新工科背景下的高校实践教学改革探索

蔚婧 李道江 郭西京

摘 要：新一轮科技和产业变革对我国工程教育发展提出了新的挑战，文中分析了我国工程实践教育现状及创新型人才教育的重要作用，针对现有问题进行了深入讨论，提出实践教学结构优化、实践教学内容优化及革新实践教学评价与激励机制等方案，为高校新工科人才培养提供借鉴。

关键词：新工科;实践教学;评价机制;激励机制

中图分类号：TP393;G420文献标识码：A文章编号：2095-1302（2019）02-0-03

0 引 言

世界化的新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，先进制造业、工业互联网等产业成为新工业革命的重要基石。我国相关行业的发展水平仍与世界强国存在较大差距，这对我国的工程教育发展提出了新的挑战。为适应国家战略，教育部于2017年2月在復旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，积极推进新工科建设[1-3]。新工科建设的目的是使工科优势高校在工程科技创新和产业创新中发挥主体作用，引领并催生新技术、新产业。

实践教学在高等工程教育中占有举足轻重的地位，学生通过实践将理论知识与工程实际进行有机融合，锻炼了学生分析与解决实际问题的能力，同时也提高了其动手能力。实践教学的质量直接影响学生的创新意识和创造能力，而创新性人才对我国实现现代化强国的战略目标至关重要。因此全面提升高等工程教育质量，革新实践教学模式正是新工科建设的重要方向[4]。

1 我国高等工程教育的现状分析

我国是高等工程教育大国，教育规模位居世界首位。目前，我国有1 000余所高校开设了工科专业，学生人数约占大学生总数的30%。反观工程人才的培养质量，却与世界发达国家存在较大差距，缺乏国际竞争力。大学生从学校进入企业后，不能适应正常工作，学与用存在脱节。造成这种现象的原因虽然多样，但实践教学效果差是主要原因之一。

传统观念认为实践教学从属于理论教学，是理论教学的辅助手段。但实际上实践教学是理论教学的必要补充和发展，是学校教学工作的重要组成部分，是学生获取、掌握知识的重要途径;更是强化学生理论知识，培养解决问题能力，提高创新意识中不可或缺的环节。因此，如何构建有效的实践教学体系成为高等教育改革研究的热点问题。目前，我国高等工程教育均沿用大一、大二学习基础课，大三学习专业基础课，大四学习专业课的模式，实践环节所占学时比例较小。以大部分工科院校的信息工程专业为例，理论教学占总学时的2/3以上，而相关实践课程如数字电子线路设计、模拟电子线路设计、高频电子线路设计、实习（包括认识实习、生产实习）、课程设计、毕业设计共计不超过学时的1/4，实践教学环节还处于从属于理论教学的地位。根据有关部门统计，大多数工科专业的本科教学培养方案中，实践教学课时约占全部学时的20%。虽然近年来实践教学学时比重不断增加，但实践教学效果仍然不太理想。

2 传统实践教学手段存在的主要问题

我国高等工程教育受传统思想的影响，一直走学术化、科学化的道路，重理论、轻实践、重知识、轻能力的现象长期存在，实践教学被迫处于理论教学的从属地位。例如，《微机原理》类的专业基础课程中，理论教学占32学时，实践教学占8学时，部分学生考试能得高分，却不能独立编写一个完整的程序。

相对于理论教学，实践教学需要更多的硬件支撑，包括实验场地、实验器材、实验耗材等，需要学校各相关部门的紧密配合和协调。由于院校经费投入不足及多年扩招等原因，大部分高校的实验室设备陈旧落后，人均台套数不足，无法满足实践教学的需要。

另一方面，我国高等工科院校大部分教师直接从高校毕业后留校，多为从事理论教学的学术型教师，缺乏工程实践教学经验。据相关机构调查，近五年到校任教的青年教师中，约80%缺乏工程实践经验[5-6]，对产品研究开发、设计制造和生产经营活动过程不熟悉，再加上论文数量直接影响高校排名，各高校制定的教师考核机制着重强调发表论文数量，几乎没有对教师承担实践教学的要求，因而指导学生实践教学的动力和能力相对其他稍显不足，必然影响到实践教学的效果。

3 实践教学改革举措

针对当前高校实践教学中存在的诸多问题，结合新工科背景下实践教学模式改革需求，笔者对实践教学内容、教学模式等进行了深入分析，并在此基础上提出实践教学的改进举措，目的是提高和完善目前现有的实践教学模式，适应先进制造业及信息化产业的发展，提高高等工科学校实践教学质量，为今后实践教学提供新的借鉴。

3.1 实践教学结构体系优化

在新工科建设的背景下，实践教学的改革目标应是淡化学术化意识，使实践教学回归到为工程服务的本质上来。

通过梳理工程实践需求，结合专业课程知识，积极建立层进式实践教学体系，将实践内容分为基础性实践、设计性实践、创新性实践、实习性实践四个部分，将其统一构建为一个集知识、素质、能力于一体的新型实践教学体系，各实践内容相辅相成。

（1）基础性实践内容为专业基础课程服务，实践内容应以验证基础课程中的原理和方法为目的。通过实践，使学生扎实地掌握专业基本原理，同时这部分实践应为必修内容且安排较大比例课时，上课教师也应投入较多精力于此，力求所有学生能熟练掌握实践内容。

（2）设计性实践服务于多门专业课程，在本科三年级后陆续开设，实践内容结合多门专业课程所学知识，在基础性实践内容上具有一定的拓展，通过设计性实践使学生能够将多个知识点融会贯通。通过实践教学，学生能够解决工程中的常见问题，并具有独立实践的能力。

