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摘要:为培养新工科背景下的复合型卓越工程科技人才,文章首先阐述了研究背景,然后分析了新工科背景 下流体机械专业实践教学现状,最后提出了新工科背景下流体机械专业实践教学体系的优化策略,包括加 强教师队伍建设;完善现有硬件设施,采取多元化实践模式;设立校外实习就业基地;等等。
关键词:流体机械专业,实践教学体系,新工科
新工科代表最新的产业和行业发展方向,具有引 领性、交融性、创新性、跨界性和发展性五大特征[1]。新 工科建设的核心任务是培养满足新兴产业当前及未 来发展需求的工程实践能力强、科研创新能力强、符 合社会需求的复合型卓越工程科技人才[2]。
复合型卓越工程科技人才的培养要注重工程实 践能力的培养,因此优化实践教学环节十分重要[3-4]。 江苏大学京江学院(以下简称“学院”)依托具有百年 办学底蕴的母体—江苏大学创新办学,秉承江苏大 学优良的办学传统,牢固确立“依托母体、立足江苏、 面向全国、服务经济、高起点、创特色、争一流”的办学 思想,追求卓越的办学理念,探索新的人才培养模式, 旨在培养科研能力强、创新意识突出、工程实践能力 强、社会责任心重的复合型卓越人才。其中,学院的流 体机械专业是全国唯一 以泵为研究特色的国家重点 学科,而江苏大学的流体机械及其自动控制专业是首 批入选国家“卓越工程师教育培养计划”的专业之一, 其注重学科交叉和培养学生的综合素质 。基于此,本 文拟通过调研国内外工科建设理念和发展现状,围绕 学院流体机械专业实践教学现状进行分析,进而提出 实践教学体系优化策略,以探索形成新形势下实践教 学新体系。
一、研究背景
(一)国外
国外的工科教育体系建设起步较早,重视实践教 学对工科人才培养的重要性,投入成本较高。美国、日 本、德国等国家早在 20 世纪八九十年代就将培养创 新人才作为国家教育发展的一项重要目标,注重每个 学生的创新性、个性化培养,并将其融入高校教学模式[5] 。其中,以中美研究型大学教育为例,两者在学位 名称设立与授予、专业与机构设置、学生管理等方面 均存在较大差异。美国研究型大学更注重培养学生的 自主选择意识和创新实践能力,注重多元化、个性化人 才培养,力求打破专业界限与院系壁垒,注重校企合 作[6]。德国的“双元制”教育模式重视校企融合,在企业 分享高校教学成果的同时, 学校可借助企业资金援 助完善教学体系和硬件配置, 以提高学生的实践能 力[7] 。另外,麻省理工学院(MIT) 逐年完善建立 CDIO 工程教育理念,以构思(Conceive) 、设计(Design) 、实施 (Implement) 、运行(Operation) 组成的工科行为全过程 为导向和载体, 提升学生的工科意识和实践能力,旨 在培养具有专业技能、社会意识和企业家敏锐性的工程师,尤其强调学生应具有终身学习能力、团队沟通 能力和工科实践能力。
(二)国内
新工科建设在 2017 年应运而生[8]。“复旦共识”强 调我国工程教育改革已到达新的历史起点,面对诸多 新机遇、新挑战,各类高校均要加快建设新工科教育 的步伐 。其中,优势高校需对科技产业创新发挥主体 作用;综合性高校需对开创新技术、新产业发挥引领 作用;地方应用型高校要对区域经济发展和产业转型 升级发挥支撑作用 。新工科建设要具有国际视野,加 强科研与实践[9]。“天大行动”指出新工科建设的原因、 新工科建设的内涵与特征,以及建设新工科的行动方 案 。其中要求新工科建设要满足理念新,强调要积极 应对变化、主动塑造世界;要求新,强调须培养多元化 工程人才和具有复合技能的创新型工程人才; 途径 新, 一方面要在继承传统优势的同时加快改革创新,另一方面要注重多学科交叉和产学研融合,另外还要 协调专业结构调整和提升人才培养质量,并共享建设 成果和教育资源。“北京指南”提出新工科建设指导意 见:明确一流人才培养、一流本科教育、一流专业建设 的目标要求,注重理念引领、结构优化、模式创新 、质 量保障和分类发展并最终形成示范性成果[10]。“复旦 共识”“天大行动”“北京指南”的相继提出,构成了新 工科建设的“三部曲”,其中均着重强调了完善实践教 学体系对于新工科建设的重要性,对校企合作、产学 融合和人才培养模式提出了更高的要求,这对于高校 发展来说,既是机遇又是挑战。
二、新工科背景下流体机械专业实践教学现状
