班墨文化與新工科“1433”實驗教學體系的深度融合與實踐模式

摘 要：立足國家戰略新需求、國際競爭新格局與人才培養新要求，新工科應運而生，成為我國工程教育的重要改革方向。但是，地方高校工科專業實驗教學體系存在實驗教學內容陳舊與新技術匹配性不足等問題，阻礙高水平應用型人才培養。本文以棗莊學院制藥工程專業為例，面對產業界對人才能力需求的動態多變性與高校實踐教學體系改革步伐相對遲緩的現狀，以班墨文化為指導理念，“1433”實驗教學體系改革為載體，旨在培養出科學嚴謹、實踐能力突出、工程素養高、厚植愛國情操的高水平制藥專業應用型人才，為新工科專業的實踐教學體系建設提供典型案例。

關鍵詞：班墨文化；實驗教學體系；新工科；應用型人才

新工科這一概念自2016年提出以來，在不到一年的時間里，教育部組織高校進行深入研討，形成了“復旦共識”和“天大行動”。按照國內外工程教育的培養目標，新工科背景下學生工程素質的培養應當具備知識思維、個人能力、素質情感三維度能力內涵［12］。因此，地方應用型本科院校工科專業的學生培養需要較強的工程背景，以此提高學生的工程素質。實踐教學是新工科背景下工程人才培養的關鍵環節，在培養學生創新意識和工程素質方面，其作用是不可替代的［35］。但現在工科專業實踐教學體系仍存在一些問題，如實踐教學體系的教育理念與未來需求脫節；實踐環節相對弱化，落實不到位；創新創業教育與專業教育的耦合不到位等問題，無法適應新工科卓越工程人才培養［68］。

墨子、魯班是中華民族勤勞智慧、科學創新的典范，墨子、魯班“學者加工匠”的特殊身份，成就了他們在先秦時代科學領域的最高地位和足以與西方古代自然科學相媲美的科學建樹。班墨文化的內涵可以總結為五個方面：精益求精的工匠精神、知行合一的實踐精神、求真務實的嚴謹精神、與時俱進的創新精神、胸懷天下的愛國情懷［9］。以班墨文化為理念基石，構建新工科背景下的“1433”實驗教學體系，形成“基礎＋應用＋綜合創新”三級能力培養模式，可有效解決地方高校在應用型人才培養方面的若干問題，對于卓越工程人才培養和新工科建設具有極其重要的意義。

棗莊學院制藥工程專業2019年入選山東省一流專業，通過近5年的發展，專業建設取得較為矚目的成績。本文以制藥工程專業為例，以班墨文化為融入點，著力推進實驗教學體系改革，對工程人才培養具有重要意義，也為其他工科專業提供可靠的典型案例。

1 “1433”實驗教學體系建設

立足于我校辦學實際和學生培養需求，建立“一個核心、四個模塊、三個層次和三級能力培養”的“1433”實驗教學體系。“1”是一個核心，實驗教學體系建立以工程素質培養為核心；“4”是四個模塊，實驗教學體系分為“學踐研創”四個模塊；第一個“3”是三個層次，構建“平臺＋模塊＋項目”的三層次教學培養模式；第二個“3”是“基礎＋應用＋綜合創新”三級能力培養體系，逐步實現學生從基礎能力—實踐應用能力—綜合創新能力的培養。

1.1 “學踐研創”四模塊

1.1.1 構建科學合理的課程體系

以通識教育筑基，以專業課程融合為路徑，打造多層級、可定制的課程系統，響應個體差異化需求。此體系致力于解決傳統工科實踐培養模式中的趨同化問題，實現個性化育人目標，滿足產業界多樣化人才訴求。

1.1.2 多維度的集中實踐教學環節

作為提升實踐與創新能力的關鍵，集中實踐環節在不突破總學分限制下，優化配置以保障教學時長與質量。棗莊學院實施貫穿四學年的“虛擬仿真+線下實踐”雙軌模式（共8學期）。虛擬仿真側重：輔助性實驗仿真、虛擬生產見習等；線下實踐聚焦：綜合課程設計、核心課程實驗、校內工程實訓、實地見習、企業實習及畢業設計。明確規定畢業設計（論文）選題源自企業真實課題的比例≥50%，確保培養內容與企業技術前沿高度同步。

1.1.3 成果導向的研學方案

設定課外研學必修學分（≥2學分/人）。建立成果導向的研學框架，將研究型課程設為選修課。有效成果形式涵蓋論文發表、專利獲取或研發作品（如實物原型、軟件系統、設計報告等）的直接提交。

1.1.4 項目驅動的創新創業模式

在大一年級學生中廣泛發動，申報墨子魯班科技小組。科技小組的申報以項目為載體，從大一開始，就針對學生設計一個綜合性的實踐項目，項目來自教師分離課題項目、學科競賽項目、創業競賽項目、企業的合作開發項目。墨子魯班科技小組可享受活動場地、經費、優先推薦雙創項目申報、學科競賽、綜合測評加分等政策，小組最終考核以學科競賽等成績為準。

1.2 “平臺＋模塊＋項目”的三層次教學培養模式

本文以制藥工程專業為例，以班墨文化為理念基石，依據“學踐研創”為典型實踐教學體系，構建“平臺＋模塊＋項目”的實踐教學培養模式，如圖2所示。

1.3 構建“基礎＋應用＋綜合創新”三級能力培養體系

立足產業需求導向，深度融合專業課程與創新創業教育，強化“學科—專業—產業”協同聯動與優質資源共享。推行“實驗室早期浸潤計劃”，引導學生在實驗探索中夯實知識根基、在雙創競賽中淬煉實踐能力、在科研活動中激發原創成果，系統重構“基礎能力→應用能力→綜合創新”三階遞進式培養體系，如圖3所示。

