工科专业实践教学教育理念研究

［摘要］从国家政策和国内外研究现状出发，阐述地方高校工科专业实践教学体系改革的指导思想和工作思路，指出目前地方高校在实践教学和创新创业教育中存在的问题及解决措施，提出构建工科专业实践教学体系和创新创业教育体系的实施方案，这对工科专业实践教学体系和创新创业教育的开展具有一定的指导意义。

［关键词］地方高校；CDIO教育理念；实践教学；创新创业

实践教学是整个教学工作的重要组成部分，其对于工科专业来说尤为重要。实践教学体系改革应坚持立德树人的根本任务，秉承社会主义核心价值观，以创新创业教育为切入点，依托省级教学研究平台和校级重点教改课题，紧紧围绕区域经济发展、产业规划和企业的实际需要，建立服务菏泽及周边，具有地方特色与新兴战略产业相契合的实践能力和创新创业能力培养体系。应进一步优化人才培养模式，探索构建以市场需求、职业需要为核心，以能力培养为主线，以实践体系为主体的创新创业型人才培养体系及课程内容体系。

一、改革背景及改革思路

（一）国家政策。中共中央和国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》、《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》，国务院《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（国办发［2015］36号）、《教育部<关于全面提高高等教育质量的若干意见>（高教三十条）（高教〔2012〕4号）》等文件中都明确提出要坚持立德树人的根本任务，重视大学生的创新精神、实践能力和创业意识培养，深入推进教育教学改革和创新创业教育改革，不断提高教育教学质量，推动高水平大学建设，培养创新型应用型人才。这对当前应用型高校学科专业建设的内涵式发展、产教融合、创新创业教育既有强劲的推动作用，又有迫切的要求。（二）国外高校能力培养理念。［1］CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。在国外，创新教育、实践教育、工程教育正成为大学的一种制度化理念。美国密歇根大学、麻省理工学院、英国的帝国理工学院等，在其大学理念和使命中都渗透着加强实践教育的思想，并通过多种途径提高学生的工程能力和创新能力。在这种制度化理念的框架下，应以培养“成品工程师”为目标，将工程实践能力、创新精神培养的思想贯穿于人才培养的全过程。（三）国内高校能力培养思路。［2］地方本科高校向应用型转变，对高等教育改革产生了巨大的推动作用，这既是机遇又是挑战。地方高校不仅要注重培养目标、毕业要求、课程体系、师资配置、毕业设计等各教学环节的顶层设计，而且更加强调“工程性”——知识、能力、素质协调发展，注重提高学生的创新精神、创业意识和综合实践能力。探索通过合作办学或者加强与行业企业的联系，要求专业教师具备一定的工程经验或参与一些工程课题，邀请企业工程人员做兼职教师，加强校企合作、产教融合，为学生提供实训或工程实践基地等，体现专业的“工程性”，从而为培养出的毕业生能达到从事工程师职业的学术要求和基本质量标准提供可靠保障。（四）本项目改革指导思想及工作思路。根据菏泽学院“建设特色鲜明的高水平应用型大学”的办学定位，遵循“校地共建，资源共享，协同创新对接，政产学研用结合”的办学理念，贯彻以“学生为主体，教师为主导，知识、能力和素质协调发展”的现代教育思想，按照学校“一体两翼、三经四纬”人才培养思路，纵向上按年级逐步深化对学生的能力培养，引领学生在认识、体验、实践的基础上最终形成较强的实践能力和创新创业能力。大学四年期间，一年级认识创新创业，二年级体验创新创业，三年级实践创新创业，四年级养成创新精神、创业意识和较强的实践能力、创新创业能力。横向上按照“1234”实施。一个目标是培养学生的创新精神与实践能力。两个核心：强化社会主义核心价值观教育、创新创业教育。三个层次：基础实践、专业实践、创新创业实践。四项内容：课程实践、实践环节、创新创业、素质拓展。采用建构主义学习理论，利用混合式教学模式，引入CDIO工程教育和专业认证的理念，指导实践教学体系和创新创业教育体系的建设和改革。在此背景下结合应用型高校工科专业的特点，按照CDIO工程教育理念，开展面向区域经济的工科专业实践能力和创新创业能力培养的教学改革和综合实践，以“三个平台、十个模块、三种能力”培养和“四种实习、两种设计、一种科技创新活动”为平台，以突出学生工程实践能力和创新创业能力培养为主线，提出“基础技能—综合训练—工程能力—创新能力”的实践课程体系，构建适于创新的“以学生为主体，以项目为载体，任务驱动，自主实践，重在过程”的专业实践教学体系，形成了可持续改进的多元化考核评价体系，建立了基于创新创业实践学分与奖励政策创新激励机制和基于校企共建工程实践的双向推动机制。

