大学生工程实践能力培养体系的研究与实践

郭 涛, 傅丰林，黄大林，张 琳



大学生工程实践能力培养体系的研究与实践

郭 涛1, 傅丰林2，黄大林3，张 琳4

（西安电子科技大学 1.教务处，2.通信工程学院，3.实验室与设备处，4.物理与光电学院 陕西 西安 710126）

培养大学生工程实践创新能力等强化实践育人环节是高等教育教学改革的重要内容之一。根据工程教育的特点及工程人才素质要求，提出了以基本能力训练为基础，以综合能力培养为核心，以创新精神教育为主线的指导思想。进一步培养学生的科学实验能力、工程设计能力、专业实践能力、科学研究能力，锻造学生的“创新意识、创新方法、创新能力、创新动力”。形成了理论是基础，实践是保障，创新是重点，学科竞赛是载体的工科人才培养模式和实践创新体系。

大学生；工程实践能力；培养；体系；研究与实践

引言

随着我国工业化、信息化进程飞速发展，各种类型专业工程人才的需求尤为显著。尤其是需要大批具有创新意识和创新能力、基础理论扎实、工程实践能力突出，能够解决企业工程技术难题的高素质工程人才[1]。对比国外先进的工程教育理念和方法，我国高等教育在工程教育方面存在一定差距。主要表现在：（1）工程教育培养目标模糊，教学内容与课程体系相对陈旧，创新教育不足；（2）教学内容与课程体系相对陈旧，知识的融合与交叉欠缺，创新教育不足；（3）工程技术教育薄弱，工程设计和实践教育不足，远离工程实际；（4）高校教师队伍工程背景不足，工程教育师资力量有待加强等等[2]。

一 指导思想与目标理念

针对国内工程教育方面的问题，学校进行了深入的探索与实践，根据工程教育的特点及工程人才素质要求，提出了以基本能力训练为基础，以综合能力培养为核心，以创新精神教育为主线的指导思想，目标是：培养学生的科学实验能力、工程设计能力、专业实践能力、科学研究能力。锻造学生的“创新意识、创新方法、创新能力、创新动力”。

通过“系统集成、系统优化、系统培养”，形成理论是基础，实践是保障，创新是重点，学科竞赛是载体的工科人才培养模式和实践创新体系。不仅能更加坚实学生的理论基础，锻炼学生工程实践能力、创新意识和团队合作精神，训练系统研究的素养，还有助于选拔跨学科的优秀人才。通过学科竞赛调动了学生学习的主观能动性，培养他们的学习兴趣和创新思维能力。引入企业深度参与高等教育，可使高校主动改变工程教育概念，较好地改革培养方案和课程体系，使工程人才的培养更加符合社会需要，更加紧密联系社会工程实际，提高了高校的工程教育的质量。同时也培养了一些具有较好工程背景的师资队伍。通过建立集教与学、课内与课外、校内与校外为一体的实践教学多样化形式，实现学生知识、能力、素质的协调发展[3]。

选取2017年1月—2018年1月于本院进行正畸矫治的牙周病患者58例为研究对象。纳入标准：（1）患者均存在不同程度的牙松动、移位、倾斜、牙间隙增宽、X片显示牙槽骨吸收；（2）无正畸矫治史及埋伏牙；（3）无影响骨质代谢的疾病。58例患者中，男31例，女27例，年龄16～37岁，平均年龄为（26.9±7.3）岁，患者自愿参与本研究，并签署知情同意书。

二 “多层次实践教学平台”的建设

把实践教学作为整个教学的一个重要子系统来研究，按照循序渐进培养工程实践能力和工程创新能力的原则，将实验、课程设计、工程设计、毕业设计等作为前后衔接的有机整体并统一规划，采用项目驱动的模式，建设“多层次实践教学平台”。

