新工科背景下 应用型本科院校电类专业实践教学体系改革

来源:用户上传      作者:王常顺 潘为刚 张广渊 张煌

　　摘 要：在新工科建设和工程教育认证背景下，国家对创新型工程人才提出了更高的要求。以提升学生的工程实践能力和创新意识为目的，基于OBE的教学理念对实践教学环节进行了深入的改革，本文结合我校电类专业实践教学改革的实践经验，探讨了新工科背景下电类专业实践教学体系和教学平台建设工作。
　　关键词：新工科;OBE;实践教学体系
　　随着工业技术的不断进步，我国经济发展和工业技术也处于结构调整、转型发展的重要时期，“中国制造2025”“互联网+”等国家重大战略给我国高等教育的传统工科专业提出了新的要求。在此背景下，我校以新工科建设和工程教育认证为契机，基于OBE的教学理念对教学环节进行了深入的改革，不断完善人才培养方案，以满足国家对创新型工程人才的需求。
　　本文结合我校电类专业实践教学改革的实践经验，以提升学生的工程实践能力和创新意识为目的，对新工科背景下电类专业实践教学体系和教学平台建设进行初步的探讨。
　　一、存在问题分析
　　在人才培养体系中，实践教学是培养学生工程实践能力、创新能力的重要环节，在应用型人才培养中占有非常重要的作用。在当前的教学体系中，实践教学环节薄弱，实践内容更新不及时。在新工科背景下，实践教学问题主要体现在以下几个方面。
　　（一）实践教学体系不科学
　　随着技术的不断发展，知识更新不断加速。当前的实践教学中，教学体系不完善，教学内容缺乏持续性和系统性，实践教学内容之间缺乏必要的联系与协调，只能锻炼学生的某一方面的知识或能力，缺乏足够的工程应用背景做支撑。
　　（二）实践教学平台过于单一
　　当前的职业环境、社会创新需求对应用型人才提出了更高的知识能力和素质要求。但是在高校人才培养过程中，教学内容滞后于科技发展现状，培养载体还局限于课堂、校内实验室或校内的科研平台，学生很难接受到与产业相匹配的实践训练。
　　（三）人才培养质量评价方法有待完善
　　高校在学生培养质量评价中处于主导地位，评价内容及方式也局限于考勤、态度以及实践内容的完成情况，人才培养质量很少得到行业领域的评价。
　　（四）缺乏师生创新管理与激励制度
　　新工科要求學生较高的工程实践能力和创新意识。除了集中授课的实践教学环节外，开放实验室的良好运行也是促进学生工程实践能力和创新意识提升的一种重要保障。教师限于自身繁重的教科研任务，能指导并愿意指导学生创新和实践的教师少之又少。而学生如果缺少必要的创新指导与激励，或长期从事低水平的创新，也非常容易失去兴趣。
　　二、新工科背景下的实践教学改革与建设思路
　　借开展新工科建设和工程教育认证的东风，我校电类专业的实践教学也迎来了改革与发展的良机。改革中逐步构建了以创新创业教育为引领的“一个中心，两条主线，三个层次”的实践教学体系，即以提高大学生创新创业及工程实践能力为中心，以大学生工程实践能力和创新创业能力为主线，从学生能力与素质逐渐提升角度分为三个层次：专业素养与基本能力培养、开发设计与应用能力培养、创新创业与工程实践能力培养，具体如下。
　　（一）调整人才培养方案，重构实践教学教学体系
　　在人才培养方案中调整了实践课程设置和内容，以OBE理念将社会需求转化为学生不同方向和不同层次的能力培养目标，增加了“创新工程实践”“竞赛实训”等实践教学环节，使得实践教学占总学分的38%以上。各实践环节教学内容具备持续性和系统性，建立以“设计单元—专项设计—科研项目”为主要目标的递进式实践教学模式，注重培养学生工程实践能力和创新意识。
　　以电子技术方向相关课程为例，学生在学习了模拟/数字电子技术、电路设计与制版之后，需要将《电子技术课程设计》中所设计的电路绘制并加工成PCB电路板，然后在《电子工艺实习》中焊接调试，随后该开发板将会作为《单片机原理与应用》《竞赛实训》《毕业设计》等实践环节的实施平台。这种教学安排中，每个实践教学环节都有实物成果，促进了学生工程实践能力的提升，充分调动学生的主观能动性，发挥学生的创造力，激发其创新意识。
