新工科建設(shè)實(shí)踐教學(xué)研究

時(shí)間:2022-02-25 11:19:09

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新工科建設(shè)實(shí)踐教學(xué)研究

摘要:高等工科教育應(yīng)用人才培養(yǎng)中存在專業(yè)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)的問題,文章以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和新工科對高素質(zhì)應(yīng)用人才的需求為目標(biāo),加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),通過構(gòu)建綜合工程訓(xùn)練體系、建立與之相適應(yīng)的工程實(shí)踐平臺(tái)、創(chuàng)立工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)模式與方法等手段,較好地解決了上述問題,取得了顯著成效。

關(guān)鍵詞:工程教育;創(chuàng)新意識(shí);實(shí)踐教學(xué);分層遞階教學(xué)模式

一、加強(qiáng)工程實(shí)踐能力教育的必要性

當(dāng)前,以培養(yǎng)工程師為基本目標(biāo)的高等工科教育和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對人才提出的要求之間還存在種種不適應(yīng),主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)課程學(xué)習(xí)的局部性、孤立性現(xiàn)實(shí)和工程實(shí)際應(yīng)用的綜合性、系統(tǒng)性要求不相適應(yīng),造成相當(dāng)部分的學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不夠,專業(yè)能力不強(qiáng)。(2)工程教育環(huán)節(jié)的部分缺乏與弱化現(xiàn)狀和工程師培養(yǎng)過程要求的完整性不相適應(yīng),造成相當(dāng)部分的學(xué)生基本工程素養(yǎng)不夠,實(shí)踐能力不強(qiáng)。(3)人才培養(yǎng)模式的單一化、趨同化現(xiàn)象和人才成長的多樣化、個(gè)性化規(guī)律不相適應(yīng),造成部分學(xué)生個(gè)性難以發(fā)揮,創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)[1]?;谝陨蠁栴},提出了發(fā)揮工程訓(xùn)練橋梁紐帶作用、促進(jìn)綜合工程訓(xùn)練內(nèi)涵建設(shè)、培養(yǎng)大學(xué)生工程素養(yǎng)的項(xiàng)目研究思路。最終通過構(gòu)建綜合工程訓(xùn)練體系、建立與之相適應(yīng)的工程實(shí)踐平臺(tái)、創(chuàng)立工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)模式與方法等手段,推動(dòng)大學(xué)生工程意識(shí)養(yǎng)成和工程能力的提高[2]。

二、提高工程實(shí)踐能力的實(shí)踐教學(xué)

根據(jù)新工科人才培養(yǎng)要求與人才成長階段性特點(diǎn),“以培養(yǎng)工程意識(shí)和基本工程技能為目標(biāo)的基礎(chǔ)工程實(shí)踐,以初步工程應(yīng)用能力為目標(biāo)的綜合工程實(shí)踐與應(yīng)用,以系統(tǒng)性綜合能力為目標(biāo)的特色與創(chuàng)新實(shí)踐”的三層次遞階式綜合工程訓(xùn)練體系。1.綜合實(shí)踐:學(xué)生體驗(yàn)“技術(shù)分析—產(chǎn)品設(shè)計(jì)—材料(元件)選擇—工藝分析—加工制造—安裝調(diào)試—性能測試”的產(chǎn)品制造全過程。實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的融合,從而培養(yǎng)學(xué)生的初步工程能力和較全面的工程素養(yǎng)。2.綜合應(yīng)用:以學(xué)生興趣為驅(qū)動(dòng)、以課外實(shí)踐為主體,鼓勵(lì)學(xué)生對課內(nèi)綜合實(shí)踐項(xiàng)目的完善及延伸;引導(dǎo)學(xué)生科技社團(tuán)和自選綜合實(shí)踐活動(dòng);推動(dòng)數(shù)控技術(shù)等專業(yè)課程、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)等綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)體化和工程化。3.特色與創(chuàng)新實(shí)踐:按照“設(shè)計(jì)—制造—測控—集成”的工業(yè)過程構(gòu)成要素,針對不同應(yīng)用需求,通過對某一環(huán)節(jié)深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng),挖掘?qū)W生潛能,啟發(fā)聯(lián)想意識(shí),養(yǎng)成專注精神,從而使學(xué)生對“問題提出—方案設(shè)計(jì)—技術(shù)支持—系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)”的工程項(xiàng)目全過程的理解和鍛煉,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生系統(tǒng)的工程綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。(1)專業(yè)技術(shù)特色實(shí)踐:建立了機(jī)械系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、先進(jìn)制造工藝等特色實(shí)踐,緊密結(jié)合工程實(shí)際,跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢。力求項(xiàng)目任務(wù)的系統(tǒng)性、完整性,訓(xùn)練內(nèi)容的新穎性、實(shí)用性,實(shí)施過程的全面性和可操作性。(2)學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)踐:面向?qū)W生課外實(shí)踐與創(chuàng)新需求,組織各類學(xué)生科技競賽、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和興趣,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

