新工科背景下应用型本科院校实践教学质量提升研究

2022-06-15刘凌姚梓萌吴神丽梁小明何斌锋

高教学刊 2022年15期

刘凌姚梓萌吴神丽梁小明何斌锋

摘要：文章通过对新工科人才国家战略需求标准研读，分析目前本校机械专业在新工科背景下人才培养中综合实践教学的匮乏，以及现有的实践环节不能支撑社会对复合型人才的需求，提出通过提升老师的科研实力、学生参与老师科研项目以及科研成果转化等形式从源头上先解决老师的理论水平，并给出具体操作方法，通过“科研服务教学、科研促进教学、科研反哺教学”的思路，形成“科研-教学-竞赛”三位一体的综合实践课程教学，以提升实践教学质量。

关键词：新工科;教学质量;实践教学;应用型本科院校

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2022）15-0027-04

Abstract： Based on the study of the national strategic demand standards for new engineering talents， this paper analyzes the lack of comprehensive practical teaching in the training of talents in the new engineering background of the school's mechanical major. The existing practice links cannot support the society's demand for compound talents. The teacher's scientific research strength， students' participation in teacher's scientific research projects， and the transformation of scientific research results first has solved the teacher's theoretical level from the source， and specific methods of operation is given. Through the ideas of "scientific research service teaching， scientific research promoting teaching， and scientific research back-feeding teaching"， the formation of a trinity comprehensive practical course teaching of "research-teaching-competition" has improved the quality of practical teaching.

Keywords： New Engineering; teaching quality; practical teaching; applied undergraduate colleges

2017年2月，教育部開始积极推进新工科建设“复旦共识”，为响应国家战略需求，支撑新经济蓬勃发展，突破核心关键技术，迫切需要培养大批新兴工程科技人才，尤其是创新型科技人才[1];于潇淳等[2]和苗圩[3]提出了加强实践教学培养的策略，以期为地方应用型大学培养适应企业需求的高素质工程人才奠定基础，以适应转型社会发展对复合型高技能人才的需求，同时提升青年学生的“创新动力”和“改革动力”;杨蕙馨等[4]和姚凯等[5]提出了“六位一体”创业型人才培养模式，理清制造业服务化与制造业转型升级的关系，研究制造业服务化对转型升级的影响效应;刘长海[6]和刘凌等[7]提出了“科研-竞赛”相结合的多维度立体化实践教学。陆广地[8]提出实施“校企双向考核机制”倒逼校企合作，而这些产业升级换代需要大量的复合型高技能人才的全力以赴才能实现;陈强等[9]提出实践教学质量监控与评价体系的网络化实践教学与信息化平台;张涛[10]从学校转型发展推进力度不够、专业实践教学整合性差、传统管理思维定式的影响、实践教学经费投入不足及人才培养质量评价模式落后等几个方面分析了本科院校综合实践不足原因，并给出了一些具体措施;林礼区等[11]和刘凌等[12]立足于解决复杂工程问题能力培养的教育理念，探索实践教学体系的设计思路，从实践课程体系构建、综合实践教学内容具体设计、实践教学平台建设和实践教学质量评价等方面，着重讨论如何构建计算机类专业实践教学体系，为其他专业实践教学体系构建提供了一种思路。吕营等[13]采用结构化案例，分析了工程教育“新兴领导者”澳大利亚查尔斯特大学对本科生的培养理念、课程设计和教学模式，为面向工程科技创新的我国高等学校工程人才培养提供了参考。以上学者均从不同角度对实践教学体系构建、实践教学适应新工科发展需求等角度进行了阐述。适应创新型国家的需求，从“科研服务教学、科研促进教学、科研反哺教学”方面开展研究的学者较少，科研对实践教学提升方面研究也很少见到。本文主要以科研服务教学、科研转化教材知识点和科研提升老师与学生创新能力等方面分别给出了一些建议，希望能为科研教学型教师提供一种思路。

