新工科背景下應用型本科院校實踐教學改革探索

程晟 穆麗娟 任曉霞 姚志廣 李睿智

【摘 要】 為滿足國家“兩化融合”對應用人才的需求，在新工科背景下，基于OBE理念指導下，對應用型本科機械電子工程專業(yè)實踐教學體系構建開展研究。文章以山西能源學院機械電子工程專業(yè)實踐教學作為研究對象，研究了應用型學院機械電子工程專業(yè)實踐教學體系構建應從地方產(chǎn)業(yè)行業(yè)需求、培養(yǎng)目標、實踐教學體系與條件、學生主體、師資保障等幾方面進行持續(xù)改進，為在新工科背景下基于OBE理念應用型本科實踐教學改革提供了理論參考。

【關鍵詞】 新工科;OBE理念;實踐教學改革;應用型本科

【中圖分類號】 G642.0 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2096-4102（2021）03-0020-03

應用型本科院校新工科建設重點應放在地方行業(yè)和產(chǎn)業(yè)當前和未來需要的學科專業(yè)上，以滿足地方經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)為建設標準，畢業(yè)生能夠直接在新產(chǎn)業(yè)一線就業(yè)、實干務實。圍繞區(qū)域地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，著力新型工科，專注傳統(tǒng)工科專業(yè)轉(zhuǎn)型、改造和升級，拓展專業(yè)內(nèi)涵、轉(zhuǎn)變培養(yǎng)目標，協(xié)調(diào)發(fā)展知識、能力、素質(zhì)，以工程教育要求的畢業(yè)生十二項能力為導向，培養(yǎng)應用型工程技術人才。新型工科建設是面向工程教育的改革，而實踐教學是工程化教育的關鍵。與傳統(tǒng)工科產(chǎn)業(yè)不同，當前和未來地方行業(yè)和產(chǎn)業(yè)所需要的人才，應具備良好工程背景和跨界能力，而傳統(tǒng)課程導向下的實踐教學體系不能適應新工科背景下人才發(fā)展需要，應用型本科實踐教學急需進行轉(zhuǎn)型、改造、升級。

一、傳統(tǒng)課程導向下的機械電子工程專業(yè)實踐教學面臨的問題

課程導向下的實踐教學注重教授學生知識概念，學生考慮問題片面，難以達到知識、能力、素質(zhì)全面發(fā)展，亟待解決的問題如下：

實踐教學支撐的人才培養(yǎng)目標與新工科時代背景不符。人才培養(yǎng)目標是人才培養(yǎng)的關鍵，傳統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標相對單一，只強調(diào)理論的掌握。

實踐教學體系不完善，缺乏現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)實踐教學平臺，缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑，實踐教學相互獨立，重教學、輕實踐，實踐教學評價不健全。

實踐教學教師隊伍薄弱，教師教學重理論、輕實踐，學生沒有相應的專業(yè)教師引導，自主能力不足，也導致實驗室資源利用率低等問題。

二、成果導向教育基本理念（OBE）

OBE教育理念是以學生的學習成果為驅(qū)動進行教學活動，確定相應的能力評價標準。產(chǎn)出是結果，教育是原因，什么樣的教育決定什么樣的產(chǎn)出，將預計產(chǎn)出結果具體化作為教育過程的目標，能保證教學過程的質(zhì)量，也符合工程教育的邏輯關系。教學工作者對教學結果有清晰的把控，清楚畢業(yè)生能干什么，通過設計對接需求的培養(yǎng)體系促進學生達到產(chǎn)出的培養(yǎng)目標，可以說學生的產(chǎn)出成果是教學活動的動力，培養(yǎng)應用型技術人才應以提升技能為目的，以教學成果產(chǎn)出為主要驅(qū)動力。基于OBE教育理念下的實踐教學體系，按照預期培養(yǎng)目標—實現(xiàn)培養(yǎng)過程—評估產(chǎn)出結果的步驟進行實施，重視學生在整個過程中的主體作用，在實施過程中融合學生自主學習、自我總結、自我評價。具體做法是以適應新時代發(fā)展背景優(yōu)化培養(yǎng)目標，細化畢業(yè)生具備的基本能力，反向設計出教學體系的基本結構及評價體系，提升學生的知識、能力、素質(zhì)綜合，提高教學質(zhì)量。

三、基于成果導向進行應用型本科實踐教學改革

（一）梳理實踐教學體系與目標關系，凝練培養(yǎng)目標

構建應用型本科實踐教學體系，必須深入解讀專業(yè)人才培養(yǎng)方案，理清實踐教學體系與培養(yǎng)目標關系。培養(yǎng)目標是根據(jù)社會發(fā)展、區(qū)域經(jīng)濟需求和專業(yè)預期取得的成就凝練的，反映學生畢業(yè)目標，培養(yǎng)目標決定培養(yǎng)要求的高度;培養(yǎng)要求是對學生通過專業(yè)學習應該達到的知識、能力、素質(zhì)的具體描述，涵蓋了本專業(yè)畢業(yè)生應獲得十二個方面能力，培養(yǎng)過程要求以工程教育的畢業(yè)能力為向?qū)?培養(yǎng)要求決定實踐教學體系的內(nèi)涵，培養(yǎng)過程要以學生為主體。通過新工科背景下多學科融合的實踐教學也可以持續(xù)改進培養(yǎng)要求和培養(yǎng)目標。其三者的關系可以概況為：培養(yǎng)目標產(chǎn)出導向培養(yǎng)要求，培養(yǎng)要求產(chǎn)出決定實踐教學體系，實踐教學體系支撐并改進培養(yǎng)要求和培養(yǎng)目標，如圖1所示。

