王文亮 羅 清 李新平 游翔宇 薛白亮
(陜西科技大學輕工科學與工程學院,輕化工程國家級實驗教學示范中心,陜西西安,710021)
實踐教學是鞏固和深化理論知識的有效途徑,是應用型/工科類專業培養學生創新實踐能力的重要途徑,同時實踐教學也是學生從學校向工作崗位過渡的關鍵環節和重要平臺,是將理論應用于實際的關鍵步驟[1-2]。長期以來,我國高校的實踐教學主要側重于對理論知識體系的鞏固,導致實踐教學在學生培養課程體系中占比嚴重不足,進一步導致學生的工程思維和創新意識有所欠缺[3]。尤其是在目前所處的后疫情時代,傳統的實踐教學環節設計已然無法適應新的形勢要求。同時,在工程教育專業認證和新工科建設大背景下,高校實踐教學模式亟需深入思考和重構。
目前,高校的理論教學工作在教育信息化及智慧校園建設的推動下,能夠很好地適應疫情及后疫情時代對課堂教學工作的要求。教育部于2020 年2 月5 日印發的指導意見中也為疫情防控期間的高校在線教學提供了指導和保障。然而,高校實踐教學環節在疫情的影響下難以有效實施,甚至不得不推遲進行,后疫情時代實踐教學環節的變革迫在眉睫。如何總結疫情時期的教學經驗,探索行之有效的實踐教學方法成為當前亟待解決的問題之一。
新時代的實踐教學環節面臨多方面的壓力,以學生為中心的實踐環節在后疫情時代如何發展成為了高校面臨的重要問題,尤其是實踐性強的工科專業更為突出[4],如何結合工程教育專業認證標準和新工科建設要求,在后疫情時代的實踐環節中對教學體系、模式和內容進行改革,成為進一步提升學生工程思維能力、知識綜合運用能力、實踐創新能力的重要課題。
以陜西科技大學輕化工程專業為例,其作為傳統的應用型專業,具有多學科交叉特征和很強的實踐性[5-6],僅僅掌握專業理論知識難以滿足新時代對創新性工程思維能力人才培養的需求,必須經過實踐教學環節系統性的學習和訓練,強化學生對基礎理論知識的消化和理解,升華學生從理論到實踐的工程思維。
1.1.1 傳統的實踐教學模式無法滿足后疫情時代對工程人才培養的要求
傳統的實踐教學環節(如實驗、實習等)內容具有很強的實踐性,在后疫情時代疫情防控措施下傳統的教學手段已然無法有效開展,學生深入企業等實踐單位實習的不確定性和風險加大,從而對實踐環節的效果造成了很大的影響,如何破解后疫情時代對實踐環節造成的困局成為目前存在的主要問題之一。以陜西科技大學輕化20級制漿造紙方向105位學生的認識實習為例(如圖1 所示),認識實習過程采用邀請企業專家和校友回校講座及本專業教師講授相結合的模式開展,但學生的普遍認同度偏低(2.9%),多數的學生(63.8%)期望能夠接收赴企業實習和校內實習相結合的模式,這對后疫情時代探索新的實踐模式提出了新的要求和挑戰。

圖1 輕化工程專業20級(105人)認識實習模式調研Fig.1 Investigation of cognition practice for 2020 class(105 students)from light chemical engineering
1.1.2 難以有效結合工程教育專業認證標準和新工科建設的要求
工程教育專業認證標準和新工科建設的核心均體現出了以產出為導向,以學生為核心,以能力培養為中心,培養多元化、創新型卓越工程人才。然而,目前的實踐教學模式主要仍為教師講解知識、學生面對面接受知識的局面,以及“走馬觀花”式的實踐參觀等被動型學習模式,無法滿足工程教育專業認證標準和新工科建設的要求,亟需尋求改革與創新,重新梳理實踐定位與目標,探索實踐教學新模式。
1.1.3 實踐環節“碎片化”