二、主要解决的问题

（一）解决实践教学体系不健全的问题。在CDIO工程教育理念和“以学生为中心”、“目标导向”和“持续改进”的工程认证理念的指导下，立足区域经济社会发展需求，遵循学生认知规律，构建“基础技能—综合训练—工程能力—创新能力”循序渐进式，与理论课程内容相契合、与实践能力提升相呼应的分层次、分模块、系统化的实践课程体系。按照应用型人才培养思路修订人才培养方案，同时细化和制订每个本科专业的实践教育教学体系和创新创业教育教学体系（1+2教学体系），完善实践课程教学大纲，充实更新实践教学内容，实践学分占总学分的比例不低于35％，夯实学生的实践基础，加强学生的工程意识、实践能力和创新能力的培养与训练。（二）解决实践能力和创新创业能力偏弱的问题。以“做中学”和“学中做”为教育教学理念，探索“以学生为主体，以项目为载体，任务驱动，自主实践，重在过程”的多元化、开放式、多维度的实践教学模式改革。针对学生的不同基础和特点，尝试启发式、互动式、开放式、研究式等教学方法，开展普适性教学和个案教学，使学生“感—行—思”三阶一体，充分调动其学习的积极性、主动性和创造性，打造高效实践教学，培养学生的工程意识与创新思维能力。（三）解决实践考核评价体系不够完善的问题。以学生发展为中心，以公平、公正、公开为原则，以学生、教师、社会为评价主体，注重定量与定性评价相结合、结果性与过程性评价相结合、学生评教和教师评学相结合，完善具备主体多元、维度多元、形式多元、范式多元、功能多元等5大基本要素的，可持续改进的多元化考核评价机制。通过多元化考核评价机制的运行，实现对实践环节教与学情况的全方位监控，动态反馈，持续改进，促进实践教学质量不断提升。（四）解决能力培养后劲不够足的问题。建立“双创”与“共建”双向推动机制，一是2016版人才培养方案，增加了4个学分的工程综合训练和5个学分的创新创业学分；二是在智能制造和工业机器人两个专业方向上，与山东华兴教育集团和青岛天信通软件有限公司开展专业共建，前三年企业嵌入五门实训课程，最后一年全部在企业实习。（五）解决创新创业教育体系不完善的问题。建立创新创业能力培养有效机制，优化实践能力和创新创业能力建设方案，建立从项目立项、研发、孵化、转化等一系列科学有效的机制，完善相关规章制度的保障机制，制定创新创业教育相关管理规章制度，确保各项创业活动规范有效开展。

