张晓花，朱陈松，朱昌平，朱益鹏，陈秉岩，郑剑锋，强 浩

(1.常州大学 a.城市轨道交通学院，b.商学院，江苏 常州 213016；2.河海大学 文天学院,安徽 马鞍山 243031; 3.河海大学 物联网工程学院，江苏 常州 213022；4.常州大学 怀德学院，江苏 靖江 214500)

0 引 言

实践教学是培养学生创新精神和实践能力的重要手段，是提高学生综合素质的关键环节[1-2]。《国家教育事业发展十二五规划》中明确提出：“建立开放式、立体化的实践教学体系”“形成科学的教育质量评价办法”。加之工科自身的工程性和实践性的特点，对实践教学提出了更高的要求。

一些发达国家在关注实践教学，培养学生实践创新能力方面取得了卓越成效，例如美国高校培养模式强调以科技为基础、教育过程置身于产品和系统的生命周期具体情境中来培养学生的实践创新能力[3-4]。与之相比，我国的许多高校对实践教学环节、实践教学基地建设、工程训练中心建设等也日趋重视。很多学者从实践教学等方面进行了一系列研究探索[5-9]；但目前仍存在认识上的误区：认为大学生在校期间主要是掌握理论知识，过多的强调实践训练和动手能力，会和职业教育等同起来；认为大学生毕业后主要从事理论或研究工作，主要是提出方法和方案。但事实上大学教育在我国将不再是“贵族”教育，必将会走向平民化、大众化，绝大部分大学生毕业后将面向基层。

实践教学质量评价是一项系统工程，文献[10-14]对教学效果的现状进行了分析，并对教学方法和教学效果评价进行了研究。但目前与学生创新能力培养相适应的新工科大学实践教学体系尚未完全建立；实践教学主体的能动性有待加强；实践教学教师的理论与实践相结合的综合能力有待进一步提高。要切实提高大学生的创新实践能力，必须针对上述问题与不足，积极开展新工科实践教学研究与改革，构建以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系，并形成一套适应高校发展和实践性教学特点的综合评价体系。这样不仅有利于提高学生学习的积极性与主动性，并能帮助教师准确把握教学重点和难点，推进实践教学跟上“双一流”建设的步伐。

1 布迪厄实践理论的内涵

社会学家布迪厄(Pierre Bourdieu)是当今世界上最有影响力的社会学家之一。布迪厄社会实践理论有3个核心概念：场域、资本和惯习,他因此提出了发生性结构主义公式：实践=惯习×资本+场域，来说明实践是惯习、资本和场域相互作用的产物[15]。布迪厄认为一个场域可被定义为在各种位置之间存在的客观惯习的一个网络或一个构型。惯习是条件制约与特定的一类生存条件相结合生成的习性，是行动者实践行为的全过程自动化控制系统。资本和场域密不可分，一种特定的资本总是在一定的场域中才有效。在布迪厄的社会实践观中，资本相当于社会物理学中的能量，行动者排他性的拥有资本，就可以占有体现为物化的或活的劳动形式的社会能量。布迪厄认为资本表现为4种基本形式，即经济资本、文化资本、社会资本和象征资本。场域是大环境，惯习和资本的形成和运作都是在场域中进行的。实践是惯习、资本在场域的作用下的活动，场域是行动者的实践空间，惯习是行动者的实践观念，资本是行动者的实践工具。

本文以布迪厄的实践理论为依据，在总结实践教学经验并对国内外知名大学同类专业调研的基础上，对新工科实践教学内容、教学目标、教学思路和内容进行了思考和探索；构建了包含教学目标、教学内容、师生互动以及教学效果等要素的工科大学实践教学体系，并根据层次分析(Analytic Hierarchy Process，AHP)法确定各指标的权重，并结合支持向量机(Support Vector Machine，SVM)对工科大学实践教学效果进行评价。

