面向新工科的機電類專業“1234”實踐教學體系構建與教學模式研究

寇元哲　鄭耐琴

摘? 要? 圍繞新工科工程教育的新理念，針對具有交叉學科性的機電類專業跨學科知識應用及訓練現狀和問題，結合OBE培養模式在實踐教學平臺、實踐教學課程、人才培養實踐基地、實踐教學考核方式、師資隊伍優化等五個方面進行探索與建設。形成“一個中心，兩大平臺、三個結合、四個層次”的實踐教學體系和教學模式，培養學生的制造強國工程意識、實踐能力和創新精神以動態適應新的社會需求。

關鍵詞? 機電類專業；實踐教學體系；教學模式；新工科

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）08-0139-04

0? 引言

隨著創新驅動發展，新一輪科技革命正引領時代經濟的發展和工業的變革，新征程中創新是第一動力，人才是第一資源，這對我國高等院校的工程人才培養模式和方案提出了新的要求和挑戰。為適應全新的經濟發展需要，培養新型科技工程人才，傳統工科的培養模式也需要轉型升級。“新工科”是我國工程教育發展的新思維、新方式，在專業人才實踐性與應用性的基礎上，轉而培養新時期所需的專業人才，以期更好地服務社會經濟的發展[1]。這種全新的工程教育模式著眼于教學體系的改革和實踐內容的更新，并不是簡單的是開設一些新的

專業[2]。

以隴東學院機電類專業為例，在新工科建設背景下，培養學生動手能力和創新創造能力時主要集中于實驗實訓課程，結合學校發展，提出“1234”實踐教學體系和實踐教學模式。以學生創新核心能力培養為中心（1個中心），創建校內實踐教學平臺和校外實踐教學平臺（2個平臺），在整個實施過程中校內與校外相結合、課內與課外相結合、教學與科研相結合（3個結合），搭建基本技能培養層、綜合能力培養層、工程應用能力培養層和創新能力訓練層的四層次結構（4個層次）。形成“一個中心，兩大平臺、三個結合、四個層次”的實踐教學體系和實踐教學模式，建成“教、學、研”一體化實踐教學團隊，構建“學生為中心”的新結構、新方法、新內容、新評價的實踐能力培養平臺。強化了學生自學能力的鍛煉場所，也是學生拓寬知識、發展能力的新陣地，最終科研成果可以充實實踐教學內容，實踐教學反過來又有利于促進科研工作的開展和培養科研人才。達到培養學生基礎實踐能力、綜合實踐能力、協同創新能力和就業競爭能力的目標，為培養高素質工程人才提供新途徑。通過改革教學方法和考核方式，建設校本特色的教學資源，在培養學生工程意識、工程能力和創新能力等方面取得良好的教學效果。

1? 機電類專業實踐教學的現狀和存在的問題

相關資料顯示，雖然我國制造業規模以上企業人力資源總量達8 589萬人，但人才結構問題和短缺仍然存在，尤其是人才培養和企業實際需求的矛盾[3]。隴東學院的機電類專業通過近9年的發展和積極的教育教學研究，在實踐教學體系方面建立了比較完善的多層次實踐教學體系，通過課程實驗、課程設計、課程實訓，培養學生分析設計、解決問題能力；設置開放創新實驗、創新創業實踐、工程訓練、科研訓練循序漸進地提升學生審辨思維、團隊協作和創新能力；通過專業見習、生產實習、畢業設計（論文）、社會實踐等培養學生實事求是的科學態度和精益求精、專注堅守的工匠精神。

反思現階段地方高校的本科教育，在新工科建設上改革原生動力弱。工程實踐是實現實踐育人的關鍵環節，也是培養大學生創新創業能力的主要途徑[4]。但是在機電類專業實踐教學過程中，普遍存在教學理念落后，教學方法手段陳舊，教學內容人為地“碎片化”“割裂化”“模塊化”，教學資源匱乏，不注重體驗學習、系統認識問題、分析問題及解決復雜工程問題能力培養，只注重知識經驗傳授，不正視學生個體差異性，采用“一刀切”式的實踐教學培養模式，致使學生動手能力不強，創新能力不足，人才培養質量不高等。同時，學生雖然學習了很多課程，但在應對實際的復雜工程問題時，仍然不能將多種知識有機地結合到實際工程應用中，進而有效地去解析和設計一個方案。除了平時的學習、實驗和課程設計外，在畢業設計、創新創業、學科競賽、科技創新等多個環節都凸顯了這一嚴重的問題。實際上，機械工程專業各門課之間并非各自為政，知識點之間均存在交叉融合的現象，所以面對教學設計，要進行重塑教學內容，交叉設計，避免冗余。

