地方工科院校加强实践教学的探索与实践

2013-08-15程永强苗淑清张建文

实验技术与管理 2013年2期

程永强，苗淑清，张建文，吕明

（太原理工大学教务处，山西太原 030024）

培养大学生的实践创新能力和创新精神是当前高等教育的一项重大课题。胡锦涛总书记在清华大学百年校庆讲话中强调：“创新教育教学方法，强化实践教学环节”，“在实践中发现新知、运用真知，在解决实际问题的过程中增长才干，不断提高实践能力、创新创业能力，切实掌握建设国家、服务人民的过硬本领，为走上社会、成就事业打下坚实基础。”［1］《国家中长期教育改革和发展规划纲要2010—2020年》也明确指出，应着力提高学生“勇于探索的实践精神和善于解决问题的实践能力”［2］。山西省出台的《山西省中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中也突出强调了实践教学在人才培养过程中的重要地位［3］。

太原理工大学是国家“211工程”重点建设大学，学校现有全日制在校本科生20 000余名，博士、硕士研究生5 800余名，教师1 990名，设有67 个本科专业、113个硕士点、38 个博士点、6 个博士后流动站，拥有3个国家重点学科，11 个大学科基本覆盖了山西省的主要工业领域。学校坚持以人才培养为中心，形成了多层次、多规格的人才培养结构布局，着力培养高素质优秀创新人才，办学规模稳定发展，教学质量稳步提高。

学校在实践教学中，以学生为主体，以能力培养为核心，不断促进学生知识、能力、素质协调发展，注重对大学生实践能力和创新精神的培养［4］。坚持抓好实践教学环节的改革创新，不断提升实践教学质量。在改善实践教学条件、构建实践教学体系、加强实践教学管理、改善实践教学师资队伍等方面积累了一些经验。

1 坚持改革创新，不断完善实践教学体系

近年来，学校在人才培养模式方面不断改革创新，形成了不同层次、不同规格的人才培养模式，基本可分为3种模式：“1.5＋0.5＋2”工程科技创新人才培养模式［5］；“3＋1＋1＋1”的两段式卓越工程师培养模式［6－8］；普通全日制本科培养模式。相应于这些不同的培养模式，形成了“多平台，多层次”的实践教学体系。实践教学体系具体包括5个平台：通识教育实验平台；学科基础实验平台；专业方向实验平台；综合实践和社会实践平台（包含毕业设计、实习、社会实践）；自主实践平台（包含学科竞赛、科技活动、创新实践活动、大学生创新创业项目、科研项目等）。

针对不同层次培养模式，实践教学体系的侧重点有所不同，工程科技创新人才培养的实践教学以工程科技领域的高端科研项目为驱动；卓越工程师的实践教学以校企合作联合培养、学生企业顶岗实习项目为驱动；普通全日制本科生培养以专业实践教学培养目标为驱动。实践教学体系的内容遵循由简单到复杂、由验证到设计、由单一到综合的基本思想。

学校在整合实验课程体系、优化实验课程设置方面不断进行改革，通过顶层设计对实践教学体系全面优化，对各个实践环节进行合理设置，整合实验内容，改革实验教学方法和手段，取得了成效。“十一五”期间，共承担研究实践教学方面的国家级项目2项，省级教改项目14项，在国家级出版社出版实验教材23部，获得国家教学成果二等奖1 项，省级教学成果奖20项。在“十二五”开局第一年，学校投入近200万元进行校级教改立项，共立106项，其中与实验教学直接相关的项目28项。在学校2012年版培养计划中，融入改革新成果，并强调实践教学体系要坚持标准，彰显特色，突出创新。把实践教学体系设计作为重中之重，构建了“厚实基础、自主学习、兴趣驱动、提高能力、鼓励创新”的完整实践教学体系。