2 新工科实践教学体系的构建

2.1 实践教学体系的构建原则

大学场域是一个以教师和学生为主体、以教学和科研为主要活动、以知识为基础的场域空间。大学场域处于不断的变化之中，这种变化是由大学与社会关系的演变及相应的知识转型造成的。在大学场域中，教师主要具有“传道授业解惑”的惯习，学生主要具有“学习专业知识及能力”的惯习。实践教学主要涉及教师的“教”和学生的“学”两方面。实践教学体系及其测评大多以教师的授课内容、学生的实践报告等为依据，其方法已趋于死板，主观因素影响较大，已不能满足实践教学自身实践性、直观性、生动性和多样性的要求。所以伴随着实践教学的发展推进，实践教学的观念、教学行为、教学方法和教学手段等都将面临一场变革。实践教学不仅与高校内部的教学氛围紧密相关，还与企业需求、政府导向和社会期望紧密相关。大学场域与时俱进的培养和熏陶对实践教学的建设和改革有很大的作用。而作为惯习其具有长期的历史性，同时可以在传统中推陈出新，反过来影响场域。本文在借鉴国内外相关研究成果和高校实践教学特点的基础上，对实践教学过程进行探索并构建新工科实践教学体系，其遵循以下几个原则：

(1)课内教学与课外实践的统一。课内教学让学生储备充足的理论知识，培养创新意识；创新创业能力则需要在实践过程中培养，所以实践教学体系的构建应该立足实践，联系实际，达成课内教学与课外实践的统一。

(2)过程管理与结果考核统一。实践教学注重学生实践和创新能力的培养，需将过程管理与结果考核统一，使整体评价不仅关注结果，而且更关注实践锻炼提高的过程和学生创新能力的培养环节。

(3)严谨规范与切实可行统一。实践教学体系的构建应力求客观、全面反映创新和实践能力培养的成效，因此其指标的选取要尽量覆盖实践教学过程的各个方面，同时简洁、实用。

(4)面上一般与点上特殊统一。培养学生实践和创新能力需要将面上一般与点上特殊统一培养结合，不仅注重激发学生整体的学习兴趣，而且对不同专业门类、不同特点的学生加以区分培养，有所侧重、因材施教，从而实现面上一般与点上特殊的有机结合。

(5)育人教学与科学研究统一。坚持育人教学与科学研究并重，以科研促进实践教学。科学研究不仅可以提高教师的学术水平、丰富教学内容，而且通过优秀生培养计划、创新创业活动与项目训练，毕业设计等环节使许多本科生直接参与科学研究，有效地提高学生的实践和创新能力。

2.2 实践教学指标的选取及体系构建

基于布迪厄的社会实践理论,遵循上述原则，新工科实践教学主要包括教学过程、教学内容、师生互动及教学效果等要素，构建其实践教学体系。

(1)教学目标。教学目标贯穿整个实践教学过程，是实践教学的基础。应具有层次性、完整性和发展性。层次性指在实践教学过程中，对于不同阶段有不同的目标，从而将一个大目标化作一系列小目标，更易于实现；完整性指实践教学的目标要覆盖实践教学过程的各个方面，不能有遗漏。发展性指实践教学目标要与时俱进，不断地根据学科前沿的需求完善实践教学内容。

(2)教学内容。实践教学内容的制定应与当前社会生产发展、学科领域研究热点、学生专业知识水平和兴趣等因素密切相关。教学内容应注重基础、理论与实践的结合度和前瞻性。千里之行始于足下，教学应从基础做起，逐步拔高；理论与实践的结合度是实践教学内容制定的指导方向，依据的是学生所处的学习阶段以及掌握的专业知识水平；前瞻性指教学内容要不断根据当前学科前沿进行完善。