2? 面向新工科的機電類專業“1234”實踐

教學體系構建與教學模式研究思路

2.1? 研究目的

面向新工科的機電類專業“1234”實踐教學體系構建與教學模式研究研究目的如下。

1）適應新工科人才培養需求，以學生創新核心能力培養為中心，以OBE培養模式為基礎，以校內實踐教學平臺和校外實踐教學平臺為基礎，夯實學生理論基礎，培養學生實踐能力。為適應新的社會經濟和企業需求，通過產教融合，校外企業實習實訓構建校內校外相結合、課內課外相結合、教學科研相結合的實踐教學模式，構建基本技能培養層、綜合能力培養層、工程應用能力培養層和創新能力訓練層的多層次結構，形成了“一個中心，兩大平臺、三個結合、四個層次”的實踐教學體系。

2）確定多元化培養目標，適應新工科人才培養需求[5]，創新融合多元實踐教學方法，探究“學生中心”的實踐教學新模式，以滿足知識體系與時俱進，能力培養符合產業需求。

3）以學生為中心，建設“教、學、研”一體化實踐教學團隊，構建體系化的實踐教學資源，最終構建“學生為中心”的新結構、新方法、新內容、新評價的實踐能力培養平臺，同時也幫助教師快速成長，提高教師的科研能力和社會服務能力。

2.2? 總體思路

在新工科建設背景下，通過充分調查研究，基于OBE培養模式，以學生的崗位能力產出作為預期目標，圍繞實踐教學課程體系構建和實踐教學培養模式創新的研究，以學生為中心，從培養目標、教學大綱、實踐資源、教學體系、教學模式、教學團隊等六方面著手，進行項目研究實施。

1）深入學習成果導向（OBE）教育理念，深入調查研究，走訪近幾年機電類專業畢業生和就業單位，了解畢業生參加各類實踐教學及實際應用后的感想，了解企業對機電類專業畢業生關鍵核心能力的要求和崗位需求，研究實踐類課程之間的聯系、支撐和交叉關系，明確每一個實踐教學活動的地位、作用和任務。

2）積極推動教育教學改革，以新工科建設為契機，對標專業認證標準，制定一系列措施和要求，使得每個實踐教學環節和教學資源建設，都圍繞體現學校培養特色，細化學習產出成果，由學生被動接受理論知識轉變為積極主動學習，并不斷地提升自我的工程素養、實踐能力和創新意識。具體研究思路如圖1所示。

3? 面向新工科的機電類專業“1234”實踐

教學體系構建與教學模式具體實施方案

3.1? 著力加強實踐教學平臺

完善從研發、轉化、生產到管理的人才培養體系，培養具有實踐應用能力的應用技術型人才。加強專業基礎教學和實踐創新教學，打造產業需求導向的專業建設、以專業建設改革人才培養方案、創新“四維”交叉實踐教學平臺[6]，完善滿足產業需求的人才培養方案，加強教學科研的聯系，高維度融合教學與科研，進行系統化實踐教學，達到培養學生基礎實踐能力、綜合實踐能力、協同創新能力和就業競爭能力的目標。實踐教學平臺建設的要求為：

1）校內校外教學平臺有機結合；2）不斷推進教學資源有效整合；3）教學與科研有機融合；4）應用現代化實驗教學課程；5）課程資源逐步全面開放。

3.2? 扎實推進實踐教學課程建設

當前，世界經濟和科技快速發展，現代企業的發展及核心競爭力的提升需要大量具有扎實基礎知識、較強實踐應用能力及創新能力的工程技術人才，實踐教學則是培養和造就創新型工程技術人才的重要途徑和有效手段，實踐教學課程的建設更是重中之重。改革試驗以學生為中心的實踐教學課程設計的理念與方法，以OBE理念為基礎，以解決復雜工程問題能力培養為手段，豐富實踐教學內容，使實踐教學具有“實踐性、創新性、挑戰性、高階性”，具體做法為：1）構建實踐理論相結合，師生共討論的課內課外聯動體系；2）搭建競賽平臺，以賽促學；3）加快教學手段與教學網站建設；4）實施開放性實驗教學實踐。

