新工科及專業(yè)認(rèn)證背景下實(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)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(rèn)證背景下，以工程實(shí)踐創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，以加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)、促進(jìn)理論教學(xué)、突出能力培養(yǎng)、提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)的建設(shè)思路。文中探索了面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建了符合新工科要求的實(shí)踐教學(xué)體系，搭建了高水平的綜合實(shí)踐教學(xué)平臺，優(yōu)化培養(yǎng)模式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)體系和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，提出了貫穿本科四年的“認(rèn)識—理解—聯(lián)想—創(chuàng)造”的工程教育培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)了與課程體系的融合。本文中主要觀點(diǎn)和做法，有一定的推廣價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：新工科 ?工程教育專業(yè)認(rèn)證 ?機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 ?實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)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(jìn)應(yīng)用型高校實(shí)踐人才培養(yǎng)的發(fā)展由量的擴(kuò)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(shí)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(shí)踐能力、開拓學(xué)生創(chuàng)新思維的重要途徑[2]，實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量是衡量辦學(xué)水平的重要標(biāo)志之一。目前的實(shí)踐教學(xué)基本以課程實(shí)驗(yàn)為主，輔以課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新項(xiàng)目、教學(xué)實(shí)習(xí)、學(xué)科競賽等活動，這些實(shí)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(diǎn)進(jìn)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(diǎn)和教學(xué)過程的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)基本上以課程對應(yīng)安排的實(shí)驗(yàn)為主，雖強(qiáng)調(diào)綜合性但重點(diǎn)考慮還只是課程本身內(nèi)容的綜合，對工程實(shí)踐教育進(jìn)行改革，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)，已經(jīng)成為當(dāng)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(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)啟動了工程教育專業(yè)認(rèn)證，本文依托該專業(yè)，在“新工科”和專業(yè)認(rèn)證背景下，圍繞人才培養(yǎng)模式、實(shí)踐教學(xué)體系和實(shí)踐平臺建設(shè)展開研究，對當(dāng)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(rèn)證的人才培養(yǎng)模式

以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，建立貫穿本科四年的“認(rèn)識—理解—聯(lián)想—創(chuàng)造”的工程教育模式，明確工程實(shí)踐本科人才培養(yǎng)目標(biāo)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(shí)踐規(guī)范和操作樣式，建立面向工程教育專業(yè)認(rèn)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(shí)踐教學(xué)理念轉(zhuǎn)變成“以培養(yǎng)學(xué)生為中心，以強(qiáng)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(shí)踐培養(yǎng)計(jì)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(shí)踐教學(xué)體系

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

充分整合專業(yè)所有實(shí)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(yàn)技能（包括方案制定、方法選擇、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、信息獲取、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象分析、障礙排除、結(jié)果評價(jià)、……等）。以綜合實(shí)驗(yàn)課、系列開放實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、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(shí)踐活動為平臺，逐步構(gòu)建多層次、多階段、多種類別的實(shí)踐創(chuàng)新體系。

同時，建立以國際工程教育認(rèn)證及卓越工程師為基準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。如圖2所示。

2.3 建設(shè)綜合實(shí)踐教學(xué)平臺

實(shí)踐平臺建設(shè)是教學(xué)實(shí)驗(yàn)的條件創(chuàng)造。本項(xiàng)目以人才培養(yǎng)方案研究和實(shí)驗(yàn)體系改革為先導(dǎo)，研究如何對原有的實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行篩選與重組，整合及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，建設(shè)具有綜合功能、創(chuàng)新條件和開放機(jī)制的綜合實(shí)踐教學(xué)平臺，實(shí)現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)自主化，項(xiàng)目實(shí)踐興趣化，工程實(shí)踐實(shí)戰(zhàn)化的建設(shè)目標(biāo)。為培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的人才提供優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，形成以全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與創(chuàng)新大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(rèn)證的人才培養(yǎng)模式，切實(shí)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(yùn)用領(lǐng)域知識（專業(yè)、學(xué)科等），構(gòu)建實(shí)踐知識與技術(shù)、實(shí)踐資源、實(shí)踐活動和實(shí)踐成果的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，包括先進(jìn)實(shí)踐課程體系和實(shí)踐教學(xué)方法建設(shè)，拓寬適合學(xué)生實(shí)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(shí)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(shí)際問題的能力卻相對較弱;實(shí)驗(yàn)室里能出成果，轉(zhuǎn)化為企業(yè)實(shí)際應(yīng)用就有不少問題[4]。究其原因，是教師深入生產(chǎn)實(shí)踐的機(jī)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(shí)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(jì)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(shí)踐能力、工程技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，進(jìn)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(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為重點(diǎn)，突出學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)。改變了實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，通過加強(qiáng)和完善實(shí)踐環(huán)節(jié)，優(yōu)化了人才培養(yǎng)模式。

（2）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)體系和安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使本學(xué)科教學(xué)中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)得到進(jìn)一步鞏固和提高，使專業(yè)實(shí)驗(yàn)建設(shè)得到加強(qiáng)。改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，重新規(guī)劃和組織實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，與專業(yè)核心課程相對應(yīng)的有教學(xué)科研價(jià)值和長期效應(yīng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

（3）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)：整合優(yōu)良實(shí)驗(yàn)資源，改革實(shí)驗(yàn)手段與方法，提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平，綜合考慮現(xiàn)有條件、當(dāng)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(jī)制的綜合實(shí)踐教學(xué)平臺，將課程講授、實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)研究空間。

在建設(shè)實(shí)驗(yàn)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(shí)習(xí)基地[6]，建立激勵機(jī)制，不斷拓展學(xué)生科技創(chuàng)新的教學(xué)和實(shí)踐項(xiàng)目，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

4 ?結(jié)語

本文對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體系、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容進(jìn)行研究，提出了涵蓋機(jī)械工程一級學(xué)科和二級學(xué)科方向（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、智能制造工程、機(jī)電一體化）的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課程和相關(guān)實(shí)踐平臺的建設(shè)。提出了貫穿本科四年的“認(rèn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃的制定、新實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編寫，面對專業(yè)方向的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)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(xiàn)

[1] 徐亞利.“新工科”背景下基礎(chǔ)工程模塊化教學(xué)的探索[J].合肥學(xué)院學(xué)報(bào)：綜合版，2019（2）：76-78.

[2] 孫科學(xué)，郭宇鋒，肖建，等.面向新工科的工程實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018（5）：239-241.

[3] 殷代印，曹廣勝.基于現(xiàn)代工程教育體系的實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013（10）：11-14.

[4] 畢紅霞.新工科背景下實(shí)踐平臺體系建設(shè)——基于湖南工學(xué)院卓越工程師培養(yǎng)[J].廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報(bào)， 2019（4）：228-229.

[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(jī)械工程實(shí)踐教育體系平臺構(gòu)建思考與探索[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究， 2018（2）： 98-100.