一、科研项目成果引进课堂教学，提升教学水平

教学能力提升是一个永恒的话题，高校教师如果围绕科研搞教学，教学一定会十分出彩，理论和实际相结合，提升了学生课堂学习的积极性和主动性。以教学为主的老师可以将30%～40%的时间投入到科研工作中，同时以科研为主的老师也积极承担相应的专业课程、指导学生课外科技创新活动、各类创新型竞赛和毕业设计。高水平的科研成果代表老师掌握的科研前沿，将科研成果带入教学内容，从而带动教学改革和课程创新建设，进而普遍提高人才培养质量。另外，通过学术报告、学术论坛等形式将当前学科专业热点介绍给学生，引导学生对科学研究感兴趣。在科研的带动下，老师把自己科研积累的研发经验带入实践教学中，使学生在实践教学中掌握了产品研发过程，将科研的思维方法及成果融入教学中，得到了学生较高的评价。

二、科研转化为教材，提升教材质量

教师的科研成果转化成教学内容，学院倡导科研成果引入课堂、进入教材，鼓励教师将最新科研成果融入教材，化为课程，开设反映学术前沿的选修课。如机械专业导论课程，通过校内教授和校外知名专家讲解专业发展前沿，让学生了解本专业的技术难题和需要攻关的技术，从大一开始就着重培养学生勇于担当，敢于创新的精神，践行了“三全育人”和课程思政元素引入课堂的思路。其中教师参编的《数控技术》为机电类“十一五”普通高等教育规划教材，作为副主编的《数控车床技术与研究》是集多年科研与学生毕业设计论文基础上合编而成，主编的《机械基础》教材被评为普通高校“十三五”规划教材，《机械CAD/CAM原理及应用》通过科研转化为教材，主编的《智能制造》专著也是集多年科研成果的汇集。这些教材或专著作为本科生的课堂教材或课后读物，能使学生及时了解、掌握本专业研究现状及最新动态，以拓宽学生知识视野。利用科研反哺教学，受到学生的热烈欢迎。

三、科研分解为毕业设计，培养学生实战能力

支持教师结合承担的纵横向科研项目，作为本科生毕业设计题目，通过毕设的完成，使学生了解和掌握最新的前沿科学知识。据统计，每年本科毕业生有40%左右的课题来自老师的科研项目，毕业论文选题紧密结合老师所承担的项目，学生结合老师的科研情况及具体社会实际进行选题。学生选到与老师科研紧密相关的毕业设计，毕业生能够应用文献资料和科研成果初步解决实际问题，具有较强的设计能力和实验操作技能，很多科研项目实验需要设计实验过程，实验参数，学生通过不断的实验，探索自己设计的工艺是否正确，自己设计的结构是否满足工业现场需求，毕业设计的质量得到不断的提高。通过毕业设计产生的专利和论文数量逐年增多，仅2020年毕业的107位同学的毕业设计，产生了SCI论文2篇，核心期刊以上4篇，普刊6篇，发明专利12项（受理），实用新型多项。学生通过毕业设计实践环节产生的成果被教师用作课堂教学素材，教师每年有20%左右的科研项目是通过学生毕业设计存在的问题衍生新的问题，作为大学生创新创业项目或者下一届学生的毕业设计题目，形成了理论-实践-理论的闭环，提升了学生的科研实战能力，也提升了老师实践教学能力。

