工程教育認證視閾下的大學工科實踐教學體系建設*

□ 鄭國華,季 彬

(中南大學 交通運輸工程學院，湖南 長沙 410075)

實踐是大學工科專業的根本,實踐教學作為高校工程教育的一個重要環節,是提高學生實踐能力和人才培養質量的重要途徑[1-2]。為此，我們要以推進國際工程教育專業認證為抓手，學習借鑒發達國家高等工程教育的有益經驗，以工程教育認證標準來重新審視我國大學工程教育的培養模式，研究如何在工程教育創新背景下規劃、設計實踐實習實訓教學模式，探索實踐教學的系統性、層次性，更新實踐教學內容體系，完善實踐教學環節的評價機制；系統、科學地構建一整套規范、完善、可操作性強的大學工科工程教育培養方案，以此達到增強工科專業學生的工程實踐能力、培養符合國際化要求的工程技術人才的發展目標。

1 國外大學實踐教學的經驗借鑒與啟示

1.1 國外基于能力培養的實踐教學概況

美國高校的實踐教學著眼于對學生工程能力的培養，為此，他們在培養學生的獨立思維能力、發現和解決問題的能力等方面，設計了目的性較為明確的教學方式和教學模式，如更多地采用研討會形式的探究式活動、小團體實驗室活動等教學模式；同時，按照“拓寬基礎、追蹤前沿”的教學要求，科學、系統地設置基礎課程的教學內容；在教學方法上，主要以啟發式、引導式教學方法為主，更多地采用輔導、討論、實驗、情景模擬、角色扮演、案例研究等形式的教學方法，提高學生的學習興趣和課堂參與度，培養學生的探索精神，著重學生的智力訓練及能力提升。

英國的實踐教學則更多地關注學生的思考能力和批判性思辨的訓練，以及多學科知識的交叉融合等方面。英國高校普遍實施寬口徑綜合課程教學，如劍橋、牛津等大學重視多學科交叉訓練，以開闊學生思維模式，提高學生動手能力。在工程能力培養方面，注重提高學生的開放性思維能力、獨立思考能力和動手能力，通過加強對工科學生工程實踐能力的培養，使大學工程教育能更加有效地為經濟社會服務。

德國為培養工科學生的工程能力，在實踐教學環節上突出“三注重”，即注重實踐過程、注重方法訓練、注重能力培養。在教學方式上，注重師生互動和生生互動，學生可以在課堂上隨時向老師提問，教師也可以隨時向學生提出問題，課堂非?；钴S，學生的課堂參與度較高。此外，德國的工科院校與企業界的聯系較為密切，不但課程內容結合了企業的新技術、新方法，而且還在培養方案中安排了到企業進行實習的計劃，通過讓學生參觀公司和生產企業，熟悉生產的各環節和解決生產過程中的問題，來提高學生的工程能力。

日本高校的實踐教學則是通過引入競爭機制和市場機制來加強對學生工程能力的訓練，其具體做法是，高校與企業直接訂立培養合同，通過產學研合作，形成了獨具特色的“產官學一體化”人才培養模式和以“工業實驗室”為主的人才教育模式。其中，“工業實驗室”更是在某種程度上成為培養學生工程能力的教育基地。為了促進學生學習的自主性，日本高校還積極倡導開展創造性工程教育活動，為此，一些高校專門制定了“創造性工程開發科目”的認定標準，開設“創造自習科目”，鼓勵學生通過“發現問題、自我學習”來進行創新項目的自由探索，以此激發學生獲取創新的內在動力和思維能力。

1.2 國外實踐教學的啟示

工科類專業是實踐性很強的專業，因此，讓學生具備較高的工程素質、工程素養與工程能力是專業培養的重要目標之一。而要培養工科專業學生的工程能力，就必須將他們置于工程實踐環境之中，以增強其感性認識，提高其學習的積極性，充分發掘其創新潛質，培養其工程實踐能力。而要達到這個目的，從上述發達國家的實踐教學經驗來看，不管是以美國為代表的通才教育培養模式，還是以德國為代表的專才教育培養模式都非常重視通過實踐教學來培養工科學生的創新思維、工程素養及工程能力等。

