着眼学生解决复杂工程问题能力培养的实践教学体系建设

2019-02-22吴祝武

实验技术与管理 2019年6期

陈平, 吴祝武

(中国矿业大学教务部, 江苏徐州 221116)

作为我国当前“五位一体”高等教育质量评估的重要内容之一[1],工程教育认证自2006年启动以来,得到了社会的广泛关注和高校的积极响应。尤其是随着我国于2016年正式加入国际工程教育《华盛顿协议》后,工科专业参加工程教育认证更呈现方兴未艾之势。据教育部统计,截至2017年底,全国共有846个工科专业通过认证[2],而2018年一年工程教育认证协会受理认证的专业数就达到了547个[3]。工程教育认证理念对于助推高校持续深化教育教学改革,不断提升我国工科专业建设水平与人才培养质量具有重要作用。其中,培养学生解决复杂工程问题的能力,既是工程教育认证的重要标准,也是高校培养高素质工程人才的关键内容。在当前深入推进高等教育强国建设的时代背景下,工科院校应当立足于培养学生解决复杂工程问题的能力,着力优化并积极完善与工程教育认证相适应的实践教学体系。

1 着眼解决复杂工程问题能力培养的实践教学体系的必要性

高校实践教学对于增强学生勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力发挥了积极作用[4],是培养学生解决复杂工程问题能力的重要环节。从工程教育认证趋势、工程教育认证标准及工科院校实践教学运行现状看,工科院校系统构建着眼于解决复杂工程问题能力培养的实践教学体系非常必要。

1.1 贯彻工程教育认证理念、推进专业认证工作是必然趋势

工程教育认证是我国工科学生走向世界的国际通行证,对提升国家硬实力和国际竞争力,支撑我国从高等教育大国迈向高等教育强国意义重大。已获中国工程教育认证协会认证的198所高校中[5],2个及以上专业获认证的有151所,占76.26%,说明该认证已非单个专业行为。工程教育认证的覆盖面还将进一步扩大,预计2020年将覆盖所有工科专业大类[6]。此外,参照工程教育认证标准,教育部评估中心对于非工科的师范类、农科类、理学类、人文社科类的专业三级认证试点工作正在积极推进[7]。多数工科专业均可参加工程教育认证或专业三级认证,因此这项工作不应停留在专业层面,而应提到学校层面上来,给予高度重视。

1.2 工程教育认证标准要求理论教学和实践教学协同支撑学生解决复杂工程问题能力的培养

认证标准的毕业要求项是对学生学习产出的一般要求,反映了对工程专业毕业生知识、能力、素质的要求,毕业要求的实质等效是《华盛顿协议》实质等效的核心。在工程教育认证通用标准的12条毕业要求中,有8条涉及到复杂工程问题,既包括工程知识、问题分析、研究、使用现代工具等技术性因素,也包括设计/开发解决方案、工程与社会、环境和可持续发展、沟通等非技术因素[8];既需要本专业的课程支撑,也需要跨专业、多课程支撑。衡量这些培养目标达成的重要指标点,也是专业自评的难点,更是专家考查的重点,需要理论教学和实践教学协同支撑。然而,当前高校不同程度地存在理论教学和实践教学脱节现象,专业理论课教师参与实验、实习偏少,不但影响实践教学质量,而且难以有效支撑学生解决复杂工程问题能力的培养。

1.3 解决复杂工程问题能力培养需要突破现行实践教学瓶颈

审视高校实践体系运行现状,不难发现,高校实践教学存在一些瓶颈问题,如：教师工程实践能力相对不足,工程素养有待提高;实践教学环节相对松散,创新性实验少[9];实习教学质量监控力度不够,持续改进有待完善等。这些问题极大地制约了学生解决复杂工程问题能力的培养,需要认真应对解决。

2 着眼于学生解决复杂工程问题能力培养的实践教学体系构建

当前,为推动创新驱动发展正着力实施“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”“人工智能创新行动计划”等重大战略,这就要求高校主动布局未来战略,大力培养具有国际竞争力的高素质工程人才。因此,工科院校要从建设高等教育强国的战略高度出发,以培养学生解决复杂工程问题能力为抓手,重构实践教学体系,提升本科专业国际竞争力和人才培养质量。

2.1 深化工程教育认证理念,做好高素质工程人才培养的顶层设计

首先,工科院校应对接国家教育强国战略需求,制定专业认证规划,推动符合认证条件的专业积极参加工程教育认证或专业三级认证,积极倡导“学生中心、产出导向、持续改进”等工程教育理念,修订人才培养目标和培养方案,做好高素质工程人才培养的顶层设计。需要特别指出的是,深化工程教育认证理念,必须牢固坚持立德树人这一根本任务,将“课程思政”落实落细到每一门课程的具体举措,并着力形成“课程思政”“思政课程”同频共振的育人格局[10],形成具有中国特色的人才培养体系。

