新工科建设实践教学研究

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摘要：高等工科教育应用人才培养中存在专业能力、实践能力和创新意识不强的问题，文章以满足经济社会发展和新工科对高素质应用人才的需求为目标，加强学生工程实践能力和创新意识的培养，通过构建综合工程训练体系、建立与之相适应的工程实践平台、创立工程训练实践教学模式与方法等手段，较好地解决了上述问题，取得了显著成效。

关键词：工程教育；创新意识；实践教学；分层递阶教学模式

一、加强工程实践能力教育的必要性

当前，以培养工程师为基本目标的高等工科教育和经济社会发展对人才提出的要求之间还存在种种不适应，主要表现在以下几方面：（1）课程学习的局部性、孤立性现实和工程实际应用的综合性、系统性要求不相适应，造成相当部分的学生学习的主动性不够，专业能力不强。（2）工程教育环节的部分缺乏与弱化现状和工程师培养过程要求的完整性不相适应，造成相当部分的学生基本工程素养不够，实践能力不强。（3）人才培养模式的单一化、趋同化现象和人才成长的多样化、个性化规律不相适应，造成部分学生个性难以发挥，创新意识不强[1]。基于以上问题，提出了发挥工程训练桥梁纽带作用、促进综合工程训练内涵建设、培养大学生工程素养的项目研究思路。最终通过构建综合工程训练体系、建立与之相适应的工程实践平台、创立工程训练实践教学模式与方法等手段，推动大学生工程意识养成和工程能力的提高[2]。

二、提高工程实践能力的实践教学

根据新工科人才培养要求与人才成长阶段性特点，“以培养工程意识和基本工程技能为目标的基础工程实践，以初步工程应用能力为目标的综合工程实践与应用，以系统性综合能力为目标的特色与创新实践”的三层次递阶式综合工程训练体系。1.综合实践：学生体验“技术分析—产品设计—材料（元件）选择—工艺分析—加工制造—安装调试—性能测试”的产品制造全过程。实现理论知识与实际应用的融合，从而培养学生的初步工程能力和较全面的工程素养。2.综合应用：以学生兴趣为驱动、以课外实践为主体，鼓励学生对课内综合实践项目的完善及延伸；引导学生科技社团和自选综合实践活动；推动数控技术等专业课程、毕业设计、课程设计等综合性实践教学环节的实体化和工程化。3.特色与创新实践：按照“设计—制造—测控—集成”的工业过程构成要素，针对不同应用需求，通过对某一环节深入学习和实践活动，挖掘学生潜能，启发联想意识，养成专注精神，从而使学生对“问题提出—方案设计—技术支持—系统实现”的工程项目全过程的理解和锻炼，实现对学生系统的工程综合实践能力和创新意识培养。（1）专业技术特色实践：建立了机械系统分析与设计、运动控制系统、先进制造工艺等特色实践，紧密结合工程实际，跟踪技术发展趋势。力求项目任务的系统性、完整性，训练内容的新颖性、实用性，实施过程的全面性和可操作性。（2）学生自主创新实践：面向学生课外实践与创新需求，组织各类学生科技竞赛、大学生创新实验计划、学生自主创新实践活动，激发学生创新意识和兴趣，培养学生创新能力。

三、工程实践课的教学过程与方法

1.分层递阶的实践教学。工程训练体系规划中力求训练层次相衔接，训练内容与理论学习相呼应，训练项目逐步深化，强化课内训练任务，注重课外实践拓展，以适应不同专业、不同学习阶段学生的培养需求。在各工科专业，增加并强化了具有真实工程背景的综合性、设计性、开放性实践项目；将学生的职业规划、毕业设计与工程实际相结合；数理基础理论课程开展实验教学；通过课程重构，开设了独立设置、工程特性鲜明的实践课程，从而实现实践教学对本科培养过程的全覆盖，丰富了实践教学内涵，提高了教学水平。2.面向工程应用的项目流程设计。校企共同制定课程体系及培养质量标准，调整理论与实践教学的比例；通过企业独立或联合设置课程，增设由具备实际工程经验的教师负责，工程案例为内容、面向工程实际的课程。课程内容包括任务书（需求）、方案讨论、详细设计、加工、模块调试、功能联调和项目报告。整个学习过程以项目开发为主线，贯穿整个课程体系，以团队形式讨论和研究问题，教师指导学生自学相关的知识，然后与教师讨论难点并解决项目开发过程中遇到的问题。项目化实践教学培养过程如下图所示。3.基于实践教学的考核评价方法。工程实践教学的核心是提高学生的工程实践能力，制定并实施相应的质量考核标准和方法是衡量改革成功与否的重要标志。将学生考核评价方法由过去单一的考试考核，转变为平时作业、综合性大作业、阶段性测验、团队作业、讨论答辩、实验操作、科技作品等多种考核方式，最大限度地反映了学生的综合能力，也彰显了个性化发展的人才培养理念。

四、实践课程成果

针对学校办学定位与当代工程教育发展趋势存在偏差所导致的核心问题，深入分析、明确定位、系统构建、回归工程。每年参与课内实践的学生1100余人，课时达3.5万人时数；另有航模、机器人等21个学生科技社团及兴趣小组依托中心开展活动，每年到中心进行课外自主实践的学生达3000余人。近5年依托中心开展的各类创新项目获国家级奖16项，省部级奖27项。有力地促进了学风建设，激发了学生的创新意识和热情，使学生的工程素养得到了很大的提高

五、结论

在新工科背景下，构建的本科工程实践人才培养课程为学生提供了紧密结合工程实际、分层次、多样化、个性化的学习、实践课程和环境，极大调动了学生提升能力素质的自觉性和主动性，学生工程能力和综合素质普遍增强。通过重构课程体系、强化实践环节、完善实施保障，构建以学生工程能力培养为核心的新工科人才培养体系，实现了工程人才培养与国家、地方经济发展需求及国际工程教育发展趋势的“两对接”，解决了当前存在的教学问题，取得显著成绩。

参考文献：

[1]刘丁,刘军,刘涵,张晓晖,李琦.地方院校自动化专业创新型应用人才培养模式改革[J].电气电子教学学报,2009,9(31):102-106.

[2]查建中.工程教育宏观控制模型与培养目标和教育评估[J].高等工程教育研究,2009,(3):7-14.

作者:梁茂 张晓晖 刘青 郑勐 单位:西安理工大学