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以学生为本 构建全方位开放的实践教学体系

2013-08-15王秀梅

实验技术与管理 2013年2期
关键词:综合性模块实验

王秀梅

(华北电力大学教务处,河北保定 071000)

我国中长期教育发展规划纲要中指出:要“把促进人的全面发展、适应社会需要作为衡量教育质量的根本标准”[1]。“人的全面发展”和“适应社会需要”两者的交集之一就是学生的实践与创新能力培养。其一,实践能力是学生综合素质中的重要组成部分,特别是在我国长期重知识传授、轻能力培养的情况下,实践能力的培养显得尤为重要;其二,适应社会需求,首先是就业需求,其次是职业发展需求,这些需求更强调了实践能力。因此,要提高教学质量,当前重要的是要加强学生的实践能力乃至创新能力培养。如何培养学生的实践能力,需要从理论到实践上加强系统研究和探索。

1 对实践能力的再认识

1.1 从哲学的视角

马克思主义哲学观认为:实践是指人有目的地改造和探索现实世界的一切社会性客观物质活动,实践能力则指个体完成特定实践活动的水平和可能性。杜威的经验主义哲学认为:实践即经验的获得和组织,而实践能力的发展则是不断的“经验改造”的过程。

1.2 从心理学的视角

在心理学意义上,实践是指在认识指导下的问题解决的过程[2-3]。实践能力是指保证个体顺利运用已有知识、技能去解决实际问题所必须具备的那些生理和心理特征。

实践能力以“问题解决”为核心特征,它不是一种单一的能力构成,而是以实践活动为载体、以解决问题为目的的综合性能力。斯腾伯格的成功智力理论认为,实践性智力是解决实际问题的能力,即将思想及分析结果以一种行之有效的方法加以实施的智力。创新是程序性知识(即“怎么做的知识”)的表现,个体在具有一定的陈述性知识(即“是什么的知识”)的基础上,还必须掌握程序性知识,才能具备创新能力。而程序性知识是一种不能言传的知识,来源于经验,通常要靠自己通过实践去获得。

1.3 从教育学的视角

从教育学的视角来看,实践能力是指个体解决实际问题的能力[4]。主要是指学生个体吸收、整合知识性资源和个体基础资源,适应社会生活、解决基本实际问题、参与社会生活实践、促进自我成长、提升自我实践主体地位的能力。由此可见,实践能力不是个体的一种能力形式,不仅仅是其动手能力,而是个体综合能力的一种体现。良好的实践能力不仅仅是全面发展的体现,也体现在可以很好地适应社会的需要。因此,加强学生实践能力的培养,是提高人才培养质量的重要体现,具有重要的意义。

2 对实践能力形成和发展规律的再认识

由于实践能力的特点,其形成不能一蹴而就,而是贯穿于人的整个成长过程,遵循一定的规律。

(1)实践能力的形成和发展只能在实践中完成。只有通过在实践中不断解决问题,才能积累经验、整合已有知识、激发个人潜能,形成个人实践的策略系统(程序性知识),从而全面提高解决问题的实际能力。

(2)实践能力是一个由低到高发展的过程。实践能力包括3个层次:基本实践能力、专项实践能力和具体情境中解决实际问题的能力。基本实践能力是个体在实践中形成的基本技能,是实践能力的基础;专项实践能力是由基本实践能力在特定的程序性知识的组织下形成的,一定的专项实践能力和基本实践能力在程序性知识引导下,经过有效整合,构成解决相对复杂的情境性问题的综合能力。实践能力是一个整体性的发展过程,是一个由低到高、由简单到复杂的连续的生成过程。

(3)实践能力发展不平衡。虽然实践能力以整体性循环上升的方式发展,但就个人而言,实践能力发展往往是不平衡的,这既是个人实践能力水平的个性化表现,也是个体之间实践能力特征差异的根本原因。因此,对学生实践能力的培养不能刚性地一刀切,要充分体现其差异性。

(4)创新能力是实践能力的高级形式[5]。创新意识、创新思维是创新人才的内部特征,创新实践的能力则是创新人才的外在表现,所有具有创新性的思想、设计最终要通过创新活动体现出来。特别是科技创新,最终要通过创新实践活动转化为创新产品。没有良好的实践能力很难创新。

