新工科背景下测控专业“工学并举”实践教学实施体系构建

2022-04-17刘伟玲周围高楠肖艳军

高教学刊 2022年8期

刘伟玲周围高楠肖艳军

摘要：在新工科建设背景下，以“工学并举”为引领，响应其新时代的新内涵，对测控专业的实践教学体系进行改革及建设。文章以测控专业实践体系的整体框架设计为起点，阐明测控专业“工学并举”的专业内涵式发展的新要求;以工学并举为引领，构建测控专业实践教学实施体系并有效实施。效果表明，“以工学并举”为引领的测控专业实践教学实施架构，在学生能力培养方面有良好成效。

关键词：新工科;实践教学;实施体系;工学并举;产出导向

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2022）08-0134-04

Abstract： Under the background of new engineering construction， the practical teaching system of measurement control and instrumentation major has been reformed and built under the guidance of "Integrating Engineering with Learning" and in response to the new connotation of its new era. Based on the overall framework design of the professional practice system， this paper expounded the new requirements for the connotative development of measurement and control specialty. Under the guidance of parallel study， the practical teaching system of measurement and control specialty is constructed and implemented effectively. The effect shows that the practical teaching structure， which is led by "Integrating Engineering with Learning"， has good results in the cultivation of students' ability.

Keywords： new engineering; practical teaching; implementation system; Integrating Engineering with Learning; OBE

OBE工程教育認证以学生的能力培养为目标，它的实现是将复杂工程问题的理解与解决能力的培养，贯穿于课程目标中毕业要求实现过程中。同时，伴随新工科时代的到来，又对人才培养提出了适应新经济、高科技、大工程时代发展的需求[1-3]。抓住当前智能时代及新工科、智能制造等产业发展契机，培养具有工程能力与素养的人才是专业发展的核心问题。这一问题的解决必须要结合高校自身特色，建立系统完善的实践体系来支撑实现。为此，本专业以学校“工学并举”的内涵挖掘为基础，突破原有框架，从专业顶层设计入手，以复杂工程问题解决能力提高为目标，在具体实践体系构成、教学模式与运行机制设计方面进行了相应的研究与实践，彰显学校“工学并举”的办学特色。

一、“工学并举”内涵的专业解读

河北工业大学在1903 年创办之初就首倡“工学并举”办学思想。一个多世纪中，学校不断拓展、提升“工学并举”办学思想的内涵，从首任总办周学熙先生的“工艺非学不兴，学非工艺不显”，到学校升格为本科后的首任院长魏元光先生的“教育与工业相助相长”，再到1958年恢复重建时的首任院长潘承孝教授的“教学科研生产一体化道路”的办学思路。如今，伴随着“世界一流学科”建设、新工科建设和“中国制造2025”“互联网+”等重大发展时代的到来，“工学并举”也在不断创新发展，注入新的时代内涵，持续实现培养厚科学基础、强工程能力的高素质综合工程人才，并支撑服务新经济的发展[4]。

2018年3月，教育部在相关通知中要求大学从组织模式、学科专业结构、人才培养机制、教师评价激励等方面进行综合改革，推动和引领高等教育深层次变革。在这样的历史背景下，“工学并举”强调以创新人才培养为根本任务的“学”，以工程教育实践为主体的“工”;努力构建工程教育与产业经济建设的有机联系、理论教学与实践训练紧密结合、科学研究与人才培养相互促进的创新人才培养体系，“工”与“学”两个要素在更高层次上和更广阔空间中实现了融合、互动与统一。“立校与报国、办学与兴工、理论与实践”成为了新时代“工学并举”思想的新内涵。

于测控专业而言，“工学并举”的新内涵发展是指加强专业教育体系和专业工程教育实践环境建设，进一步构建专业工程教育与现代制造领域需求的有机联系、专业理论教学与实践训练的紧密结合、专业科学研究与人才培养相互促进的专业创新人才培养体系及实践教学实施体系。

