地方本科高校工程實踐教學改革與創新人才培養探索

高雙喜 趙海玲

摘 要：從組織的角度研究國內外工程創新人才培養模式，借鑒工程教育認證思路，結合地方本科院校工程教育專業的實際情況，在卓越人才培養計劃中開展專業實踐教學課程模塊化設置，學習團隊化組織，教學導師制組織，服務開放式管理的工程實踐教學改革，培養創新人才的實踐，并對該實踐過程中的不足和發展進行了分析，有助于豐富我國現有高校人才培養模式，同時對進一步拓展相關領域研究和實踐借鑒具有一定的意義。

關鍵詞：創新人才;工程教育;人才培養;實踐

中圖分類號：F24 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.30.036

我國工程教育本科人才培養仍存如人才培養同質化、辦學定位不明確、課程設置分配失衡、以教師講授為主等諸多問題，著名的“錢學森之問”、“中國還沒有大學能夠按照科學技術發明創造人才的模式去辦學，都是人云亦云，一般化的，沒有自己獨特創新的東西”。具有較強工程素養和創新能力的技術人才（以下簡稱“創新型工程人才”），是杰出人才的重要組成部分。這類創新型工程人才的培養是當前我國工程教育本科急需要花大力氣解決的重大問題，他們將來不僅是引領社會發展和推動社會進步的中流砥柱，也是一個國家創新實力的體現，近兩年，在“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”等拉開新工科建設序幕以來，鐘登華院士提出新工科建設要以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才。筆者認為，這種創新型工程人才的培養，在于學生工程實踐能力、創新能力和研究能力的培養，關鍵是要強化工程實踐教育這個實現創新人才培養的重要教學環節，本文主要以機電類專業為例，在工程教育實踐教學改革培養創新人才方面進行探討。

1 國內外創新型工程人才研究和進展

一直以來，國內外本科高校對工程教育領域創新型工程人才的培養和探索從來就沒有停止過，國外近20年來，一直注重培養學生工程實踐能力、創新能力和研究能力，1998年4月美國博耶研究型大學本科生教育委員會發表了《重建本科生教育—美國研究型大學發展藍圖》的報告后，MIT、加州大學伯克利分校、斯坦福、牛津、羅斯基爾德、奧爾堡等歐美世界知名高校紛紛制定創新型工程人才培養或學習方案，并著手開展人才培養。

我國自1999年啟動高等教育大眾化進程以來，一方面，教育部十分重視本科教學質量與教學改革工作，先后在本科教學質量、教學改革、教學評估、戰略性新興產業相關專業申報和審批、地方普通本科高校向應用型轉變、工程教育專業認證、新工科研究與實踐等方面印發多個文件、搭建相關平臺并開展相關工作。另一方面，教育部近幾年大力推進“互聯網+”大學生創新創業大賽、教育部產學合作協同育人等項目，2018年6月21日，教育部部長陳寶生在新時代全國高等學校本科教育工作會議上發表“以本為本”講話，可以看到，國家也越來越重視本科應用型人才培養質量。在眾多背景之下，國內大學也一直在本科教學中開展創新型工程人才培養改革試點和探索，1978年中國科技大學開辦“少年班”，1984年-2000年浙江大學歷經了“工科混合班”、“工程教育高級班”、“創新與創業管理強化班”到“竺可禎學院”的演變探索，2005年復旦大學成立“復旦學院”，2006年南京大學成立“匡亞明學院”，2007年北京大學成立“元培學院”，2008年華中科技大學也成立了“啟明學院”，2009年清華大學成立“清華學堂”等等，目前相關文獻主要集中在培養的合法性研究、與大眾化本科教育的地位和功能化問題、通識和研究性教學兩方面如何更好培養人才等方面的研究，但缺乏從組織上去研究，尤其缺乏的是從普通本科和地方本科院校的角度去研究并提煉要素，從而為地方本科轉型發展和創新型人才培養提供一些思路和建議。地方本科高校絕大多數都以卓越工程師、卓越人才培養計劃、創新實驗班等教育模式探索工程教育改革，如湖北工業大學2012年就開始了721人才培養模式，其中10%的學生進行研究性學習，20%的學生進行創新教育學習。