(3)师生互动。大学由探究知识的师生组成，同时大学也以知识为材料进行教育活动。教师长期的一个惯习就是“传道授业解惑”，培养人才是大学教师的第一要务。师生之间就处于一个良好的教育空间之中，在这个空间里，教师与学生之间建立一种良性、互动、平等、激励的教育关系。参与实践教学的师生是教学效果的保证，对参与教学的师生的评价是整个评价中最重要的部分。影响教师评测的因素主要有教学方法、教学内容、教学互动能力、专业学科知识、科研和实践能力。教师的教学方法需要具有差异性，针对不同的学生，因材施教，引领学生实践创新方向；教学内容需要开放，使实践教学配合并超越理论知识，易于学生创新思维的形成；教学互动能力需要教师与学生良性互动，了解学生的想法，并根据学生的需求，改进相应的环节；教师和学生共同参与探究活动，在活动中，师生彼此互动，相互促进。专业教师需具备一定的社会文化资本，应熟练掌握本专业基本的理论知识和对专业前沿热点知识的涉猎能力；科研和实践能力要求教师应具备较高的科研素质，熟悉学生实践的内容，合理把握实践教学的各环节，并掌握学科前沿和方向。教师应协同教学与科研的关系，主动向学生传递科研内容、技巧并分享教师科研过程和经验。

传授知识正在以教师讲授为主的方式逐步转向以学生为中心的“学习”和“探究”。学生是否学到了课堂所传授的知识技能，与学习态度是否积极，学习方法是否得当，是否善于运用计算机分析和查阅文献等来解决实际问题等多方面的因素有关，正所谓“师傅领进门，修炼在个人”。因此影响实践教学参与学生的评测因素主要有学习积极性、计算机辅助分析能力、分析实际问题能力、文献阅读能力、论文撰写能力。学习积极性要求学生以积极的心态投入实践教学过程；通过计算机辅助分析可以模拟并分析实际系统，掌握系统的本质；实践教学的目的是使学生掌握分析实际问题的能力，这就要求学生有较高的文献查阅能力和实际问题分析能力，通过有效快速的查阅相关文献，有助于实际问题的解决。论文撰写能力要求学生善于将自己的发现和体会撰文分享。

(4)教学效果。实践教学效果主要体现为学生实践和创新能力的提高，指标包括教学相长、教学目标达成率、理论知识掌握程度、学生实践动手能力、学生的科学研究能力。教学中应遵循“突出学生主体地位，注重综合素质培养”的教育思想，建设形成与实践教学相配套的多层次、模块化、单元化、课内外结合、科研与实践教学结合的实践教学体系。基于以上分析可得出新工科大学实践教学体系，主要分为目标层、一级指标层和二级指标层，见表1。

3 实践教学评价过程及分析

3.1 实践教学评价方法的选取

采用AHP法结合SVM方法对工科大学实践教学效果进行评价。

AHP法是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法。其特点是利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。

表1 新工科大学实践教学体系

SVM是基于结构风险最小化原理来折中经验风险和置信区间，使得最优函数的实际风险最小化。

对于给定的数据点集如下：

式中：xi为输入向量；yi为期望输出值；l为数据总数。

本文是非线性回归问题，采用：

f(x)=ωφ(x)+b

(1)

来评估回归函数，其中f(x)为实际输出，φ(x)为从输入空间到高维特征空间的非线性映射。系数ω和b通过风险函数得到：

RSVM(c)=

(2)

式中采用Vapnik的ε不敏感损失函数：

(3)

其目的是用稀疏数据点来表现决策函数。

选用改进的序列最小优化算法来训练SVM。该算法计算并保存了两个极限值，使得计算的效率大大提高。AHP既避免了由于评价者知识和评价经验缺乏的影响而可能出现的赋权主观随意性，又避免了盲目强调扩大客观差异，得到的权重符合实际情况。同时将AHP得到的评价结果作为SVM的初始训练数据，建立新工科大学实践教学综合评价模型。

3.2 实践教学应用案例分析

(1)建立评价指标集。定义一级指标集X={X1,X2,X3,X4,X5}，二级指标集为x={xi1,xi2,…,xij}。

(2)评语集。在此将各个指标的评语分为6个等级，设所确立的评价等级集V={A,B,C,D,E,F}分别表示为非常满意、满意、较满意、基本满意、不太满意、很不满意，对应的实践教学效果分数分别为≥90分、≥80分、≥70分、≥60分、≥50分和<50分。