（3）创新性实践是指教师只对实践过程进行方向性指导，学生可根据自己的兴趣爱好选择相关题目，独立完成设计实践内容。学生可组成实践团队，团队内部独立分工，自主选择所需的实验仪器和设备，共同解决遇到的难题。创新性实践为拔高性实践内容，向学有余力的学生开放，可以作为选修课程开设。这部分实践内容对学生的知识储备和实践动手能力会有更高的要求，实践所需时间也相应更长。学生可根据教师所出题目进行自由发挥，同时也可自主完成实践内容设计，以团队形式完成实践内容。创新性实践能充分发挥学生的自觉性，使课堂教学更加贴近工作实际，为学生步入工作岗位扫清障碍。

（4）实习性实践对应目前高校中的生产实习，即通过三年专业知识的学习，学生进入相关企业进行一段时间的专业岗位实训，由企业导师带领完成相关的研发生产工作。通过这一环节的实践，学生已经能够完成基本企业中的工作，解决学与用脱节的问题。

将实践课程体系进行科学构建，将四类实践课程的学分、学时进行合理分配，有利于提高学生的专业技能和动手能力，同时提高学生的自主学习能力，为新工科创新型人才的培养奠定坚实的基础。

3.2 实践教学内容优化

实践教学内容优化是在教学内容中加入更多工程中的相关实例，提高实践教学效果，将实践相关的课程体系、实验室资源、师资等进行整合。

笔者长期从事理论教学和实践教学活动，长期担任本科生专业课教学和实践课教学工作，将专业课教学、实践教学与大学生创新精神和创新能力培养相结合，以《信号处理》专业课教学为突破口，通过专业课程建设，提出并实施“以学生创新精神和创新能力培养为主线，集基础性、层次性、系统性于一体的教学体系，立足培养目标，突出工程背景，彭显与时俱进，强化综合交叉，激励自主探索，体现学科成果。提出并实施“以学生为主体、面向问题、实现常规教学与个性培养相结合、多媒体课堂演示与实验教学相结合，课堂教学与网络学习相结合的三结合教学模式。

实践内容如下：

（1）设计从基础到综合再到创新的内容体系，针对学生实践能力、创新精神和创新能力不足的问题，通过《信号处理》专业课教学和课程建设，重构教学内容，突出工程背景，强化所学课程的综合交叉应用，建立符合创新型人才培养规律的教学体系;

（2）针对学生综合应用能力弱的问题，建立面向问题、凸显实际应用的教学内容体系，培养学生解决问题的能力;

（3）针对学生获取知识主要以间接获取方式为主的特点，专业课教学和实践教学要让学生积累获取直接知识的体验，建立以培养创新思维、提升创新能力为主的教学模式，重视培养学生的创造性思维。

3.3 革新实践教学评价与激励机制

理论教学与实践教学的有机融合是提高学生综合素质的关键，如何在理论教学中培养学生的实践能力，在实践教学中深入理解理论知识，实现理论教学与实践教学的有机融合是目前工科大学教学工作面临的主要问题之一[7]。在“大众创业，万众创新”的时代背景下，创新性竞赛活动丰富，学生参与热情度高[8-10]。通过参加创新活动、学科竞赛，学生可运用自己掌握的理论知识完成作品，这无疑将激发大学生的兴趣和潜能、培养团队合作精神和创新精神。把创新活动、学科竞赛、科研训练等引入到实践教学内容中，对原有教学体系的内容进行相应的扩充、整合，充分实现实践教学和理论教学的融合。允许学生通过相关创新活动获取一定的学分，让学生能更自觉、自愿地参与到创新活动中。

实践教学的改革需要相关任课教师加强高校与外界尤其是与相关企业、院所之间的联系，通过校企密切合作，为学生参与社会实践搭建一流平台。同时，革新教学方案，设置更新、更多贴近工程的实践内容。课程内容既具有自身的完整性，又有一定的交叉，课程内容相互关联、相互渗透，这对任课教师而言也是一个重要的挑战。

大规模实践课程的开设对高校实验室管理也提出了更高要求，实践教学资源应全面开放共享，在时间、空间上拓宽实验室范围，提高学生的创新实践能力。

4 结 语

实践教学是高等工程教育实现创新型人才培养目标的重要环节，在新工科背景下实践教学的改革势在必行。实践课教师应适时响应高校实践教学变革，探索不同的教学途径，重构实践教学体系，革新课程评价体系，以培养学生创造性思维，提高创新与创业能力为目标，努力探索新工科人才培养模式，为国家和民族培养出更多的创新复合型人才。

参 考 文 献

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（4）：1-6.

[2]陆国栋，李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[3]林健.面向未來的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[4]史静寰.加强实践教育：研究型大学培养创新型人才的必由之路[J].清华大学教育研究，2005（2）：5-9.

[5]佚名.工程教育学术化倾向导致工程人才断代[N].中国青年报，2012-12-11.

[6]明金，郄海霞，杨秋波.国外一流工科高校实践教学体系的特征分析及启示[J].现代教育科学，2016（3）：9-14.

[7]杨为中.在校外实践教育基地建设工科实验教学体系[J].高校实验室工作研究，2016（3）：88-90.

[8]纪国涛，杨凤.双创时代高校课堂教学导向变迁与教学路径选择[J].教育教学论坛，2016（48）：1-4.

[9]马永斌，柏喆.创新创业教育课程生态系统的构建途径-基于清华大学创业教育的案例分析[J].高等工程教育研究，2016（5）：137-150.

[10]徐小洲.我国高校创业教育的制度与政策选择[J].教育发展研究，2010（11）：21-25.