二、以“工学并举”为引领的测控实践教学体系建设

“立校与报国”是测控专业人才培养目标，“办学与兴工”是专业人才培养理念;而“理论与实践” 则指明了测控专业人才培养路径。

（一）“工学并举”的测控专业建设框架的设计

测控专业从2016年开始工程教育改革，并不断沿着理论与实践相结合的路径去践行“工学并举”。专业的发展框架秉承“工学并举”的办学思想，以学生为中心，以知识体系融合为导向，以项目式教学为手段，从学生实际出发，构建了测控专业实践教学培养模式、实践教学体系及相关保障机制，使测控专业的人才培养，能够满足社会与企业需求，适应工程技术发展，具有行业竞争力。测控专业的整体建设框架如图1所示。

新工科背景下，仪器学科正在实现信息处理、智能控制、大数据、互联网、微型与多功能发展趋势。测控专业以教学服务产业为目标，面向京津冀及现代制造，培养目标对接行业需要。开展校企合作提升学生工程能力，实现合作育人、合作就业、合作发展，培养学生独立思考能力、多学科知识综合应用能力、实践创新能力、解决复杂工程问题能力，使学生适应产业发展需求。教学与工程实践相结合，企业工程师参与教学，升级专业结构，改革教学与实践模式，从社会实践、企业实践、科技创新、技能培训等多方位培养新工科背景下的复合型创新人才[5-8]。

（二）以工程技术能力为核心的实践教学培养模式

2018年吴岩司长提出了“两性一度”的金课标准[9-11]。专业从2018年来，以金课标准为指引，以工程技术能力培养为核心，以培养复合型创新性测控技术人才为目标，不断参照金课标准打造优质实践环节，对实践教学的目标、内容、技术形式、结构框架及运行模式进行了融合与创新。（1）将立德树人与专业人才培养进行目标融合创新;（2）从基本实践内容结合学科发展前沿进行内容融合创新;（3）从教育教学方法与现代技术结合进行技术融合创新;（4）从实现流程重组与内容结构再造进行模式融合创新。从多角度全方位实现将“以学生为中心，学生工程技能发展成效驱动”的工程教育理念落到实处。

结合我校“工学并举”培养定位及本专业人才培养目标和毕业要求，形成了“以引导学生主动积极地参与到实践教学过程中为目标，以激发学生学习积极性为出发点，以夯实学生的专业基础、培养学生综合素质与创新能力为目的，促进学生的实验技能、工程应用水平和科研能力全面提高”的实践教学理念。依据测控技术与仪器学科特点及发展要求，并遵循实践教学循序渐进、全面提升的规律，构建了“一目标、两原则、三层次、四模块、五级联动”的实践教学目标体系，即“一二三四五”实践教学培养模式[12]，也就是以“一个目标、两条原则、三个层次、四大模块、五级联动”为过程的“五位一体”的测控专业实践教学培养特色，如图2所示。四个特色模块分别对应三个创新实践环节（课程实验环节、集中性教学实践环节、毕业设计环节），构建了三个能力层次培养（工程认知能力、工程实践能力、创新设计能力）为目标的一体化测控实验平台建设。

专业实践教学培养模式依据测控技术与仪器学科特点及发展要求，以培养综合素质高、实践创新能力强的复合型、创新型人才为目标，以服务学生为宗旨，学生能力培养为目标的“原则”，构建“工学并举”为特色的河北工业大学测控专业实践教学体系，包括实践教学目标体系、实践教学内容体系、考核评价体系三大部分。围绕主干课程群，建成理论与实践综合、课内与课外融合、知识与能力并重以及机-光-电-计一体的全方位实践环节培养体系。

本专业设置了由通识基础实践、专业实践、课程设计、生产实习和毕业设计等环节组成的较为完善的实践教学体系，进行系统的工程技术教育和基本技能训练，培养学生解决实际工程问题能力、创新能力、团队合作精神、交流沟通能力，并提升终身学习能力。专业实践通过独立设置的实验课程，课外分散创新实践，如学生参加课外学科竞赛、大学生科研项目等活动，使学生能够有效运用测量仪器和现代工具，针对复杂工程问题设计实验、获取对象数据并进行分析得到结论，提升创新能力。课程设计作为核心课程的实践教学环节，帮助学生掌握课程知识、文献检索方法，熟悉本专业相关的手册或标准，具备阅读本专业科技文献的能力，并能够将文献研究应用于解决复杂工程问题中，且综合运用课程知识通过团队合作来解决实际工程问题，使学生能够针对测控技术与仪器领域复杂工程问题来设计解决方案，并考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，能够撰写技术报告，且与同行进行有效沟通。生产实习为学生提供企业学习经历，让学生了解和接触生产实际，能够在工程实践中理解并遵守测控系统设计与仪器设计、开发、生产以及研究过程中所涉及的各类方针、政策和法律、法规及工程职业道德规范，履行相应的责任，并具有良好的沟通能力，能够与具有不同文化背景的业界同行及社会公众进行交流，掌握工程管理和经济决策的基本原理和方法，理解多学科环境对工程实施的复杂性影响。

