工程认证背景下科研项目驱动的实践教学改革

李超 董丽敏

摘   要：针对工程教育专业认证范式下教学研究型本科院校材料成型及控制工程专业实践教学面临的新问题，提出了科研项目驱动的实践教学新模式。在实践教学环节中，将教师的科研或工程项目与实践教学相结合，提炼与课程目标相吻合的实践教学内容，设计并优化适应新内容的考核模式，重点培养解决复杂工程问题的能力。教学实践表明，该实践教学模式有助于提升学生的创新实践能力，为培养高素质的创新型人才开辟了一条新的途径。

关键词：工程教育专业认证;材料成型;实践类教学

中图分类号：G642          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2021）10-0006-02

工程教育专业认证是一种行之有效的教育质量保证机制，其建立的工程教育质量监控体系，可有效推进工程教育改革，持续提高工程教育质量。目前，工程教育专业认证已成为我国高等学校本科教学质量与教学改革的首要工程之一，特别是在2016年我国正式成为“华盛顿协议”会员国后，工程教育专业认证已成为我国本科高校绝大多数工程技术类专业发展的必然趋势。在工程教育认证通用标准中，十分强调对学生解决复杂工程问题能力的培养[1-2]。这一能力的培养途径不仅包括系统的理论课，还包括科学完整的实践课程体系。对于材料成型及控制工程专业来说，实践类教学是其教学体系中的重要一环。教育部2018年颁布的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中明确规定，本专业实践性教学环节至少占总学时的20%。可以说实践类教学是培养学生解决复杂工程问题能力的重要教学环节，其质量的高低直接影响学生的培养质量。

由于受到软硬件条件的制约，现行的实践教学环节大多还是以传统的讲授、演示、按规章操作等方式进行教学，以实验报告、平时出勤和实验表现等形式进行考核;实践内容长期固定，不能针对技术发展及时更新，时效性及趣味性较差，流于形式。长此以往，不但不能很好地培养学生解决复杂工程问题的能力，还极易使学生丧失对专业的学习兴趣，产生厌学等消极情绪[3-4]。针对上述问题，本文提出了科研项目驱动下的材料成型及控制工程专业实践教学改革的新思路。借助于工科院校教师掌握的科研项目资源，以科研反哺本科教学，践行“以本为本”的教学理念，以期在工程教育专业认证背景下，全面提升专业实践教学的质量，培养学生解决复杂工程问题的能力。

一、实践教学改革实施方案

（一）专业认证对实践教学环节的要求

工程教育专业认证强调“以学生为中心”，其基本要求之一就是课程体系、课程目标能够支撑学生达到培养目标和毕业要求。对于实践教学环节而言，其主要课程目标之一就是使学生具备解决复杂工程问题的能力，因此如何提升实践课程的质量，优化实践课程的内容与形式，做到“学生愿意学，教师乐于教”成为实践教学改革的重要任务之一。工程教育专业认证的标准中规定毕业生应具备分析、研究、解决复杂工程问题的能力。这里强调的是复杂工程问题，也就是说在教学过程中，特别是实践教学过程中，应突出实践教学内容或案例的专业性、复杂性与真实性，这就要求授课教师将工程实践或科研实践中的真实问题引入实践教学环节中。在考评机制建设方面，依据工程教育认证的理念，构建科学的评价体系，强化形成性考核机制，将考核的单一评价功能转变为“评价—改进”中的重要一环，强调在学生实践学习过程中发现学生认知上存在的问题，并据此提出改进措施，改善学生学习效果，提升学生能力。

（二）实践教学与科研项目的对接

材料成型与控制工程专业的专业实践教学环节主要有“专业课程设计”“综合实践”“技能训练”“毕业设计”等。为提升实践教学效果，该专业在这些实践环节前均实现了实践题目的项目化，并以项目管理的模式进行实践课程的管理。项目选择立项、人员组成分工、开题报告、中期检查、结题答辩验收等各个环节均按照科研项目的模式进行管理，同时将课程目标分解到每个实践环节中，并对其中的各个环节及课程目标进行考核，做到每个目标均可评价，对评价考核过程中发现的问题，及时反馈，持续改进。

以“毕业设计”这一专业最重要的实践教学环节为例，在“毕业设计”全过程中对接科研项目。在选题开题阶段，采用项目立项申请、工程项目招标的模式。该专业毕业设计的选题全部来源于指导教师横向或纵向的科研項目，或在其研究内容上稍作简化，或取其一部分真题真做。指导教师指导学生进行选题立项，在这一过程中使学生掌握科研立项、工程招标立项的一般程序的原则与技巧。学生利用网络进行文献检索，撰写开题立项报告，从而培养学生运用网络及数据技术收集整理有用信息的能力。在毕业设计的实施阶段，全程按照科研项目的模式管理，按进度开展阶段性验收、中期汇报、结题验收等，在每一步骤及时发现学生学习中出现的问题，并及时改进，跟踪指导。通过解决方案设计、实验及工艺准备、项目实施、结果数据分析与整理、项目总结及技术报告撰写等一系列的实践，将工程认证所要求的课程目标、毕业要求指标点分解到实践的各个环节中，使每个环节都对学生能力的培养起到支撑作用，同时保证每一名学生都能得到基本的科研或工程能力训练。

