陈洪波　黄妍　张俊丰

［摘 要］为探索新工科背景下的人才培养新模式，提升学生的实践创新能力，文章基于“产教融合，协同育人”理念，提出构建“一核两翼六维”实践教学体系。通过以产业新需求为导向优化人才培养目标、以多学科交叉融合动态革新教学内容、以多元主体协同育人持续改进教学模式和以解决实际工程问题为导向深化完善教学考评机制，将科技创新贯穿人才培养全过程，以学科竞赛和课题研究为重要抓手，实现认识实习、创新实验、课程设计、生产实习、毕业论文（设计）及毕业实习等关键实践环节有效衔接，达到培养具备工程实践能力和创新精神的新时代高素质应用型人才的目的，满足创新驱动发展战略深入实施对工程科技人才培养提出的更高要求。

［关键词］新工科；环保设备工程；实践教学；“一核两翼六维”；创新能力

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）24-0020-04

2017年，“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等新工科建设“三部曲”开启了工程教育改革的新征程。目前，为应对新经济的挑战和满足未来产业需求而开展的新工科建设，逐渐成为全国高校的广泛共识与自觉行动，各高校正在积极探索新工科建设路径[1-2]。

未来产业和新经济发展需要实践创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才[3]。实践教学作为理论联系实际的桥梁，是培养学生工程实践能力与创新精神不可或缺的环节[4]。可以说，实践教学改革是新工科建设的应有之义。近年来，各高校针对实践教学存在的教学理念陈旧落后、课程设置不够合理、教学过程不够规范、教学内容与行业发展脱节等问题，从人才培养方案、课程体系、实践平台、师资队伍及考核与评价机制等方面着手，构建了各具特色的实践教学体系。综合分析发现，国内外一流高校的实践教学体系主要有以下特征：以培养学生的实践能力和创新精神作为人才培养的核心目标；将实践教学与课堂教学有机衔接，课程体系呈多元化、层次化、模塊化特点；深化产学研融合，加强实践平台建设与实践课程资源开发；高度重视科技创新，以学科竞赛和课题研究为抓手；注重实践教学过程管理，考核评价机制从单一走向多元。

这些探索为新工科背景下实践教学体系的构建积累了诸多有益经验，但当今世界新一轮科技革命与产业变革的加速演进对工程教育提出了新的要求，实践教学体系仍有较大拓展空间。新工科更注重理念引领、结构优化、模式创新和质量保障[5]。面对新形势、新要求，如何以理念的率先变革带动工程教育创新发展，如何基于实践教学内容进行工程教育深化改革，如何在原有教学模式的基础上有所创新，如何有效保障教学质量稳步提升，成为新工科背景下实践教学改革的重要课题。本文以湘潭大学环保设备工程专业近五年的实践教学体系改革为例，对上述问题进行深入探究。

一、起点与思路

（一）改革起点

环保设备工程专业是2011年经教育部批准设立的首批国家战略性新兴产业专业，其面向的是国家生态环境保护、资源循环装备创新与升级的重大战略需求，致力于解决环保设备设计与制造中的前沿科学问题与工程技术难题，培养与环保设备相关的设计制造﹑科学研究、运行管理等领域的高素质应用型人才[6]。

湘潭大学是国内最早设立该专业的两所本科院校之一，于2011年在全国范围内率先招收该专业本科生。多年来，该专业依托环境科学与工程一级学科，深度融合校内信息、机械等多学科资源，构建了“学士—硕士—博士—博士后”完整人才培养体系，形成多学科交叉复合型人才培养特色。2020年，该专业入选湖南省一流本科专业建设点，象征着该专业经过多年建设取得了显著成效。然而，据用人单位和校友对毕业生培养质量的反馈，该专业人才培养中仍存在薄弱环节，主要体现为实践教学仅作为课堂教学的辅助和补充、各实践环节之间缺乏关联性、实践教学体系缺乏整体性和系统性、学生实践能力和创新意识有待提高等。

2017年以来，该专业以新工科建设为契机，针对实践教学存在的问题和不足，在大量调研基础上，对实践教学体系进行全面深化改革，进一步明确人才培养目标，贯通各实践环节，构建符合产业发展需求的实践教学体系，切实体现学校“面向社会、服务社会、引领社会”的办学理念。

（二）改革思路

面向新工科，实践教学体系改革的关键是改变原有的零散教学方式，以科技创新为核心，以学科竞赛和课题研究为抓手，通过顶层设计将认识实习、创新实验、课程设计、生产实习、毕业论文（设计）以及毕业实习等环节关联起来，构建“一核两翼六维”实践教学体系（见图1），形成“理论—实践—再理论—再实践”认知循环，让学生真正将知识转化为能力，从而提升学生的工程实践能力和创新能力。

