全面深化实践教学改革培养学生工程实践能力

2015-12-23韩彬，雷毅

实验室研究与探索 2015年9期

韩彬，雷毅

(中国石油大学(华东)机电工程学院，山东青岛266580)

0 引言

工程实践能力的培养，一直以来都是高等教育的重点，也更是难点。教育部2010 年启动的“卓越工程师教育培养计划”，其主要的目的是要着力提高学生的工程实践能力和工程创新能力，该计划为我国高等工程教育的改革指明了方向［1］。为适应卓越工程师培养要求，学者们从工程实践培训体系［2-3］和工程实训平台构建［4-5］，工程实践教学方法改革［6-8］等方面开展了诸多研究。本文以中国石油大学材料成型及控制工程专业(简称材控专业)为例，在分析工程实践教学中存在的问题基础上，全面深化实践教学改革，以确保大学生工程实践能力的培养。

1 工程实践教学中存在的问题

1.1 课程体系中工程实践教学不受重视

高等教育中本科阶段课程体系的设计很大程度上尚未摆脱传统教学体系的束缚，主要表现在理论教学所占比重大，而课程设置并不精炼，各专业课程之间存在着知识点的反复、重叠现象。总学分偏多，学生学分压力大，在学习的过程中，学生为修够要求的学分在课堂与考试之间疲于奔命。理论课程的学习占用了学生绝大部分时间和精力，而对于鲜有考试压力的工程实践教学，学生则缺乏学习主动性，调研中发现应付现象普遍存在。

本科阶段的工程实践教学，多集中在三四年级的专业课中，而一二年级主要为基础理论学习，故在整个大学教育中，没有形成完整的工程实践教育教学体系，学生在三四年级集中接触工程实践教学时，学习方法和工程知识的积累严重不足，导致工程实践教学效果不理想［9］。

1.2 工程实践教学内容更新慢，内容之间缺乏系统性

工程实践教学内容更新缓慢，与社会生产实践脱节。如材控专业目前仍在开设的一些实验项目:“焊接用插销冷裂纹实验”、“焊接热影响区最高硬度实验”等的实验标准已废止，现场已不使用。机械设计课程设计仍是设计了几十年的减速器，已远远落后于生产实际。

实验、实习、课程设计及毕业设计等实践教学环节中传统的验证型实验占绝大多数，而且大都依附于各专业课，实践教学内容之间缺乏联系，在学生的学习过程中，完成各门实践教学课程，只起到了对所学理论知识的验证作用，无法真正培养学生的理论结合实际的工程实践能力。各自独立，缺少综合型、设计型以及创新型实践内容，导致学生缺乏解决实际问题的工程实践能力。

1.3 教师自身的工程实践和实践教学能力不理想

高校教师以高学历、高层次人才为建设目标，如我校材控专业教师副高级以上职称所占比例85%，具有博士学位教师所占比例更是达到88%，但是工程实践教学任务依然主要由实验老师承担。相当一部分教师虽然具有高学历、高级职称，但是他们自身的工程实践经验也很有限，主观上也不愿意承担需要投入过多精力的工程实践教学任务。

1.4 工程实践条件不能满足要求

工程实践教学条件包括实验室、实践基地以及为学生提供诸如参加学科竞赛、职业培训等的条件，要满足卓越工程师对于工程实践教学方面的要求，这些相关的工程实践教学条件必须要进行全面的提升。

2 工程实践教学能力培养立足于课程体系改革

2.1 构建系统化的工程实践教学体系

高等教育对学生工程实践能力的培养应该是一个全面系统的综合能力构建的过程，除了具体专业技能以外，还应该包括世界观和方法论在内的全面的工程实践素质。改变目前工程实践能力培养单纯依靠专业实践教育的现状，使工程实践教学不仅反映在专业教学中，还能广泛深入到通识教育与学科基础课程中，构建能够贯穿大学教育始终的系统化的工程实践教学体系，从而真正实现实践教学大学4 年不断线，并将实践能力培养贯穿并融入到本科人才培养的全过程［10-11］。

为加强大学生工程实践综合素质的培养，我校材控专业在一二年级基础教育中积极引入实践教学内容:通识教育模块思想政治课程中新增5 个实践学分，英语及计算机课程中增加实验教学学分和内容;学科基础课程的实践学分增加到12 个学分。这部分实践教学着重学生工程实践素质的培养;三四年级专业教学中的实践教学，则更注重学生工程实践能力的培养。