1.进一步整合基础实验资源，建设高效基础实验平台

实验室是实验教学的载体，是整个人才培养体系的重要组成部分，是高素质人才培养的重要基地。努力做到管好、用好实验室，充分挖掘实验室的软硬件资源，较好做到统筹兼顾，合理配置，资源整合与共享，效益最大化；改革实验课程体系，优化实验教学方式，提高实验教学质量[4]。近些年，学校在对各类实践教学资源统筹规划后，建立了电工电子实验教学中心、工程训练中心、物理实验教学中心、计算机实验教学中心等4个基础实验教学中心，10个专业特征鲜明的实验教学中心，以及5个国家级实验教学示范中心，17个省级实验教学示范中心，形成了完善的实验教学平台。

学校还制定了《西安电子科技大学开放实验室管理规定》，鼓励所有本科实践教学资源，教学计划外对学生提供免费开放。对于开放实验室的管理，学校推行学生自主管理模式，设立“学生管理员”，成立“科技创新学生工作组”等机构，由各年级优秀本科生承担，他们参与部分实验室的日常管理与运维、组织各创新项目的定期交流、处理实验室及仪器设备预约、负责解答相关技术及业务咨询等工作。实践证明学生自主管理模式效果良好[5]。

2.加强“产学研”合作，拓展专业实验实践平台

高质量的专业实验平台，是培育满足市场需求的、强实践能力的本科高级人才基础。专业实验平台需要投入大量的资金，经过多年积累方见成效。在“产学研”合作统一框架下，可在学校自行投入较少资金情况下，与企业、研究所共建高水平专业实践平台[6]。目前，学校与60余家国际知名企业合作， 共建了46个校企联合实验室，通过与多家国际著名公司进行合作，保持了技术与设备的先进性，使学生随时能够了解到前沿技术。另外，学校采取“请进来”的工作思路，邀请国内外诸多知名公司的大量技术人员在联合实验室讲授前沿科技并参与多种学术科技活动的指导工作[7]。企业在为学校实验室建设提供经费保障的同时，还积极参与学生的工程实践创新能力培养环节，开拓了学生的视野。

“产学研”合作方式，结合科研和学科建设将教师送到企业和研究所进行工程素质培养，吸引工程界精英来学校讲学，聘请“企业教师”补充工程教育师资队伍的不足，进而形成高校和产业界的人才互动和交流，达到双赢的目的[8]。

3.努力营造科技学术氛围，建设综合性科研实践平台

高校根本任务是培养人才，只有理论基础坚实，并具有强的工程经验和创新精神的教师才能培养出合格的高素质工程技术人才。以学生自主设计项目和教师科研项目为载体，使学生尽早融入课题研究与项目研发的过程中[9]。将优秀教师和具有自主创新性的学生结合在一起，从确立系统项目到课题立项、开题、中期检查、结题验收等环节的历练，大量学生在教师的引导下，独立制作并完成了具有推广应用价值的软硬件作品和可行性报告，培养了学生工程项目实施理念。

实践证明基础实验平台、专业实验实践平台和科研实践平台的建设，科学地设计了工程技术人才培养模式，有力地促进了学生工程实践能力和创新能力的培养。

三 贯穿“交叉、融合、开放”的教育理念，系统构建实验教学体系，

突出“课内与课外”

全方位的研究国内外著名大学的教育理念、知识体系、课程结构、教学手段等进行，充分利用国内外教育研究成果，对培养计划中的课程体系和实践教育体系进行系统优化，提出了“交叉、融合、开放”的理念，重组基础，综合交叉。形成了由专业基础实验、专业综合实验、开放实验构成的新的专业实验教学体系，突出“课内与课外”相结合（如图1）。培养理论基础宽厚、学科知识先进、具有国际视野、能解决工程应用和实际问题的学生[10]。

1.构建专业基础实验体系

学校在强化理论教学的基础上，紧紧围绕培养基本技能、综合分析与综合设计能力、研究能力和创新精神，以内容更新和体系优化为重点，构建与理论教学相衔接的实践教学体系。构建专业基础实验体系，引导学生从入校开始的计算机基础实验、物理实验、金工实习、电装实习、学科基础实验等环节和课外学术科技活动形成多学科知识相互交叉的实践体系。体现了逐步提高学生实验技能和综合应用能力的设计思路，突出因材施教，注重激发学生学习的积极性和创造性[11]。

