新工科背景下应用型本科院校实践教学改革探索

程晟 穆丽娟 任晓霞 姚志广 李睿智

【摘 要】 为满足国家“两化融合”对应用人才的需求，在新工科背景下，基于OBE理念指导下，对应用型本科机械电子工程专业实践教学体系构建开展研究。文章以山西能源学院机械电子工程专业实践教学作为研究对象，研究了应用型学院机械电子工程专业实践教学体系构建应从地方产业行业需求、培养目标、实践教学体系与条件、学生主体、师资保障等几方面进行持续改进，为在新工科背景下基于OBE理念应用型本科实践教学改革提供了理论参考。

【关键词】 新工科;OBE理念;实践教学改革;应用型本科

【中图分类号】 G642.0 【文献标识码】 A 【文章编号】 2096-4102（2021）03-0020-03

应用型本科院校新工科建设重点应放在地方行业和产业当前和未来需要的学科专业上，以满足地方经济和产业为建设标准，毕业生能够直接在新产业一线就业、实干务实。围绕区域地方经济产业发展需求，着力新型工科，专注传统工科专业转型、改造和升级，拓展专业内涵、转变培养目标，协调发展知识、能力、素质，以工程教育要求的毕业生十二项能力为导向，培养应用型工程技术人才。新型工科建设是面向工程教育的改革，而实践教学是工程化教育的关键。与传统工科产业不同，当前和未来地方行业和产业所需要的人才，应具备良好工程背景和跨界能力，而传统课程导向下的实践教学体系不能适应新工科背景下人才发展需要，应用型本科实践教学急需进行转型、改造、升级。

一、传统课程导向下的机械电子工程专业实践教学面临的问题

课程导向下的实践教学注重教授学生知识概念，学生考虑问题片面，难以达到知识、能力、素质全面发展，亟待解决的问题如下：

实践教学支撑的人才培养目标与新工科时代背景不符。人才培养目标是人才培养的关键，传统专业的人才培养目标相对单一，只强调理论的掌握。

实践教学体系不完善，缺乏现代产业实践教学平台，缺乏创新能力培养的途径，实践教学相互独立，重教学、轻实践，实践教学评价不健全。

实践教学教师队伍薄弱，教师教学重理论、轻实践，学生没有相应的专业教师引导，自主能力不足，也导致实验室资源利用率低等问题。

二、成果导向教育基本理念（OBE）

OBE教育理念是以学生的学习成果为驱动进行教学活动，确定相应的能力评价标准。产出是结果，教育是原因，什么样的教育决定什么样的产出，将预计产出结果具体化作为教育过程的目标，能保证教学过程的质量，也符合工程教育的逻辑关系。教学工作者对教学结果有清晰的把控，清楚毕业生能干什么，通过设计对接需求的培养体系促进学生达到产出的培养目标，可以说学生的产出成果是教学活动的动力，培养应用型技术人才应以提升技能为目的，以教学成果产出为主要驱动力。基于OBE教育理念下的实践教学体系，按照预期培养目标—实现培养过程—评估产出结果的步骤进行实施，重视学生在整个过程中的主体作用，在实施过程中融合学生自主学习、自我总结、自我评价。具体做法是以适应新时代发展背景优化培养目标，细化毕业生具备的基本能力，反向设计出教学体系的基本结构及评价体系，提升学生的知识、能力、素质综合，提高教学质量。

三、基于成果导向进行应用型本科实践教学改革

（一）梳理实践教学体系与目标关系，凝练培养目标

构建应用型本科实践教学体系，必须深入解读专业人才培养方案，理清实践教学体系与培养目标关系。培养目标是根据社会发展、区域经济需求和专业预期取得的成就凝练的，反映学生毕业目标，培养目标决定培养要求的高度;培养要求是对学生通过专业学习应该达到的知识、能力、素质的具体描述，涵盖了本专业毕业生应获得十二个方面能力，培养过程要求以工程教育的毕业能力为向导;培养要求决定实践教学体系的内涵，培养过程要以学生为主体。通过新工科背景下多学科融合的实践教学也可以持续改进培养要求和培养目标。其三者的关系可以概况为：培养目标产出导向培养要求，培养要求产出决定实践教学体系，实践教学体系支撑并改进培养要求和培养目标，如图1所示。

应用型本科的任务是以“产教融合、校企合作”为突破口，依托服务经济区域、行业发展需求，创新人才培养模式，提高服务社会和创新驱动发展能力，培养应用型技能人才。新时代社会、经济需要转型背景下，山西能源学院机械电子工程专业的培养目标从素质要求、面向岗位、培养人才三个方面进行阐述。素质要求注重培养全面发展、创新精神、创业意识，人文素质、团队精神及社会责任感，具备扎实的机械工程、控制科学与工程的基础理论与基本技能，掌握机械、电子、计算机技术、控制理论等基础理论知识及专业知识，树立终身学习理念，初步解决现代工程领域中的复杂技术问题的能力;面向岗位方面立足山西经济发展，以“机电装备设计”“数字化智造”“煤机装备智能化”技术应用为主要发展方向，毕业生能在山西能源产业和全国能源行业、智能装备制造领域，从事机电设备的设计与调试、控制与检测、运行管理等方面的工作;培养人才方面确定培养具有较强工程实践能力的高素质应用人才。明确的培养目标为应用型人才培养提供了动力。