2.2 强化工程实践教学在课程体系中的地位

改变实践教学在课程体系中的弱势地位，首先应根据专业的实际情况增加实践教学所占比重，并在培养目标中强调工程领域相关知识和实践技能培养的重要性。对过于繁冗的理论教学进行凝炼和精减，在理论教学更加科学化的同时，不仅提高了学生的理论学习效率，还能将学生从那些重复的、繁重的理论学习中解放出来，让他们能将更多的时间和精力放到工程实践能力的培养上［12］。

通过分析旧版(2008 版)培养方案的实施情况并总结其优缺点，结合卓越工程师对于工程实践教学的相关要求，我校材控专业完成了新版本科培养方案的修订工作。新版培养方案课程体系构成及学分比例见表1。通过对课程科学的凝炼和精减，与2008 版培养方案相比较，总学分从196 学分精减到180 学分，工程实践学分总数由原来的37.5 学分增加到46.5 学分，所占比例更是由原来的19.2%提高到25.8%。

3 工程实践能力培养核心在实践教学内容改革

3.1 实践教学内容与理论教学密切联系

将实践教学与理论教学有机联系在一起，突出实践教学在培养应用型人才过程的作用，践行理论教学与实践教学一体化教学模式［13］。改革以往的严格按照先理论后实践的教学方式，在实践中学习理论，通过理论加强对实践的总结和提升;在理论教学中进行实践，通过实践加强对理论的体验和深入理解，二者相互渗透，达到减少理论课时，提高实践学习效果的目的［14］。

3.2 优化传统实践课程内容

科学的实践教学应紧跟工程实践前沿，随着工程实际的发展而不断更新，这就要求不仅要对传统实践课程内容进行优化和整合，还要不断开发设计性、综合性、创新型的实践教学内容。3013 版培养方案中，材控专业含有综合性、设计性、创新研究型实验项目的课程比例不少于90%。把分散在“焊接方法及设备“、“焊接冶金学”等课程中的实验课时整合成1.5学分的“焊接技术实验课”。并增设“焊接技术综合设计”课程。鼓励开展毕业设计模式改革，要求学生结合生产实际、科研课题、创新项目、学科竞赛等开展毕业设计。

表1 课程体系构成及学分比例

3.3 增设自主创新学分

创新是实践的目的也是实践的升华，提升人才“创新能力”也是“卓越工程师”培养的主要目标，创新必须在实践的基础上进行，在学生具备一定的实践素质和工程实践能力之后，要为他们提供创新的机会和平台，例如:让本科生进行教师工作室或参与教师科研任务以及目前各学科领域为大学生提供的学科竞赛等。创新能力培养另一个关键环节在于能否充分调动创新主体—大学生的主观能动性，可以通过辅修、双学位、第二课堂等为学生实现科学兴趣提供途径，通过培养计划中要求的自主创新学分来调动学生创新学习的积极性。

4 工程实践能力培养重点在师资队伍建设

4.1 提高教师工程实践教学水平

作为工程实践教育体系的重要组成部分，担任工程实践教育工作的教师必须具备过硬的工程实践能力［15-16］。除了直接担任工程实践教育工作的实验教师，还应提高专业教师的整体工程实践水平和工程实践教学能力。材控专业以卓越工程师培养目标为契机，借助学校2012 年出台的“青年教师教学素养提升计划”提高教师队伍中，尤其是青年教师的工程实践能力和实践教学能力。为进一步引起教师自身对工程实践能力及工程实践教学能力培养的重视，我校还将工程实践考核结果作为职称评定、岗位聘用等方面的重要依据。

4.2 建设双师型教师队伍

扩大双师型教师队伍，培养一批集普通教师素质与工程师等专业人员素质于一体的、既能从事专业理论教学，又能指导专业技能训练的新型教师。鼓励教师向“双师型”教师转型，应有一些行之有效的具体措施，如①鼓励教师参加一些行业的职业资格考试(认定)。为其提供培训和考证费用;②通过校企合作给教师提供参与实践的机会和途径。鼓励教师到企业进行专业实践锻炼，顶岗实习，或者利用寒暑假时间，到工厂企业学习新技术、新工艺、新方法，了解企业现代生产、管理过程，体验企业生产氛围，探讨解决教学中遇到的疑难问题，完成实践锻炼任务，提高教师专业技术素质及工程实践能力。③鼓励教师到地方或科研院所挂职锻炼。既能提高青年教师对现场需求的了解、增强工程实践能力，还能扩大与地方及科研院所的联系和合作。④鼓励引导青年教师进行工程课题研究。通过参加大型科技攻关及企业横向课题等工程项目的研究，一方面能够不断提高自身的专业能力和工程实践能力，另一方面，还能将研究成果融入到教学实践中。⑤积极把有丰富工程实践经验的企业专家及技术人员引入学生的实践教学中。受到学历和职称的限制，往往很多社会生产一线的企业专家和技术人员不能进入高校课堂，通过专题讲座、技术攻关指导、现场参观讲解等多种形式，让学生与这些实践经验丰富的一线专家与技术人员充分的接触，从而培养学生的工程实践兴趣与知识。

