双创学者【成果展】多学科交叉融合的创新创业教育平台——河海大学陈秉岩教授基金项目成果
2022.06.16
栏目先导
学科交叉融合，创新驱动发展；整合优质资源，培养一流人才。——陈秉岩
个人简介
陈秉岩，博士、教授、硕导、副主任，主要从事物理及其学科交叉应用、多学科交叉创新创业教育。国家级一流本科课程负责人，中国高校创新创业教育研究中心专家库首批专家、2018 年全国高电压与放电等离子体学术会议主席、中文核心期刊《高压电器》编委、中国电工技术学会等离子体及应用专业委员会委员、教育部学位与研究生教育发展中心通讯评议专家、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛评审专家、华中师范大学创新创业教育兼任导师、常州市物理学会副理事长等职务。
主持各类项目42项(累计经费1000余万元)，参与编纂《中国大百科全书》电工卷，编著出版教材3本，发表科研论文142篇，授权中国发明专利84件，获各类奖励和荣誉50项；组织并指导学生获重要学科竞赛的全国和省级奖298项(全国奖74项)，指导国家和省级大学生创新训练项目23项(14项“结题优秀”或“十佳项目”)，指导学生获得江苏省优秀本科毕业论文一等奖1项、河海大学优秀毕业论文奖8项；积极开展产学研合作，为企业研发产品80余个，并被三一重工、山河智能、北京铁路局等单位大量采用，等离子体光源大量出口。
陈秉岩教授在河海大学建成了“多学科交叉融合创新创业教育平台”。他带领多学科交叉双创教学团队，由双创课程教学团队6人、双创项目导师团队12人、双创教育指导团队11人和学生双创梯队60余人构成。团队开设国家级一流本科课程在内的双创“基础-提高-实战”三个层次的课程5门，在电工新技术及其应用、环境治理与生物医学、智能信号学习与处理、先进传感与智能装备、材料加工及表面改性、微纳光学及其传感器等领域指导学生开展多学科交叉创新创业实践教育工作。培养毕业生162人（研究生升学率超过70%，成功创业12人）。近五年，团队学生获得学科竞赛、论文、专利等成果累计2000余人次。
正文
随着我国经济、科技、文化的迅速发展及社会主义市场经济体制的不断完善，教育的国际化、全球经济恶化以及国内高校毕业生所面临的严峻就业形势，使人才培养工作必然要向多样化、多元化的方向发展。纵观国内外一流的大学教育和社会对人才的需求情况，创新人才的培养已经体现出了跨学科、跨行业的特点。
陈秉岩教授多年来一直从事多学科交叉创新创业教育。2017年，陈秉岩教授“电工新技术与多学科融合的创新创业培养方法与实践”获得中国高校创新创业教育改革基金项目（16CCJG01Z003）立项支持。同年，他根据国家工科人才培养需求，以物理与多学科交叉复合、物理衍生新工科的建设思想，开展实验平台、教材、课程和团队建设。
学科交叉融合，资源整合，持续完善平台
工科大学生的学科交叉创新创业能力训练，对培养高质量人才非常重要。高等学校的教育应当符合社会对人才的知识和技能的需求，应当培养社会欢迎的人才。当前国内高校，特别是工科院校的物理学教学方式普遍存在重理论轻实践、理论与实践脱节、教学内容与社会需求内容脱节、课程教学知识和技术陈旧等问题。时代在发展，高校必须重新审视“基础”的概念，不断进行教学创新与实践，将物理技术及其工程应用有效融入到物理实验课程，特别是引入物理科技创新实践课中，并不断加强物理与其他学科的交叉融合。只有这样，大学所培养的人才才能跟上时代发展的需要。
平台建设之初，项目团队以“学生创新能力培养和教育模式”为主题，开展了深入地研究和实践，着力建构学科交叉融合的培养体系。针对双创教育的痛点问题“如何培养大学生的多学科交叉融合创新创业素质和能力？”，提出了电工新技术与多学科交叉融合的双创实践教育方案, 构建了“课程-项目-竞赛融合”的双创教育体系, 切实提高学生的素质和能力(即1个素质：成就一番事业应具备的高尚品质和坚忍毅力；4个能力：理解问题、解决问题、发现问题、表达问题的能力）。
图1 学科交叉融合的培养体系
在平台建设方面，课题组重建和整合了多个学生科技创新平台，形成了多学科交叉融合的创新创业实践教育平台。
图2 学生科技创新平台
陈秉岩教授所在的河海大学创新创业导师团队开始不断寻求机会，充分发挥校外产业、研究部门的教育资源，培养更具有社会适应力的高科技创新人才。早在2005年，陈教授组建了河海大学物理创新实验室，现有面积约120平方米，拥有双创课程教学团队6人、项目导师团队12人、学生双创梯队60余人，以及先进的科技创新创业资源（设备价值200余万元）。
双创课程教学团队，由跨校区(常州和南京两校区)和跨6个学科方向（陈秉岩(电气)、高远(通信)、沈蓓绯(思政)、周仲海(教育)、何湘(物理)、张振(电子)）的教师团队组成，跨校区跨学科开展创新创业课程教学工作。
图3 双创课程教学团队
双创项目导师团队，由跨学科的教授和副教授组成。研究领域涵盖：电工新技术及其应用、环境治理与生物医学、智能信号学习与处理、先进传感与智能装备、材料加工及表面改性、微纳光学及其传感器。创新团队以多学科交叉融合的双创培养方案，全面提升学生综合素质，让学生形成高尚的人格和科学素养，为社会培养德才兼备、可持续发展的双创人才。
图4 双创项目导师团队
