应用型本科工科类专业实践教学模式改革与实践

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:应用型本科院校无论从生源还是培养目标,都不同于研究型大学及技能型高职院校,在双创背景下如何实现工程应用型、创新型人才培养的目标,已成为该类院校迫切需要解决的新课题。论文以CDIO工程教育理念为指导,改革实践教学模式,创新地整合实践教学内容,建立科学合理的实践教学评估体系,以此为施力点,打通校企隔阂,形成校企“双主体”育人机制。

  关键词:应用型本科;实践教学模式;改革;

  我国地方高校(特指应用型本科,下同)发展至今,指导方针和路径已越来越清晰,就是要求毕业的学生具有两意识一能力。两意识即工程意识和创新意识,一能力即分析问题、解决问题的能力。但由于种种原因,我国应用型本科发展步履蹒跚,培养出来的学生跟不上时代发展的步伐,满足不了现代企业对学生提出的要求。究其原因是大多数地方高校的工程教育未能有效面向工程实际,校企隔阂阻碍了工程人才的市场匹配[1]。校企合作之所以出现窘境,一是我国应用型本科的起步正好赶上我国企业经济体制完成之时,企业与学校之间的联系被斩断[2],二是我国地方本科大部分从高职院校转变而来,对人才培养模式认识模糊,一开始沿袭了高职院校教学模式,后来又学习传统本科教学模式。其中实践教学依赖校内实训中心,且附属于理论教学,学生除毕业实习外,与外部企业的联系近乎终止,曾有人形象地说此时的地方院校在埋头干教育。惨痛的教训使大家明白了这样一个道理,即应用型本科的发展离不开与当地企业的深层次合作。值得欣慰的是,2017年12月国务院颁发了《关于深化产教融合的若干意见》,从制度上对高等教育改革和人才开发作出了安排。目前应用型本科院校实践教学模式的改革既有内生动力也有外生动力,既有国家层面、企业层面的需求,也有学校发展、学生的诉求,可谓天时地利人和。但是地方院校要完成这样的改革,人才培养方案必须重新设计,原来的实践教学模式必须重新构建。实践证明:目前我国地方高校实践教学用CDIO理念指导实践教学[3],以地方企业产品项目为载体,并融入创新元素,创建双开放型(校内各学院之间、学校与当地企业之间)的实践模式,并以此为施力点形成校企“双主体”育人机制,回归应用型本科教育初心是可行的。

1 目前地方高校工科类专业实践教学模式存在的主要问题

  1.1 实践教学模式没有体现工程教育理念

  目前大多数地方高校本科在设计专业人才培养方案时初步建立了“四位一体”、“模块+平台”的课程体系。学生大学四年除了学习必要的理论知识外,还要进行集中实训、课程实验、课程设计、第二课堂、毕业设计等实践学习,不可否认这是一大进步。但是经调查研究后发现,目前大多数地方高校实践教学的现状是:设计性的实践教学大多停留在图纸上,没有物化成果输出,结合当地工业现场、工艺分析及制造等工程实践的内容较少;集中实训、实验、课程设计又各自独立,没有大学四年一脉相承的任务载体(各环节阶段成果没有用在大三或大四的综合项目上),致使学生在校期间没有完成一到两个从构思、设计制造到运行较完整的产业链任务,充其量只是完成了知识点上的验证、传承或片段化的设计,学生两意识一能力没有得到培养;学生与企业接触很少,工程实践获得感不够深刻,无法深刻理解专业标准与职业要求的真正内涵。

  1.2 缺乏主体性、创新性的实践教学项目

  主要是地方高校工科类专业在制定集中实训教学大纲和实验大纲时,忽视学生实践能力的差异性。学生实践项目单一、直白,没有趣味性、创新性和挑战度,单纯的依附性、验证性实验严重挫伤了学生主动学习的积极性。有学者认为:地方高校实践课的“水课”程度更甚于理论课[4]。

  1.3 教学方法缺乏创新性和趣味性

  传统的教学方式是从教师示范开始,学生分组后完成一个“标准”的项目结束,学生被动学习,课前没有任何准备,课后也没有持续改进计划。学习目标不明确,“刻模式”“抱着走”的教学指导思想,不利于学生应用能力的培养[5]。

  1.4 学习效果评价标准不健全

  传统的学习效果评价标准过分注重对学生实践结果的评价(大部分过程考核流于形式),没有对学生实践能力差异性、情感因素及创新能力的考量,也没有与教师沟通后的持续改进计划。

2 成因分析

  2.1 校企合作、产学结合的人才培养模式在大多数地方高校没有得到有效开展

  产教融合是应用型本科院校的服务指向、资源取向及发展导向,可以促进教育链、产业链、人才链的有机衔接[6]。但由于种种原因,大多数地方高校没有找到与企业合作的抓手,形成利益共同体,双方处于浅合作状态,这一短板直接造成了实践教学的“水课”泛滥。