近2 年材控专业教师有4 人获得了国际焊接工程师资格认证;有1 人完成了为期半年的企业实践;有1人到科研院所挂职锻炼1 年;几乎全部青年教师都进入科研团队，全面参与相关工程项目的研究工作;每一学期都组织5 或6 次生产一线技术人员进入课堂或者给到企业参观实习的学生进行专题讲座。

5 工程实践能力培养关键在实践教学条件平台的开拓

5.1 完善校内实验室及实习基地建设

校内实验室是学生工程实践能力培养的摇篮，他们在实验室中最初接触到的实验仪器和实验内容，若在以后的工程实践中能得到验证和应用，在很大程度上会激发学生工程实践的兴趣和信心。所以在教学投入上应高度重视实验室的建设，及时更新相关实验设备及软件，在加大投入的同时也应该对实验室资源进行有效的整合，避免重复、闲置等现象，以提高实验室的质量和效率。

材控专业为实现“卓越工程师”的培养目标，加大实验室投入力度，更新了一大批实验设备，并整合学院实践教学资源，打破专业壁垒，发挥高校资源共享的优势，组建校级机械工程实验教学中心，该实验教学中心于2013 年底通过学校组织的评估。材控专业加强与校内石油工业训练中心(国家级)、机电装备总厂的协调和合作，即保证了金工实习、石油装备实习以及国际焊接工程师实践培训等实践教学的顺利完成，也大大提高了相关实验设备的利用率。

5.2 加强校企联合实践基地建设

高校培养人才最终会走向社会，培养人才就不单单是高校的任务，而应是全社会共同参与的，目前虽然各高校、各专业与社会生产企业之间建立了各种各样的实践基地，但是由于成本、安全及学生自身的素质等原因，实践基地为学生提供实践的积极性并不高。要真正提高学生在实践基地的实践学习效果，进而提高学生的工程实践能力，必须充分调动实习基地的实践教学积极性，这在很大程度上取决于国家对人才培养的顶层设计及政策出台上，在上述条件还没有成熟的情况下，各高校应主动加强与实践基地的合作，千方百计地让学生在实践基地中有更大收获。

材控专业立足于未来的发展，本着积极、务实的原则，与各实践基地进行合作，这些单位与我校形成了良好的用人就业关系，每年都有一些优秀的学生通过实习期间的工作和表现为单位认可，并到这些实践基地单位就业。为了提高企业参与实践教学的积极性，材控专业一些优秀的老师无偿担任企业的技术顾问，积极提供技术服务。

5.3 引入职业认证以使实践教学与社会及工程实践接轨

将职业教育引入本科实践教学环节，使学生在校期间就能取得可以终身受益的相关职业认证资格，不但可以使学生获得较真实的工程实践能力培养，而且可以使高校毕业的学生尽快进入独立工作状态，并获得进入企业的敲门砖。

2012 年11 月起，我校与机械工业哈尔滨焊接技术培训中心合作开展了国际焊接工程师的培训认证工作。到目前为止，针对在校生的国际焊接工程培训已开展两届，共培训在校生113 人。材控专业学生还可以参加我校组织的三维数字化设计师和Autodesk 软件工程师的培训。通过这些职业工程师的培训不仅可以让学生接触工程实际，而且可以获得更好的就业机会。

5.4 鼓励学生积极开展创新实践活动和参加各类学科竞赛

建立大学生“自主研学”的创新实验室，为学生自选项目、自由组队、自主研究的课外科学研究活动提供一个平台。在管理层面上，对于每个研究项目和团队均配备高水平的专业指导教师，引导学生与专业教师早接触、早交流，使学生有机会进入指导教师的实验室，熟悉老师的研究领域，给学生的创新学习提供基础素材，如果学生从大学二年级开始进入导师的实验室，对导师的研究领域感兴趣，本科毕业后继续跟老师读研深造，到硕士或者博士毕业，该学生已经具有了5 ～10 年时间在该领域内进行学习和探索，他们与读研开始才接触导师研究领域的学生相比，其创新能力形成的优势明显。

以大学生创新实验计划和各级各类学科竞赛、科技竞赛的开展为载体，营造浓厚的校园创新实践氛围，充分激发了学生参与创新实践的积极性、主动性。鼓励大学生积极申报大学生创新创业训练计划，引导学生及早进行职业规划，确定奋斗目标。