三、实践教学体系改革的研究与实践

（一）转变教育理念转变教育理念，构建既相对独立又科学融合的实践课程新体系。围绕“创新精神和实践能力”培养这一主题，构建平台+模块，课内与课外、校内与校外有机结合的创新型实践教学体系［3］。修订应用型人才培养方案，制订本科专业的实践教育教学体系和创新创业教育教学体系，完善实践课程教学大纲，充实更新实践教学内容，实践学分占总学分的比例不低于35％，促使不同层次的学生自主发展，挖掘学生的学习潜能，实现从实践动手能力、综合运用能力、初步设计能力、工程设计能力、创新创业能力的螺旋递进式培养。1.搭建“三大平台四大模块”实践和创新创业教学体系。三大平台，即课堂（独立和非独立设课的实验、实训）、校内（综合实验、毕业设计、课外科技活动、学科竞赛活动等）及校外（社会实践、生产实习、毕业实习等），四大模块，即课程实践（德育、智育、体育、美育）、实践环节（入学教育、毕业教育、实验实训）、创新创业（创新训练、学科竞赛、创业训练）、素质拓展（资格认证、社团活动、社会活动），注重三大平台四大模块之间的相互联系，相互补充，并将其全部溶入实践教学进程，培养德智体美全面发展，秉承社会主义核心价值观，社会责任感强，基础理论扎实，富有人文素养、创新精神和实践能力，具有国际视野的高素质应用型人才。2.整合实验教学资源、优化实践教学内容，增加综合性、设计性、创新性实验实训项目。3.加强各种资源向实践资源的转化，将科技创新活动成果和教师科研成果有效转化为实验项目。以大学生科技竞赛项目和科技训练计划项目以及横向课题为引导，将教师的研究思维注入实践教学过程中，启发、引导学生，培养学生的创新精神和实践能力。4.提高学生的职业技能。通过引入职业素质教育，为学生搭建相关资格认证的实践教学平台。5.建立高水平的指导教师队伍。在第二课堂中强化大学生科技创新竞赛指导，科学组织竞赛活动，搭建科技创新竞赛平台。6.全面开放实验室、工程训练中心、产学研基地等实践场所。鼓励学生尽早接触工程实际问题，积极参加科技创新（学科）竞赛和科技训练计划项目，鼓励学生早进项目、早进实验室、早进社团。（二）探索以探索以“感—行—思”为主体的主动式实践教学模式。探索多元化的实践教学方法和教学手段，激励学生主动参与，发挥学生在实践教学中的主体地位，既尊重学生个性，又注重团队协作能力的培养和训练［4］。1.探索以大学生科技训练计划、科技创新（学科）竞赛等项目为驱动的主动式实践教学模式。围绕“课题提出—调研—合理性分析—设计—制备—分析测试—改进—结题”的工程教育主线，探索学生自主构建知识结构、自主设计实验方案、独立思考的自主学习模式。2.采用建构主义学习理论，全面实施混合式教学方法改革。针对不同的实践教学环节，采用启发式、互动式、开放式、探究式等教学方法。3.实施“导师制”培养模式。按照CDIO工程教育理念，以项目驱动为导向，将创新精神和实践能力培养引入相关实践教学环节，鼓励支持学生进入实验室和实训中心参与实践，提高学生实践创新创业能力。4.利用现代信息技术，建立互联网+实践教学平台，互联网+创新创业教育平台，实现四门省级实训精品课程和虚拟仿真技术以及各种实践资源的共享。5.强化与企业的合作。聘请企业工程师作为兼职教师参与实践教学环节。常年聘请多名企业高工指导工程实践教学。6.大力开展教学法研讨活动。项目组成员定期研讨实践教学，研讨教学内容和教学方法的改革与成效。7.强力推进创新创业活动的开展。建立创客中心，邀请知名校友开展讲座，举办创业大赛。邀请北京方宇博业、一兰集团等多家企业负责人举办讲座。（三）建立健全多元化的实践教学与创新创业教育的考核评价。机制的考核评价机制，实现对各环节教与学情况全方位动态监控监控，不断反馈并持续改进1.改革“期终考核为主，平时考核为辅”的考核模式。实现定量与定性评价相结合、结果性与过程性评价相结合，从注重“学习成绩”向注重“学习成效”的转变。2.制定实践能力和创新创业能力考核标准。根据各教学环节和学生培养的要求，提出明确的质量指标，并将其纳入毕业考核体系。3.实施多元化考核评价体系。将实践和创新创业教学质量考核结果、学生评教、教师评学、教师互评、企业满意度等指标纳入实践教学考核评价体系，从社会、企业、教师、毕业生、在校生五个层面综合测评，为人才培养质量提供评价反馈。4.定期组织专项评估。根据实践教学和创新创业教学工作的需要，总结和推广成功经验，及时分析和解决存在问题。、

四、改革取得的成效

（一）学生实践能力和创新创业能力有了显著提升。学生五年来参加国内外各种大学生科技创新创业竞赛，获得省级及以上奖励116项，其中国际（韩国）类人机器人大赛获国际一等奖2项、二等奖2项，世界教育机器人大赛获特等奖1项，获中国工程机器人大赛暨国际公开赛一等奖17项，第八届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛二等奖，第六届全国大学生机械创新设计大赛获二等奖1项等。（二）学生的就业率保持较高水平学生的就业率保持较高水平，考研率明显提高。近三年本科毕业生的一次性就业率在90%以上。近几年考上北京大学、北京理工大学、东南大学、山东大学等名校的研究生比例占考研录取率的1/3，特别是考取名牌大学后进入到面试环节，工科类专业学生的实践能力和创新创业能力受到了广泛好评。（三）毕业生受到用人单位的广泛好评。学生以“踏实工作、吃苦耐劳、动手实践能力强，善于技术改造与创新”的特点获得了用人单位的认可和好评。（四）得到上级部门和领导的认可。几年来有三任菏泽市委书记到机电工程学院实验室看望慰问一线教师，观看了学生的机械设计操作和学生自己设计的机器人表演。

［参考文献］

［1］陈国民.地方高校工科专业CDIO教学模式与实践共同体实施对策研究——以湖南城市学院为例［J］.课程教育研究，2017（16）：245-246.

［2］赵晖，彭其安，徐赟.地方高校工科专业实践教学体系的探索［J］.实验室研究与探索，2017（6）：232-234.

［3］吴宏岐，秦少军，刘霞，李小斌.普通本科院校工科专业阶梯型实践教学体系的构建研究［J］.高教学刊，2016（18）：11-12.

［4］王新荣，张霞，丁海娟.应用型人才培养实践教学体系改革研究［J］.黑龙江教育（高教研究与评估），2017（11）：48-49.

作者:李振武 单位:菏泽学院机电工程学院