工程教育模式下開放性實踐教學體系的構建與探索

杜鑫

一、開放性實踐教學的意義

隨著大學招生規模的擴大，高校辦學定位由精英教育向大眾教育轉變，逐漸重視學生綜合素質能力的培養。工程類高校教學目標發生轉變，不再以學科結構教學為中心，而是以學生能力結構為中心，注重學生工程素質和能力的培養，滿足社會和工業界對工程技術人才的需求。

實踐教學體系的建立是工程類高校能力培養的核心點。開發性實踐教學體系就是將時間、空間、內容進行全面開放，促使學生主動學習。這樣可以給學生提供更大的個性差異發展空間，增強學生理論知識應用于工程的能力。合理建立工程教育模式下的開放性實踐教學，是解決當前社會需求與高校人才培養矛盾的問題核心；也是驅使學生自主學習能力、工程應用能力、實踐創新能力、工作協作能力、就業競爭能力等綜合能力提升的重要途徑。

二、開放性實踐教學的特點

開放性實踐教學指與理論教學活動相關的校內實踐教學活動，如課程實驗、綜合實踐、課程設計實踐、科研競賽等。利用開放性的教學環境，引導學生自主選擇相關學習內容，提高學生工程實踐動手能力。與傳統教學相比，它具有自身的教學特點：

1.開放性。傳統實踐教學按照規定的時間、規定的教學內容，進行教學。這種教學往往滯后理論教學，容易造成學生被動接受相關知識。實驗學時會受理論教學安排限制，造成實驗儀器利用率不高。如將實踐教學進行開放，能夠解決實踐教學與理論教學的課時矛盾。實踐教學的開放性，體現在教學時間的開放、教學設備的開放、教學內容的開放。打破班級的限制，讓學生利用各自的課余時間，選擇不同的實驗項目，增加實驗設備利用率，最大程度為學生的實踐能力提高提供平臺。

2.主動性。開放性實踐教學比傳統教學給學生更大的學習空間，要求學生更強的學習主動性。第一，學生可以不按照理論課程的教學章節順序，自主選擇實驗項目，按照難易程度選擇理論教學相對容易的實驗項目；第二，學生可以根據個人興趣，選擇實驗大綱規定課時外的本課程實驗項目；第三，學生可以根據各自的學習能力，選擇同一課程不同難易層次的實驗項目；第四，學生可以根據競賽和課程設計要求，主動選用專業實驗設備，進行跨課程的綜合性實驗項目研究。在實踐教學過程中注重培養學生獨立操作設備的能力，并留有一定的時間積極引導學生主動探討實驗中的問題。

3.層次性。開放性實踐教學內容具有較強的層次性。按照認知的循序漸進規律與知識的系統性原則，對教學過程分層次進行，每個層次都有相對應的教學大綱和教學模式。突出素質教育、專業理論認知、工程實踐技能和職業適應能力四個方面，按照由簡單到復雜、由單一到綜合、由基礎到創新，逐步安排實踐教學內容。隨著層次的提高，逐漸增設設計性、綜合性和創新性相應的實踐項目。同時，在課程的基礎實踐環節內，也要考慮到學生實踐能力的差異。對于能力差的學生應保證基本層次的實驗內容，而能力強的學生要引導選擇高層次的實驗內容。

4.創新性。開放性實踐教學過程具有創新性。實踐教學內容應隨著科技的發展不斷創新。讓學生及時了解當前行業前沿知識，定期更新實驗教材。融入新的實驗教學內容，并與相應企業的研發、生產和管理達到“無縫接軌”。實踐教學目的要進行創新，要改變為傳統學科結構服務，而是以學生能力的培養為目標。通過增設綜合性、設計性和研究性的實驗項目，提高學生實踐創新能力。以更加靈活的實踐教學模式、實踐考核方式，引導學生積極進行實踐創新。

三、開放性實踐教學的構建內容

1.更新實踐教學理念。改變對傳統實踐教學的認識，就是打破“科學主導”、忽視工程實踐應用的傳統觀念。有些高校認為如果定位在工程教育為主，則是降低該校的層次。這種錯誤的思想，導致學校人才培養的錯位。在國外，很多著名高校都在進行工程教育改革，以把學生培養成工業界的工程師為目標，注重理論與實踐相結合，注重學生實際工作能力，實踐技能的培養。這種技術人才在保持其動手能力的前提下，比傳統的技術人員在理論上更系統更專深。實踐教學是工程教育的核心，讓學生從工程實踐過程中熟練掌握理論知識。