應用型本科的任務是以“產(chǎn)教融合、校企合作”為突破口，依托服務經(jīng)濟區(qū)域、行業(yè)發(fā)展需求，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高服務社會和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展能力，培養(yǎng)應用型技能人才。新時代社會、經(jīng)濟需要轉(zhuǎn)型背景下，山西能源學院機械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標從素質(zhì)要求、面向崗位、培養(yǎng)人才三個方面進行闡述。素質(zhì)要求注重培養(yǎng)全面發(fā)展、創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識，人文素質(zhì)、團隊精神及社會責任感，具備扎實的機械工程、控制科學與工程的基礎理論與基本技能，掌握機械、電子、計算機技術、控制理論等基礎理論知識及專業(yè)知識，樹立終身學習理念，初步解決現(xiàn)代工程領域中的復雜技術問題的能力;面向崗位方面立足山西經(jīng)濟發(fā)展，以“機電裝備設計”“數(shù)字化智造”“煤機裝備智能化”技術應用為主要發(fā)展方向，畢業(yè)生能在山西能源產(chǎn)業(yè)和全國能源行業(yè)、智能裝備制造領域，從事機電設備的設計與調(diào)試、控制與檢測、運行管理等方面的工作;培養(yǎng)人才方面確定培養(yǎng)具有較強工程實踐能力的高素質(zhì)應用人才。明確的培養(yǎng)目標為應用型人才培養(yǎng)提供了動力。

（二）從應用型本科實際出發(fā)，重構實踐教學體系

應用型本科實踐教學體系是指應用型本科實踐教學諸多要素組成的有機整體，其內(nèi)容應涵蓋教學導向目標、教學組織管理保障框架、內(nèi)涵要求等多方面內(nèi)容。山西能源學院機械電子工程專業(yè)的“113”實踐教學體系是由1個導向、1個框架、3個結合組成。1個導向是指構建實踐教學體系是以機械電子工程專業(yè)畢業(yè)生應具備的十二個能力培養(yǎng)為導向，明確實踐教學目的。1個框架是指專業(yè)實踐教學的主體內(nèi)容，構建實踐教學體系的重點是豐富實踐教學內(nèi)容體系、健全實踐教學保障體系、規(guī)范實踐教學評價體系。3個結合是指構建實踐教學體系要進行理論課程與專業(yè)實踐、實踐教學與大學生科學競賽、項目化教學實踐與證書制度試點建設的“三結合”。實踐教學體系是應用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量保障，實踐教學體系決定了應用型人才培養(yǎng)的特征，決定了應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。重構實踐教學體系應從應用型本科院校的具體實際出發(fā)，抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展“新需要”和人才培養(yǎng)“新質(zhì)量”兩個關鍵，以產(chǎn)出能力培養(yǎng)為導向，改革完善并實施，形成一套理論完善、切實可行、適應區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展所需的應用型本科機械電子工程專業(yè)的實踐教學體系。

（三）以能力為導向，開展實踐教學項目訓練

能力導向的核心是從職業(yè)崗位的需要出發(fā)，確定能力目標，按照崗位群的需要，層層分解，確定從事行業(yè)應具備的能力。現(xiàn)代制造發(fā)展具有大制造、多學科、全過程的技術新特點，要求現(xiàn)代機電工程師注重技術融合的能力養(yǎng)成。圍繞現(xiàn)代多學科交叉平臺開展專業(yè)實踐教學，可以通過項目訓練開闊學生視野，掌握現(xiàn)代多學科融合技術，鍛煉學生應用創(chuàng)新能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑。通過建立實訓項目考評體系，保障培養(yǎng)目標的達成度，保障實踐教學質(zhì)量。山西能源學院機械電子工程專業(yè)依托協(xié)同育人項目智能制造系統(tǒng)（FMS）教學平臺，開展柔性制造實訓專業(yè)綜合項目。圍繞柔性制造實訓課程的構想、設計、實施、運行全過程，開展項目實踐教學。在構思過程中整合跨界技術進行專項項目訓練，引入項目需求分析環(huán)節(jié)，以學生為主體，通過文獻查新等手段了解相關技術國內(nèi)外發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學生國際視野;在實訓項目設計過程中，分解為基礎認知、機械結構、電氣控制、智能制造拓展實訓項目;在項目實施過程中，要求指導老師分階段介入，進行分項打分，引導學生建立工程項目理念;在項目運行過程中，建立實訓項目考評體系，明確訓練項目對應項目目標。在實訓項目實施過程后引入項目結題答辯環(huán)節(jié)，通過結題報告和PPT答辯，將工程化訓練融入教學過程。深入系統(tǒng)分析人才培養(yǎng)的知識、能力、技能點，通過項目化實踐不斷完善，形成完整的實踐技能體系，較好地支撐畢業(yè)要求指標點。依托多學科項目融合的平臺開展實訓項目，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力。

