新工科背景下“学练研赛”四位一体实践教学体系改革

高怀斌　马逾　张传伟　赵栓峰　文建平

摘 要：针对传统实践教学模式下学生按部就班完成预设实践内容，实践效果不佳的情况。本文提出新工科背景下“学练研赛”四位一体实践教学体系改革新思路，有机融合教学、学科竞赛，充分调动学生动手实践的热情，提升其创新应用能力。以“学练研赛”四位一体实践教学体系改革为载体，培养理论基础好、实践能力强、解决复杂工程问题能力突出的机械类创新创业工程人才。

关键词：实践教学 学科竞赛 创新能力 赛教融合

实践教学是提升机械类专业本科人才培养过程中提升学生动手能力、创新能力的重要环节[1]。然而，现阶段机械类专业实践教学内容仍以传统纯理论教学为主，缺乏系统有效的实践教学，学生实践潜力无法有效挖掘[2，3]。另外，仅有的实践内容更新不及时，造成学生实践内容与企业生产实际脱节[4]。针对上述问题，以车辆工程专业为例，我们认为应大力开展汽车类学科竞赛，引导学生将理论教学环节内容在竞赛实践中运用，给予学生充分的自由发挥空间，提升其创新能力、协作能力等素质[5，6]。

本文从新工科背景下“学练研赛”四位一体实践教学体系改革入手，着重阐述如何培养理论基础好、实践能力强、解决复杂工程问题能力突出的机械类创新创业工程人才。

1 传统实践教学存在的问题

传统实践教学环节首先由教师进行理论教学，然后学生进行按部就班的实践。根据对机械类毕业生及行业企业的访调结果看，“实践环节不足”“内容与新技术不匹配”等问题突出。

此外，学校层面也存在一些困境。首先，很多高校在“宽口径、厚基础”教育理念引导下将培养方案共性化，导致很多工科专业课程体系同质化，未突出人才专业特色，毕业生素质与企业实际生产需求存在偏差。其次，实践环节落实不到位，存在仪器设备配置保障以及综合性实验项目、竞赛培训、科研训练项目在教学平台、实验空间、师资等资源上碎片化的问题。第三，教师自身实践能力本身不高，对企业运行模式不了解，对行业最新技术跟进不及时，实践教学过程中存在“填鸭式”现象。

2 “学练研赛”四位一体实践教学体系主要内容

首先，必须明确工程教育专业认证标准和西安科技大学车辆工程专业培养目标和办学定位，人才培养改革须体现我校矿用车辆与工程车辆的学科特色，根据对培养人才素质要求，按照顶层设计原则，优化课程设置，整合课程内容，注重学生综合素质培养。理论知识与工程实践紧密结合，使学生从被动式的听课、复习、考试变为主动式学习，实现“在实践中创造，在创造中学习”，使学生的综合能力不断提高，培养一批能适应社会生产、建设需要的创新实践型高素质人才，具体内容如下：

（1）优化人才培养方案，改革实践教学体系

立足于本科全周期教学过程，从创新实践能力培养角度出发，减少纯理论教学，增加开放设计型、研究创新型实验课程。按照先基础、后综合、再创新的思路，循序渐进地安排实验教学计划。依托生产实习、毕业设计等专业技能综合创新实践，强化高校教学實践过程与企业生产实际的联系。同时，精选大量来自企业的真实项目，有效抽取技术知识点和行业知识点，经过标准化和模块化，将知识点融入实践教学项目中。推动现代信息技术与实践教学的融合，充分利用开放的MOOC等线上平台，扩展硬件欠缺部分的教学内容。