教学体系改革含目标优化、内容革新、模式创新及考评机制改进等要素[7]。以上述四个关键要素作为改革的主要内容，融入新工科理念，实现实践教学体系的重构与创新。在培养目标优化上，基于毕业生和用人单位调研，聚焦未来产业发展对人才的需求，定位新工科人才培养目标；在教学内容革新上，紧跟行业发展趋势和科技前沿动态，实现课程内容实时更新，通过开设跨学科课程、开展跨学科课题研究、解决跨学科问题等途径促进多学科交叉融合；在教学模式创新上，通过产学研融合实现校企协同育人；在考评机制改进上，制定行之有效的工程实践能力培养标准，并建立以解决实际工程问题为导向的多元考核评价体系和以学生工程实践能力提升为导向的多维教学质量评价机制，促进实践教学体系持续改进。

二、探索与实践

（一）培养目标优化——改革的逻辑起点

根据新工科建设对创新人才培养的要求，结合当前环保产业发展的需求，项目组对污水处理、大气治理以及土壤修复等行业企业开展调研，分析各岗位对环保设备工程专业人才的需求，掌握行业企业对一线技术人员与管理人员的能力和素质要求。在大量调研基础上，结合专业发展特色，优化人才培养目标：培养德、智、体、美、劳全面发展，具备扎实的专业理论基础、良好的专业能力和人文社会职业素养，具有创新精神和工程实践、组织管理与团队协作能力，紧跟行业前进步伐，能胜任生态环境保护、资源循环和相关领域设备设计、研发、制造及运维管理等方面工作的高素质应用型人才。新培养目标突出了全面发展、工程实践和创新能力强、知识交叉融合等新工科人才特征，明确了高素质标准，符合新工科教育核心理念要求。

（二）教学内容革新——改革的主体框架

以科技创新为主线贯穿人才培养全过程，实现各实践教学环节相互衔接，构建实践教学体系框架。以产学研合作为依托，优化和整合教学内容，构建由认识实习、生产实习及毕业实习组成的内容上相互衔接、要求上层层递进的贯穿式实习教学链。实验项目内容上，综合性、设计性和创新性实验不低于总实验学时的50%。课程设计教学中，根据学生的兴趣设置任务，构建环境、机械、自动化等多学科融合的课程设计体系。毕业论文（设计）选题上，充分发挥实习教学的支撑和铺垫作用，将选题时间提前至第七学期，选题方式由导师出题、学生选题的传统方式改为师生共同选题，学生从认识实习和生产实习过程中发现的实际工程问题出发，思考解决问题的方法与路径，并在导师指导下开展课题研究，综合运用所学基础和专业知识解决复杂工程问题，提升解决实际工程问题的能力。

以学科竞赛和课题研究为重要抓手，引导学生以对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题和对产业发展具有引领作用的产业技术问题为导向进行科技作品创作，以对科学发展具有导向作用的前沿科学问题为导向进行科学研究选题并开展课题研究工作，支撑和丰富实践教学体系。

以实际工程问题为导向，构建探索性实践情景，结合社会和行业发展对教学内容进行整合重构，并建立常态化动态更新机制，确保教学内容能跟上产业发展步伐、能体现社会经济和科技发展趋势。

（三）教学模式创新——改革的实现路径

深化校企产学研合作，实现高校、企业、行业协会多元主体协同育人，打造数字化实践教学平台，借助合作企业和协会力量开发云端实习实践课程等数字化与线上课程资源，建设数字化课堂。

以互联网为纽带搭建多学科交叉融合教研平台，组建由多学科名师组成的教学团队，并推动高质量课程群建设，深化多学科交叉融合。针对复杂工程问题进行会诊式教学，建设线上线下混合的会诊式课堂，促进多学科团队协作。

将翻转课堂应用于实践教学，融合讨论式教学和案例教学模式，引导学生进行自主学习和思考，提升实践教学质量。

（四）考评机制改进——改革的重要保障

以解决实际工程问题为导向，建立多元化实践课程考核机制。明确考核目标与内容，完善考核指标及权重体系，制定考核细则，确保考评过程的规范性和科学性。改变由指导教师单独考评的方式，成立由指导教师、行业专家和合作单位主管组成的考核小组，实现考评主体多元化。采用成果评价和过程评价相结合的方式，对学生参与度、协作意识、独立思考的能力、解決实际问题的能力等进行全方位考评，实现考评内容多元化。同时，以实习报告等书面形式考查学生对基础专业知识的掌握程度，以考勤方式考查学生的实践参与度和职业素养，以随岗观察形式考查学生实践动手能力和解决实际问题的能力，实现考评方式多元化。