3 构建实践教学体系需要解决好几个问题

鉴于实践能力形成的综合性、递进性以及个人之间的不平衡性,实践教学体系构建需要遵循这一规律,在内容上需要注意以下问题,从而达到培养学生基本实践能力、专项实践能力再到具体情境中解决实际问题能力的目标要求[6]。

3.1 体现全程性

由于实践能力的发展是一个整体性循环上升的过程,而构成实践环节的教学内容有时常和理论课程相伴随,因此,在构建实践教学体系时,要统筹横向和纵向的关系。

(1)在横向上,需要确定各课程实践能力要达到的目标要求,厘清各实践教学环节的目的、内容、实践教学方法,使之相互协调,形成一个相互衔接的体系,避免重复。

(2)在纵向上,根据学生实践能力形成的规律,按照基本实践能力、专项实践能力和具体情境中解决实际问题的能力的发展路线,除了包含在课程内的实践内容之外,还要独立设置一系列的实践环节,特别是要将分散于课程之中的实验内容,进行纵向的整合,独立设置一些综合性的实践环节,可以摆脱实践教学对课程的依赖,强化其考核,从而提高其比重。

(3)统筹考虑第一课堂与第二课堂的实践内容,使之形成有效衔接,避免脱节和重复,从而影响实践教学的效果。各实践环节之间要相互配合,层层递进,不断提高,形成步进式整体优化的实践教学体系。

3.2 体现层次性与开放性

由于实践能力发展的个体性差异,在构建实践教学体系时,尽量避免制定刚性的完全统一的实践能力培养标准,应该按照因材施教的思想,构建分层次的开放的实践教学体系。层次性是指在实践教学的内容上,设置为基本层次、提高性和拓展性层次。基本层次应该使学生达到专业所要求的基本实践能力标准;提高层次则超过基本实践能力要求,使实践能力强的学生有提升的空间;拓展性实践项目为个性化的实践项目,体现学生兴趣的要求。开放性体现在实践环节(内容)的可选择性,除了专业基本的实践项目要求学生必须统一完成外,提高性、拓展性的实践项目一般为选修项目。

3.3 体现综合性

情境中的实际问题一般都是综合性问题,解决这类问题的实践能力要求也是综合的,它不是基本实践能力的简单组合,而是更高水平的实践能力,需要学生在平时的实践中锻炼和提高。因此,应该在学生实践能力形成的不同阶段都设立一些综合性的实践项目。这些项目既可以是一门课程知识的有效组合而构建的基于本课程的综合性实践环节,也可以将分列在几门课程中的实验根据内容进行整合,构建大型的综合性实践项目。综合性还体现在课内实践与课外实践以及社会实践的有效结合。

3.4 体现研究性

研究性实践项目的开展是培养学生创造性解决问题、锻炼创新实践能力的良好途径,有利于培养和锻炼学生的创新能力[7]。在实践教学体系的不同阶段,要根据学生基本实践能力已经达到的水平,设置一些研究性实践项目,这些项目和综合性设计性实践项目的重要区别就是没有既定的答案和结论,要让学生在具体的研究中探索。研究性项目既可以是跟随教师的科研项目,也可以是学生自主开展的研究性项目。目前,高校开展的大学生创新实验计划就是体现研究性实践的良好形式之一。

3.5 体现职业性与工程性

高校培养学生最终要面向社会需求,要着眼于学生的就业,因此,实践教学内容的设置离不开社会职业的需求[8]。要充分考虑相关职业资格的取得所要求的专业实践内容,重视与职业资格相关的实践环节的设置。特别是对于工科专业的学生,其服务领域主要面向工程实际,掌握具体情境中解决实际问题的方法就必须要面向工程实际,因此,需要设置一定量的工程性实践项目。工程性实践项目特别要能体现综合性和多学科知识,包括社会、环境、经济与管理等等,以培养学生的大工程意识和处理大工程实际问题的能力。

