人工智能+新工科”建设中创新创业教育的概念入手,并分析在“人工智能+新工科”建设中融入创新创业教育的路径、方式及其重要性,提出应把发展学生的“创新思维、创业意识和创造能力”作为人工智能时代“新工科”人才培养的标准和尺度,以培养具有技术创新能力的创新创业者、企业家或商业领袖等人才。

[关键词]人工智能+,新工科,创新创业教育,复旦共识,天大行动,北京指南,模式和路径

创新,日益成为全球经济发展和增长的核心驱动力,世界各国纷纷制定了鼓励、支持教育机构加强创新创业人才培养的战略和政策。正如美国“国家竞争优势理事会”指出:人才,尤其是工科人才,是美国最重要的创新创业资本,特别是考虑到当前高等教育机构工科人才培养数量持续下降的现实。为扭转这一趋势,美国高等教育机构牢牢把握创新驱动下全球经济发展时代所带来的机会,开发了基于创新创业的工科课程以取代结构不良的、无法有效应对真实世界问题和挑战的传统课程,以重塑工科教育,赢得学生对工程技术学科的兴趣,并把培养学生的创造性思维、创新创业能力作为课程改革的重点和目标。

近年来,我国也制定、实施了创新驱动发展战略,以新技术、新产品、新业态、新模式等“四新”为标志的,以“互联网+”、分享经济、绿色经济、创意经济、智造经济等为形态的新经济发展趋势,要求我国高等教育机构革新传统工科教育理念、目标、内容和模式,迎接经济新常态对工程技术人才的挑战,培养具有创新创业精神、态度、技能和知识的新工科人才。在此背景下,我国从国家战略高度适时提出了“新工科”建设战略,既为我国经济新常态夯实智力和人才基础提供支撑,也为我国在日趋激烈的全球竞争环境下获得竞争优势。与此同时,人工智能已成为引领人类未来的战略性技术,一些国家纷纷把发展人工智能教育与工科人才培养结合起来。

然而,目前我国的创新创业项目和课程并没有有效融入到工科教育教学中,教学理念和实践忽略了把创业作为学生的人生和职业选择之一。因此,从创新创业教育的视角深入研究和实施“人工智能+新工科”建设,并把创新创业教育融入“人工智能+新工科”教育,有助于培养符合“中国制造2025”和创新驱动发展战略需求的大量工程技术人才,这已成为当下我国高等教育机构“双一流”建设与发展的关键内容和核心目标。

一、“人工智能+新工科”的提出和发展

(一)“新工科”建设的时代背景

技术创新引发的科技革命和产业变革,已经深刻改写了人类社会发展的历程,创造了新的社会、经济发展模式,并在谱写人类的未来新蓝图。在这一波澜壮阔的时代背景下,工程教育已成为国家竞争优势的重要来源,也是我国创新驱动发展战略、“双创战略”、“一带一路”和高等教育机构“双一流”战略的支撑点。

同时,全球化创新经济时代的到来和深入发展,也给工科毕业生带来了新的挑战和机会,并要求高等教育机构设计、开发新的工程技术学科及专业,发展学生基于技术创新的创业思维和能力。

(二)“新工科”建设:“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”

2017年2月,教育部召集国内30所重点综合性大学和工科优势高校,在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会,就新工科的内涵特征、建设与发展的路径,达成10项共识。

2017年4月,教育部召集全国61所高校在天津大学召开了“新工科建设:愿景与行动”新工科建设研讨会,明确了我国“新工科”建设的三阶段目标。

2017年6月,在北京举行了新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议,指出要深化工程教育改革、加快建设新工科,促进我国工程教育加速进入世界第一方阵,并审议通过《新工科研究与实践项目指南》,其中提出了新工科建设的指导意见。

上述研讨会达成的共识和制定的行动计划,分别被称为“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,它们已成为我国高校深化工科教学改革的纲领性文件。

(三)“新工科”建设的目的探讨

尽管“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”在很大程度上普及了“新工科”这一提法,并制定了相应的建设目标和行动计划。但是,作为新生概念,人们对“新工科”的本质和内涵尚未达成一致意见。

(四)“人工智能+新工科”的本质和内涵

1.人工智能时代的来临

20世纪60年代最初提出模拟人类智能的构想以来,人工智能已经成为一种被广泛应用的工程技术,它利用算法和数据可以解决包括模式识别、学习、决策在内的多种问题,被工程和科学中越来越多的学科所应用。政府、企业和高等教育机构必须加大资源投入,在发展基于人工智能的流程和工具的同时,发展个体的人工智能技能,以便全社会成功利用人工智能技术,构建人工智能增强型的社会体系。

2. “人工智能+新工科”的本质和内涵

工程教育在人工智能时代应对新科技革命、新产业革命和新经济模式的战略设想与选择,旨在培养具有创新创业思维、态度、技能和知识的新型工程技术人才,以支撑我国创新驱动的发展战略,为我国经济发展注入新动能。

