以学生能力培养为导向的本科实践教学改革与探索

王志俊,陶 锋,邢 昌

(安徽工程大学 材料科学与工程学院,芜湖241000)

实践教学是高校教学过程的一个重要组成部分,一般包括各种企业实习实训、校内实验和毕业设计(论文)等。通过实践教学活动可以使学生学做结合,加深对理论知识的理解和应用。锻炼和培养学生的实际动手能力和创新意识,对实现应用型本科人才培养目标具有至关重要的作用。当前应用型本科高校本科教育普遍存在创新意识不足、创新能力和实践动手能力弱等问题,无法应对激烈的市场竞争,也难以满足经济快速发展的需要[1]。为此,教育部在2012年3月强调各高校应“结合专业特点和人才培养要求,分类制订实践教学标准”。同时工程教育认证通用标准也对工程实践教学提出了具体的要求,目的是引导高校和学生重视实践活动,提高其学习兴趣、掌握专业相关的实践技能,从而为今后的学习和工作打下良好的基础。但由于高校的实践教学内容复杂、环节多样,且教学场地和教学时间等具有不确定性,导致相关信息管理收集比较分散,很难制定一个针对各实践教学环节的统一的评价标准[2]。

一、实践教学中普遍存在的问题

实践教学通常包括校内实践和校外实习两种,对于校内实践有校内实验、课程设计等。学生在校内实验教学中可直接动手进行试验操作,实验过程中常会发现一些新现象、新问题或者需要设计新方案,在提高动手能力的同时,可引发学生思考、探索,进而提升创新意识和能力。但应用型本科高校本科生实验教学内容通常是结合理论教学内容的课内实验,以演示性、验证性实验为主,而综合性和设计性内容相对较少;课程设计和毕业设计理论内容偏多,与实际生产相脱节。对于生产实习和毕业实习等校外实践教学,学校担心学生校外实习安全,而企业也担心影响企业生产,所以,多数采取到企业生产现场进行观摩教学的方式。这种方式虽然可以拓展学生的视野,但学生很难认识企业产品设计、生产的组织和实施具体过程,不能提高动手能力。虽有少量以顶岗实习模式运行,但在实际操作过程中许多生产企业以影响生产和安全为由,缩减教学内容,使实践教学效果大打折扣。另一方面,受目前实践教学考核方式的影响,学生对实践教学作用认识不足,存在怕动手、懒动手,做与不做都一样,只要提交一份实验报告或实习报告即过等错误思想,参与实践教学的积极性不高。这些问题严重约束了实践教学的质量,制约着本科生创新能力的提高[3]。

针对上述问题,笔者所在安徽工程大学材料科学与工程学院在工程教育认证过程中对所属专业实践教学体系进行了一系列改革,构建了一个实践性教学质量评价体系和四个实践环节分类质量标准,并通过校、院、系三级检查机制和激励机制对实践环节两个关键因素教师和学生进行考查评价,在实践过程中取得了良好效果,面向市场和生产一线培养了一批“下得去、用得上、干得好”的高技能应用型人才。我院材料成型与控制工程专业成功通过了2018年工程教育认证,取得优秀成绩。

二、实践教学质量评价体系和质量标准的构建

实践教学质量标准就像一根指挥棒,导向性很强。它既为教师现场实践教学提供指导规范,也为考核学生实践能力提供了尺度与标准,同时也是教学质量检查的操作指南[4]。因此实践教学质量标准必须科学规范、内涵准确、外延清晰,具有一定的可操作性。根据我校的人才培养目标,结合工程认证标准“以学生为中心”“产出导向”和“持续改进”的核心理念,从实践教学“核心、基础、保障、效果”四个方面入手,以“教学内容、支撑体系、组织实施、学习效果”为四个一级评价指标,构建了实践性教学质量评价体系 (表1),不仅考察实践教学各类设备与工具等硬件条件,也对教师质量、教学过程及教学效果等软件条件做出了具体要求。评价体系从宏观角度,明确了可统一规范的内容和需要灵活机动的内容,既有基本条件要求又能体现重点环节。为了避免对标准尺度的不同理解而影响评价的准确性,评价体系中使用了判断性语言,避免模糊或弹性语言。