2 我們存在的問題

對于國內外高校的創新型工程人才培養教育教學模式的探索，多以名校為準，不少文獻稱為“精英人才教育”。黃岡師范學院機電工程學院成立初，人才培養存在以下問題：專科專業多、學生多，教師本科教學素養和學院教學管理亟待提高;實驗教學條件嚴重不足，教學過程以教師講授為主;學科競賽經驗缺乏，提高型實驗項目急需開發;多學科交叉的創新教育生態環境缺乏，學生主動實踐、科技創新、研究性或創新性學習亟待引導;學生潛能需要開發，創新教育、創業教育和創造教育幾乎空白。

2015年《教育部 國家發展改革委 財政部關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》頒布后，學院開展轉型發展大討論，確定了以智能制造技術為基礎，3年來，相繼開設了機械工程、電氣工程、機器人工程等本科專業。筆者認為，對于以應用型為主要人才培養目標的地方本科高校來說，在自身與重點高校學生生源不同、師資結構不同、經費投入不同的情況下，應該有自己的本科工程人才培養和教學改革的試驗田，應從小部分試點、從學科競賽和第二課堂開始探索，做相關的研究和實踐，探索出符合自己的工程教育改革模式，以點帶面，逐步擴大學生覆蓋面的思路，形成自己的專業辦學特色和名片。兩年來，我們在學科競賽、第二課堂、科研助手、實踐課程體系建設等方面開展實踐教學改革，培養創新型工程人才，邁出了關鍵的一步。本文以黃岡師范學院機電類專業為例，從組織的角度研究卓越人才培養計劃實施中的工程實踐教學改革教育教學環節，為地方本科高校的工程教育實踐教學改革和創新型工程人才培養提供思路和借鑒。

3 我們的思考和實踐

黃岡師范學院機電類專業自2015年開始轉型發展改革試點以來，以卓越工程師為培養目標，注重工程基礎和專業素養培養，借鑒工程教育專業認證“以學生為本、以學生為中心、以學生學習產出為導向、強調合格評價和持續改進”的思路，針對應用性較強的專業課程，通過交叉學科的任務或項目作為教學載體，采用實驗室就是教室的理實一體教學模式，開展工程教育實踐教學改革，培養學生的實踐能力和創新能力。

3.1 基本思路

以卓越人才培養計劃為依托，加強實踐教學改革和管理創新，在人才培養實踐教學中，按照課程模塊化設置、學習團隊化組織、教學導師制安排、服務開放式管理的思路進行創新人才培養。專業內的實踐教學環節通過成立科技協會、開放專業實驗室、開辟創新實驗室、專項技能實訓周等形式搭建各種平臺，開展獨立的實驗課程模塊化教學，趨向于培養寬基礎和專技能，專業外實踐環節通過課外輔修、參與課題研究、科技創新、學科競賽、送科技三下鄉、企業實習等多種途徑，開展探究式自主學習，趨向于培養復合和交叉。

3.2 教學組織與考核

課程模塊化設置，學習團隊化組織。理論課除課程需要的基礎實驗保留外，整個實踐教學課程體系全部模塊化設置，導師根據學習團隊制定實踐內容、指定相關學習資料（教材、論文、專利等）、布置達成目標和要完成的任務;實踐課程體系，降低必修課比例，增加選修課比重，鼓勵跨學科學習、依據就業方向或將來研究生方向學習。一是結合專業特點和當地企業需求，專業對接產業、課程對接行業、實習對接生產，建立緊密型實習基地，開展校企合作協同育人，培養所有學生的工程和技能素養;二是結合學科競賽和學情特點，按競賽項目組成團隊，目前主要在電子設計、自動化控制、機械設計、結構設計、程序設計、3D大賽、圖學大賽、機械創新大賽、“互聯網+大賽”、機器人大賽和創新創業大賽等方面開展機電類學習團隊，學生團隊采取自由進人、一減一增的動態考核管理，基礎課采用任務式驅動，專業課進行項目化教學，以問題為導向開展課堂討論，以高年級帶低年級自學探究學習為主要模式，開展第二課堂，培養大部分學生的動手和實踐能力;三是結合專業教師科研課題和工程背景，以課題和工程案例為基礎，配備科研助手，導師制定培養任務，對學生進行科研指導，參與成果轉化和項目申報，培養少部分學生的研究和創新潛能。整個工程實踐能力培養中，低年級學生基礎課考核主要采用任務完成與達成度結合，高年級專業課學生考核主要采用項目進展和達成度結合。