  2.2 地方高校管理层、教师的实践教学观模糊,学生的实践学习目标不高

  实践教学在应用型工科院校培养学生创新意识、创新能力以及工程实践能力方面具有不可替代的作用,这样的论断理论上已得到业内认可,但实际运作仍依附于理论教学,教学目标、学习目标不高、模糊,没有工程实践观。

  2.3 实践教师的综合素质不达标

  当今社会对实践教学教师素质的要求是:适应新形势下实践教学的要求;较高的创新素质;能承担高、新、尖综合性和创新性的实践教学任务;具有对学生进行创新实践指导的能力。毫无疑问,目前大多数地方高校的教师达不到这样的高度。

  2.4 落后评价体系抑制了师生创新动力

  依附于理论的教师教学质量评价标准,加之以督导专家(从理论教学转变而来)为主的人为监控,落后刻板,严重挫伤了教师教学的积极性;学习效果评价标准忽视学生差异性、情感等因素,不利于学生自信心、成就感和创新意识的培养,间接造成了学生实践学习积极性不高,创新驱动力不足,学习效果不达标[6]。

  2.5 校内实践教学设备陈旧

  实践教学设备落后于当地企业现有水平,不利于学生就业后各项能力的再塑造,也不利于与企业的合作。

3 改革措施与取得成效

  3.1 改革措施

  (1)重构与应用型本科发展相适应的实践教学模式,以“知识群”构建实践教学体系,从“层状”转向“网状与层状融合”,用CDIO理念指导实践教学,充分利用实践基地选取实践教学项目,并融入更多的创新元素,以项目为施力点打通与地方企业的合作通道。为了保证项目载体之间的有效衔接,在设计人才培养方案时,我们同步设计了载体树,使得学生在校能够完成一到两个较完整的项目。其实这是回归工程教育的本义,即更加重视工程教育本身的系统性和完整性、实践性和创新性[7]。

  以我校车辆工程专业的项目载体树为例:CDIO工程教育理念(构思、设计、实施、运行)围绕如何更有利于培养学生具有较强的工程实践和建造能力、较强的创新能力、较强的团队精神和组织能力而展开,更有利于学生的就业与深造[8]。我们在本科车辆工程专业实践教学模式改革中,将CDIO工程教育理念渗透到课程设计、金工实习、课程实验、毕业实习、毕业设计等各个实践教学环节。

  机械设计及自动化专业的人才培养方案制定了如下实践教学环节:金工实习—《机械设计》课程设计—《机械原理》—电气控制与PLC实验、实训—液压与气压传动课程设计实验—机械制造装配课程设计。在设计机械设计及自动化实践教学大纲时,变向引进了山东德方液压机械股份有限公司和河北智友机电制造有限公司(校企合作单位)的产品,在金工实习中,学生要完成自己在《机械设计》课程设计的项目——冲压工件位置翻转机构路障或翻板机构的零件加工、检测、装配(当然学生也可以选择有兴趣的其他项目);在《机械原理》实验中对这个机构进行运行实验;在机械制造工艺学课程中完成该装置工艺文件、装配工艺等的制定(按照进度学生完成由实践到理论的认识过程);在电气控制与PLC实验实训及液压与气压传动课程设计实验中完成障翻板装置电气和气压传动系统的设计、制造与运行实验;最后在机械制造装备课程设计中完成整个项目的装配调试,综合实验可在企业完成,由学校综合实践科牵头。实践证明:这种以当地企业项目载体为施力点,借助工程项目驱动,促进了学生知识运用能力和关联能力的构建,同时有效践行了双开放型(校内各学院之间、学校与当地企业之间)的实践模式。

  (2)构建创新实践平台,优化了学校实践教学管理机制。构建创新实践平台,优化了学校实践教学管理机制,充实了学校综合实践科,由各二级学院一名经验丰富的高工组成团队,并赋予新的职能,加强了学校与相关企业及校内各专业之间的有效合作,实现产业系统与教育系统的资源共享。比如学生实践项目的变向引进以及后续零件毛坯的提供、可能的外协工序加工、标准件的平价采购以及项目装配后的调试试验等,实践证明这些措施可以降低项目的制造成本,提高项目的完成度,而企业也可以共享学校科研成果、人才等先进生产资料来实现企业的创新驱动;另外学校出台了创新创业实践政策,聘请了创业导师,开设了创新教育公选课,鼓励学生参加各种创新类比赛,挖掘自身创新潜质并给予奖励;鼓励学生参加由寒暑假社会实践,为快速适应工作岗位奠定了良好的基础。