近年來，我國許多用人單位在人才招聘過程中，更加看重學生的素質與能力。而實踐實習實訓是培養學生工程能力的最重要的途徑，如果不抓緊改革大學工科的實踐實習實訓的教學模式，不努力提高學生的素質和能力，那么工科學生將會缺乏社會的競爭力，也將難以面對激烈的市場競爭和日益嚴峻的就業壓力。

由此可見，學生能力的培養，尤其是工程能力的培養應當作為大學工科人才培養的重要目標之一，體現在高等工程教育中就是要提升學生的綜合能力，強化學生的工程素養和工程能力，具體而言，就是要加強對大學的實踐實習實訓教學環節的培養方案設計，以學生的工程素質和工程能力培育為導向，創新實踐實習實訓的教學模式，提升實踐實習實訓的教學效果。

2 我國大學工科實踐教學亟待解決的問題

當前，我國一些高校工科專業在實踐教學體系的建設和發展中主要存在以下亟待解決的問題。

①對實踐教學的認識有偏差、重視不足。受到高校人均可支配的實踐教學資源的影響，工科院校中重理論、輕實踐，重知識傳授、輕能力培養和重課內、輕課外的“三重三輕”現象有增無減。由于沒有得到足夠的財力和精力的投入，一些高校的工科實踐教學尚處于從屬地位，沒有形成獨立、系統的實踐教學體系。

②師資的工程教育背景欠缺。近年來，許多高校從海內外引進了一大批高學歷的年輕教師，不可忽視的是，與其深厚的理論功底相比，他們中的不少人工程意識和工程實踐經驗明顯不足，尤其是一些跨專業任教的年輕教師，缺少實踐工作經歷和所教授學科所必備的工程專業教育背景。此外，“雙師型”教師的數量也遠遠不夠。

③實踐基地建設不足、利用率不高。實踐設備和場地不足，已經建設的實踐設施設備利用率較低，實踐教學條件不能完全滿足實踐教學的要求，對學生校內的實踐訓練造成了較大的影響，使學生在校內得不到系統的實踐訓練；同時，由于實習基地的落實受各種因素的制約，特別是近兩年來受新冠疫情的影響，學生到校外企業進行實踐也變得更為困難。這些問題從短期來看，影響了工科專業學生的創新能力和就業能力，從長遠來看，也會對我國工科人才的培養造成較大的影響。

④實驗教學手段有待改進。一些工科專業的實驗屬于驗證型和認知型實驗，學生按照既定的步驟和手段，獲得相應的實驗數據和結論。這種停留在表面的實踐教學方法，忽視了學生的主體地位，無法使學生真正參與到實踐中去，學生多數知其然而不知其所以然。這種單調的教學手段，既降低了學生的實踐興趣和積極性，又難以滿足工程創新人才的培養要求。

⑤實踐教學評價體系不夠完善。現有的評價體系中的評價指標不夠細化，評分標準和依據不夠詳細，沒有很好地將實踐的全過程量化為可操作的、明確具體且便于執行、便于實施、便于管理的指標。因此，有必要加快建立一種更為有效、更為完備的實踐教學評價體系，科學公正地評價實踐教學環節，以此推動實踐教學質量的提高。

3 構建大學工科實踐教學體系的基本原則

國際工程教育認證十分強調培養學生的工程能力，提出了以學生為中心的具體的可操作的方案，即教育目標圍繞學生的培養；教學設計聚焦學生的能力培養。為此，它對工程技術人才的培養要求體現在兩方面：一是對學生專業知識和個人素質的較高要求，二是對畢業生擁有良好的人際交往技能、較強的工程能力的較高要求。

據此，我們認為大學工科實踐教學體系的構建應遵循以下四條基本原則。

①目標性原則。大學工科實踐教學體系的構建，必須緊緊圍繞高校人才培養規格和專業人才培養目標進行[3]。實踐教學內容和教學體系要圍繞工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求來加以設計。

②統一性與多樣性原則。要在大學工科各專業本科人才培養的基本目標、工科各專業基礎課程和核心課程等教育部做出明確規定的部分做到統一，同時各高校應充分發揮自身辦學優勢開設特色專業方向。