　　（二）不断完善实践教学手段和考核评价体系
　　利用“互联网+”技术建设信息化的实践教学平台，将云端实验系统、虚拟仿真等技术引入实践教学中，充分利用MOOC/SPOC教学手段，通过开设网络虚拟实验室、线上课堂，设置互动交流板块，利用“虚实结合”的方式吸引学生学习的兴趣，强化知识学习。
　　同时，根据课程培养目标以及多层次递进式的实践教学方式，逐步形成并完善多元化的实践教学评价体系，注重实践学习过程的评价，综合考虑学生的过程表现、报告撰写、团队协作能力、竞赛获奖等因素，引导学生建立更加自主、积极的学习态度。
　　（三）依托教育部产学合作协同育人项目，深化校企合作、产教融合
　　近年来，通过教育部协同育人平台，相关专业共建了多个实验室和教学示范区，不仅仅引入企业的技术和工程经验，更是让企业参与到学生的工程实践能力培养中，让合作企业的管理人员、高级技术人员参与制定实践教学内容甚至指导学生的实践教学，不断落实信工的教学理念。学生通过协同育人平台逐步参与到教师的科研项目中，而教师的科研成果也逐渐融入实践教学中，实现了科研对教学的反哺。
　　（四）加强实验室开放，实现学生的自我成长
　　首先，充分利用信息化技术，加强实验室的开放性，逐渐完善实验室设施及管理制度，建设一批能够做到全天候开放的实验室，逐步落实“构思—设计—实现—应用”的国际工程教育理念。通过师生共同努力，逐步开发完成了电子门禁系统、实验室预约管理系统、实验器材及设备自动借用及管理系统等，并安装了视频对讲和监控系统，建设了一批能够全天候开放的实验室。其次，逐步完善了开放实验室的学生自主管理制度，解放实验室指导教师的同时，也培养了学生的自我管理和自我成长能力。然后，日常管理中给予学生更多的自主权，组建创新实践的学生“传帮带”梯队，从而形成完整的实验室制度和传承。
　　（五）积极吸纳行业企业介入教育评价，促进人才培养机制改革
　　制定灵活的校企双向交流机制，吸纳企业联合共建校内人才培养实践教学平台，将企业制订的实习实践环节考核标准引入到学生毕业考核要求中。充分发挥行业企业专家、校外专家的引领作用，调动师生共同的创新积极性。在人才培养评价标准制定、培养模式设计、课程质量标准等过程中，广泛征求行业企业建议，建立行业企业共同参与的动态评价机制，实现以评促建、以评促改的制度，促进人才培养质量的提升。
　　三、总结
　　新工科背景下，传统的应用型人才培养模式面临着巨大挑战。我校针对电气类专业构建的实践教学体系改革思路，在培养学生工程实践能力、创新思维和创业能力方面也取得了不错的效果，下一步我们将继续深入构建协同育人平台，为培养新工科背景下的新型应用型人才而不懈努力。
　　参考文献：
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　　[2]叶鹏，于力，刘宝贵，等.面向创新能力培养的应用型本科院校电气类专业实践教学改革研究[J].课程教育研究，2015（34）.
　　[3]潘为刚，肖海荣，王常顺，等.以科技竞赛为引领，提高学生创新能力的应用研究与实践[J].教育现代化，2018，5（06）：3233+42.
　　基金项目：2018年山东省教育厅，山东省本科高校教学改革研究项目（M2018X201），项目名称：多学科交叉、产教融合的机器人工程专业建设研究;2019年山东交通学院教研教改项目（2019YB28），项目名称：新工科背景下基于OBECDIO理念的电类专业实践教学体系改革探讨;2018年山东省研究生导师指导能力提升项目（SDYY17193），项目名称：船舶与海洋工程专业硕士人才培养体系构建及创新工程实践能力培养研究
　　作者简介：王常顺（1984—），男，汉族，山东高密人，硕士，副教授，从事嵌入式系统方向、计算机控制的教学与科研工作。
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