二、面临的主要问题及应对措施

（一）如何实现科研项目内容的课堂化

一般来说，科研项目的研究内容与本科实践教学内容还是有相当大的差异的，如果完全不变地照搬过来，必然会导致学生无法理解，实践教学无法正常开展。这就要求参与教学的教师要针对实践课程的特点以及学生的认知水平，将科研项目研究任务进行适当的简化与分解，也就是所谓的“课堂化”。这需要考虑现有条件、学生的知识能力水平，有针对性地将科研项目的研究内容简化、分解，使之具有可操作性、可接受性、可实施性。在分解实践内容时必须考虑课程目标的达成。也就是说，按照课程目标要求分解科研项目的研究内容，确定其简化的程度，做到能力培养有的放矢。

（二）如何建立合理的评价机制

在科研项目驱动的实践教学中，如果还按照传统的报告、答辩等形式考核评价，往往有失公允，因为对于本科学生，特别是低年级的本科学生来说，即使对科研项目的研究内容进行了简化，以其知识储备及能力往往也不能得到很好的研究结果。因此在考核方式上，应注重过程性考核，摒弃传统的“一考定成绩”做法。实践环节的过程性考核应该是一种注重实践过程中能力培养的评价体系，以学生的学习效果作为评价的唯一依据，良好的学习效果表现为学生的创新能力、解决复杂工程问题的能力得到有效提升，因此评价过程应聚焦于学生实践过程的完整性、创新性与可塑性，而不应过分地看重实践的结果。

（三）如何调动教师参与的积极性

对于科研项目驱动的实践教学，学生参与热情普遍较高，但教师参与热情往往不高，究其原因，主要是由于我国本科工程技术教育过去存在“重理论，轻实践，重科学，轻技术”的问题，实践课程往往不受重视，承担实践教学教师的付出与回报往往不成比例，因此一般都不愿意在这方面投入过多的精力。将科研项目分解成为符合课程目标的实践教学内容是一个十分具有挑战性和创造性的工作，需要耗费教师大量的精力，需要投入比常规教学更多的硬件条件，因此只有建立从物质到精神层面的奖赏制度才能有效地调动教师积极参与的热情。此外，还应引导教师积极投身科研工作，特别是具有工程背景的科研项目，引导教师深入生产实践、深入企业，接触更多的工程问题，激发教师的科研热情，积累科研经验，为实践课程提供更多的素材，真正实现产教研融合，进而提高人才培养质量。

三、实施效果

第一，将科研项目与专业实践教学相结合，极大地改善了实践课程学习效果，培养了学生解决复杂工程问题的能力，提高了课程目标的达成度，很好地体现了“以学生为中心”的工程认证理念。与传统的实践教学相比，学生在具有真实工程与科研背景的实践过程中，问题分析、解决方案设计与研究等能力都得到了更加有效的锻炼。此外，更多的学生参与具有一定挑战性的科研实践，他们敢想敢做，没有固定思维的禁锢，往往还会对相关的科研项目研究起到意想不到的促进作用。近五年来，材料成型及控制工程专业学生在各级各类科技竞赛，如材料创新设计大赛、大学生课外学术科技作品大赛、全国大学生焊接创新大赛等中均取得了不俗的成绩。此外，近五年来，该专业本科生作为第一作者在国内外学术期刊发表论文20余篇，申请专利10余项。

第二，从教师角度来讲，将科研项目融入实践教学环节，可以不断地从教学中发现灵感，拓宽研究思路。大学教师，特别是工科专业的教师，应具有教师、研究者与工程师等多重身份。也就是说，作为一名从事工程专业教育的大学教师，不但要善于教书育人，善于科学及工程技术研究，还要善于解决工程实际问题。将科研或工程项目与实践教学环节结合起来，通过师生间不断的思想交流与碰撞，不但学生受益，同时还会对教师的科研工作起到积极的促进作用。由此可见，科研与实践教学有机结合，不但可以有效提升课程目标的达成度与毕业要求指标点的达成度，还可以有效提升教师自身的教学、科研与工程实践能力，既体现了“以本为本”的教学理念，又实现了教学与科研的共生与共长。

参考文献：

[1]田立江，张洁，王丽萍.以专业认证为导向的实践教学内容对标与体系优化[J].黑龙江教育（高教研究与评估） ，2018（12）.

[2]岑耀东，李振亮，陈林.工程认证下材料成型专业理论与实践教学深度融合探索[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（3）.

[3]毋妙麗.科研项目驱动下实践“四结合”实验教学新体系——以不同环境下驾驶行为影响实验为例[J].高教学刊，2019（23）.

[4]徐慧.以科研项目为支撑的短学期实践教学设计[J].实验技术与管理，2019（9）.

[责任编辑  杨    波]