3.3? 借助校企合作優勢構建人才培養實踐基地

構建面向新工科的機電類專業實踐教學模式，要選擇特色鮮明、專業突出的教學課程，充分發揮校企合作的人才培養優勢，就業創業實踐整合校企資源，以培養滿足產品市場需求的學生為目標，產學研用緊密融合，在畢業設計過程中貫穿市場人才技能需求，更好地建設人才培養實踐基地。因此，建立以高校為創新主體，以企業為生產基地，實施產學研用結合的管理體制和運行機制。方案為：

1）活學真用，根據企業的實際工作環境創設實訓環境；2）根據企業的人才培養需求，適當增添機電類專業實踐課程；3）校企協同打造校園“升級版”實習實訓基地。

3.4? 優化標準實現實踐教學考核方式多樣化

校企合作提供了更好的實踐教學平臺，為面向新工科的機電類專業“1234”實踐教學體系構建與教學模式的實施提供了一個很好的臺階。在一個新體系、新要求下，實現實踐教學考核方式多樣化，需要新的考核方式來優化標準。針對優化標準實現實踐教學考核方式多樣化的有關要求有：1）全新的科研教學創新評價考核體系，同時做到“過程與結果并重”；2）建立學科競賽機制；3）不斷引入多元化、流程化、細節化的考核方式。

3.5? 優化師資隊伍，促進機電類專業教學水平

教師作為學生的引導者，不僅對學生的學習影響較大，而且對他們今后的成長也有不可忽視的作用。所以，構建面向新工科的機電類專業實踐教學模式中，教師的作用不可忽視。以“教、學、研”一體化為基礎，集教學與科研、理論與實踐于一體，培養和造就一支為創新型、卓越工程型人才培養提供師資保障的高素質“雙師型”實踐教學團隊。因此，在面向新工科的機電類專業“1234”實踐教學體系構建與教學模式中，優化師資隊伍，提升機電類專業教學水平，是體系模式成功實施的重要部分，相關要求有四點：1）制定專業教師引進與培養計劃；2）提高教師資質，形成專業團隊；3）構建“校與校”“校與企”的教師學習平臺；4）加快“雙師型”實踐教學團隊建設。

4? 結束語

在新工科建設大背景下，機電類專業的實踐教學模式和體系以OBE培養模式為基礎，結合“新工科”戰略，以培養學生“敢闖會創”的精神和素養為核心，本著地方高校服務地方經濟的理念，圍繞新工科建設要求，探討學校創新人才自主培養之路，提出“一個中心，兩大平臺，三個結合，四個層次”的實踐教學體系，注重學生分析實際問題、解決實際問題、知識的應用實踐能力，培養學生的創新精神和創業能力，培養學生獨立思考和自學成才的能力，以期把學生培養成適應時代需要的復合型工程人才。

5? 參考文獻

[1] 劉進，王璐瑤.麻省理工學院新工程教育轉型：源起、框架與啟示[J].高等工程教育研究，2019（6）：162-170.

[2] “新工科”建設復旦共識[EB/OL].（2017-02-23）[2021-04-20].https：//jwc.fudan.edu.cn/2b/1b/c25319a273179/page.htm.

[3] 教育部 人力資源社會保障部 工業和信息化部關于印發《制造業人才發展規劃指南》的通知[A/OL].（2017-01-11）[2021-04-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/moe_953/201702/t20170214_296162.html.

[4] 楊為中，張萍，芶立，等.在校外實踐教育基地建設新工科實驗教學體系[J].高校實驗室工作研究，2016（3）：88-90.

[5] 韓東，陳強，楊海峰.機械設計制造及其自動化實踐教學體系的構建與實踐[J].知識經濟，2020（16）：131，133.

[6] 高曉紅，王彥璋，路佩娜.專業綜合能力產品化創新創業型人才培養模式的研究與實踐[J].甘肅科技，2019，35（16）：60-61.

*項目來源：甘肅省高等教育教學成果培育項目“面向新工科的機械類專業實踐教學模式探索和體系構建研究”（GSJY2020-169）；甘肅省“十四五”教育規劃課題“‘新工科背景下電子技術類課程群教學改革的研究與實現”（GS〔2021〕GHB1916）。

作者簡介：寇元哲，副教授；鄭耐琴，講師。