4 华北电力大学“四模块·三层次”实践教学体系

基于对学生实践与创新能力的基本规律认识,华北电力大学结合学校人才培养特色,构建了以“四模块·三层次”为框架、以仿真实践教学为特色、以校内外实践基地为支撑、以开放管理为保障的实验与实践教学体系[9]。

4.1 “四模块·三层次”的内涵

“四模块”包括:基本实验教学模块、校内工程实践教学模块、综合仿真实验模块、校外工程实践教学模块。

“三层次”的内涵:第一个层次为“基本实践”,主要培养学生的基本动手能力和仪器设备使用能力。基本实践项目的核心必修项目,主要包括:①验证理论教学内容的实验;②基本仪器仪表与设备的熟悉与使用实验;③基本技能实践。第二个层次为“综合性实践”,主要培养学生的专项实践能力,着重培养学生独立解决实际问题的能力,如运用综合方法和手段分析、解决问题的能力,以及设计能力、方案选择能力。这一层次的实践项目多为一些综合性设计性实验项目,根据内容不同,可以列为教学计划内的必修项目,也可以列为选修项目。第三个层次为“真实性实践”、“研究创新性实践”,主要培养学生在真实情境中解决实际问题的能力和创新能力。主要包括:研究性的实验、面向对象的仿真实践、职业工作领域的真实性实践等。

上述3个层次实践教学项目融会于4 个模块之中。按照这一体系,目前,华北电力大学理工类专业实践教学比例达到35%以上,其中第二个层次实践的课程比例达到88%,项目数达到48%以上,第三个层次研究创新型实验项目2011年的开出数为240多项。

4.2 “四模块·三层次”实践教学体系的内容

(1)基本实验模块。主要达到促进学生深化理论知识、掌握实验技能、获得实验研究方法并完成基本实验环节。在这一模块中,学生将密切结合理论教学,深化对理论知识的理解,掌握基本的实验技能和方法,养成科学思维的习惯和严谨的工作作风,培养创新思维,逐步增强分析问题和解决问题的能力。主要包括一般的基础实验课、专业基础实验课和专业实验课等实验教学环节,以及课程设计、实验室内完成的毕业设计等实践教学环节。这些环节同时包含基本验证性实验、理论课程相关的综合型设计性实验,以及研究创新性实验等。由于受教学时数的限制,第二、第三个层次的项目可以设置为课外选修项目。在这一模块中,实验室建设要将基本教学要求和科学研究相结合,实验设备不仅满足本科教学的需要,还要满足教师和学生科学研究以及社会服务的需要。使本科生在其中能直接接触到科学研究和社会服务的内容,了解当前最新研究动态。

(2)校内工程实践模块。为加强学生工程训练和整合有效资源,学校建立综合性工程训练中心,面向一至四年级开设多模块、多层次实践项目,包括传统金工实践模块、现代加工制造模块、高低压电气设备设计与组装模块、城市配电网运行实践模块等。每个模块都包括基本技能操作实践,以及综合性的设计、制造、安装、调试运行,以及对市场与经济指标进行分析等不同层次的内容[9-11]。如在高压配电系统制作实践中,学生要根据实际项目的要求,自主完成项目的系统线路图设计—系统方案的经济分析—选择元器件,完成其安装、接线、调试等制作—依据国家标准和行业规范进行设备的绝缘试验、耐压试验、通电动作试验、机械操作试验—整理试验数据—提交实践报告。通过实践,学生可以锻炼和提高在电力工程方面的综合工程实践能力,效果很好。校内工程实践模块还有效弥补了校外工程实践的不足。

(3)仿真实践模块。现代电力工业具有大机组、大容量、高自动化、高安全性的特点,对技术人员的实践能力提出了很高的要求,所有技术人员在上岗前必须进行若干实践的仿真训练,确认其已掌握所在岗位对电力系统的操控技术。针对这一特点,学校利用具有自主知识产权的仿真技术开发的电力仿真系统,在培养方案中独立设置“仿真”实践环节,给学生提供一种系统化的与现实十分接近的实践环境,让学生在其中进行综合性的实践锻炼,从而掌握大型复杂电力系统的操控技术。以火电仿真系统为例,学生在其中可以进行多种状态下磨煤机启动、锅炉点火升温升压、汽轮机挂闸冲转、发电机组启动、给水泵切换、发电机并网、除尘输灰等关键环节的操作,模拟各种故障并进行处理。这种训练性的实践操作在现场是不可能进行的。目前,开展的仿真实践主要包括:火电机组仿真实践、核电机组仿真实践、电力系统仿真实践、电网调度仿真实践等。