2.构建专业综合实验体系

学校鼓励各学科专业间的协同创新活动，构建专业综合实验体系。从实验课程设计实施中强化以系统实验为主，将实验内容贯穿1-4年不断线，内容采取“由浅入深、由科普到专业”的模式，按照“感受-感知-感悟-拓展”阶段性地培养和强化学生的实践能力。特点在于面向入学新生，帮助其了解今后将要学习到的理论知识最终构建的系统概貌。通过让学生对本学科或专业有一个感性认识，帮助学生对课程体系有一个全面的系统认识，培养学生的兴趣，触发学生的潜质，激发学生的学习积极性。

另外，还开发应用了一批“从模块化结构到综合性系统”的模块化系统实验。提出并实现了贯穿1-4年综合性、分阶段、连续性的系统实验内容与方案，依托自主开发的系统实验平台，让每个学生从入学之初就感受“体验实验”，逐步经历设计、仿真、焊接、调试、报告的全过程。学校还鼓励以团队形式合作研究与实践，而团队往往由来自不同专业的学生组成，这些学生在专业综合实验平台里进行探索，互相取长补短，不同专业、多领域的知识，得到充分融合，得到了大系统，大综合项目的历练，完善了大学4年全过程的实践教学体系，通过“学”、“实”结合，最终，激励学生开阔视野、开拓思维，运用所学知识自主解决实际问题，着力提高学生的科研实践素质和能力。为培养综合性工程技术人才奠定了基础。

3.构建开放实验体系

实践教育应与国际接轨，建设开放实验平台。面向国际化工程人才的需求，结合国际工程教育专业标准和我国国情，以学生为本，以能力培养为核心，注重综合素质的培养。深化国际交流与合作，按照国际通行规则组织实施教学活动，按照国际通行标准评价培养质量。这既符合华盛顿协议和我国工程教育专业认证标准，也与国际先进的CDIO（构思-设计-实现-运作）工程教育培养模式相吻合。

学校与国内外多家著名企业和研究机构合作，共建了多个校企工程化联合研发中心，与企业一线工程师联合实施项目研发，强化专职教师自身的工程实践能力。另外，学校与陕西省教育厅一同搭建教师能力提升平台。其中，在2014-2015年期间，首创校、省两级青年教师实验技能大赛平台，来自全省48个高校的120个参赛队以及16位专家评委共计300余人参与了此次竞赛。西电青年教师获一等奖1项、二等奖1项、三等奖1项，获奖数位列全省第一。另外，学校每年外派30位实验教师赴海外培训。凝聚和培养了—支教学科研“双优型”青年教师队伍，成为人才培养的中坚力量，保证了实践平台和体系先进性和可持续发展性。

在部分学院建立的校企联合实验室中，企业投放实际项目，由企业研究人员和青年教师联合组成项目团队，共同研发，共同指导学生在实际项目中锻炼工程实践能力，例如，与美国TI公司实施“校企联合拔尖创新基金项目”已有200余项。从而使培养的学生具备符合国际高等工程教育标准的核心能力指标，包括沟通、合作、专业知识技能、终生学习能力、良好的职业素质等综合能力，能够成为合格的国际化人才。面向国际化工程人才的需求，结合国际工程教育专业标准和我国国情，以学生为本，以能力培养为核心，注重综合素质的培养。深化国际交流与合作，按照国际通行规则组织实施教学活动和质量评价[12]。

四 强化课程体系建设

学校以“崇尚实践、回归工程”为指导，着力实施“能力导向”、“案例教学”、“项目驱动”的培养模式，建立分层次的实践教学实施方案。将学生的知识、能力和素质作为衡量人才培养的评价标准，设置一系列不同层次的实践课程，实施工程能力和创新能力的系统培养。