学院 2018 版本科培养计划中流体机械专业的培 养目标如下:培养适应社会发展需要,具备较扎实的自然科学基础和宽厚的能源动力专业知识,具有科学 的知识结构、综合实践能力、强烈的创新意识、开阔的 国际视野、 良好的团队合作精神和较强的沟通能力, 同时具有较好的人文科学素养、良好的社会责任感和 职业道德,能在能源与动力工程等相关领域从事多样 特定工作的复合型工程科技人才,以更好地满足社会 发展需要。
根据培养目标,结合《国家中长期教育改革和发 展规划纲要(2010—2020 年)》《教育部关于全面提高 高等教育质量的若干意见》《江苏省深化高等学校创 新创业教育改革实施方案》, 流体机械专业课程体系 主要由通识教育课程、学科基础课程、专业课程和实 践环节组成,共计 15 个培养环节。流体机械专业课程 导图如图 1 所示。
由图 1 可以看出,流体机械专业核心课程实践性较 强,含实践环节的专业核心课程占比达 78.2%。其中, 实验、上机和课程设计环节主要依托校内实践教学平 台完成,旨在提升学生的实操能力,培养学生科学、系统、集成地应用现代工程知识的能力和再创造能力。工 艺实习、生产实习等环节则主要依托校外实践教学平 台完成,即通过建立校企合作实习就业基地,让学生深 入企业实际训练学习, 在培养学生沟通表达及实践能力的同时,帮助其了解行业最新发展动态,提升其创新 设计能力和创新意识, 从而为后续工作和继续深造研 究打下良好基础。然而在新工科背景下,流体机械专业 现有实践教学体系也暴露出以下问题。
第一,教师缺乏实践教学经验,在实践教学培养方 面仍存在不足。教师虽具备扎实的专业相关理论知识, 但大多缺乏企业生产实践经验, 对专业的核心技能知 识掌握不足,实践技能水平不高,难以很好地胜任实践 教学工作,进而影响了专业实习和实践教学的质量。
第二,硬件设施难以满足实践教学要求 。 由于校 内硬件条件的限制,一些较为复杂的实验难以在校内 完成,多依托母体—江苏大学实验设施,且部分实 验以观察为主,难以实现实操性的小组或小班教学。
第三,实践教学内容偏理论,与专业研发、生产契 合程度较低。现有实践环节大都依据培养方案执行,实 验、上机课时较少,且多以理论验证为主,与实际应用 存在较大差距。原有校外实践教学环节多以认识实习 为主,导致学生无法实地深入了解相关产品的研发、生 产、制造环节,并进行实操,因此参与度、学习兴趣不足。
第四,实践教学考核评价指标单一,学生满意度不 高。主要体现在以下两个方面。一方面,实验、上机和课 程设计环节等校内实践环节大多以实验报告、上机出 图和课程设计报告等作为考核依据。实验报告和课程 设计报告内容多以教师提供的作业指导书为依据,故 部分学生照搬照抄,很少主动理解其中原理。并且校内 实践多以小组操作为主,小组内部成员参与度不同,甚 至很多学生抄袭他人实验数据和成果, 而这无法体现 学生实际学习效果和实践能力。另一方面,工艺实习、 生产实习等校外实践环节多以实习报告作为考核依 据,报告主要体现学生每日实习经历,内容多有雷同, 无法体现学生实际训练情况和沟通交流能力。 由于考 核评价指标单一, 学生积极主动性不高, 投入程度不 足,进而无法有效提升自身的创新能力和实践能力,学 生对实践教学满意程度也受到一定影响。
三、“新工科”背景下流体机械专业实践教学体系 的优化策略
(一)加强教师队伍建设
教师队伍在复合型人才培养过程中起着举足轻 重的作用 。因此,学院流体机械专业必须加强教师队 伍建设,培养理论与实践兼修的高水平教师。
一方面,突出老教师的优势,引导其在教学和实 践环节给予新教师一定的指导, 并做好新老交替工作 。 同时,定期举办课题组教师教学科研、实践研讨 会,使教师相互促进,不断提升实践教学水平 。另外, 鼓励教师积极申报项目、参加讲课比赛等,不断提升 教师的教学科研水平 。另一方面,通过实习就业基地 的设立,定期派遣教师到企业进修,学习企业先进的 生产、研发技术并及时反馈到课堂教学实践中,用以 丰富教学内容,并提升学生实践创新水平 。同时,企业 人才也可以定期对学生进行线上或线下辅导,开阔学 生的眼界,拓宽其知识面,为学生后期继续深造和就 业提供经验。
(二)完善现有硬件设施,采取多元化实践模式
实践教学在校内外基础设施建设与维护上均需 要较高成本,故学院在完善现有硬件设施、满足基本 需求的基础上,应充分利用现有资源,构建多元化实 践模式。