为提高仿真实践的层次,使学生直接面向行业实际,学校和中国电力企业联合会合作面向学生开展电力行业仿真认证培训,对达到行业岗位上岗要求的学生,颁发“电力行业仿真认证培训合格证书”,而要获得这一证书,一般需要在实际岗位工作2年以上。华北电力大学的仿真实践深受电力企业的欢迎,已成为该校实践教学的一大特色和亮点。

(4)校外工程实践模块。主要包括实习、见习、社会实践等,需要在企业、科研设计等单位完成。在这一模块中,学校充分利用校董事会的优势,在周边地区建立了100多个实践基地,采取集中组织与安排的方式,确保实习实践项目的开展。第一,对于教学计划内的实习环节,采用“统一组织、混合编队、分散实习、顶岗实践、双向管理”的运行机制,通过定期召开工作协调会的,落实实习地点和实习任务;第二,对于已经签好就业单位的学生,其工程实践和毕业设计安排在就业单位进行,将学校培养和企业见习相结合;第三,学校还与有些单位签订“3+1”联合培养协议,学生的专业教育和实习实践直接在企业进行,实习内容针对性强,收到了非常好的效果。

5 结束语

为加强学生实践与创新能力培养,华北电力大学除上述培养方案外,还建立了“金字塔形”课外创新实践活动体系,体现在依托实验室建立大学生创新实践基地、组建大学生创新俱乐部、设立大学生创新试验计划和制度性开展创新竞赛等,实现了学生创新实践有场所、创新活动有组织、创新研究有项目、创新活动有组织。为调动学生参与创新实践的积极性,学校制定了一系列激励政策,如实施“课外能力素质学分”、“实践能力等级证书制度”、学生评优、研究生保送、教师绩效考核等,有力地保障了学生课外实践活动的开展,已经形成了学校重视实践、教师投入实践、学生乐于实践的良好氛围。学生在各类竞赛中取得了优异的成绩,近5年来共获得国家级奖900多项,省部级奖近400项。学校人才培养质量受到用人单位的广泛赞誉,一次性就业率达到98%以上,位于教育部直属高校前列。2012年华北电力大学入选“中国百强企业最爱的十所高校”行列[12]。

[1]教育部.关于印发《国家教育事业发展第十二个五年规划》的通知[Z].教发[2012]9号,2012-06-14.

[2]斯腾伯格R J.成功智力[M].吴国宏,译.上海:华东师范大学出版社,1999.

[3]洪自强.实践智力和内隐知识的研究进展[J].人类工效学,2000(1):125-128.

[4]张景焕.创造力研究的回顾与前展[J].心理科学,2007,30(4):995-997.

[5]王极盛.科学创造心理学[M].北京:科学出版社,1986.

[6]Wang Xiumei.Research and Exploration into the Develoment of Students’Practical and Inovative Abilities in Engineering Colleges[J].Journal of International Education Studies,2008,1(4):24-27.

[7]刘吉臻.工程教育课程改革的思维转向:工程化的视角[J].高等工程教育研究,2006(4):42-45.

[8]王秀梅,孙萍茹,安连锁.构建“四模块”实践教学体系 彰显人才培养特色[J].中国高教研究,2009(2):85-86.

[9]安连锁,王秀梅,杨红霞,等.将工程训练中心建成大学生创新实践的乐园[J].实验技术与管理,2011,28(3):1-4.

[10]王秀梅,安连锁,米增强,等.为学生创新能力培养筑平台拓通道建舞台[J].中国大学教学,2012(1):68-70.

[11]孙帅.我校入选中国百强企业最爱的十所高校[EB/OL].(2012-12-17).http://news.ncepu.edu.cn/HuaNewsDetails.aspx?newsId=3370.

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