实践教学内容是实践教学的核心。工程认证标准要求工程实践类教学课程学分至少占总学分的25%,实践类教学体系要合理、完善,既有认知性、验证性、综合性和设计性实验,又要有创新型实验。因此在拟定考核评价体系时,以五个二级指标点对实践教学学分、内容、类型、联系企业实际和实验内容更新等作了明确的要求。

良好的实践教学支撑体系是实践教学的基础,因此在构建实践教学质量考核体系时,设立了若干二级评价指标点,从整体对实践教学支撑体系如实习地点、设备、与企业共建实习和实训基地、合理的教学管理体制和组织、专人负责实践性教学工作等提出具体要求;同时对实践教师队伍建设情况如数量、配置是否达标合理等进行指标化;此外强调实践环节的各项规章制度是否完善;实践教学经费是否满足教学需要等。使实践教学管理工作更加科学、规范和合理,同时引导与加快校外实习实训基地的建设和管理,达到“以评促建”的目的。

表1 实践性教学质量评价体系

正确合理地组织实施实践教学是提高实践教学质量的重要保障。严格的组织实施过程需要指导教师付出更多的时间和劳动,认真思考教学方式。另一方面通过严格的组织实施过程可以提高学生参与实践教学的积极性,自主完成实践教学内容,提高其专业技术能力,加深对理论与实践相结合的认知。实践教学质量考核体系对实验指导老师提出了明确的组织实施要求,如教学大纲、教学计划等文件齐全完整,运用适当的教学方法,注重对学生学习思路的启发,并且对教学活动进行有效的监控,加强过程管理,不断引入最新科技成果适时更新实践教学内容等。

实践教学效果体现学生的团队协作、分析问题和解决问题等的实际动手能力和创新能力。基础性实践教学以培养学生的实际动手操作能力为主,而综合性和设计型实践教学则以提高学生创新能力为主。因此,质量考核体系中以五个二级指标点,从学生工程意识、现场实操、团队意识、创新意识、解决问题的能力高低等方面考核实践教学的学习效果。同时,我院每学期分层次组织专家,对照指标体系所列各评价要点分别针对实践教学指导教师和学生就实践学习效果进行抽样考核。按照评价体系进行逐项检查,对实践教学质量给出合格与不合格两种结果,并把检查结果和存在的问题报教务处,再由学校组成专家组进行检查,并将结果公布并记入教学档案。检查结果将作为年度教学质量考核依据。

实践性教学质量评价体系虽然从宏观层次对实践教学的四个方面作了清晰的要求,但对具体实践教学环节如校内实验、校外实习、毕业设计(论文)、课程设计等未作具体标准,在实践过程中难以进行合理考核。为此,我们在实践性教学质量评价体系基础上,对四个实践环节分类制定了不同的质量标准,从教学设计、过程质量控制、成果水平和持续改进四个方面构建一级指标,并分列若干二级指标,给出相应评价标准。

三、实践教学改革的有效举措

实践教学改革目标最终是要不断提升大学生的实践动手能力、科技创新能力和社会竞争力,以适应社会市场需求,岗位胜任能力强的应用型、复合型、创新型人才。为此我院采取了如下有效举措:

(一)密切联系企业实际,革新教学内容和教学手段

针对工程教育认证和实践教学评价体系相应指标要求,我院加强实验课程建设,建立优质实验课程。将课程内原有的实验全部剥离,单独设立专业基础实验技术课程并密切联系周边企业实际,改善单纯的验证性实验,增加综合性、设计性实验。如我院材料成型与控制工程专业结合安徽省芜湖市繁昌“春谷”3D打印研究院,围绕3D打印技术开设了模具设计和熔模铸造等相关综合实验和创新实验课程;我院材料科学与工程专业结合安徽鼎恒再制造产业技术研究院,围绕再制造技术,开设了金属表面再制造创新实验等。对于实训课程的设置,也充分考虑到社会对相应岗位的技能要求和注意与学生专业知识的衔接。通过实践教学评价体系和四个质量标准,引导教师重视实践教学环节,鼓励教师将科研项目带入教学,跟踪先进技术潮流,认真钻研组织和更新实践教学内容。