1.3.1 基礎技能層

依托基礎實驗平臺課程與設備認知課程，聚焦大一、大二年級學生制藥基礎實驗技能的規范化訓練，重點培育獨立操作及問題解析能力，通過雙創導論課程與案例分享活動，啟蒙創新思維與創業意識。

1.3.2 應用能力層

結合方向模塊課程的實驗教學，著力提升大二、大三年級學生運用專業理論開展系統分析與應用設計的能力。引入企業真實工程項目，由工程師指導在工程實訓中強化藥物開發設計等產業關鍵技能。

1.3.3 綜合創新層

通過綜合實踐課程、畢業實習、雙創項目實訓等高階環節，培養大三、大四年級學生跨學科整合與創造性解決問題的能力。在專業能力基礎上融入職業素養、項目管理及機會識別能力培養，特別在畢業設計中融入班墨文化“精益求精”的精工理念，塑造工匠精神與開拓性創新人格。

基于班墨文化中應用實踐的內涵要求，將實踐教學內容與理論教學有機結合，基于課程特點，融入工程教育要求，分為通識基礎類實驗課程（如“有機化學”“無機與分析化學”等）、專業綜合類實驗課程（如“藥物化學實驗”“制藥工藝學實驗”等）、工程訓練類實驗課程（如“藥物加工生產綜合實訓”等）。

深入貫徹班墨文化中求真務實的嚴謹精神，在原有基礎上，進一步優化實驗項目的類別，如基礎驗證型、專業綜合型、設計創新型和工程實訓型的實驗項目。其中，專業綜合性、設計創新性實驗項目占比超過70%。

進一步推進實驗教學方法改革。針對實驗課程和實驗項目類型，采用問題式學習、團隊式教學、探究式學習和項目驅動式學習等方式開展實驗教學。

2 實踐教學體系的效果評價

2.1 學生成績評價

實驗課程的成績評定是檢驗學生學習成效的關鍵環節。每門實驗課程結束后、相關理論課程期末考試之前，教師必須組織學生參加該實驗課程的期末考試或考核。未通過實驗課程考核的學生，將不具備參加對應理論課程考試的資格。

實驗課成績由三部分綜合構成：課前預習情況評估、實驗操作過程考核以及期末綜合考核。其中，期末考核可采取理論測試（筆試或口試形式）與實際操作考核相結合的方式進行。對于未獨立開設的實驗課，其考核成績將依據學校相關規定，按既定比例計入該門課程的總評成績。實驗課程的日常過程性評價（隨堂進行）和期末考核工作均由實驗課教師負責組織實施。實驗考核以實際動手操作能力為核心評價指標，若學生未能通過實驗操作考核，則該門實驗課程成績直接判定為不及格。

2.2 運行效果評價

本研究擬采用多元評價標準體系，基于“改良導向評價模式（CIPP）”模型，建立制藥工程專業實踐教學評價體系，以形成性與總結性評價相結合的方式來檢驗實踐模式的運行效果，即從實踐教學過程和實踐教學結果對實踐教學體系進行綜合評價，如圖4所示。

3 實驗教學體系特色融入

3.1 充分發揮中華優秀傳統文化育人功能

以定位高水平應用型人才培養為目標、班墨文化為內涵，以“1433”新工科實驗教學體系為基礎，在實驗教學各環節著重加強學生工匠精神和創新精神的培養；加強班墨文化為核心的傳統文化教育，構建契合未來產業發展和新質生產力需求的新工科實驗教學體系，顯著提高學生的綜合實踐能力和工程素質。

3.2 定位學生高水平工程素質培養，班墨文化與新工科實驗教學體系深度融合

持續深化班墨文化的內涵建設，加強“1433”新工科實驗教學體系構建。在實驗教學的各環節融入班墨文化的內涵要求，牢固樹立精品意識、質量第一的理念；在班墨文化嚴謹、創新、求真務實等精神指引下，主動對接產業技術發展需求，在實驗課程與實驗項目安排、校內工程實訓、科研訓練、創新創業、生產實習、畢業設計等環節與實際生產過程緊密結合，讓學生直接或間接參與企業生產過程，助力學生從學校到企業的“無縫銜接”，從而達成新工科背景下工程素質培養的目標。

結語

學生工程素質的培養離不開相關產業的參與，傳統工科人才培養過程中存在較為普遍的問題是與產業的現實需求和技術發展的脫節。針對上述問題，在班墨文化中的嚴謹精神、創新精神等的指導下，主動對接產業技術發展需求，在教師培養、校內實訓、科研訓練、生產見習、畢業實習、企業項目、畢業設計等環節與企業深度融合，實現工程人才培養的拾級而上，從而達成新工科背景下工程素質培養的目標。

參考文獻：

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［9］趙柏林.班墨文化中工匠精神融入高校思政教育的研究［D］.沈陽：沈陽建筑大學，2019.

資助項目：山東省普通高等學校實驗教學和教學實驗室建設研究項目（202482）；棗莊學院教學研究與改革重點項目（2023年）

作者簡介：杜健（1989— ），男，漢族，山東滕州人，博士研究生，副教授，研究方向：發酵工程。