轉變傳統觀念重視實踐教學，著力提高學生工程實踐技能，滿足企業對人才的需求。在課程設置上，增設相對獨立實踐環節的學分，增加相應的課時，改變實踐教學內容層次，提高實踐綜合性、設計性、創新性。同時，重視學生的個體差異，從興趣出發增設開放性實驗，改變教學模式和教學方法，注重學生實驗后的提問、討論環節。這要求全體教師和主管領導必須轉變觀念，重視實踐教學的作用，從制度制定、資金支持到過程管理要保障相應教學活動的實施。

2.建立實踐教學體系。人才培養方案應該以學生工程實踐能力培養為教學目標，建立工程實踐教學體系。控制實驗班級規模，實現小班上課；集中理論課時，保證學生充足課余時間，進行開放性實踐。調整理論課程與實踐課程相應課時比例，增設相關課程實踐環節的獨立學分。實踐教學體系，注重學生獨立操作與設計實踐能力的培養，結合學生能力差異，設定不同層次性實驗項目。課程實踐應避免全部開設驗證性實驗的教學誤區；增設設計性、綜合性的實驗項目。基礎課程實踐打破傳統的章節教學順序，促使學生自主學習；專業課程實踐應與工程實踐技能培養相結合，分離知識難點，將前沿性知識融入實驗教學環節講授，設置跨課程的綜合實驗。實踐教學內容應追求企業技術熱點，不斷完善。

采用開放性的實踐教學模式，進行實驗室開放、實驗內容開放，設定足夠多的實踐內容，滿足不同層次的學生需要，學生從興趣出發進行選擇。傳統的講授式和灌輸式的實踐教學方法，造成學生思考不多，重模仿輕理解、重結果輕過程，容易忽視學生實踐能力的培養。在實踐過程中，應該注重采用新的教學方法，如問題探究教學法、關鍵認知教學法、自主教學法、協作設計教學法等。積極引導學生，加大學生工程思維、實驗設計、獨立操作、觀察能力、協同合作能力的鍛煉；注重實踐后的討論和總結。根據學生參與實踐項目的多少、層次的高低，輕報告、重過程，進行能力考核。

3.建立實踐管理體系。實踐管理體系由實踐教學的規章制度、過程監控、質量評價、問題反饋等方面構成。學校應健全相應實踐環節規章制度，明確實踐教學工作目標，規定相應部門的職責與義務。教務處應設立開放實驗教學管理系統，確保開放性實踐開出的時間與空間。設備處做好設備的維修、耗材購置等方面的工作，保障實踐教學順利進行。注重教學過程監控，各級領導隨機對實踐教學過程進行督導，教學管理人員定期對各實驗室的實驗教學秩序、實驗室管理進行檢查。加大對實踐教學大綱、實踐計劃、實踐教材、實驗記錄等教學基本文件進行檢查，保障教學工作規范有序進行。制定科學合理的質量評價體系，以學科教授和行業專家對開放性實踐教學方案、教學內容進行職業評估；通過與學生座談、實踐成果、實踐成績分布，對學生進行教學效果評估；通過對教師教學態度、教學效果、評價機制建立和完善，對教師進行教學質量監控；通過綜合評價結果的反饋，及時調整實踐內容，改進實踐教學質量，不斷完善開放性實踐教學體系。

4.完善實踐教師隊伍。實踐教學體系需要建立專兼職比例合理的教師隊伍。目前，各個學校實踐教學環節的專職教師相對緊缺，需要兼職教師做相應的補充。實踐教學環節是理論教學的延伸，實踐教師需要合理設計實踐項目，定期更新相應課程的實踐教材。高校需要將優秀的理論課教師充實到實踐教師隊伍中來，形成以教研室為單位，理論教師為主，實驗教師為輔，主輔結合的模式；要讓實驗教師也參與到實驗項目的選擇、設計和制定過程。借鑒國外高校的經驗，高職稱教師進入實踐教學第一線，指導本科學生相應課程一定數量的實驗，并納入年度考核；同時，可以將個人的科研或學科前沿知識引入實踐課堂，設定一些工程實踐研究性題目，提高學生的興趣，激發學生的創新意識。

5.改善實踐環境。實踐環境包括工業背景的軟件環境，也包括實驗設備、實驗場地等硬件環境。工業背景使得學生以工程人員為角色，模擬在實際工程中解決問題。高年級實踐教學可以從企業里選取技術項目，學生從企業選擇導師真題真做，這樣以職業實踐能力的培養為導向，使人才培養與企業需求無縫對接。在實驗室硬件方面，按職業技術要求增設相應的實驗室，使教師有足夠多的資源可以利用。基礎實驗室增加實驗的種類和數量，便于開放性教學的開展。專業實驗室可以利用學校科研平臺和企業研發平臺的先進設備，使學生了解工業界的前沿技術。同時，也應采購一些價格不高、精度不高的便于專業課程教學的先進設備，使學生獨立掌握相應的操作技能。

