新工科建設實踐教學研究

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摘要：高等工科教育應用人才培養中存在專業能力、實踐能力和創新意識不強的問題，文章以滿足經濟社會發展和新工科對高素質應用人才的需求為目標，加強學生工程實踐能力和創新意識的培養，通過構建綜合工程訓練體系、建立與之相適應的工程實踐平臺、創立工程訓練實踐教學模式與方法等手段，較好地解決了上述問題，取得了顯著成效。

關鍵詞：工程教育；創新意識；實踐教學；分層遞階教學模式

一、加強工程實踐能力教育的必要性

當前，以培養工程師為基本目標的高等工科教育和經濟社會發展對人才提出的要求之間還存在種種不適應，主要表現在以下幾方面：（1）課程學習的局部性、孤立性現實和工程實際應用的綜合性、系統性要求不相適應，造成相當部分的學生學習的主動性不夠，專業能力不強。（2）工程教育環節的部分缺乏與弱化現狀和工程師培養過程要求的完整性不相適應，造成相當部分的學生基本工程素養不夠，實踐能力不強。（3）人才培養模式的單一化、趨同化現象和人才成長的多樣化、個性化規律不相適應，造成部分學生個性難以發揮，創新意識不強[1]?；谝陨蠁栴}，提出了發揮工程訓練橋梁紐帶作用、促進綜合工程訓練內涵建設、培養大學生工程素養的項目研究思路。最終通過構建綜合工程訓練體系、建立與之相適應的工程實踐平臺、創立工程訓練實踐教學模式與方法等手段，推動大學生工程意識養成和工程能力的提高[2]。

二、提高工程實踐能力的實踐教學

根據新工科人才培養要求與人才成長階段性特點，“以培養工程意識和基本工程技能為目標的基礎工程實踐，以初步工程應用能力為目標的綜合工程實踐與應用，以系統性綜合能力為目標的特色與創新實踐”的三層次遞階式綜合工程訓練體系。1.綜合實踐：學生體驗“技術分析—產品設計—材料（元件）選擇—工藝分析—加工制造—安裝調試—性能測試”的產品制造全過程。實現理論知識與實際應用的融合，從而培養學生的初步工程能力和較全面的工程素養。2.綜合應用：以學生興趣為驅動、以課外實踐為主體，鼓勵學生對課內綜合實踐項目的完善及延伸；引導學生科技社團和自選綜合實踐活動；推動數控技術等專業課程、畢業設計、課程設計等綜合性實踐教學環節的實體化和工程化。3.特色與創新實踐：按照“設計—制造—測控—集成”的工業過程構成要素，針對不同應用需求，通過對某一環節深入學習和實踐活動，挖掘學生潛能，啟發聯想意識，養成專注精神，從而使學生對“問題提出—方案設計—技術支持—系統實現”的工程項目全過程的理解和鍛煉，實現對學生系統的工程綜合實踐能力和創新意識培養。（1）專業技術特色實踐：建立了機械系統分析與設計、運動控制系統、先進制造工藝等特色實踐，緊密結合工程實際，跟蹤技術發展趨勢。力求項目任務的系統性、完整性，訓練內容的新穎性、實用性，實施過程的全面性和可操作性。（2）學生自主創新實踐：面向學生課外實踐與創新需求，組織各類學生科技競賽、大學生創新實驗計劃、學生自主創新實踐活動，激發學生創新意識和興趣，培養學生創新能力。

三、工程實踐課的教學過程與方法

1.分層遞階的實踐教學。工程訓練體系規劃中力求訓練層次相銜接，訓練內容與理論學習相呼應，訓練項目逐步深化，強化課內訓練任務，注重課外實踐拓展，以適應不同專業、不同學習階段學生的培養需求。在各工科專業，增加并強化了具有真實工程背景的綜合性、設計性、開放性實踐項目；將學生的職業規劃、畢業設計與工程實際相結合；數理基礎理論課程開展實驗教學；通過課程重構，開設了獨立設置、工程特性鮮明的實踐課程，從而實現實踐教學對本科培養過程的全覆蓋，豐富了實踐教學內涵，提高了教學水平。2.面向工程應用的項目流程設計。校企共同制定課程體系及培養質量標準，調整理論與實踐教學的比例；通過企業獨立或聯合設置課程，增設由具備實際工程經驗的教師負責，工程案例為內容、面向工程實際的課程。課程內容包括任務書（需求）、方案討論、詳細設計、加工、模塊調試、功能聯調和項目報告。整個學習過程以項目開發為主線，貫穿整個課程體系，以團隊形式討論和研究問題，教師指導學生自學相關的知識，然后與教師討論難點并解決項目開發過程中遇到的問題。項目化實踐教學培養過程如下圖所示。3.基于實踐教學的考核評價方法。工程實踐教學的核心是提高學生的工程實踐能力，制定并實施相應的質量考核標準和方法是衡量改革成功與否的重要標志。將學生考核評價方法由過去單一的考試考核，轉變為平時作業、綜合性大作業、階段性測驗、團隊作業、討論答辯、實驗操作、科技作品等多種考核方式，最大限度地反映了學生的綜合能力，也彰顯了個性化發展的人才培養理念。

四、實踐課程成果

針對學校辦學定位與當代工程教育發展趨勢存在偏差所導致的核心問題，深入分析、明確定位、系統構建、回歸工程。每年參與課內實踐的學生1100余人，課時達3.5萬人時數；另有航模、機器人等21個學生科技社團及興趣小組依托中心開展活動，每年到中心進行課外自主實踐的學生達3000余人。近5年依托中心開展的各類創新項目獲國家級獎16項，省部級獎27項。有力地促進了學風建設，激發了學生的創新意識和熱情，使學生的工程素養得到了很大的提高

五、結論

在新工科背景下，構建的本科工程實踐人才培養課程為學生提供了緊密結合工程實際、分層次、多樣化、個性化的學習、實踐課程和環境，極大調動了學生提升能力素質的自覺性和主動性，學生工程能力和綜合素質普遍增強。通過重構課程體系、強化實踐環節、完善實施保障，構建以學生工程能力培養為核心的新工科人才培養體系，實現了工程人才培養與國家、地方經濟發展需求及國際工程教育發展趨勢的“兩對接”，解決了當前存在的教學問題，取得顯著成績。

參考文獻：

[1]劉丁,劉軍,劉涵,張曉暉,李琦.地方院校自動化專業創新型應用人才培養模式改革[J].電氣電子教學學報,2009,9(31):102-106.

[2]查建中.工程教育宏觀控制模型與培養目標和教育評估[J].高等工程教育研究,2009,(3):7-14.

作者:梁茂 張曉暉 劉青 鄭勐 單位:西安理工大學