1.基础性实验，主要包括公共基础课和专业基础课的实验。实验内容紧扣每门课程的教学内容，增强学生的基本工程素质和实验技能。

2.综合设计性实验，主要包括骨干专业课程的课程设计。实验内容在相关课程实验的基础上，完成综合设计性实验，强化学生对骨干课程的原理和方法的理解以及应用能力。

3.工程设计性实验，主要包括专业方向的工程设计。实验内容根据方向培养目标和培养计划设置，培养学生面向领域方向的系统分析、综合、设计与创新的能力。

4.实习和毕业设计，培养学生综合运用所学知识和采用团队协作方式完成项目的研发能力和撰写技术文档、技术报告、研究报告等的能力。

五 结 语

高等院校应以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》的颁布与实施为指引，拓展国际工程教育视野，深入研究我国工程教育的现状与问题，积极落实并加快高等工程教育改革、强化工程实践训练、加强设计能力培养，以及强化教师的工程背景等措施。通过“综合化的培养理念、系统化的培养体系、多元化的培养平台”，建立工程应用型创新人才培养新模式，进一步推动我国高等教育教学改革的不断深化与人才培养质量的稳固提升。

[1] 林健.高校工程人才培养的定位研究[J].高等工程教育研究,2009(5):11-13.

[2] 杨晶.德国产学研合作模式研宄[J].商业时代,2012(11):121-123.

[3]韩响玲,刘义伦,王俊杰,等.创新型高级工程人才培养与管理模式探索——基于中南大学创新型高级工程人才试验班实践的思考[J].高等工程教育研究,2010(5):122-126.

[4] 郭涛,谢琨.高校实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索,2013(9):222-224,254.

[5] 郭涛,曾兴雯,孙肖子,等.论高校开展实践创新活动的重要意义[J].西安电子科技大学学报(社会科学版),2010(2):107-110.

[6] THUNE T.The Training of “Triple Helix Workers”?Doctoral Students in University-Industry-Govemment Collaborations[J].A Review of Science, Learning and Policy,2010(4):463-483.

[7] 林健.胜任卓越工程师培养的工科教师队伍建设[J].高等工程教育研究,2012(1):1.

[8] 张亮峰,曾永卫.基于工程实践教学的产学研结合教育优化模式研究[J].中国高等教育,2009(23):43-44.

[9] 杨德森,赵琳,朱志伟.在研究氛围中培养学生自主创新精神[J].中国大学教育,2009(1):27-28.

[10] 黄伯云,高文兵.培养面向新型工业化的高级工程技术本科人才的研究与探索[J].中国高等教育,2009(10):7-9.

[11] 胡昌送.“关键能力”研究述评[J].陕西师大学报.2008,35(6):112-115.

[12] 刘敏.法国工程师大学校的学生实习及启示[J].比较教育研究,2011(9):22-25.

本文推荐专家：

吴延海，西安科技大学，教授，研究方向：通信工程，教育教学管理。

刘乃安，西安电子科技大学通信工程学院，教授，研究方向：通信工程，教育教学管理。

Research on and Practice of Educational System of Undergraduate Engineering Practical Ability

GUO TAO1, FU FENGLIN2, HUANG DALIN3,ZHANG LIN4

(1. The Dean's Office, 2. School of Telecommunications Engineering, 3. Laboratory and Property Administration Office, 4. School of Physics and Optoelectronic Engineering ,Xidian UNIVERSITY, Xi’an 710126, Shaanxi, China)

Cultivating the engineering practical ability of undergraduates belongs to the stage of enhancing practical education and is one of the priorities in higher education and teaching reform. According to characteristics of engineering education and requirements of engineering talents’ quality, Xidian University proposes an education guideline with basic ability training as the base, comprehensive ability training as the core, and innovative spirit education as the main thread running through it. In order to further cultivate undergraduates’ scientific experiment ability, engineering designing ability, professional practical ability and scientific research ability, and horn their innovative awareness, methods, abilities and motivation, Xidian University has established a complete engineering talents training mode and practice innovation system, which is based on relative theory, guaranteed by practice, highlighted by innovation, and carried out by academic competition.

undergraduates; engineering practical ability; cultivate; system; research and practice

G642.0

A

1008-472X(2015)11-0068-05

2015-07-11

教育部人文社会科学研究专项任务项目（工程科技人才培养研究） 编号：15JDGC006；中央高校基本科研业务费支持项目 项目编号：RW140410；陕西省高等教育教学改革研究项目 项目编号：13BY18。

郭 涛(1978-)，男，陕西西安人，高级工程师，硕士，教务处副处长，研究方向：高等教育管理。