四、開放性實踐教學的關鍵點

1.完善實踐教學體系。實踐教學體系是改革的核心點，從學生實踐能力的角度，將原來驗證性實驗進行改革。如何增設設計性、綜合性實驗項目，是改革的重點和難點。由教研室組織教師，根據專業特點最大限度地挖掘基礎課程的實驗項目，設定實驗層次。由企業技術人員和任課教師參與制定專業課程的實踐項目，從技術能力出發，設定相應層次的實踐項目。建設初期，先設定基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗按照3∶1∶1的比例。建設后期，增大設計性實驗項目比例，增設獨立的綜合性實踐周，加大專業課程之間的聯系，設定不隸屬任何課程的獨立綜合性實踐項目。教材建設方面，積極引用和編制可操作性、實用性、層次性、專業性強的電子教材，形成開放性資源系統，并根據教學進度不斷完善和補充。構建開放性網絡資源平臺，包括建立基礎性實驗的網絡教學視頻，建立設計性實驗的教學課程課件、建立綜合性實踐的教學引導教程。利用開放性選課系統，解決學生與實驗室時間、空間的沖突，最大限度地利用實驗室；同時，控制學生的實驗進度，避免實驗室前松后緊的不合理安排。

2.加強實踐教師隊伍建設。教師隊伍是開放性實驗教學改革成功的關鍵因素，教師參與熱情能夠極大地促進實驗教學改革在工程專業計劃的實現。教師要成為改革的創新者，要求他們的教學風格以學生為中心，在教學大綱中明確學生的各種實驗能力，合理設計實驗難度保證學生參與的熱情。同時，還應支持教師專業能力提高，提升他們的教學能力、工程實踐相關技能；要保障教師在科研方面的發展，并提供企業交流的渠道，讓教師參與為企業技術人員開設的商業短期培訓課程和內部的培訓計劃。在實踐教學中與同行交流產生互動，提升教師的整體水平；取消實驗教師和專職教師的簡單分類，對參與改革的教師，在晉級和提升時應給予積極認可。在開放性實踐教學中，教師的實踐項目開發與實驗教學量，比傳統實驗教學工作成倍增加。采用激勵政策在理想的情況下保障教師參與的熱情。政策上要對教師在教學改革活動中主體地位給予一定尊重與保護，允許教師不斷自我提升，鼓勵教師積極投入改革。

3.建立長效機制。開放性實驗改革是一個長期建設的過程，需要不斷補充與完善。學校必須建立一個長效激勵機制。例如，加大實踐教學改革的支持范圍和資助額度；加大學生校內創新競賽的支持力度；選定實踐教學優秀團隊、評選優秀開放性教材，分別給予資金資助。還要建立長效的實踐人才保障制度，定期對實踐教師進行短期培訓。完善實驗教學的管理制度，建立合理的實驗教學評估（質量監控）機制，將實踐教學與理論教學同等對待，學校要建立對院系工程實踐教學定期評估的制度。分階段分層次細化實踐教學評估標準，通過定期抽查、評審或評估等方式進行控制。建立多渠道的教學質量反饋和預警機制，針對出現的問題，定期分析，制定合理、科學的評價標準，保證教學質量。

實驗設備的建設是開放性教學的硬件保障。開放性實驗要保證足夠實驗空間和設備數量。明確設備使用屬性，形成定期投入、長遠規劃的制度。在有限的資源下，首先保障基礎教學，然后適當發展科研教學設備。重點投入價格低、使用效能高的實驗教學設備，多種渠道解決大型實驗設備資金缺口。通過科研項目驅動大型科研設備建設，利用校企合作模式合理使用企業研發設備。

五、結束語

2013年6月，在韓國首爾召開的國際工程聯盟大會上，全體一致通過的《華盛頓協議》接納我國為該協議簽約成員，這為我國工程教育與國際社會的接軌提供了很好的溝通渠道，體現了我國高等教育重視工程教育，注重學生實際工程能力與實踐技能的培養。校內實踐教學對于學生個體基本能力培養、綜合素質的提升有明顯的效果。高校應重視校內工程實踐教學活動，采用開放性實踐教學模式，提高人才培養的質量。