在普通全日制本科生培养模式下，以学校工科专业招生人数最多的机械制造及其自动化专业为例，近年来以培养学生机械工程设计制造实践能力为主线，建立从机械工程专业大类出发的人才培养体系，重点抓住培养学生实践能力这一主线，本着“以机为主，机电结合”的专业特点，注重学生实际能力和技能的培养。在课程实验教学中，配合课堂教学，除完成一般验证性实验外，还重点进行综合性、设计性和创新性实验的开发和研究，做到所有实验课程均有一项综合性或设计性实验。同时还积极面向学生开展创新性实验，达到培养学生的动手能力和创新意识的目的。在金工实习和认识、生产、毕业几个实习实践环节中，主要通过制订详细的实习计划和实习大纲，增加实习经费，建立稳定的实习基地等措施，为学生实践能力的提高创造良好的条件。重视毕业设计（论文）环节对学生实践能力的培养，实现了毕业设计（论文）全过程、多方位的质量监控。以科学选题为基础，建立了学生双向选择与开放模式相结合的选题机制；实行双导师制，增加了学生工程实践的途径；提出了按照产品设计制造过程的规律指导毕业设计（论文）的指导方法，使学生得到了全面系统的训练。通过几年的实践，机械类专业在本科精品课程、品牌专业、教学团队、实践教学基地、教学名师建设方面均取得了质量工程国家级成果，机械专业培养的学生质量得到提高，动手实践能力明显增强，就业率呈逐年上升趋势。学生就业后的适应能力强，能够独立地开展工作，成为用人单位用得上、靠得住、有作为的骨干人才，提高了学校的社会声誉。

2 改善实验教学条件，加强校内实验实践基地建设

实验室建设是加强实践教学的重要保障。近5年来，学校加大对实验室的经费投入和政策支持，并争取中央财政实验室建设项目、省级示范实验室建设项目，相继投入资金约7 000万元，新建、扩建一批实验室。新建实验室包括移动通信、程控交换、智能仪器与虚拟仪器、微波与天线、网络、软件等10个实验室，为学校通信工程及软件工程专业的学生提供了实验场所；扩建实验室是对水利水电工程、材料成型及控制工程、建筑环境与设备、化学工程与工艺等近30个专业实验室的实验教学设备进行了填补、更新与扩建，特别是为先进材料制备加工与应用购买了高真空OLED 热蒸发镀膜机及高真空电子束热蒸发镀膜设备，为学生在新材料性能方面的创新性研究搭建了高端的实验平台，填补了学校在该教学科研领域的空白，为培养学生动手能力、实践能力和创新能力提供了良好的条件。目前，本科教学实验室总面积达到81 039 m2，仪器设备达到28 590台（件），仪器设备总值3.53亿多元，使实验室建设水平上了一个新的台阶。综合基础课实验开出率达到100%，专业及专业基础课实验开出率达到95%以上，共开出实验项目1 662个，加大了综合性、设计性、创新性实验的比例，改善了课程设计、毕业设计等实习环节的条件。

学校以实验教学示范中心建设为抓手［9－10］，着力提高学生专业素质。“十一五”期间，建设了3个国家级实验教学示范中心，8个省级教学示范中心，取得了很好的效果。

以学校工程训练中心为例，经过建设，已经把过去单纯从事金工实习的工厂改造成为门类齐全、结构合理、具有较高教学科研水平的实践教学基地。目前，每年有20多个工学类专业的4 000余名理工科学生在此实习，完成约46万人时数的课程实习。实行全天候开放，设备利用率高达95%以上，其实践教学改革主要体现在“4个转化和1个结合”上。4个转化是由常规的金工实习和电子工艺实习向现代工程实践教学的方向转化；由单机技能培训向部分实现局域网条件下的技术集成的培训方向转化；由操作技能培训向技能与管理相结合的方向转化；由操作技能培训向技能与全新实践相结合的方向转化。1个结合指工程训练的教学过程与面向市场的产品相结合，提高学生的综合素质。整个实践教学体系分为3个层次：基础工程训练，通过中心设置的8个教学车间的实训，强化学生工程实践内容的基础知识，讲授基本的操作技能及工程专业理念，逐步建立加工工艺过程的概念；综合实践训练，在学生完成基本教学课程的基础上，根据不同专业，参与中心5条示范生产线的生产实践，培养学生的工程意识，提高学生的综合实践能力；研究创新训练，对学有余力，具有创新意识的学生，鼓励自选课题，在教师指导下，利用创新室和网络系统及先进的仪器设备，完成科技作品制作和科研创新活动。