教師的考核與選聘導師制安排。選用熱愛教學、擅長教學的教師作為教學項目或課程的負責人，采用導師制、任務式管理。通過學生評教、學生掌握度和達成度、邀請同行評價和教師個人陳述在該教學項目或課程上的做法為依據，重點參考學生評教、學生目標達成度和教師需要準備的教學項目與計劃、目標達成、訓練方法、考核辦法等方面考核教師;教師工作量采用基本工作量以任務和實際教學效果考核為基礎，以學生在實際生產實習中的掌握情況、學科競賽中的成績率、科研成果參與度為浮動，綜合起來選聘導師，承認教師的勞動成果，并把學生在學科競賽、學生科技成果、創新創業成果作為教師績效考核和職稱晉升的重要依據，激勵教師教學改革的熱情和參與度。

學習團隊、科研助手的選拔和培養。對于學生學習團隊的選拔主要集中在大一和大二上學期，在保持團隊人員不變的情況下，采取競爭性的選拔和淘汰制度，進入團隊的成員可以在海外游學、獎學金和部分課程自主選擇等方面享有優先推薦權，以此激勵學生參加各個學習團隊;各學生學習團隊按照學生學習能力和任務達成度，由導師指定團隊或項目組長，組長根據組員任務負責對組員進行日常考核，導師在項目和任務分配時可以聽取組長意見，結合競爭性選拔時的學生個體能力表現，制定個人和團隊任務;以個人和團隊的任務完成、項目進展和達成度結合進行動態考核，團隊可自由進人，一減一增，人數不變，考核過程由考核小組和導師決定，進入淘汰的學生可進行一次申請保留和考核機會;學生參與的科技創新成果、學科競賽成績均在學生表彰、創新學分認定和畢業資格中得到承認。如華中科技大學啟明學院2011年就清退了33名因評價“不合格”學生，增補了1名學生進入該學院，我們借鑒這種考核機制可以激發學生學習動力，培養學生較好的團隊合作意識和競爭意識。

在教學考核上，可以根據課程特點采用實物制作、實際操作、試卷、論文、學科競賽、技能比賽、說明書、專利、科研項目參與和答辯等多種形式，靈活考核學生學習情況，有條件的情況下，在期中考試中實行教考分離，用于檢驗教學的實際情況并指導后期教學。

3.3 教學服務與管理

服務開放式管理。專業實驗室和機電創新實驗室對各科技協會和各學習團隊開放，采取導師負責、組長代管的模式，專業實驗室在無課的情況下，對導師和其所負責的學生團隊完全開放。

教學耗材和基本設備，以已實施的效果較好的教學項目為基礎，由指導老師提交項目或計劃申報書，由所在學院學術委員會審核;實驗中心做好設備損壞、耗材消耗數據監測，一年一次評估，對教學投入、效果進行評價，對新增項目訴求進行論證，按照結果決定項目保留和新增。

整個工程實踐教學改革中校企合作協同育人、學科競賽技能比賽、實驗室開放和管理、科研助手等方面指定專人管理，負責校企合作聯絡、學科競賽各環節服務、開放實驗室設備、耗材數據監控、科研助手管理等事物。

3.4 教學效果與小結

大部分學生因緊張艱苦的學習和緊湊的生活，磨煉了較好的心理素質、意志品格，產生了“共生”、“共振”效應，激發了彼此的創造力、創新欲和潛能，增強了學生的自信心，養成了好的學習方式和習慣，堅定了自己的目標和志向。兩年來，機電工程實踐教學改革由原來的1%的老師、2%的學生，發展到目前30%的老師、65%的學生參與到學生團隊和科研助手，提供工程實踐場地吸引了80%的學生參與并創建了4個科技社團，成功立項學校卓越人才培養計劃，獲批教育部產學合作協同育人項目9項，國家創新訓練計劃2項，省級創新訓練計劃10項，機械創新設計獲獎項目13個，全國3D比賽、機器人比賽成績斐然，營造了良好的科技創新和創新人才培養氛圍。

總之，只有按照一定的模式組織起來了，并有專人跟蹤、管理和改進，才能在人才培養模式、課程體系設置、教學組織模式、成果導出取得一手資料，開展多方面多案例研究，逐步完善卓越創新人才培養方案，形成自己的特色，從而對工程教育實踐教學改革和創新人才培養提供更好的借鑒。