③系統性與層次性原則。應根據大學工科各專業實踐的特點和規律，從培養學生創新思維能力、實踐能力和綜合素質出發，制定完備的層次分明的規范化實踐教學方案。

④實用性與連續性原則。實踐教學體系的構建要充分考慮工科各專業發展需求，聯系學生、企業、學校的實際情況，注重實用性。同時，實踐教學體系的構建必須把實踐實習實訓教學貫穿到大學教育教學各階段的各環節，使之成為完整的體系，做到每個階段都有實踐教學任務。

4 大學工科實踐教學體系的建設內容

為了適應高等工程教育的國際化發展，大學工科實踐教學體系的構建應考慮工程教育認證的相關要求，將大學工科實踐教學體系從目標、內容、方法三個主體部分，以及管理、評價、保障三個輔助部分進行詳細構建，如圖1所示。其中，主體部分的目標是依據大學工科人才培養要求提出的，目標即定位，它決定了內容體系，內容的實現則需要各種教學方法。實踐教學要取得滿意的教學質量，離不開輔助部分的管理、評價和保障體系。

圖1 大學工科實踐教學目標體系構建

4.1 大學工科實踐教學目標體系構建

大學工科各專業的培養目標各有特色與差異，從工程教育認證的角度來看，主要包括知識、能力和素質三大方面，即要求學生畢業時應獲得的相關專業的知識、能力和素質。

①知識目標。

包括本專業工程領域的基礎知識、基本理論與基本技能；經濟學、管理學、法學等學科的理論功底；與本專業工程領域相關的信息技術、網絡技術的基本知識與技能；本專業工程領域的新技術、新工藝、新設備；本專業工程領域的理論研究前沿和科技發展動態等。

②能力目標。

包括外語水平、文獻檢索技能及獲取新知識的能力；創新創業能力；組織管理能力、分析解決問題的能力；決策應變、社會實踐、社交表達及綜合應用能力等。

③素質目標。

包括品德修養、身心素質等。

實踐教學目標的構建必須圍繞上述培養目標的要求，著眼于工程能力、工程素質的培養、訓練，同時結合各專業的特點來加以具體地落實。

4.2 大學工科實踐教學內容體系構建

為了體現實踐認知循序漸進的過程，遵循實踐由簡單到復雜、從基礎到專業的規律，更好地提升大學工科各專業學生的實踐和創新能力，可以從三個層次來構建并完善大學工科實踐實習實訓教學的內容體系[4]，見圖2。

圖2 大學工科實踐教學內容體

①基礎實踐環節。

基礎實踐環節是設置在專業基礎課程之前的實踐環節，以各類實訓活動為主；主要為大學工科各專業的學生培養基本工科素質，如計算機基礎操作、計算機網絡技術與應用、工程制圖、機械制造和金工實習等。

②專業實踐環節。

專業實踐環節是設置在專業課程階段的實踐環節，以各類實習、實訓活動為主；主要培養學生在所在專業領域的實際操作能力和專業技能。專業實踐教學把專業理論知識與具體實際聯系起來，加深學生對理論知識的理解。該階段實踐教學是整個大學工科實踐教學體系的核心，主要包括專項技能的訓練、認識實習、生產實習和畢業實習等內容。經過該階段循序漸進地實踐實習實訓鍛煉，學生能熟練掌握各專業相關技術和運營管理能力。

③綜合創新實踐環節。

綜合創新實踐環節貫穿在大學本科的各階段，以各類型的實踐活動為主；本階段利用案例分析、大學生學科競賽、課程設計、畢業設計(論文)、創新創業項目、科研立項等多種途徑完成，主要培養學生綜合專業技能和創新能力。經過該環節的實踐鍛煉，學生將具備較強的專業領域工程意識，可以獨立運用所學知識來尋找問題、分析問題、解決問題。學生社交能力、綜合應用能力、創新創業能力也得到提高，從而為以后的工作和研究打下堅實基礎。