三、工程實(shí)踐課的教學(xué)過程與方法

1.分層遞階的實(shí)踐教學(xué)。工程訓(xùn)練體系規(guī)劃中力求訓(xùn)練層次相銜接,訓(xùn)練內(nèi)容與理論學(xué)習(xí)相呼應(yīng),訓(xùn)練項(xiàng)目逐步深化,強(qiáng)化課內(nèi)訓(xùn)練任務(wù),注重課外實(shí)踐拓展,以適應(yīng)不同專業(yè)、不同學(xué)習(xí)階段學(xué)生的培養(yǎng)需求。在各工科專業(yè),增加并強(qiáng)化了具有真實(shí)工程背景的綜合性、設(shè)計(jì)性、開放性實(shí)踐項(xiàng)目;將學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃、畢業(yè)設(shè)計(jì)與工程實(shí)際相結(jié)合;數(shù)理基礎(chǔ)理論課程開展實(shí)驗(yàn)教學(xué);通過課程重構(gòu),開設(shè)了獨(dú)立設(shè)置、工程特性鮮明的實(shí)踐課程,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)對本科培養(yǎng)過程的全覆蓋,豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)涵,提高了教學(xué)水平。2.面向工程應(yīng)用的項(xiàng)目流程設(shè)計(jì)。校企共同制定課程體系及培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),調(diào)整理論與實(shí)踐教學(xué)的比例;通過企業(yè)獨(dú)立或聯(lián)合設(shè)置課程,增設(shè)由具備實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的教師負(fù)責(zé),工程案例為內(nèi)容、面向工程實(shí)際的課程。課程內(nèi)容包括任務(wù)書(需求)、方案討論、詳細(xì)設(shè)計(jì)、加工、模塊調(diào)試、功能聯(lián)調(diào)和項(xiàng)目報(bào)告。整個(gè)學(xué)習(xí)過程以項(xiàng)目開發(fā)為主線,貫穿整個(gè)課程體系,以團(tuán)隊(duì)形式討論和研究問題,教師指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)相關(guān)的知識(shí),然后與教師討論難點(diǎn)并解決項(xiàng)目開發(fā)過程中遇到的問題。項(xiàng)目化實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)過程如下圖所示。3.基于實(shí)踐教學(xué)的考核評(píng)價(jià)方法。工程實(shí)踐教學(xué)的核心是提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力,制定并實(shí)施相應(yīng)的質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)和方法是衡量改革成功與否的重要標(biāo)志。將學(xué)生考核評(píng)價(jià)方法由過去單一的考試考核,轉(zhuǎn)變?yōu)槠綍r(shí)作業(yè)、綜合性大作業(yè)、階段性測驗(yàn)、團(tuán)隊(duì)作業(yè)、討論答辯、實(shí)驗(yàn)操作、科技作品等多種考核方式,最大限度地反映了學(xué)生的綜合能力,也彰顯了個(gè)性化發(fā)展的人才培養(yǎng)理念。

四、實(shí)踐課程成果

針對學(xué)校辦學(xué)定位與當(dāng)代工程教育發(fā)展趨勢存在偏差所導(dǎo)致的核心問題,深入分析、明確定位、系統(tǒng)構(gòu)建、回歸工程。每年參與課內(nèi)實(shí)踐的學(xué)生1100余人,課時(shí)達(dá)3.5萬人時(shí)數(shù);另有航模、機(jī)器人等21個(gè)學(xué)生科技社團(tuán)及興趣小組依托中心開展活動(dòng),每年到中心進(jìn)行課外自主實(shí)踐的學(xué)生達(dá)3000余人。近5年依托中心開展的各類創(chuàng)新項(xiàng)目獲國家級(jí)獎(jiǎng)16項(xiàng),省部級(jí)獎(jiǎng)27項(xiàng)。有力地促進(jìn)了學(xué)風(fēng)建設(shè),激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和熱情,使學(xué)生的工程素養(yǎng)得到了很大的提高

五、結(jié)論

在新工科背景下,構(gòu)建的本科工程實(shí)踐人才培養(yǎng)課程為學(xué)生提供了緊密結(jié)合工程實(shí)際、分層次、多樣化、個(gè)性化的學(xué)習(xí)、實(shí)踐課程和環(huán)境,極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生提升能力素質(zhì)的自覺性和主動(dòng)性,學(xué)生工程能力和綜合素質(zhì)普遍增強(qiáng)。通過重構(gòu)課程體系、強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)、完善實(shí)施保障,構(gòu)建以學(xué)生工程能力培養(yǎng)為核心的新工科人才培養(yǎng)體系,實(shí)現(xiàn)了工程人才培養(yǎng)與國家、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求及國際工程教育發(fā)展趨勢的“兩對接”,解決了當(dāng)前存在的教學(xué)問題,取得顯著成績。

參考文獻(xiàn):

[1]劉丁,劉軍,劉涵,張曉暉,李琦.地方院校自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2009,9(31):102-106.

[2]查建中.工程教育宏觀控制模型與培養(yǎng)目標(biāo)和教育評(píng)估[J].高等工程教育研究,2009,(3):7-14.

作者:梁茂 張曉暉 劉青 鄭勐 單位:西安理工大學(xué)