實踐教學主要包括專業實驗、專業實習、專業設計、專業實踐等環節,通常這些實踐教學環節獨立進行,未能夠有效挖掘出相互之間的關聯,各實踐環節之間的交叉和資源共享不暢通,導致實踐環節“碎片化”,容易讓學生對各類實踐環節的意義產生困惑,從而一定程度上影響了實踐教學的效果。因此,如何將各類實踐教學環節串聯/并聯起來并實現交叉融通,成為了實踐教學模式重構的重要思考方向。
1.2.1 適應后疫情時代高效實踐教學對人才培養的要求
疫情防控背景下,《中國教育現代化2035》提到的教育信息化的帶動作用越來越重要,也對實踐教學環節提出了新的思路,結合教育信息化來重構高校實踐教學模式,推動實踐教學體系的理念變革、體系再造、能力重塑和資源增配[7],從而滿足后疫情時代高效實踐教學對創新型卓越工程人才培養的要求。
1.2.2 滿足工程教育專業認證標準和新工科建設對實踐教學的要求
工程教育認證是基于產出的教育(Outcomesbased Education,OBE)理念,強調通過以學生為中心和持續改進的過程化思維來提升人才培養質量[8]。新工科建設的內涵是以立德樹人為引領,強調繼承創新及與產業需求相交叉融合,培養多元化、創新型卓越工程人才[9]。工程教育專業認證標準和新工科建設的出發點和目標一致,對于實踐教學的思考與構建提供了很好的改革方向。
1.2.3 實現各實踐環節之間的有機結合和交叉融通,構建多元化實踐教學體系
通過對后疫情時代高校實踐教學模式的思考與構建,將“碎片化”的各實踐環節進行整合,實現實踐教學各環節之間的連續性、系統性、協調性和互補性的統一,明確專業實驗、專業實習、專業設計、專業實踐等之間的關系,互為依托且交叉融通,使得實踐環節不再割裂,從單一化向多元化轉變,構建多元化實踐教學體系,對于實踐教學模式重構具有突出意義。
后疫情時代輕化工程專業實踐教學應在工程教育專業認證標準的框架下,結合新工科建設理念,以大數據等信息技術作為支撐,通過建設和共享大量的實踐環節資源,逐漸發展出線上實踐+線下實踐相結合、學校理論知識和企業實踐知識云實踐的新模式;并依托工程教育專業認證對實踐環節建設要求的基本理念與導向,通過加強輕化工程專業實踐教學環節建設,促進輕化工程專業建設的內涵式發展,通過實踐教學環節推動創新人才的培養和推進專業建設。
后疫情時代高校實踐教學模式的主要研究思路如圖2所示。重點圍繞后疫情時代輕化工程專業實踐教學的特點,結合工程教育專業認證標準的要求和新工科建設理念,提出了“強+弱”輕化工程專業實踐環節的分類培養體系,樹立“線上+線下”混合式的實踐教學設計理念,重點解決輕化工程專業實踐教學理念與新形勢要求的匹配性、實踐教學體系多環節之間的銜接性等關鍵教學問題,建設綜合性、智能化實踐教學平臺,培養多元化、創新型卓越工程人才。

圖2 后疫情時代高校實踐教學模式的主要研究思路Fig.2 Research approach for the practical teaching mode in university under post-pandemic era
工程教育專業認證標準對實踐教學過程中的7 個維度提出了具體要求,新工科建設對工程教育改革創新及工程人才的培養模式提出了新的內涵。后疫情時代高校實踐教學模式構建的內容與措施需緊密結合工程教育專業認證標準和新工科建設大背景,從實踐教學過程化安排和考核、標準和平臺建設及培養目標等角度出發,基于后疫情時代高校實踐教學中存在的問題及研究思路,重點從以下3個方面構建高校實踐教學模式,并闡釋了3 個方面內容之間的關系,如圖3所示。

圖3 后疫情時代高校實踐教學模式的構建內容及關系Fig.3 Contents and relationship of the practical teaching mode in university under post-pandemic era