4.3 大學工科實踐教學方法體系構建

為了完成上述實踐實習實訓教學任務，提高實踐教學的效果，應根據實際情況采用不同教學手段(見圖3)，不斷探索并創新實踐教學方法[5]。

圖3 大學工科實踐教學方法與特性

①案例教學法。案例教學法是一種以案例為基礎的教學法，主要通過模擬生活中的真實情境或事件，鼓勵學生主動參與課堂討論，教師在教學中扮演著設計者和激勵者的角色。案例教學法不僅能幫助學生改變傳統的思維方式，通過分析實際情況來培養思考與決策能力，也能讓學生從自己或他人的思考中拓寬視野。在工科各專業的實踐教學中，教師可選擇經典的案例幫助學生運用所學專業知識，也可聯系具體的企業設計專門的案例。教師運用案例教學法時應注意與學生的交流，引導學生獨立思考，把知識轉化為能力。

②現場教學法。大學工科各專業的課程中包含很多操作性的課程，這些課程若僅僅依靠課堂上枯燥單調的講授，很難讓學生提起興趣，更不用說提高他們這方面的創新能力。因此把課堂直接搬到企業的現場是不少院校工科專業的做法，學生通過教師在企業現場的講授，能很快地掌握相關內容?，F場教學時，教師應引導學生思考這些操作和流程的設計原理，提出相關問題，并引導學生探討有沒有更好的操作方法和優化手段。

③參觀調研法。這是一種應用與專業相關的科學和技術原理，來學習、了解及解決實際問題的實踐教學方法。參觀調研方法對大學工科各專業的實踐培養環節的重要性不言而喻。實地參觀與調研為學生提供直接接觸和感知企業的機會，通過對生產企業的實際運作的調研，學生能迅速了解生產企業的工藝、技術、設備、設施的狀況，了解行業的真實情況和最新動態，也能根據這些給自己未來的職業定位。這種方法是學生接觸和了解行業情況的最為直觀、有效的方法。

④任務驅動法。該方法“以任務為主線、教師為主導、學生為主體”，它改變了傳統的學生被動教學模式，提高了學生參與教學的程度。任務驅動法可以以個人或小組為單位，在教師的任務指導下，通過搜集資料，提出問題、分析問題并給出解決問題的方案，在全班進行交流，最后由教師進行綜合性評價。任務驅動法可激發學生的積極性，培養學生的協作精神，鍛煉學生自主探索和創新的能力。

⑤研究型教學法。研究型教學法是一種將學習、研究、實踐有機結合起來的教學方法[6]，它注重學生的主體地位，使其接受系統、規范的訓練，引導學生創造性地運用知識，從而達到對學科的深度理解。積極推進研究型教學模式對我國大學工科各專業創新性人才建設有重要的意義。研究型教學法在本科教學過程中要求教師把科研的思路、方法和成果帶到課堂，充分挖掘本科生的創新潛質。本科生研究型教學的常見組織方式有組成研究型學習小組，學校設立自主探索性項目，開設一些專題研究類型的課程，讓本科生參與教師的科研項目等[7]。

4.4 大學工科實踐教學管理體系構建

為了規范大學工科的實踐教學，確保實踐教學質量，維持正常的教學秩序，需要通過建全和完善相應的實踐管理制度來加以落實。

①加強實踐教學全過程的管理。使制度和規范始終貫穿于整個實踐教學過程之中，首先要對實踐教學項目的目的、任務、內容與方式、時間與場所等實踐計劃方面進行規范，然后對教學準備過程與教學實施過程進行監督，最后還要對實踐教學的成果進行評價。

②做好安全工作。實踐教學活動會涉及到眾多安全問題，確保安全是開展好實踐教學的前提，因此要制定并落實安全責任工作計劃，明確各方責任，形成必要約束。在實踐教學前要做好學生安全教育思想工作，相關教師要簽訂實踐教學安全教育責任書，把實踐教學安全責任落到實處，盡力避免安全事故。

③健全完善實踐教學的規章制度。要用科學合理的制度，來確保校內外各項實踐實習實訓設施的利用率和實踐教學質量的提高，要通過技術、設備、經費等方面的制度的完善與落實，在現有資源條件下最大程度地實現實踐教學效果的提高[8]。