（四）加大實踐開展比重，以學生為主體

學生是實踐教學開展的主體，充分挖掘?qū)嵺`教學中學生的主觀能動性是實踐教學開展的動力來源。在實驗課、實習實訓、課程設計、畢業(yè)設計（論文）、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、科技競賽等實踐活動中，注重培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的能力和綜合實踐能力。以學生為主體，以教師引導為輔助，在實踐活動中培養(yǎng)學生興趣，激發(fā)學生內(nèi)在動力，加強課外實驗實踐設備利用率。加強創(chuàng)新能力與素質(zhì)拓展能力的培養(yǎng)，開展以科研項目訓練、學科競賽為主的課外科技活動，加大社會實踐開展比重，充分利用第二課堂，以學生綜合素質(zhì)的全面提高為目標，將創(chuàng)新與素質(zhì)教育培養(yǎng)計劃納入人才培養(yǎng)方案，設置素質(zhì)拓展實踐學分，增加實踐教學比重，增加課程設計、模擬訓練和創(chuàng)新性實驗學時，讓學生化被動為主動，通過實踐教學帶動理論知識學習的積極性。

（五）加強“雙師雙能型”師資隊伍建設，保障教學質(zhì)量

應用本科實踐教學“雙師雙能型”教師隊伍建設可以從引進和培養(yǎng)兩方面入手。引進、聘用企業(yè)具有生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的成優(yōu)高工、高工參與實踐教學大綱和人才培養(yǎng)方案的制定，使實踐課程更加符合生產(chǎn)需求。培養(yǎng)是指創(chuàng)造條件引導一線教師、青年教師深入企業(yè)學習，通過培訓、實踐提高實踐教學能力。通過教育部產(chǎn)教合作、協(xié)同育人項目，聘請企業(yè)高工審核《柔性制造實訓》課程項目體系，暑期安排青年骨干教師參與數(shù)字化柔性制造系統(tǒng)、PLC電氣、數(shù)控機床與3D打印、工業(yè)機器人等專項培訓，通過引進和培養(yǎng)建設一支能講理論、能動手實踐的“雙師雙能型”教師隊伍，探索企業(yè)與學校的長期合作機制。

（六）改革成效

基于成果導向進行應用型本科實踐教學改革，要圍繞地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)需求，以教學質(zhì)量國家標準為基準，理清實踐教學體系與目標關系，凝練專業(yè)特色，優(yōu)化培養(yǎng)目標，全方位修訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案，重構優(yōu)化實踐教學體系，圍繞現(xiàn)代多學科交叉平臺，強化實踐教學環(huán)節(jié)，以學生為主體，加強“雙師雙能型”師資隊伍建設。山西能源學院機械電子工程專業(yè)通過基于成果導向?qū)嵺`教學改革取得了多方面成效。實踐教學體系方面，不斷加大實踐學分比重，實踐教學學分占總學分35%以上?？蒲薪谈姆矫?，發(fā)表論文16篇，主編參編教材9部，承擔了省級教改科研項目6項，專利授權9項，獲省級教學成果獎二等獎。學生能力培養(yǎng)方面，教競結合鍛煉了學生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力，學生的基本能力與基本素質(zhì)水平基本達到培養(yǎng)要求。

四、結語

新工科開啟了工科專業(yè)工程教育的改革大幕，對于應用型本科來說，如何將傳統(tǒng)專業(yè)進行轉(zhuǎn)型、改造、升級，進行新型工科建設是我們應該思考的問題。文章分析了基于成果導向理念對應用型本科開展實踐教學的必要性。從培養(yǎng)目標、實踐教學體系、實踐教學條件、學生主體、師資保障等幾方面闡述了專業(yè)實踐教學改革的途徑，將實踐教育與工程教育相結合，為機械電子工程應用型人才培養(yǎng)提供了借鑒。

【參考文獻】

[1]鐘登華.新工科建設的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[3]姜波.OBE：以結果為基礎的教育[J].外國教育研究，2003（3）：35-37.

[4]劉彬，周敏，佟春生.OBE視角下的PLC縱向課程群建設[J].實驗技術與管理，2016，33（3）：197-201.

[5]劉榮，萬麗麗，袁芳.OBE理論視角下高校課程學習評價研究[J].中國輕工教育，2016（1）：15-17.

[6]陳小虎，楊祥.新型應用型本科院校發(fā)展的14個基本問題[J].中國大學教學，2013（1）：17-22.

[7]李棟國，張永強，李瑩，等.能力本位的應用型工程專業(yè)人才培養(yǎng)[J].長春工程學院學報（社會科學版），2018，19（1）：103-105.

[8]吳鳳彪，張秀山，吳浩，等.新建本科院校應用型人才培養(yǎng)模式探索[J].山西能源學院學報，2018，31（5）：84-86.