多年来,学院一直鼓励学生积极参加各项大学生 学科竞赛和创新实践项目,将其作为实践教学的第二 课堂。流体机械专业所属机械与动力工程学院仅 2021 年就带领学生参加第十四届“高教杯”全国大学生先 进成图技术与产品信息建模创新大赛、第八届“学创 杯”全国大学生创业综合模拟大赛、第六届江苏省大 学生工程训练综合能力竞赛暨全国大学生工程训练 综合能力竞赛江苏赛区等多项国家级 、省级赛事,共 荣获国家级二等奖 4 项、三等奖 11 项,省级特等奖 16 项、一等奖 7 项、二等奖 14 项和三等奖 20 项。通过设 立实践教学第二课堂,不仅能以赛促教,提高学生的 创新能力和实践能力,还能打破二级学院与专业间的 壁垒,促进多学科交叉融合。
校外实践方面,学院非常重视学生的个性化发展。 例如, 部分学生侧重于流体机械水力和结构设计,部 分学生对产品生产、制造工艺感兴趣,还有部分学生 想开展管理或人力等方面的实践,故针对学生的个性 化需求,各企业相应设置研发、生产、工艺、质保等岗 位供学生选择。此种做法在充分利用实践教学资源的 同时,满足了学生的多元化、个性化发展需求,更好地 适应了社会发展要求。
概言之,多元化实践模式的确立已取得一定成效, 近年来流体机械专业毕业生的考研率和高端企业就 业率均有明显提高。
(三)设立校外实习就业基地
为提升研究性、实践性教学水平,学院流体机械 专业依托江苏大学流体机械与工程技术研究中心资源,借助江苏大学流体机械温岭研究院平台,已先后 与大元泵业、大福泵业、新界泵业、东音泵业和利欧集 团 5 家浙江温岭水泵产业集聚区龙头企业合作建立 专业对口实习就业基地。
学院加大实践教学投入力度,与企业方就合作内 容和目标、流体机械专业人才培养、学生实习就业、校 企产学研深入合作意向等问题进行深入讨论并最终 确定合作方案 。实习就业基地的建设,有助于学生强 化专业知识应用,期间,各企业也可参与专业课程、培 养方案制定, 并共享人才资源和产业最新信息资源, 同时联合进行创新型、复合型人才培训及企业员工培 训,以有效提升应用型高校人才培养质量,满足社会 对高素质应用型人才的需求。
(四)完善实践教学考核评价体系
学院流体机械专业建立健全合理完善的实践教 学考核评价体系,既有助于帮助教师了解学生实践教 学的参与程度和知识吸收程度,又有助于提升学生的 参与主动性、创新意识和实践能力,进而提升学生对 实践教学的满意程度。实践教学考核评价体系同样分 为两个方面,具体如下。
对于实验、上机和课程设计环节等校内实践环节, 应采用多角度、多维度、全程跟踪的评价指标体系[11], 从而更客观的评价学生。可分为线上教学和线下实操 两种教学模式,建立如表 1 所示的实践教学考核评价 体系。其中,线上预习为教师制作实践教学课件(含思 考题目) 并于课前在线上发布,学生可借此提前掌握 实践内容并进行主动思考。实践能力作为主要考核指 标,旨在最大限度地提升学生的参与积极性和动手能 力 。从表 1 中可以看出,实习报告作为考核指标的占 比已被弱化,仅占总成绩的 30%。教师评价占比 10%, 有助于教师进一步了解学生学习进度,更多地掌握学 生在实践环节的表现,以便后期更有侧重点地规划整 个实践环节。
对于工艺实习、生产实习等校外实践环节,考核 指标采取以企业为主、学院为辅的综合评价体系 。企 业需为每名学生安排指定的指导教师,并根据不同岗 位需求制定实习计划 。学生以周为单位完成实习报 告,企业教师给予指导与点评 。学校的带队教师要全 程参与整个校外实践环节,并与企业指导教师保持沟 通与交流,以掌握每位学生的实习动态。实习结束后, 企业教师和带队教师进行总结汇报,共同为学生的实 习综合表现(企业服从度、沟通表达能力、学习能力、创新实践能力等) 进行评价定级。
四、结语
新工科背景下,对于应用型高校而言,完善实践 教学体系有着十分重要的意义。本文通过对学院流体 机械专业实践教学体系现状 、存在的问题进行细致 分析,积极探究实践教学体系优化策略,具体包括加 强教师队伍建设、采取多元化实践模式、设立校外实 习就业基地 、完善实践教学考核评价体系四个方面, 旨在培养具有较强工程实践能力和科研创新能力、符 合企业需求、满足社会发展需要的复合型卓越工程科 技人才。
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