其次,学校应在教务、人事、财务、学工、团委、后勤等教学相关职能部门,进一步强化工程教育认证理念,明确各部门在工程人才培养中的工作职责,在教学管理、教师培养、经费保障、学生成长与发展指导、教学条件保障、教学持续改进等方面形成工作合力。教务部门还应统筹设置工程导论课程,集中跨专业师资,组建工程导论教学团队,既解决单一专业难以有效调动其他学科专业师资问题,又能系统解决工程能力培养问题。

再次,各学院和各专业应全面系统学习工程教育认证或专业三级认证的标准体系,将工程教育认证作为加强专业内涵建设、提高专业建设水平的重要契机,对标找差,系统梳理本专业人才培养的知识、能力、素质要求,更新教学和育人理念,切实将学生能力提升作为教学的基本目标,将学生的能力培养真正落实到课程教学中去,以学生为中心组织教育教学工作,形成加强专业建设和教育教学改革的内生动力。

2.2 围绕学生毕业要求达成,促进理论教学与实践教学的深度融合

围绕学生毕业要求达成,在教学考核、课程重构、师资安排方面构建3个“一体化”,促进理论教学和实践教学的深度融合。一是考核一体化。工科院校应将实践教学任课教师与理论教学教师同等对待,增加实践教学环节专任教师数量,并在岗位聘任、职称评聘、工资待遇、培训进修等方面与理论课教师享受同等待遇,切实提高教师参与实践教学的积极性,使理论教学和实践教学协同推进。二是课程一体化。按照成果导向原则,合理分解毕业要求对应的理论教学和实践教学课程,反向设计，正向实施[11],围绕对应的毕业要求指标点,明确各类课程教学目标,协同制定课程大纲,优化课程内容,改进教学方法,完善考核方式,定期进行课程评价,从根本上保证认证理念的落实。三是师资一体化。倡导所有专业课教师按一定比例合理承担专业理论课、实验课以及实践实习等教学任务,理论课教师应积极参与实验教学和实习实践教学工作,实验教师应将工程案例反馈至课堂教学,促进理论课教师与实践教学教师的相互交流,形成两类教师参与学生培养的协同效应。

2.3 夯实实践教学内涵建设,构建解决复杂工程能力培养的实践教学体系

一是不断提升教师的工程素养。一方面支持和鼓励学校教师到企业挂职锻炼,积极开展工程实践和工程研究,使其具备较为丰富的工程经验,并能按照工程教育认证要求,将工程思维融入其所授课程之中。另一方面,学校应完善企业教师参与教学工作的制度,吸引企业教师共同参与专业课程、学生实习、实验教学、毕业设计、科研创新等教学活动[12],同时配备学校教师作为助教,既方便企业教师来校工作,又增进校企双方教师的交流与学习。通过两方面的努力,不断提升教师的工程素养,并在课程大纲及课程教学过程中体现“解决复杂工程问题”能力的培养要求。

二是系统构建学生解决复杂工程能力培养的实践教学体系。首先,将实践教学活动贯穿学生大学学习的全过程,与各学期理论课程支撑的毕业要求指标点有序衔接,每门理论课程均有一定比例的实践教学环节,将知识学习和能力培养结合起来,及时指导学生将理论知识应用于实践,不断提升学生综合运用知识解决实际问题的能力。其次,确定实践教学环节各类课程的先后修关系,并使之符合学生从掌握基本技能到具备动手能力和实践能力,再到拥有创新能力和最终形成解决复杂工程问题能力的成长规律[13],科学安排学生社会实习、社团活动、创新竞赛、课程设计、专业实验、毕业实习、综合实践等实践教学环节任务,并确保各实践教学环节按足额的学时数和学分数实施,从而对学生解决复杂工程问题能力培养形成系统性支撑。再次,构建跨学科专业的工程实践综合训练体系。工科院校应从学校层面设置工程实践综合训练课程模块,系统整合工科专业教师及人文、经济、管理、环境等其他专业教师和校外企业导师，形成工程实践教学团队,按照工程师思维模式及全周期、全过程的产品设计开发流程[14],重构课程设计、毕业实习、毕业设计等工程实践综合训练课程[11],使学生将专业技术知识与非技术工程基础知识及经济决策方法论等融会贯通,适应新经济、新技术的发展需要。

三是形成实践教学质量持续改进机制。构建学校决策、专业主导、教师主体、企业及毕业生参与的实践教学质量保障持续改进机制[15],强化各责任主体的责任意识,将定期开展实践教学环节教学质量常态评估与专业认证教学持续改进结合起来,形成“评价—反馈—改进”的工作闭环,推进实践教学工作规范化、标准化建设,不断提升学生的工程实践能力。