新工科及專業(yè)認證背景下實踐教學(xué)體系與平臺建設(shè)

吳何畏 孫艷玲 康慧

摘 ? 要：本文以地方高校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例，介紹了在新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認證背景下，以工程實踐創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，以加強實踐環(huán)節(jié)、促進理論教學(xué)、突出能力培養(yǎng)、提高教學(xué)質(zhì)量為目標的建設(shè)思路。文中探索了面向工程教育專業(yè)認證的人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建了符合新工科要求的實踐教學(xué)體系，搭建了高水平的綜合實踐教學(xué)平臺，優(yōu)化培養(yǎng)模式、優(yōu)化實驗體系和優(yōu)化實驗結(jié)構(gòu)，提出了貫穿本科四年的“認識—理解—聯(lián)想—創(chuàng)造”的工程教育培養(yǎng)模式，實現(xiàn)了與課程體系的融合。本文中主要觀點和做法，有一定的推廣價值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：新工科 ?工程教育專業(yè)認證 ?機械設(shè)計制造及其自動化 ?實踐教學(xué)

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（a）-0207-03

Abstract：This article takes local colleges and universities' mechanical design and manufacturing and automation majors as examples， and introduces the engineering practice innovation ability as the guidance under the background of the new engineering construction and engineering education professional certification， in order to strengthen the practice link， promote theoretical teaching， highlight ability cultivation， improve The construction idea of teaching quality as the goal. This article explores the talent training program for engineering education professional certification， builds a practical teaching system that meets the requirements of new engineering disciplines， builds a high-level comprehensive practical teaching platform， optimizes the cultivation model， optimizes the experimental system and optimizes the experimental structure. The four-year "cognition-understanding-association-creation" engineering education training model has realized integration with the curriculum system. The main ideas and practices in this article have certain promotion value and reference significance.

Key Words： New engineering; Engineering Education Professional Certification; Mechanical design manufacturing and automation; Practical teaching

教育部高等教育司于2017年2月提出的“新工科”，為高等工程教育改革提供了全新的視角。推進應(yīng)用型高校實踐人才培養(yǎng)的發(fā)展由量的擴張向質(zhì)的提高轉(zhuǎn)變，是“新工科”建設(shè)的重要趨勢[1]。

1 ?引言

實踐教學(xué)是工科教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，是鞏固理論教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、開拓學(xué)生創(chuàng)新思維的重要途徑[2]，實踐教學(xué)質(zhì)量是衡量辦學(xué)水平的重要標志之一。目前的實踐教學(xué)基本以課程實驗為主，輔以課程設(shè)計、創(chuàng)新項目、教學(xué)實習(xí)、學(xué)科競賽等活動，這些實踐教學(xué)活動，內(nèi)容上未根據(jù)整個學(xué)科或?qū)I(yè)領(lǐng)域內(nèi)的重要知識點進行系統(tǒng)部屬，也未充分考慮大學(xué)四年不同階段學(xué)生的特點和教學(xué)過程的特點。實驗基本上以課程對應(yīng)安排的實驗為主，雖強調(diào)綜合性但重點考慮還只是課程本身內(nèi)容的綜合，對工程實踐教育進行改革，加強學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)，已經(jīng)成為當前本科教育十分迫切而主要的任務(wù)。

2019年，湖北文理學(xué)院在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)啟動了工程教育專業(yè)認證，本文依托該專業(yè)，在“新工科”和專業(yè)認證背景下，圍繞人才培養(yǎng)模式、實踐教學(xué)體系和實踐平臺建設(shè)展開研究，對當前應(yīng)用型人才培養(yǎng)做一些有益的探索。

2 ?主要做法

2.1 建立面向工程教育專業(yè)認證的人才培養(yǎng)模式

以工程教育專業(yè)認證為契機，建立貫穿本科四年的“認識—理解—聯(lián)想—創(chuàng)造”的工程教育模式，明確工程實踐本科人才培養(yǎng)目標定位和培養(yǎng)規(guī)格，掌握工程人才成長規(guī)律，建立工程教育教學(xué)實踐規(guī)范和操作樣式，建立面向工程教育專業(yè)認證的人才培養(yǎng)方案，將“以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)基本技能和要求”[3]的實踐教學(xué)理念轉(zhuǎn)變成“以培養(yǎng)學(xué)生為中心，以強化學(xué)生基本技能、綜合技能、創(chuàng)新能力和工程意識為核心”的新型實踐培養(yǎng)計劃，使學(xué)生畢業(yè)即能滿足就業(yè)崗位技能的要求。

2.2 構(gòu)建符合“新工科”要求的實踐教學(xué)體系

實踐教學(xué)體系改革的研究是本項目的主導(dǎo)。以“加強實踐環(huán)節(jié)，促進理論教學(xué)，突出能力培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量”為目標，構(gòu)建一種多元化、密集型實踐能力培養(yǎng)體系。如圖1所示。

充分整合專業(yè)所有實踐活動方式和內(nèi)容，以整個專業(yè)知識及其發(fā)展趨勢為背景，不單為某門課程服務(wù)，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程試驗技能（包括方案制定、方法選擇、實驗設(shè)計、信息獲取、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象分析、障礙排除、結(jié)果評價、……等）。以綜合實驗課、系列開放實驗、課程設(shè)計、學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練等系列化、整體性的有效的學(xué)生實踐活動為平臺，逐步構(gòu)建多層次、多階段、多種類別的實踐創(chuàng)新體系。