在教学内容方面，工程训练实践教学内容整合为5个模块：热加工工程训练、机械加工工程基础训练、先进制造技术与方法训练、电工与电子工程训练、创新设计与制作等。在这些工程训练内容中，综合性、设计性项目达到35%以上。在教学内容的编排上，按照层次从简单到复杂，从传统到现代，并使学生从被动接受到主动创新的转变，形成了连续完整的教学过程，不仅使学生打下扎实的基础，同时也让学生了解到新材料、新工艺、新技术的产生和发展，树立“大工程”意识，激发学习和创新的主动性。在2008—2010年的各项机器人大赛中，该中心的机器人团队共荣获冠军11项、亚军9项、季军2项，一等奖15项、二等奖8项、优胜奖2项。

学校也非常注重人文艺术特色实验教学示范中心的建设。轻纺工程与美术学院是以纺织、服装和艺术设计专业为主的学院，依托该学院，建成了设计艺术国家级实验教学示范中心（下称中心），立足山西地域文化，构建特色实验项目，采取工作室模式建设艺术教育实践实习基地，建立了书画、摄影、设计艺术、工程艺术、服装设计与制作等工作室，开展艺术造型训练、设备操作技能、书画创作、纺织材料结构探索、材料工艺应用、设计作品制作等基础类、综合类和创新类共140门实验实践课程，在艺术类人才培养过程中，实践教学内容、教学组织形式和艺术设计大类招生、工作室分方向培养等艺术实践教学模式和方法方面走出了成功的一步。目前，中心不仅每年承担4 000人次的实验、实训任务，还建设成为学校非艺术类学生的人文素质教育基地，活跃了校园文化。中心在艺术创作与设计应用方面取得了一系列成果，获得全国美术展览优秀奖等省部级以上奖励160余项。

3 积极开展校企合作，建立校外实践教育教学基地

学校于2010年6月获批为教育部首批“卓越工程师教育培养计划”试点高校。学校高度重视，成立了由主管校长牵头，各相关职能部门参与的专门领导组，划拨了专项经费，并在教学设施、实验设备、师资聘用等方面提供全面的支持。试点计划主要依托学校现有的5个国家级“特色专业”建设点实施，累计有353名学生参与试点，着重培养“应用型工程师”和“设计型工程师”。“应用型工程师”采取“3＋1”模式，即以本科阶段为限，在校学习时间为3年，在企业累计学习时间为1年。“设计型工程师”采取“4＋1＋1”模式，在校完成4年的本科学习之后，直接升为工程硕士，在校学习1年，企业顶岗1年。

作为一所以工科为主的大学，学校长期以来一直与省内外大中型企业有着紧密合作，为山西能源重化工基地、能源装备制造业建设提供了人才和智力支撑，有力地推动了地方经济与社会发展。近年来，学校聘请企业导师数百名，引进企业人才近百名，5年内与企业合作项目400余项。学校现有固定的校外实习基地近120个，为“卓越计划”开展搭建了综合平台，同时也为计划顺利进行提供了有力保障。

基于“卓越计划”，学校积极利用校友资源，争取政府政策支持。以校友会为依托，建立校企合作长效机制。学校先后与省内外20多家大中型企业签订了联合培养协议，按照校企合作培养教学计划定期到企业参观、实习，开展企业教学，并确定了由企业优秀专家、具有丰富工程经验的企业工程师组成的兼职教师队伍为学生授课，保证每一届学生至少有6门专业课由企业工作经历的教师主讲，将人才培养的空间和环节拓展到企业，真正形成了学校与企业的有效联合。经教育部审查，专家论证，学校与7家大中型企共建的工程实践教育中心已被认定为“国家级工程实践教育中心”，为校企合作持续发展提供有力支持。