二、创新创业教育融入“人工智能+新工科”的价值和意义

(一)工科教育的现状和问题

长期以来,创造力、冒险精神、变革意识、领导力、沟通能力和批判性思维能力等,有助于学生在竞争日趋激烈的全球化创新经济时代生存、发展并取得竞争优势。然而,当前与创新创业思维、态度、技能和知识相关的内容,尚未充分体现在高等教育机构的课程设置和教学活动中。

(二)创新创业教育

创新创业教育近年来成为全球高等教育机构战略变革和使命重塑的核心内容,也成为传播创新创业理念、知识和技能,创造社会财富的象征。创新创业教育长期以来被认为是培养并强化学生创新创业态度的关键因素之一,研究和实践人员也普遍认为,和创新创业相关的思维模式、态度、技能和知识以及其它个人特质,都可以通过创新创业教育得以有效培养和发展。

(三)创新创业教育融入“人工智能+新工科”的重要性

工程学科、专业的学生所接受的教育,旨在使其能够应用工程技术以改善产品和流程或进行技术发明和创新。

技术创新和应用,为人类社会带来了新的财富创造系统,技术和创新能力,成为比机器和资本更重要的财富之源。因此,随着创新经济时代的到来,世界各国的经济发展需要工程技术人员提出创造性或创新性解决方案,并借此开展创业活动。在“人工智能+新工科”建设过程中,决策者和工程技术学科研究者及教师,一方面,要研究并传播成功、有效的创新创业教育理念、模式和方法;另一方面,要把培养创新创业思维和能力作为“新工科”学生培养成功与否的标准。

三、创新创业教育融入“人工智能+新工科”教育的路径和模式

探索如何把创新创业教育融入“人工智能+新工科”教育,是丰富、完善人工智能时代我国“新工科”发展范式的有益尝试,也是培养具有创新创业精神、态度、技能和知识的工程技术人才的必然路径。

(一)建设创新创业教育基础设施,为学生提供实践学习机会、场所和环境

1. 发展学校和产业之间的合作平台

研究表明,高等教育机构和产业之间的合作平台,有助于为学生创造有效的实践学习环境,促进其情景认知的发展,提高其对抽象理论、概念和过程的理解。因此,高等教育机构应加强与产业间的合作,共建创新创业基础设施,为学生创造应用知识和技能的机会与条件。

2. 建设校园创新创业学习空间

大学应建设完备的创新创业空间,比如,创客空间、开放实验室,为学生创新创业提供所需的场所等基础设施。为给学生提供实践机会、促进经验学习,普林斯顿大学新建了面积近1000平方米的“创业中心”,以强化全校创新创业教育,为全校师生员工和校友以及社区人员提供创新创业学习和工作空间。“创业中心”经常举办创新创业论坛或研讨会,以促进创新创业思想交流和项目合作。

(二)培养具有创新创业教育理念的“人工智能+新工科”教师

从工科教师的角度而言,应把创新创业教育通过多种方式融入到课程体系中,重新界定创新经济时代工科教育的内涵和目的,把培养具有创新创业思维、技能和知识的工科学生作为使命和宗旨。此外,工科教师应全面了解全球工程技术的热点前沿和国家发展战略,以及学生的学习需求,从而在此基础上系统、深刻地阐述教学目标,并根据技术发展、国家战略,以及市场和学生需求灵活调整、更新教学目标。

(三)确立创新创业教育的学科地位

建立创新创业教育学科设计和研究中心,激励、支持工程技术学科、专业的教师和研究人员,进行跨学科分析,研究创新成果产生的环境和条件,创新驱动的经济发展模式,传播创新创业实证知识,并开发相应工具和框架,确立创新创业教育的学科地位。加强对创新创业教育的理论和实践研究,并确立其学科地位,将有助于激励教师深入探索,并在学科教学实践中融入创新创业教育,培养符合国家创新战略需要的,既掌握工程科技前沿又具备创新创业思维和能力的新型人才。

四、建议和结论

综上所述,我们认为,首先,在全校所有院系、学科和专业,尤其是工程学科中,植入创新创业教育元素,把打造“人工智能+新工科”和培养创新创业型人才,作为学校新的历史使命;其次,全面革新教学理念和模式,把发展学生的创造力、创新思维、艺术和人文精神,作为培养“人工智能+新工科”人才的重要手段;第三,结合高等教育机构新的历史使命以及新的教学理念和模式,把培养具有创新创业思维模式、技能和知识的学生,作为“人工智能+新工科”人才培养的标准和目的。

在人工智能+“新工科”教育中融入创新创业教育,应充分思考教学目标、审慎选择教学内容和方式。把创新创业教育融入“新工科”建设的出发点和根本目标,不是推动学生创建企业,而是促进学生在掌握前沿工程技术知识和能力的同时,发展创新创业思维和价值观,使其具备创新创业精神、批判性思维能力、问题解决和决策能力、团队能力以及适应性和终身学习的能力。总之,创新创业思维、态度、技能和知识,应成为“人工智能+新工科”人才培养的标准和尺度。

因此,高等教育机构应积极回应我国创新驱动发展战略的召唤和全球创新经济时代的机遇与挑战,把创新创业思维、态度、技能和知识融入到“人工智能+新工科”教育项目和课程中,以培养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,即,具有技术创新能力的创新创业者、企业家或商业领袖。


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