  (3)改革实践教学方法。通过建立学生在校实践能力指数档案,教师间共享,便于教学过程中的有效分组;实训时指导教师根据项目特点“还原”企业工作情境,按工程链流程规划学生的生产实习任务,突出学生自主学习和角色定位[9]。

  (4)构建了体现学生差异性及情感因素的学习效果评价标准。在学生实践成绩的评定中,体现了学生差异性、情感因素,比如根据能力指数各自完成了不同的项目,完成分值就是一样的,当然难度系数可以不同;增加了教师建议及学生持续改进计划(由学生填写)。

  评价标准如表1所示:

  (5)创新素质师资队伍建设。包括两方面的内容:一是应用型本科实践教师要千方百计提高自身的业务创新素质,二是校方构建科学的实践教学质量评价机制[10]。

  (6)在实验教学方面,构建了“理论教学现场化、实验内容层次化、实验教学多样化、实验环境工程化、教学科研一体化”的教学体系。同时优化整合了实践教学资源,引进先进设备,实验场所升级改造,比如:机械工程学院引进了机电液一体化大型综合试验台,企业型3D打印设备,微型智慧工厂实验与研究平台等,这些措施的实施保证了学校学生毕业后能力的提升,也吸引了部分地方企业合作的积极性。

  3.2 取得成效

  通过上述一系列的改革,山东华宇工学院机械工程学院的实践教学取得了阶段性成效,以CDIO工程教育理念指导实践教学,通过依托地方企业产品载体,正逐步打通校内各学院之间、学校与当地企业之间的通道,形成了双开放型的实践新格局,校企“双主体”协同育人机制正逐步形成;集中实训、实验、课程设计之间保证了有效衔接,使得学生在校能够完成一到两个较完整的项目,工程实践能力、团队协作能力、创新能力得到有效锻炼;实践教学方法工程化,提高了学生学习的主动性,促进了学生角色意识的转换;实验场所升级改造,引进先进设备,实践环境工程化,实现了教学、科研一体化,保证了学生工程实践能力和持续发展能力的提升;科学的学习效果(当然教学效果也进行了改革)评价标准极大地提高了学生学习积极性和创新动力,也带动了第二课堂的活跃,学生学科竞赛成绩喜人。我学院学生积极参加全国、全省各级学科竞赛取得优异成绩,近三年获得国家级奖项7项,省级奖项70余项,学生发表论文10篇,授权国家专利15项,立项完成国家级大学生创新创业训练计划项目30余项。2019年我院王文文团队作品《智能生姜催芽器》入围第十三届i CAN国际创新创业大赛中国区总决赛,经过与全国各地高校优秀选手角逐,最终获得中国区总决赛一等奖。

4 结语

  地方高校经过十多年的发展,取得了可喜的进步。但随着经济的全球化以及科学技术在企业中的迅猛发展,逐步暴露出毕业学生可持续发展能力不足的痛点,满足不了社会对应用型人才知识、技能及创新素质等几方面的要求。高效的实践教学可以很好地培养应用型本科学生良好的工程素养和创新能力,这一理论已被大家所认可,地方高校着手构建新的实践教学模式,并下决心努力实践是当务之急。经过初步实践探索,我国地方高校以CDIO理念指导实践教学,以项目为载体创建双开放型的实践模式,并融入更多的创新元素,找准改革措施,分阶段下决心实施,我国应用型本科教学一定会走出困境,开创新局面。

参考文献

  [1]陆国栋,李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教育研究,2017(03):20-26.

  [2] 北京市档案馆.北京市教育委员会关于进一步加强高等学校实践教学工作加快创新人才培养的意见(京教高[2008]14号)[A].110003/ZK-2008-000364.

  [3]徐家庆.应用型本科院校深化产教融合的策略及实现途径[J].中国大学教学,2018(09):81-86.

  [4]劳士健.新时期应用型本科高校实践教学体系的构建与实践[J].教育与职业,2017(12):102-105.

  [5]卢孔宝.应用型本科院校机械专业实践教学改革探索[J].教育教学论坛,2015(09):154-155.

  [6]汤正华,谢金楼.应用型本科院校产教融合的探索与实践[J].高等工程教育研究,2020(09):124-129.

  [7]江桂云,罗远新,李聪波.“大工程观”视域下一流机械工程人才培养研究与实践[J].中国大学教学,2020(Z1):37-41.

  [8]高成冲,张杰.应用型本科院校机械类专业CDIO工程教育实践探索[J].南京工程学院学报(社会科学版),2015(03):74-80.

  [9]肖才远,张桂菊,唐杰,等.“校企融合”应用型本科院校实践教学体系的构建[J].黑龙江教育(理论与实践),2017(09):5-8.

  [10]郑庆华.高校创新创业生态体系的构建与实践探索[J].高等工程教育研究,2020(04):163-167.

作者:郎仲杰 孙长勇 单位:山东华宇工学院

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