提出“需求-素质-能力-知识-配置”五级联动的人才培养体系运行模式。通过国家需求、行业需求、产品需求分析获得专业所需工程技术人才基本素质要求及能力规范，构筑人才培养的知识体系，把实践教学分为课内基础操作、课程设计综合实训、研究创新实验三个“层次”;同时，将实践体系按公共基础实验、学科基础实验、专业核心实验、专业方向实践四个“模块”进行操作与执行。构建的知识覆盖完整，课程特色鲜明，具有理论与实践综合、课内与课外融合、知识与能力并重、可操作性强、机-光-电-计一体的特点，并实现核心专业课程间延伸交联支撑关系，形成层次、渐进、相互呼应的项目教学体系。通过校内与校外相融合，使培养体系与国家需求和社会发展相融合，提高学生解决系统性工程问题的专业能力;通过技术与非技术因素相融合，促进学生综合素质的全面培养;通过课内与课外相融合，促进学生的个性化培养和可持续发展。测控专业实践教学实施体系“一二三四五”培养模式，如图2所示。

（三）达成效果分析

1. 学生专业素养及创新能力显著提升，毕业生受到行业高度评价与认可。近三年学生在“互联网+”大赛、iCAN国际创新创业大赛、全国节能减排大赛等重大学科中获得国家级奖40余項，发表论文5篇，获得专利20余项。天地伟业、航天科工、航空机电等大型知名企业对我校测控专业毕业生均给予高度认可与评价，“专业知识扎实，能力素质高，具有良好的职业素养”。

2. 通过专业实践体系的改革与建设，促进了专业水平及学科发展。项目建设及实施期间，专业通过了教育部工程教育专业认证，并在学校的专业评估中取得了95分的好成绩，同时获得省级一流专业。近三年共获得8项校级教改项目，其中4项重点教研项目，获得5项教指委教改项目，10项教育部协同育人项目，2017年实现了省级教研项目的突破;出版教材8部，教学研究论文24篇。连续多年举办学生创新创业大赛讲座与指导，每年受益近百人。对专业改革情况进行问卷调查，学生满意度达80.3%以上。

四、结束语

由近三年测控专业实践体系运行效果可以看出，在新工科及一流专业建设背景下，测控专业的实践体系建设与改革取得了很好的成效。以“工学并举”为引领，测控专业的实践体系从支撑架构设计到模式构建，围绕“学生工程能力提升”的核心，实现了培养复合型工程技术创新人才的目标。

在专业的后续建设中，将结合新技术的发展不断优化实践教学内容改进教学模式，结合课程思政、混合式教学、项目式教学、翻转课堂、第二课堂的实施，强化课堂教学及实践过程对能力培养的支撑，实现“工学并举”人才培养的动态持续改进。

参考文献：

[1]汪毅，丁振扬，张学迁，等.立足新工科的创新型实践教学培养模式[J].教育教学论坛，2020（39）：272-273.

[2]母应春，姜丽，苏伟.基于OBE教育理念的食品质量与安全专业实践教学体系研究[J].教育教学论坛，2019（25）：195-197.

[3]王章豹，张宝.培养新工科人才解决复杂工程问题能力的探讨[J].高教发展与评估，2019，35（6）：74-85.

[4]韩旭.坚持工学并举办学思想推动学校新工科建设[J].中国高等教育，2019（3）：27-29.

[5]朱建芳.“以学生为中心”的高校内部教学质量保障体系研究与实践[J].黑龙江高教研究，2019（5）：138-141.

[6]王建廷.以新工科为抓手推动一流本科教育的内涵建[J].中国建设教育，2019（2）：35-39.

[7]张男星.以OBE理念推进高校专业教育质量提升[J].大学教育科学，2019（2）：11-13.

[8]吴爱华，杨秋波，郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].高等工程教育研究，2019（1）：1-7+61.