学生在企业的学习是联合培养而不是原来意义上的实习。为使联合培养可持续发展，企业可优先选拔适合本企业发展的优秀人才，减少企业新进人员的培训时间，降低企业新进人员的培训成本。与学校的密切合作可以大大提高企业的社会声誉，同时利用企业的现实生产环境与接待能力也解决高校投入的外出实习经费预算不足的问题。通过“建制打包”模式，即企业实训中心、学校和学生三方签署协议，共同约定由企业实训中心垫资支付半年的工程实践培训费用，用学生毕业设计在企业顶岗工作半年的薪酬返还在实训中心实践学习时的垫资。在没有足够企业学习经费支持和确保培养质量的前提下，采用“建制打包”培养模式具有可操作性。同时有可能破解本科应用型工程师培养累计1年企业学习经费困难的问题。

4 注重实验教学师资队伍建设，着力改善队伍层次和结构

学校力争建立一支专任教师与非专任教师相结合的高水平企业实践教育教师队伍［11－12］。一方面，建立校企合作联盟，聘请具有丰富工程实践经验的企业工程技术人员来校承担教学或指导学生进行实践；另一方面，增加校内专业教师的工程实践经验，安排长期承担企业委托项目的教师带领青年教师和学生到企业进行实践，或分期分批派青年教师到企业进行挂职锻炼或顶岗工作，丰富教师的企业实践经验。同时还在“卓越工程师”班学生中通过双向选择方式进行导师选择，为每一位学生配备了校内导师指导理论学习和工程实践，便于与企业学习对接。

目前高校青年教师普遍缺乏工程实践经验和企业生产经历，为了尽快提高学校青年教师的工程实践能力，我们聘请企业的高级工程师来校讲授相关工程科技系列课程，结合工程设计案例对青年教师进行工程实践培训。在本学年还安排青年教师在潞安煤基合成油有限公司、天脊煤化工集团、西山煤电集团、晋城煤业集团、太原矿山机器集团等企业进行企业实习，聘请企业高级专业技术人员现场授课，取得了良好的效果。今后将定期选送专业教师到相关企业单位深入生产一线挂职锻炼，让专业教师熟悉企业生产环节，掌握生产技术、操作技能及经营管理方法。

学校致力于建设一支师德高尚、业务精通、结构合理、数量充足的高素质实验技术人才队伍。目前，学校在编实验人员260人，其中高级职称占26.4%，中级职称占35.8%，另外还有51名教授兼职实验教学管理或实验室建设工作，对充实实验队伍、优化结构起到了关键的作用。

5 强化管理，保证实践教学质量

“十一五”期间学校为了使实验室向规模化、规范化、高效化、开放式发展，统筹规划，合理布局，将原来分散在各院系的近百个实验室整合为现有的21个实验中心，实行校院两级管理体制。同时建立健全实验室各项规章制度，实现实验室管理的科学化、规范化、制度化。

2010年，学校针对实验系列的人员制定了相应的激励措施和要求，实施岗位津贴制度，提高了实验人员待遇，有效地调动了实验人员工作积极性。同时学校也制定了相关的人才引进政策，为全面提高实验队伍素质、优化队伍结构提供了政策条件。

根据学校本科教学改革发展的实际要求，2011年学校重新制定了“太原理工大学实验教学工作管理办法”，强化实验教学各个环节的管理。在课程实验设置上，加大设计性、综合性、创新性实验项目比例，如果课内实验大于16学时，原则上要独立开设实验课。在实验教学计划执行方面，逐步从目前的中心自主开展实验教学计划实施过渡到校级全面统筹安排实验教学计划的实施，使得实验教学计划的运行走上秩序化轨道。在具体实验项目的教学过程中，包括实验前、实验过程、实验结束的整个过程，对教与学均提出了明确要求，界定了任课教师、实验人员、学生的职责任务。对实验报告、实验教学大纲、实验教学日志作出了详细要求。在实验考核方面，严格规定实验成绩要单独记入结课成绩中。上述规定具有很强的操作性，有效地提高了实验教学中实验项目的开出质量。

严格执行教学质量保障制度，坚持教学督导制度。学校成立了教学督导组，把实验教学督导工作常态化，开展实验教学听课、实验教学资料检查等各个环节的工作，并反馈意见，促进了实验教学质量的提高。

此外，学校在毕业设计、实训实习、科技竞赛、创新创业、仪器设备、实验安全、教材建设、人员考核等方面均作出了相应的管理办法，保证了实验实践教学的顺利开展，提高了每个实验教学环节的输出质量。