（2）打造“一体化”实训创新平台，构建复合型人才培养机制

以学科竞赛为驱动、创新实践为目标，专业、年级和推荐方式均不受限制的情况下组建“汽车创新设计实验班”，专门划定汽车创新设计工作空间，实现“动手有地方，经费有支持”，打造“一体化”实训创新平台。支持学生参加“汽车工程协会巴哈越野车大赛”、“Honda节能竞技大赛”、“飞思卡尔杯智能车竞技大赛”、“大学生方程式汽车大赛”等各大汽车类专业学科竞赛。兴趣目标双驱动背景下，学生有充分的自我发挥空间，实践知识吸收速度显著加快，结合校外协同企业共同指导帮助，学生整体素质与企业发展所需更匹配。

（3）优化实践教学内容改革，完善实践课程评价体系

依据“基础、应用、创新”三级能力培养体系，将课程体系划分为基础层、模块层和综合实践层，设置不同课程体系模块，将课程评价体系匹配上述模块。采用多元化考核方式，实现学习型导向。通过过程考核、项目考核以及期末考核综合评定学生在全实践周期内的表现。具体如下：（1）过程考核，分别为考勤、小组互评和教师综合评定。（2）项目考核，考查学生项目任务的完成情况，包括方案设计、系统调试、功能实现等。（3）期末考核，题目多为与课程任务相关的问题，使学生有更多的发挥空间。

3 “学练研赛”四位一体实践教学体系构建方法

基于上述“学练研赛”四位一体实践教学体系，仍需探索具有实际操作可行性的方法，具体如下：

（1）构建学科竞赛实践教学平台，整合落实教学硬件条件

由学院院长直接领导负责和协调各类大赛工作，建立竞赛组织、人事、培训及选拔等一系列制度。围绕整车产品交付及全生命周期，建立汽车设计与制造、汽车结构与分析及汽车电子与控制模块，整合学校资源，为实践环节提供硬件条件。学校层面设立专项资金，结合学院筹措，给予学科竞赛充分的经费支持。

（2）加强学科竞赛管理，制定选拔激励措施

基于各类汽车类及相关竞赛，依托上述硬件条件，对于全校范围，不限专业不限年级鼓励学生参与。同时，学校倡导开设实践相关选修课及讲座，及时更新科技前沿。另外，学校可出台学分鼓励政策，以竞赛参与记录兑换选修课学分，想方设法推动学生参加实践活动。学校应对在各类竞赛获奖的师生给予评优评奖，增强师生参加实践、创新创业的主观能动性。

（3）搭建学科竞赛网络互动平台，提高学生参加竞赛的积极性

开设“汽车类学科竞赛”网络互动平台，包括竞赛资料，信息公告等，可以有效提升学生与组织者交流互动的效率，同时学生之间也可以通过该平台进行信息共享与问题交流，形成群策群力，互相帮助的学习与合作氛围。同时，在主流自媒体平台上，学校和学院应同时做好相应的宣传工作，例如建立西安科技大学汽车创新团队“秦风车队”官方微博和微信公众号，通过网络公众平台发布车队相关信息，与行业知名人士及赞助商沟通交流。

4 “学练研赛”四位一体实践教学体系主要成果

西安科技大学车辆工程专业确立走“保持矿用车辆特色、拓宽车辆工程学科研究领域”的学科发展之路，主要培养面向工矿行业生产一线的矿用车辆的设计制造、运维开发等方面的高素质应用型创新人才。曾先后多次组织教师到诸如中国矿业大学、重庆大学等国内汽车相关高校进行调研学习，并在教学过程不断总结经验；修订完成了2020版车辆工程专业的人才培养方案。项目组成员先后承担了多项国家级、省级及校级教学改革项目，先后主持承担国家自然科学基金面上项目、中国博士后科学基金面上项目、陕西省自然科学基金项目等。近5年来，该专业教师发表学术论文150余篇，其中被SCI、EI、ISTP检索系统收录50余篇。