(3)确定指标权重。通过专家打分确定各个指标的相对重要程度，并采用AHP法确定各指标的权重。设一级指标相应的权重集w=(w1,w2,…,w5)，二级指标的权重集wi=(wi1,wi2,…,wij),(i=1,2,…,5)其中wij表示对应于第i个一级指标下属的二级指标的权重集。

从而可得到一级指标层Xi的评价值：

(4)

式中:i=1,2,…,6，rt为Xi所拥有的评价指标数，wij为Xi中第j个评价指标xij的相对权重，在此基础上求出目标层F的评价结果：

(5)

式中,wi为Xi的相对权重。

(4)样本的选取及评价结果分析。研究以我校电气专业本科实践教学为例，66份电气专业参与实践教学的教师与学生的调查问卷作为评价数据来源。利用AHP和SVM进行电气专业实践教学评价，根据实际问卷构造样本数据集,利用样本数据集进行学习训练，根据训练后获得的模型对实践教学效果进行评价。通过专家打分以及AHP法计算出各指标所对应的权重，实践教学分析评价结果见表2。

从表2可见：①绝大多数学生对于电气专业的实践教学评价在(0.8，0.9]分数段，并且各项指标得分都在0.8以上。通过实践教学，教师和学生的文化资本与社会资本得到同步提升，学生动手能力和工程实践能力得到提升。②从利用66组数据对SVM训练和测试的结果来看，其中计算机辅助分析能力、学生实践动手能力、论文撰写能力和学生科学研究能力等指标相对来说得分较低，教学内容中注重基础指标得分则较高。这也说明了工科大学实践教学在增强学生的实践能力方面还需加强。③66份调查报告得到实践教学的前瞻性指标得分较低，表明了参与实践教学的教师要比单纯的理论教学的教师对教学内容有更高的要求，不仅要求有扎实的理论基础，还要对国内外前沿和热点问题有一定的敏感度，并能将其转变为实践教学的论点，供学生讨论，激发学生的实践创新能力。④经过最后的8组数据对SVM进行测试，误差值很小，表明模型能较好地反映客观实际情况，该模型有效可用。算例表明该模型能全面、有效地反映实践教学情况，也避免了主观评价的随意性，为提高实践教学效果提供了借鉴方法。该模型所需的计算时间短，模型的泛化能力较强，易于推广到大规模的实践教学效果综合评价中。⑤目前工科大学实践教学处于中等水平，其竞争力较弱。竞争力弱的主要原因是高校、教师、学生之间实践教学场域尚未完全形成，对学生实践能力的培养尚存在欠缺，师生互动、培养学生获取知识、创造知识的能力和学生科学素养的形成方面存在不足，在今后的实践教学中应加强。

表2 实践教学指标权重及评价

4 结 语

本文基于布迪厄的实践理论，探索了实践教学的目标、内容及主体之间互动关系，建立了新工科大学实践教学体系及其评价模型。采用AHP法来避免选取指标的随意性，且将其所得的结果作为SVM的训练数据，取得了较好的实践教学评价效果。通过新工科实践教学探索，打破了以知识传授为终极目标的传统教育模式，使教学内容和课程体系与科学前沿和工程实际拉近了距离，对学生的实践动手与创新能力培养具有良好的促进作用。

通过实践教学过程的分析，也发现实践教学中存在一些问题。在今后实践教学中，进一步创造一个适合学校、教师、学生“惯习”的“场域”，营造一个各方面都支持的实践教学建设思路。与时俱进，进一步淘汰一些陈旧过时的教学内容，增补一些过去受到工具和手段限制无法在课堂实施、而现在可以在实践教学中讨论的问题，增加教学的广度和深度。教师在教学中进一步加深反思，不断提升实践教学质量。在教材内容的基础上增加阅读文献，在系统经典分析基础上进一步加大计算机辅助分析内容，使得在系统规划、设计、运行、事故分析、保护与自动化装置的整定计算和工况分析中能满足系统更快更准进行大量的分析和计算的能力，保证系统可靠、安全、经济地运行，从而有效提高工科大学实践教学的质量。