(二)加强实验中心和实习基地建设,构建合理的实践教学支撑体系

针对考核指标体系中的实践教学支撑体系要求,我院重新规划了基础教学组织,成立了3系、1所、1中心。单独设立了实验中心,负责全院各专业的实践教学组织管理与实施、实验室建设、实践教学设备维护与更新、实践教学队伍建设和实习实训基地的建设等。规范实验中心的管理,将实验中心的运行建设纳入日常管理工作,经费纳入年度预算,提供人力资源、实验场所和仪器设备等保障条件。对全院实验室进行“学、做、研”功能划分,使学生课程学习、实验教学与课外研究“三位一体”。此外学院结合我院本科专业服务于地方产业的特点,积极联合周边材料类生产企业共建实习基地,学院先后与芜湖美智空调制冷设备有限公司、瑞鹄模具有限公司、金鼎锅炉有限公司、奇瑞新能源有限公司、繁昌“春谷”3D打印研究院、安普机器人产业研究院和安徽鼎恒再制造产业技术研究院等企业、研究院共建实习实训基地。鼓励学生在校期间进入实习实训基地进行顶岗实习活动,实行双导师制,发挥企业协同育人作用,共同培养适合企业需求的人才。同时投入300万经费,添置了虚拟仿真实验教学设备和各类实验设备,解决顶岗实习安全问题,实现高危行业的仿真实习。质量评价体系要求指导教师和实践技术人员具有工程实践背景、科研能力和创新能力,掌握先进的科技知识等。为此学院先后派遣骨干教师赴实习实训基地合作企业挂职锻炼,开展工程实践问题研究,提升指导教师和实践技术人员的工程背景和工程能力,为实践教学组织实施提供师资保障。

(三)强化实践教学管理,严格实践教学组织实施过程

与理论课不同,学生动手能力及创新意识是在不断的实践过程中逐渐培养起来的,因此实践教学环节应更重在学生参与过程。为了保证实践教学的顺利进行,同时提高学生动手能力和创新意识,我院建立了一套工科实践环节成绩评价表[5],对实验成绩、毕业设计成绩、课程设计成绩、企业实习成绩的评定给出评分细则,注重对学生参与实践环节全过程的考察,打破“一纸报告定成绩”现象。对学生实验前预习、实验中操作、实验后报告、口试、实验态度等进行考察。实验总评成绩由实验过程成绩与实验报告成绩两部分组成。两部分所占权重根据实验项目的操作性与理论性相对强弱而变化。工程教育认证注重学生能力(动手能力、创新能力、团队合作能力、表达能力等)的培养与提高,所以实验成绩评分细则中突出了实验过程成绩,其在总成绩所占比重>60%。

(四)强化学科竞赛激励机制,构建“三位一体”实践教学平台

学科竞赛是培养大学生创新和实践能力的一个重要平台。我院坚持“以赛促学、以赛促教、以赛促改”方针,以实践项目、学科竞赛、学生创业为基础构建“三位一体”实践教学平台,切实提高学生的创新能力。在按照质量评价体系进行检查的同时,为提高师生参加各级各类竞赛的积极性,加强学科竞赛顶层设计,搭建指导教师平台和竞赛项目平台,建立了一套学科竞赛激励机制[6],根据教学效果档次、竞赛和获奖级别,给予直接激励或间接奖励,促进教师和学生对实践教学环节的重视,积极参加课外科技活动。

有效的激励机制激发了教师和学生参赛的积极性,也充分调动了学院积极为参赛师生提供必要的平台如培训场所及设施等。学院组织和举办一系列课外科技活动,实行“一专业、一赛事”制度,组织开展学生课外科技活动月。如我院材料科学与工程专业主办“材料科学知识竞赛”和“新材料设计大赛”、材料成型及控制工程专业主办“模具设计竞赛”等。通过“三位一体”实践教学模式,以及持续联动的政策支持和分类指导,目前我院学科竞赛成果丰硕,先后在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生智能汽车竞赛、全国大学生“机械创新设计大赛”、蔡司杯“金相大赛”、“3D设计大赛”和全国大学生“工程训练综合能力”等大赛中多次荣获特等奖和一等奖等多个奖项,取得了良好的实践效果。

四、结语

综上所述,实践教学在高技能应用型人才培养方面是十分重要的。安徽工程大学材料科学与工程学院在工程教育认证过程中,通过不断地实践教学改革与探索,构建了一套实践教学质量评价体系和四个分类实践环节质量标准,通过三级检查机制和激励机制,保证了实践教学质量,取得了良好的实践效果,也为其他应用型本科高校实践教学工作提供了参考。