（二）从应用型本科实际出发，重构实践教学体系

应用型本科实践教学体系是指应用型本科实践教学诸多要素组成的有机整体，其内容应涵盖教学导向目标、教学组织管理保障框架、内涵要求等多方面内容。山西能源学院机械电子工程专业的“113”实践教学体系是由1个导向、1个框架、3个结合组成。1个导向是指构建实践教学体系是以机械电子工程专业毕业生应具备的十二个能力培养为导向，明确实践教學目的。1个框架是指专业实践教学的主体内容，构建实践教学体系的重点是丰富实践教学内容体系、健全实践教学保障体系、规范实践教学评价体系。3个结合是指构建实践教学体系要进行理论课程与专业实践、实践教学与大学生科学竞赛、项目化教学实践与证书制度试点建设的“三结合”。实践教学体系是应用型人才培养的质量保障，实践教学体系决定了应用型人才培养的特征，决定了应用型人才培养目标的实现。重构实践教学体系应从应用型本科院校的具体实际出发，抓住产业发展“新需要”和人才培养“新质量”两个关键，以产出能力培养为导向，改革完善并实施，形成一套理论完善、切实可行、适应区域经济社会发展所需的应用型本科机械电子工程专业的实践教学体系。

（三）以能力为导向，开展实践教学项目训练

能力导向的核心是从职业岗位的需要出发，确定能力目标，按照岗位群的需要，层层分解，确定从事行业应具备的能力。现代制造发展具有大制造、多学科、全过程的技术新特点，要求现代机电工程师注重技术融合的能力养成。围绕现代多学科交叉平台开展专业实践教学，可以通过项目训练开阔学生视野，掌握现代多学科融合技术，锻炼学生应用创新能力、创新能力培养的途径。通过建立实训项目考评体系，保障培养目标的达成度，保障实践教学质量。山西能源学院机械电子工程专业依托协同育人项目智能制造系统（FMS）教学平台，开展柔性制造实训专业综合项目。围绕柔性制造实训课程的构想、设计、实施、运行全过程，开展项目实践教学。在构思过程中整合跨界技术进行专项项目训练，引入项目需求分析环节，以学生为主体，通过文献查新等手段了解相关技术国内外发展趋势，培养学生国际视野;在实训项目设计过程中，分解为基础认知、机械结构、电气控制、智能制造拓展实训项目;在项目实施过程中，要求指导老师分阶段介入，进行分项打分，引导学生建立工程项目理念;在项目运行过程中，建立实训项目考评体系，明确训练项目对应项目目标。在实训项目实施过程后引入项目结题答辩环节，通过结题报告和PPT答辩，将工程化训练融入教学过程。深入系统分析人才培养的知识、能力、技能点，通过项目化实践不断完善，形成完整的实践技能体系，较好地支撑毕业要求指标点。依托多学科项目融合的平台开展实训项目，培养学生的职业能力。

（四）加大实践开展比重，以学生为主体

学生是实践教学开展的主体，充分挖掘实践教学中学生的主观能动性是实践教学开展的动力来源。在实验课、实习实训、课程设计、毕业设计（论文）、创新创业项目、科技竞赛等实践活动中，注重培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和综合实践能力。以学生为主体，以教师引导为辅助，在实践活动中培养学生兴趣，激发学生内在动力，加强课外实验实践设备利用率。加强创新能力与素质拓展能力的培养，开展以科研项目训练、学科竞赛为主的课外科技活动，加大社会实践开展比重，充分利用第二课堂，以学生综合素质的全面提高为目标，将创新与素质教育培养计划纳入人才培养方案，设置素质拓展实践学分，增加实践教学比重，增加课程设计、模拟训练和创新性实验学时，让学生化被动为主动，通过实践教学带动理论知识学习的积极性。

（五）加强“双师双能型”师资队伍建设，保障教学质量

应用本科实践教学“双师双能型”教师队伍建设可以从引进和培养两方面入手。引进、聘用企业具有生产实践经验的成优高工、高工参与实践教学大纲和人才培养方案的制定，使实践课程更加符合生产需求。培养是指创造条件引导一线教师、青年教师深入企业学习，通过培训、实践提高实践教学能力。通过教育部产教合作、协同育人项目，聘请企业高工审核《柔性制造实训》课程项目体系，暑期安排青年骨干教师参与数字化柔性制造系统、PLC电气、数控机床与3D打印、工业机器人等专项培训，通过引进和培养建设一支能讲理论、能动手实践的“双师双能型”教师队伍，探索企业与学校的长期合作机制。

（六）改革成效

基于成果导向进行应用型本科实践教学改革，要围绕地方经济产业需求，以教学质量国家标准为基准，理清实践教学体系与目标关系，凝练专业特色，优化培养目标，全方位修订专业人才培养方案，重构优化实践教学体系，圍绕现代多学科交叉平台，强化实践教学环节，以学生为主体，加强“双师双能型”师资队伍建设。山西能源学院机械电子工程专业通过基于成果导向实践教学改革取得了多方面成效。实践教学体系方面，不断加大实践学分比重，实践教学学分占总学分35%以上。科研教改方面，发表论文16篇，主编参编教材9部，承担了省级教改科研项目6项，专利授权9项，获省级教学成果奖二等奖。学生能力培养方面，教竞结合锻炼了学生的创新和创业能力，学生的基本能力与基本素质水平基本达到培养要求。

四、结语

新工科开启了工科专业工程教育的改革大幕，对于应用型本科来说，如何将传统专业进行转型、改造、升级，进行新型工科建设是我们应该思考的问题。文章分析了基于成果导向理念对应用型本科开展实践教学的必要性。从培养目标、实践教学体系、实践教学条件、学生主体、师资保障等几方面阐述了专业实践教学改革的途径，将实践教育与工程教育相结合，为机械电子工程应用型人才培养提供了借鉴。

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