根據輕化工程專業實踐環節的特點,將實踐環節分為“強”實踐環節和“弱”實踐環節,以實現分類培養。“強”實踐環節為實踐性強、動手操作多的環節,包括專業實習(生產實習和認識實習)、專業實驗等;“弱”實踐環節為可以借助虛擬仿真教學等智能化教學平臺、動手操作偏少的環節,包括專業設計、競賽等專業實踐。針對“強+弱”實踐環節各自的特點,建立相應的培養體系和側重點,實現學生能力的分類及多樣化、多層次培養。
“強”實踐環節專業實習的模式采用“學生走出去”+“企業引進來”的新模式,通過“學生走出去”了解輕化工程相應專業的企業基本情況,“企業引進來”重點邀請優秀校友和企業技術人員,通過云平臺或企業人員到學校現場講解相結合的方式,將最新的知識及企業需求帶給學生,通過參觀企業、頂崗實習、學習技術資料、聽講座、交流討論等方式,讓學生對于實際生產有宏觀的了解,對于生產過程中的工程實踐項目有深入的認識,從工程思維和創新意識角度培養學生認知和解決問題的能力。“弱”實踐環節采取立體化教學體系,通過結合理論知識、邀請企業技術人員進行云輔導、企業導師制等多種模式,并利用學習通、雨課堂等教學平臺在線指導,提升學生對實踐環節的理解和思考,實現從“單一實踐”到“交叉融合”的轉變。
依據“強+弱”實踐環節的分類培養體系,整合多學科教學和實踐資源,基于教育信息化2.0 的智慧校園建設,開展“線上+線下”的實踐教學模式:①校園內的“線上+線下”模式,重點為實驗教學、課程設計、畢業設計/論文環節;②校園外的“線上+線下”模式,主要針對實習環節。通過建立完善的實踐教學體系,從“基礎-專業-實踐”多元和多梯度角度出發,培養學生的工程思維和創新意識。
校本實踐過程中,積極引用新工科建設思想,明確目標要求,注重模式創新和質量保障,充分整合校企優質資源,與企業合作共建實習和實訓實踐基地,重構實踐教學資源,改進教學方法和理念,在高校實踐教學過程中逐步完善校企產學合作協同育人新模式[10-11]。通過與優秀企業共同制定和優化實踐教學培養方案,讓“走馬觀花”式的實踐教學真正轉變為“下馬看花”式的深入實踐模式,使學生真正成為具備解決復雜工程問題的多元化、創新型卓越工程人才。
后疫情時代的專業實踐仍需緊密圍繞工程教育專業認證標準的要求開展,重點從7個維度開展詳細的支撐指標點和教學目標的優化。通過輕化工程優勢專業輻射效應帶動專業建設,優化整合實踐資源,提高實踐效率。
智能化實踐平臺的建設是后疫情時代專業實踐的重要保證,根據輕化工程專業特色建立基礎技能實訓平臺、核心技能實訓平臺、綜合技能實訓平臺等,構建立體化布局、分層次架構式的實踐教學資源共享平臺,實現平臺與產業主流技術的同步與更新,與行業企業的技術發展接軌。通過提供多樣化、多層次的“創新和實踐平臺”,培養學生追求創新的態度和團隊意識,促進學生的“工程知識”“問題分析”“設計/開發解決方案”“研究”“使用現代工具”“工程、社會、環境和可持續發展”“團隊與溝通”和“項目管理”等能力要求的達成。
本文通過結合工程教育專業認證標準的要求和新工科建設理念,提出了“強+弱”輕化工程專業實踐環節的分類培養體系,并借助智能化實踐平臺樹立“線上+線下”混合式的實踐教學設計理念,重點解決輕化工程專業實踐教學理念與新形勢要求的匹配性、實踐教學體系多環節之間的銜接性等關鍵教學問題。該研究有助于形成多方位一體化的“實踐包”,該“實踐包”模式能夠適應新時代實踐教學的要求,也可以為其他相關專業的實踐教學改革提供參考,同時可借助信息化平臺進行知識更新,實現了“實踐包”模式的連續性和可持續性。