④改革和完善實踐教學的考核方式、考核體制。對學生的考核方式，要逐步從以分數評價向以能力評價的轉換。對指導教師的考核，要從對實踐教學大綱、實踐教學計劃的實施情況，以及學生對教師的實踐教學指導的態度、方法、效果以及滿意程度等方面進行多元化、多角度的綜合考核評價。

⑤不斷反思與總結。為了保證實踐教學的成果，促進實踐教學的良性循環，要不斷地對已有的實踐課程進行反思總結，找出實踐教學中的不足之處。參加實踐教學課程的教師應定期進行總結，并聆聽學生的感受，聽取學生的意見，在教研會議上集體討論，為以后實踐教學的改進和完善做準備。

4.5 大學工科實踐教學評價體系構建

從工程教育認證的角度出發，我們認為，要制定出符合工程教育認證標準要求的實踐教學質量評價體系，應當從以下幾個方面加以思考。

①實踐教學內容是否與本專業的培養目標、專業特色相符合；

②實踐實習實訓教學計劃(方案)是否涵蓋大學本科的各階段、各環節；

③實踐實習實訓的過程能否真正調動學生的積極性，提高學生的參與主動性；

④實踐指導教師能否做到有所準備，要求和檢查是否落實；

⑤實踐訓練后學生能否增強動手能力，是否具備所學專業必備的實踐操作技能；

⑥實踐教學過程中是否持續檢查、監督、考核，發現問題并糾正；

⑦是否從學生、教師、企業等多渠道收集對實踐教學的反饋。

基于以上考慮，提出了詳細的評價指標，見表1。

表1 大學工科各專業實踐教學評價指標

4.6 大學工科實踐教學保障體系構建

大學工科實踐教學保障體系由多方面條件、要素組成，是影響實踐教學效果的重要因素。具體包括以下方面。

①培養高素質的實踐教學師資隊伍。一支結構合理、素質優良、專兼結合的實踐教師隊伍是保證實踐教學質量的關鍵[9]。因此要不斷加強實踐教學的師資隊伍建設，落實“雙師型”師資的培養工作，使他們既具備扎實的基礎理論知識，又具備很強的專業實踐能力，確保實踐教學師資隊伍具有較高的綜合素質。

②建設實用型的實踐實訓室。建設工科各專業的實踐實訓室的目的，就是要搭建各種不同用途的實驗平臺，配合理論教學讓學生在校內外進行實踐與實訓活動。為此，實踐、實訓室的建設應該著眼于實踐，反映行業的實際運作情況。學生通過實驗或實訓，在印證理論的同時，可增強動手能力、設計能力、綜合能力、創新能力。其建設應該根據教學需要，結合理論及實踐的發展狀況進行規劃設計，并做到“總體規劃、分步驟實施”，同時注意突出重點。

③開發實踐實習實訓教學基地。近年來，由于企業改制、高校實踐教學經費短缺等問題的出現，導致實踐教學資源不足。為適應新時期的特點，滿足工科各專業創新型人才培養的需要，要在充分提高校內實驗設施設備的利用率，不斷完善實驗室的開放制度的同時，堅持以市場需求為導向，與企業或者具有實驗實訓條件的高校采取多種合作模式，開發、共享、建設實踐實習實訓教學基地，借助多種教育資源來培養學生實踐創新能力。

④科學規劃實踐實習實訓在大學各階段的設置時間，形成一個系統的、循序漸進的實踐教學計劃和環節，同時要鼓勵學生參加各種學科競賽、自主探索項目、創新創業及科研項目。要保證課程實驗、課程設計、認識實習、畢業實習、畢業設計(論文)、專業綜合實踐等實踐教學環節的時間，不斷總結、改進教學方法，更新實踐教學內容?？萍几傎惡蛯W科競賽是實現實踐創新教育的有效載體，對于培養大學生的創新能力、協作精神和理論聯系實際能力等方面具有積極意義，學校應鼓勵學生參加各類競賽、為他們提供指導教師、實驗設施，也應支持學生參與創新創業、自主探索項目及科研項目，并給予適當的經費支持。