以学生实践创新能力提升为导向，建立多维度教学质量评价机制。建立实践教学工作领导小组、实践教学指导委员会、科技创新项目评审委员会等多个院级机构，由教学副院长担任负责人，由工程实践经验丰富的资深教授和行业专家担任成员，对实践教学质量进行多维度评价。自评维度上，加强对教学目标达成度和教学质量的分析并开展自我反思；督评维度上，结合校、院、系三级教学督导反馈，对教学质量和指导成效进行评价；生评维度上，采用“学生评教师，学生评基地”的方式，注重学生对教学质量和实践基地建设成效的评价，将评价结果作为选聘指导教师的重要依据。

以教学质量和贡献为导向，建立多层次激励机制。依托学校给予的政策支持、实践单位提供的补助和校友的捐资助学，建立优学褒奖、优教优酬的激励机制。根据学生实践成果构建多层次补助体系，为态度端正、在实习岗位上做出突出贡献的学生颁发卓越实践奖。同时，加大实践教学在教师绩效分配、职称评聘、岗位晋级考核中的比重，形成优学优教优用相互促进、潜力潜质潜能充分激发的良好实践教学生态。

三、成效与建议

（一）改革成效

多年来，环保设备工程专业深入把握新工科建设内涵，深化实践教学体系改革，探索工科人才培养新模式，取得了显著成效，主要表现在以下几个方面。

学生创新能力显著提升。近五年，该专业学生获批国家级大学生创新创业训练计划项目8项，发表学术论文13篇，并申请国家发明专利7项。完成科技作品52项，参加学科竞赛200余人次，获国家级奖励30余项，包括中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛银奖2项，全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生数学建模竞赛、全国大学生化工设计竞赛等国家级一、二、三等奖若干项。

学生就业竞争力明显增强。根据学校发布的《毕业生就业质量报告》，该专业近五年毕业生的就业率、就业核心竞争力、用人单位满意度均高于学校平均水平，相比前五年水平显著提升，近三年就业率均超过90.0%，其中2022年就业率达96.8%。

学生工程实践能力和综合素质持续提升。近五年，实习单位对该专业实习生满意度连年上升，对其工程实践能力给予高度评价，反映学生在公司产品设计、生产及宣传过程中发挥了重要作用，为公司生产经营带来了实际效益。同时，多名学生获国家奖学金、省级“最美大学生”、校“十佳大学生”等荣誉称号。

（二）总结建议

经过多年来的探索与实践，实践教学改革取得了诸多成效，但也存在一些薄弱环节，经总结得到以下经验与建议。

以建设一流大学为契机，加强实践基地建设。近年来，尽管实践基地建设在数量和层次方面取得了良好的建设成效，但仍然存在一些问题亟待解决。一是虽然基地数量逐年增加，但存在同类型基地重复建设的问题，部分基地使用率较低，如污水处理类基地较多，而大气污染防治类基地较少。加之实践基地以生产型企业为主，时常因安全生产原因无法承担实践任务，导致“实践基地越建越多，可供选择的岗位却未增加”。此外，实践基地工艺设备经自动化升级改造后，人工操作大幅缩减，而实践教学演示和实践操作的基础设施尚未建成，导致实践基地越建越多，学生距离实践却越来越远。2022年，湘潭大学入选国家“双一流”建设高校，建议学校加大经费投入，高标准建设实践教学基地，为工科人才培养提供硬件保障。

以建设一流专业为目标，加快专业建设。环境学科的环境工程、环境科学专业已入选国家级一流本科专业建设点，而环保设备工程专业则入选省级一流本科专业建设点，相比之下，其在建设经费和政策支持等方面不占优势，在课程建设、师资队伍建设等方面存在不足。建议加强专业内涵建设，不断提升专业建设水平。

以建设一流课程为抓手，强化课程群建设。专业实践课程较多，分散单一的课程教学无法满足培养学生实践创新能力的需求。新工科背景下，如何将培养方案中的实践课程进行有机整合，并结合产业发展趋势，建立多学科融合的课程群体系是个值得深思的问题。建议学校积极部署，以一流课程建设为重要抓手，积极开展课堂教学改革和在线课程资源建设，建成一批具有优势和特色的实践课程群，形成优质实践教学资源，促进实践教学水平稳步提升，实现人才培养质量的持续提高。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 陆国栋，李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[3] 林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[4] 潘镇，李金生，王丽萍.新文科理念下文科实践教学的探索与创新[J].中国大学教学，2022（6）：66-70.

[5] 林健.引领高等教育改革的新工科建设[J].中国高等教育，2017（Z2）：40-43.

[6] 张俊丰，黄妍，杨柳春，等.国家战略性新兴产业本科专业环保设备工程人才培养方案与教材体系构建：以湘潭大学为例[J].教育教学论坛，2014（30）：176-178.

[7] 王志华，杨二龙，张立刚，等. 新工科视域下的石油与天然气工程类专业实践教学模式探究[J].大学教育，2021（9）：24-26.

［责任编辑：苏祎颖］