4 結語和展望

在創新型工程人才培養的思考和實踐過程中，我們在解放思想、辦學權限、資源整合、課程建設等方面還需要進一步改進。

（1）需要進一步整合學術和行政兩種力量，開展整個人才培養教學改革試點，進一步擴大辦學權限和學生受益面。

行政權力的支持對于教學改革來說起主導作用，他對激勵教師、資源配置、政策引領等方面起到了不可替代的作用;學術權力在學科發展、創新引領方面能較好地服務人才培養。在參與創新人才培養過程中，教師工作量系數適當提高，對于做在課程建設、學生競賽、產學合作協同育人等方面做出實際貢獻的教師，在考核和職稱評聘方面給予政策傾斜，激發教師教學職業生涯的活力和以學生為主的教學改革氛圍;通過例如卓越實驗班、研究學習班、學科競賽班、校企合作班等辦班，變革傳統教學組織制度，合理配置資源，交叉發展學科，復合培養人才，在此基礎上總結經驗，條件成熟時擴大到全校工程教育專業甚至文理結合培養創新人才，不斷推廣辦學經驗和擴大學生受益面。卓越人才計劃本身就是一個不斷試錯、不斷探索、不斷完善的過程，這個經驗的形成需要不斷研究和實踐，進行經驗推廣和反饋修正。

此外，可以探索以專業大類招生，變以專業為主為學生為主的辦學模式。把實踐教學改革和整個人才培養教學改革結合起來，通過課程模塊整合、教育教學方法改革，賦予學生學習自主選擇權，探索多種形式的人才培養模式。按照工程教育認證思路，以成果為導向開展讀研究生（優先推薦、免試入學、本碩連讀、考研）計劃、創新學分認定、延長學制、優質就業、停學創業等多種選擇，擴大學生學習自主選擇權，根據學生所選課程模塊和《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》（2018年）來確定學生最后畢業的本科專業，逐步構建特色鮮明的創新型工程人才培養模式，因材施教，以點帶面加大教學改革，擴大學生受益面，進一步提高工程教育人才培養質量。

（2）在交叉學科復合型課程體系設置方面還在探討階段，與新工科和工程教育專業認證等方面結合有待進一步研究和實踐。

依據辦班目的由實踐教學課程模塊化設置推廣至整個專業課程模塊化設置改革，如目前正在按照機電類學科特點，在卓越人才培養計劃中構建含理、工、文的大類平臺課程模塊，如經管、文人、法學、數學等課程模塊，選修課程一般按照導師指導下的學科競賽、個性化方向、課題研究方向、校企合作等課程模塊，這些課程模塊既與通識課聯系，又在專業課程、專業教育和交叉學科上進行拓展，前期很多精力放在選修課程模塊設置上，在課程體系沒有完全形成的情況下，更多的研究是用倒推和倒逼的方法去改革前面的通識課程模塊、大類平臺課程模塊和專業課程模塊，需要進一步結合地方特色的校企產學融合協同育人、學科競賽、教師教科研、新工科建設和工程教育認證等情況，開展研究和實踐，形成有特色的創新人才培養課程模塊體系。

本文從組織的角度研究國內外工程創新人才培養模式，借鑒工程教育認證思路，結合地方本科院校工程教育專業的實際情況，在卓越人才培養計劃中以工程實踐教學改革進行創新人才培養實踐，有助于豐富我國現有高校人才培養模式，但需要在體制機制方面進行創新，開展工程教育創新人才培養體系的整體研究和實踐，比如，因地方本科高校生源質量問題不能全覆蓋復合型工程創新人才培養的情況下，探索部分學生以專業技能培養為主的工程教育教學改革等，為地方本科院校工程教育改革和轉型發展提供思路與借鑒，任重道遠。

參考文獻

[1]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017，（3）.

[2]Camegie Foundation for the Advancement of Teaching.Reinventing Undergraduate Education：A Blueprint for Americas Research Universities[EB/OL].http：//naples.cc.sunysb.edu/pres/boyer.nsf/，1998-05-13.

[3]蔣盛楠，呂杰.優質與特色——美國文理學院研究[M].北京：北京郵電大學出版社，2014.

[4]王春春.美國文理學院卓越本科教育的制度保障——以麥克萊斯特學院為例[J].中國高等教育，2010，（10）.

[5]雷洪德.美國文理學院：變革中的精英教育[J].高等教育研究，2013，（10） .

[6]安寧.本科生科研能力培養及優化路徑[J].實驗技術與管理，2016，33，（12）.