机械工程学院于2014 年开始组织学生制作赛车参加Honda中国节能竞技大赛，以该竞赛为契机，紧紧围绕着汽车专业的课程教学内容，理论与实践相结合，引导学生把所学知识应用到工程实践，自主设计创作、加工制作和性能调试等。车队经过认真总结参赛经验，不断改进方案，精益求精，赛车在轻量化、车身造型和节能环保等技术上有所突破，电动车和越野车分别获全国大学生组第7名和牵引第1名的好成绩。同时，实践教学充分依托该竞赛平台，发挥良好技术优势，切实提高了学生实践动手和解决问题能力。图1和图2为赛车鼓式制动器总装配图和赛车制动鼓应力分布。图3-图4是我校秦风车队参加Honda中国节能竞技大赛和中国汽车工程学会巴哈大赛时掠影。除了汽车类竞赛之外，车辆专业本科生还积极参与机械创新设计大赛、“挑战杯”大学生创业大赛等，为我校车辆工程专业能够培养德智体全面发展，适应行业发展需求的毕业生奠定基础。基于上述比赛，车辆工程专业将理论教学、实践教学与学科竞赛过程和环节对应，落实双轮驱动人才培养模式（图5）。目前，已有四届车辆工程专业毕业生，就业单位涉及神华矿业集团、中联重科、三一重工、陕汽集团、中国重汽、宇通客车、通用汽车、长安汽车等企业。统计表明，车辆工程专业的学生就业率一直保持在99％以上。

实践平台方面，本专业初步完成国家财政部拨款建设的中央与地方共建实验室—矿用车辆基础实验室二期建设，承担实验实践教学环节。该专业实验室现有实验分室3个：车辆构造实验分室，车辆性能测试实验分室，车辆电器与电子实验分室，隶属于机械学院机械工程实验中心，基本能够满足本科学生的实验要求。同时，我校机械工程实验中心于2007年获准为陕西省实验教学示范中心。实验中心包括以下专业基础实验室：流体力学实验室、机械设计实验室、液压与气压传动实验室、现代制造技术实验室、机电综合实验室等，均承担车辆工程相应课程实验教学任务。另外，我校车辆工程专业拥有较为固定的8个大学生实习实践基地：湖北东风二汽集团、郑州宇通客车、陕西汽车集团有限公司、长安汽车集团、陕西同力重工汽车有限公司、洛阳第一拖拉机集团、黄河工程机械厂、重庆大江集团。近几年先后与陕汽重卡、重庆大江集团、西安煤矿机械厂等企业签订校企合作协议，合作内容包括建立本科生实习实践教学基地、科研合作、工程硕士培养、技术咨询与互聘专家、本科生就业等。上述企业也分别承担了本科生生产实习和毕业实习教学环节。

5 结论

构建学科竞赛平台是改革创新人才培养模式的主要抓手之一，西安科技大学车辆工程专业以“学练研赛”四位一体实践教学体系改革为载体，深度融合教学与竞赛，积极建立学科竞赛平台，充分调动学生动手实践积极性，全面提升实践教师整体水平，激发师生创新创业热情。该体系为培养培养理论基础好、实践能力强、解决复杂工程问题能力突出的机械类创新创业工程人才。提供了新思路。

参考文献：

[1]彭春华， 漆华妹， 林立新. 以学科竞赛助力创新型人才培养的探析[J]. 工业与信息化教育，2022，（3）：5-8+13．

[2]李佳儒， 刘志成， 刘欢. 大学生参与学科竞赛动机研究[J]. 经济师，2022，（5）：186-187+189．

[3]文成， 周傳德. 机械类实践性强课程“导学练研”教学模式探索[J]. 中国现代教育装备，2020，（21）：70-72．

[4]王强， 郭兴吉， 谌永祥. 以学科竞赛为驱动的独立学院机械专业建设四段演进式改革实践[J]. 科技风，2022，（15）：22-24．

[5]徐忠根， 蒋琳. 基于单片机课程的“教、学、做、练、研、赛”六步教学法探索与实践[J]. 中小企业与管理（上旬刊），2016，（11）：100-101．

[6]高洁.“双创”时代学科竞赛助力地方高校应用型人才培养的研究[J]. 湖北开放职业学院学报，2022，35 （11）：10-12．