同時，建立以國際工程教育認證及卓越工程師為基準的實驗教學(xué)質(zhì)量評價標準。如圖2所示。

2.3 建設(shè)綜合實踐教學(xué)平臺

實踐平臺建設(shè)是教學(xué)實驗的條件創(chuàng)造。本項目以人才培養(yǎng)方案研究和實驗體系改革為先導(dǎo)，研究如何對原有的實驗資源進行篩選與重組，整合及優(yōu)化實驗系統(tǒng)，建設(shè)具有綜合功能、創(chuàng)新條件和開放機制的綜合實踐教學(xué)平臺，實現(xiàn)專業(yè)實驗自主化，項目實踐興趣化，工程實踐實戰(zhàn)化的建設(shè)目標。為培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新能力的人才提供優(yōu)良的實驗環(huán)境，形成以全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與創(chuàng)新大賽、全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽、全國大學(xué)生“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽等學(xué)科競賽為主體的，貫穿本科四年的專創(chuàng)融合人才培養(yǎng)。

3 ?存在的主要問題以及所采取的主要做法

3.1 所解決的主要問題

（1）如何構(gòu)建符合學(xué)校定位，滿足工程教育專業(yè)認證的人才培養(yǎng)模式，切實有效的激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力。

（2）如何從系統(tǒng)層面綜合運用領(lǐng)域知識（專業(yè)、學(xué)科等），構(gòu)建實踐知識與技術(shù)、實踐資源、實踐活動和實踐成果的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，包括先進實踐課程體系和實踐教學(xué)方法建設(shè)，拓寬適合學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效活動載體和平臺。

（3）由于我國工科教育長期受“重理論，輕實踐，重科學(xué)，輕技術(shù)”的影響，任課教師也是如此，課堂教學(xué)中理論問題能講得清晰，解決生產(chǎn)實際問題的能力卻相對較弱;實驗室里能出成果，轉(zhuǎn)化為企業(yè)實際應(yīng)用就有不少問題[4]。究其原因，是教師深入生產(chǎn)實踐的機會太少。如何調(diào)動企業(yè)參與的積極性、主動性，建立校企合作的實踐平臺和創(chuàng)新基地，促使專業(yè)教師深入生產(chǎn)第一線，參與企業(yè)的產(chǎn)品預(yù)研、產(chǎn)品市場分析、產(chǎn)品創(chuàng)新與優(yōu)化設(shè)計等核心技術(shù)工作，使之從“雙門型”向“雙師型”教師轉(zhuǎn)變[5]，提升教師的工程實踐能力、工程技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，進而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

3.2 所采取的主要做法

（1）優(yōu)化培養(yǎng)模式：以加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)為重點，突出學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)。改變了實踐環(huán)節(jié)薄弱、實驗內(nèi)容單一的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，通過加強和完善實踐環(huán)節(jié)，優(yōu)化了人才培養(yǎng)模式。

（2）優(yōu)化實驗體系：根據(jù)教學(xué)改革和教學(xué)內(nèi)容的需求，科學(xué)地構(gòu)建教學(xué)實驗體系和安排實驗教學(xué)內(nèi)容，使本學(xué)科教學(xué)中的基礎(chǔ)實驗、技術(shù)基礎(chǔ)實驗得到進一步鞏固和提高，使專業(yè)實驗建設(shè)得到加強。改革現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式，重新規(guī)劃和組織實驗內(nèi)容，建設(shè)一批與專業(yè)主干課程相對應(yīng)的寬口徑基礎(chǔ)實驗教學(xué)項目，與專業(yè)核心課程相對應(yīng)的有教學(xué)科研價值和長期效應(yīng)的專業(yè)實驗教學(xué)項目。

（3）優(yōu)化實驗結(jié)構(gòu)：整合優(yōu)良實驗資源，改革實驗手段與方法，提高實驗技術(shù)水平，綜合考慮現(xiàn)有條件、當前需求、將來發(fā)展等各種因素，建設(shè)具有綜合功能、創(chuàng)新條件和開放機制的綜合實踐教學(xué)平臺，將課程講授、實驗課程、實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計融為一體，為學(xué)生提供一個自主操作、自由發(fā)揮、安全可靠的實驗研究空間。

在建設(shè)實驗教學(xué)平臺的基礎(chǔ)上，搭建集基礎(chǔ)訓(xùn)練、專業(yè)訓(xùn)練和科技創(chuàng)新訓(xùn)練為一體的創(chuàng)新平臺和校外實習(xí)基地[6]，建立激勵機制，不斷拓展學(xué)生科技創(chuàng)新的教學(xué)和實踐項目，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新設(shè)計能力。

4 ?結(jié)語

本文對實驗教學(xué)的體系、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容進行研究，提出了涵蓋機械工程一級學(xué)科和二級學(xué)科方向（機械設(shè)計制造及其自動化、智能制造工程、機電一體化）的獨立實驗課程和相關(guān)實踐平臺的建設(shè)。提出了貫穿本科四年的“認識—理解—聯(lián)想—創(chuàng)造”的工程教育培養(yǎng)模式。能夠?qū)崿F(xiàn)與課程體系的融合。新實驗教學(xué)計劃的制定、新實驗大綱和實驗指導(dǎo)書的編寫，面對專業(yè)方向的獨立實驗課程的建設(shè)，都將對校內(nèi)外其它工科專業(yè)起到引領(lǐng)和示范作用。

參考文獻

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[5] 張應(yīng)語，王磊.轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中應(yīng)用技術(shù)大學(xué)“雙師型”教師培養(yǎng)問題研究[J]. 山東高等教育，2019（5） ：63-65.

[6] 路琴，楊明，丁永前，等.面向新工科的機械工程實踐教育體系平臺構(gòu)建思考與探索[J].高校實驗室工作研究， 2018（2）： 98-100.