双创教育指导团队，由国家级学会和企业的知名专家，以及校内知名学者和职能部门主要领导等组成，他们为多学科交叉创新创业教育体系建设提供全方位的指导。团队开展多学科交叉融合双创教育的过程中，不但保证了学校办学特色与国家对人才培养的需求，还确保人才培养与行业发展和社会需求的紧密结合。
图5 双创教育指导团队
“课程-教材-实践”一体化发展，
课题成果丰硕
陈秉岩教授负责的中国高校创新创业教育改革基金项目，课题立项研究以来，产生了一系列研究成果。主要包括：
（1）课程建设。课题组针对多学科交叉融合双创人才培养的知识体系和系统训练不足的问题，提出课程建设理念“学科交叉融合，创新驱动发展”，制定教学目标“多学科交叉融合双创人才的素质和能力培养”。陈教授负责的多学科交叉双创课程《创新工程实践》，获评2020年首批国家级一流本科课程。最终，依托国家级一流本科课程，建成了多学科交叉融合的双创“基础-提高-实战”三个层次的课程5门，受到学生的好评——“陈老师的系列双创课程，让我们从“青铜”练到“王者”，非常有价值！”课题团队获评全国十佳教学团队2次、全国混合式优秀教师奖2次，组织全国互动直播课10次（被收视超过30万人次），受邀在全国高校做双创报告14次（参与交流超过18万人次）。
图6 陈老师系列双创课程
图7 陈老师课题团队获奖证书
（2）教材编著。编著出版《新工科大学物理实验》教材，该书面向新工科基础教育体系，突出物理学与多学科交叉融合、理科衍生新兴工科的专业建设，坚持以先进知识和技术培养人，重点突出学科交叉、学科综合、自主设计、建模仿真和科研创新实验项目的建设。目前该书已出版发行18000余册，被华中科技大学、大连理工大学、扬州大学等10余所高校选为教材，受到师生好评。
图8 《新工科大学物理实验》教材
（3）系列成果。陈秉岩教授带领师生团队共创成果，围绕“交叉学科”开展科研与教学，学生获得学科竞赛、论文、专利等成果累计2000多人次。其中，发表系列论文102篇，其中科研论文92篇，教研论文10篇[徐杨巧1] ；申请中国发明专利76件，其中发明专利授权60件；组织和指导学生参加重要学科竞赛获全国和省级奖188项（全国奖76项）。在这期间，团队学生参加校外交流323人次，其中学术交流129人次；团队累计培养毕业生69人，研究生升学率达73.8％。
“理论教学、科学研究和创新创业”三元结合
坚持理论教学、科学研究和创新创业的“三元结合”。通过“课程-项目-竞赛融合”的双创培养体系，实现课内教学与课外实践的无缝衔接，创新创业教育与专业教育的有机融合，创新创业成果的有效展示。
在高端创新创业竞赛方面，陈秉岩教授近五年来负责高水平创新创业大赛的校内组织和推荐工作5个，全校参赛500余队(约3000人次)；承办或协办全国学科竞赛2项，河海大学、中国电工技术学会、中国高校创新创业教育联盟、iCAN联盟等单位和组织的多位领导给予关心和支持。
在学术交流方面，陈秉岩教授积极指导和组织学生参加国际国内学术会议和高端学科竞赛。近五年来，累计超过300人次参加学术交流(做口头报告40余次)。另外，陈秉岩教授还积极参与学科发展规划，将多学科交叉融合的教育理念融入主持编写的《全国大学生等离子体科技创新竞赛章程》，参编的《中国大百科全书》电工卷、国家基金委的《电气工程一级学科发展报告》和《高电压放电与等离子体应用学科方向预测及技术路线图研究》等资料，推进学科交叉融合。
陈秉岩教授多次受邀在全国双创教育大会做教学研究和课程建设报告。报告依托个人多年教育经验，聚焦多学科交叉融合创新创业人才素质和能力培养，介绍有效融合国家级线上一流本科课程《创新工程实践》以及线下优质教学资源，构建“课程-项目-竞赛融合”的培养方案和课程建设经验。
陈秉岩教授多次荣获多学科交叉融合创新创业教育的奖励和荣誉。例如，2021年全国大学生等离子体科技创新竞赛主席、2019年iCAN教育之星、2016和2018年全国十佳教学团队、2017和2018年全国混合式教学优秀教师、2021年首届河海大学“十佳本科生学科竞赛指导教师”等。
陈教授团队建成的“多学科交叉融合”核心基础实验平台具有前瞻性和长效性，当时被搜狐科技等20多家媒体宣传报道，并且很好地符合2021年教育部的新专业设置精神，有效支持国家和学校的工科专业人才培养需求。
精心做好后续研究规划，培育一流人才
第一，持续探索实践“多学科交叉融合”的创新创业教育模式。重点解决学科交叉融合、教育模式、平台建设、队伍建设的难题，形成可推广应用的多学科交叉创新创业教育模式。
第二，探索推进“多学科交叉融合”的“课程-实践-竞赛融合”的双创教育模式。形成层次分明的课程培养体系、多学科交叉融合的项目实践方案、聚焦高端和学科交叉的多元竞赛育人。
第三，持续推进学科交叉融合教育理念，积极参与各级创新创业教育方案研究。各级学会和协会学科发展规划，形成创新创业人才培养的多学科交叉融合共识，促进学科交叉融合与协同发展。
参考文献
1.2017年中国高校创新创业教育改革基金项目“电工新技术与多学科融合的创新创业培养方法与实践”（项目编号16CCJG01Z003）结项报告.
2. 陈秉岩等. 《新工科大学物理实验》，南京大学出版社2018年.
编辑：郭凯凯，张渊
指导：孙慧佳
审校：徐杨巧
中国高校创新创业教育研究中心秘书处
联系电话：010-62795568
联系邮箱：ieercc@tsinghua.edu.cn
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