6 以专项建设为抓手，全面提升学生的实践创新能力

6.1 以学生为主体，以教师为主导，有效开展大学生创新实验计划

我校是山西省内率先启动“大学生创新性实验计划”的高校，于2007年10月正式启动大学生创新性实验计划，是2008年入选第二批“国家大学生创新性实验计划项目”学校。目前，学校共开展实施大学生创新性实验计划项目242 项，其中国家级86 项、省级36项、校级120项，共有1 110名本科生参与到项目中，300余名教师承担了指导任务。初步构建了国家级、省级、校级多层次多元化的大学生创新实验体系。2009年，学校有2项“大学生创新性实验计划”项目入选教育部高等教育司组织的第二届全国大学生创新论坛，中央电视台新闻频道对学校项目进行了专门采访。在第11届全国“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛中，学校取得了2个一等奖、3个二等奖和4个三等奖的优异成绩，其中4个作品为创新实验计划项目。2009年底在教育部主办的全国大学生创新实验计划实施研讨会上，学校作为唯一的“211工程”院校（其余8所均为985高校）作了主题发言。开展“大学生创新性实验计划”，不仅使项目的参与者得到锻炼，更重要的是发挥了计划项目的引领与示范作用，使其影响辐射到更多的在校学生。近年来，学校邀请校外学者和校内专家为大学生创新实验项目学生进行专题讲座，并定期举行项目交流会、系列讲座、公开汇报会，使不同的项目之间相互启发、相互借鉴，将“大学生创新性实验计划”的效应最大化。同时，校科技处争取地方政府支持了市级“大学生创新创业计划”，已经陆续有70多名大学生参与的科学研究项目获准立项，每个项目获得1～1.5万元的资助，学生在教师指导下真刀真枪参与科研训练，受益匪浅。

6.2 以科技竞赛为引导，不断扩展第二课堂

科技竞赛是大学生创新能力培养的重要载体，具有直接面向大学生、引导性强、覆盖面广的特点。长期以来，学校一直积极主办或承办大学生科技竞赛活动，如挑战杯、数学建模、电子设计、机械创新、机器人、飞思卡尔等赛事，近2年直接参与竞赛项目的学生达到3 000多人次，学校从2010年每年投入100万元用于支持科技竞赛第二课堂，越来越多的学生从中受益，提高了专业学习兴趣和主动性，增长了见识，提高了创新能力。

6.3 保证重点建设，充分发挥实验教学示范中心引领作用

加强校内实验教学内容、方法、手段及实验室硬件设施的建设是推进实验教学改革、提升大学生实践能力和创新精神的重中之重。学校大力开展中心建设，不断推动实验教学模式、教学仪器设备建设和管理机制改革，为其他院级实验中心的实践教学改革提供可鉴模式和范例。目前已在全校范围内建立起涉及通识教育基础、学科基础、专业课程和工程实践、人文艺术的多层次、立体化的示范教学体系。“十一五”期间学校投入近2 800万元建设了3个国家级实验教学示范中心和5个省级实验教学示范中心，年承担约130万人时数的第一课堂教学工作量，此外还承担了诸如科技竞赛等第二课堂的大量任务。中心建设和运行为学校的实验教学、管理及条件建设起到了示范引领作用，对带动全校实验室建设具有重要的意义。

6.4 积极开展专业认证和评估，推动实验教学走向标准化

学校鼓励各工科专业积极申请工程教育认证，要求参与认证专业按照国家和行业标准进行专业建设，把实践教学及相关管理与条件建设要作为重点工作。同时也鼓励有行业评估要求的专业申请行业评估，按照行业市场对工程技术人才的提出的标准要求，配置实践教学条件。目前，学校土木工程和建筑学专业已经通过国家住建部的行业教育评估。期间，共投入500万元进行实验室建设。机械设计制造及自动化、材料加工与成型专业正在申请工程教育专业认证，给排水专业正在申请专业教育的行业评估，学校从资金和政策方面予以大力支持。期望通过专业认证和评估，使得专业建设再上新台阶，尤其是要从根本上解决实践教学方面长期以来存在的问题，为培养多层次、高素质的人才提供标准化的实践教学平台。