四、科研转化为创新，提升学生科研能力和创新能力

学院要求专业骨干教师每人主管一个专业赛事，为培养学生的创新能力，科研能力强的老师成立兴趣小组，挑选一部分学有余力的学生参加兴趣小组，并积极申报实验室开放项目、大学生创新创业项目，参加各类国家级、省部级大赛，增加了学生实践创新的机会，增强了实践创新的能力。近年来，一批学生的大创项目、竞赛获奖等都直接或间接来源于指导老师的科研项目。学生参与科研，不仅在研究中深化了课程理论知识，而且增强了提出问题、分析问题和解决问题的能力，培养了创新精神、创新意识和创新能力。同时，通过学生各级各类大赛和实践环节的指导，一些急需攻克技术难题也成为老师的科研突破点，进而为老师的科研项目申报提供了技术支持。从2020年起，学院制定了“七个一工程”的毕业要求，其中有一个要求就是学生大学四年要参加一个学科竞赛。随着“七个一工程”的提出，机械专业学生各种实践环节成果层出不穷。主管赛事的老师主攻该赛事的规则和一些技术难点，项目组老师带领学生设计装置的结构与控制部分，机械专业2017级78名学生，2020年通过各种大赛产生了15项专利和4篇科研论文，有的形成了老师的科研项目;2020年学生竞赛获得国家级一等奖3人次，二等奖6人次，省级特等奖7人次，一等奖20人次，省级二等奖30人次，校级一等奖21人次，校级二等奖51人次，三等奖及优秀奖多人。大部分学生通过实践教学和学科竞赛，大幅提升了科研能力和创新能力，也有老师通过学科竞赛或者大创项目中一些技术难点，申报了省部级以上项目并获批，形成了科研促进实践教学，实践教学促成了科研项目的良性循环。

五、搭平台促成果，学生教师科研能力大幅提升

1. 按照“基础+综合”“校内+校外”“课内+课外”“校企合作、产教融合”“项目+竞赛”等模式，先后扩建了综合实验室，建立了校内实验实训中心、创新实验实践平台、校企共建实验实训中心和校外企业实习基地等多元化实践教学平台，实施了学科竞赛全员参与制度，实现了本科生参与学科竞赛全覆盖，着力提升学生实践动手能力和创新能力，实现了机械专业学生的职前职后有效贯通和校企协同育人的无缝对接，较好解决了实战训练平台资源匮乏的问题，为教职工科研项目的诞生提供了有力支持。很多平台都是可以二次开发的，让学生在现有平台基础上搭建新的装置，完成新的功能。毕业设计或者机械创新大赛很多装置在设计完成，通过模拟仿真，让学生加工出成品，调试验收后，作为机电液综合实训的实验装置，这样既锻炼了老师的科研能力，也提升了学生的科研能力，为学校节约了购买实验装置的资金。机械专业人才培养体系中实践教学对科研的支撑作用如图1所示。

2. 通过科研服务教学，创新了实践教学模块化教学，实行全方位多维度创新能力培养模式。按照时间维度、内容维度、目标维度以及毕业要求，科学设计了实践教学模块序列，增设了机电液综合实训、制造技术与数控加工和基于项目的技能拓展三个综合训练环节以及顶岗实习、创新创业训练和项目实践教学等三个实战模块，高度关注学生应用实战能力的提升，体现了科研反哺教学的效果，如图2所示。

六、科研服务教学，人才培养质量大幅提升

通过科研服务教学后，机械专业人才培养质量大幅提升，学生就业率、就专率逐年攀升（2018年就业率97.8%、就专率为85.74%;2019年就业率98.3%，就專率89.1%）的水平，学生考研率逐年递增，人才培养质量得到制造行业和用人单位的普遍好评，大多数毕业生已成为区域经济发展和行业建设的设计人才和技术骨干。近几年，学生发表的SCI@EI检索论文三篇，刷新了文理学院本科发表高水平论文的纪录，EI收录多篇，学生发表核心期刊论文数逐年攀升，成功获批大学生创新创业训练项目24项，学生申报国家专利42项，学生参与完成的省市级以上科技项目逐年增加，横向项目多项。

七、结束语

通过本项目的研究得出以下结论：

（1）通过综合实训课程设置，促进了教师和学生的科研创新能力，强化了理论联系实际的能力。近几年，学生的毕业设计和各种大赛获奖质量逐年攀升，学生参与老師的科研项目逐年增加，教师解决企业现场实际问题的能力大大增强。

（2）通过科研创新能力，学生综合实训能力大幅提升，也践行了以科研促教学的方针，落实了新工科对复合型人才的需求。

（3）从这几年老师的教学能力和科研能力提升看，学生培养质量也大幅提升，就业率大大增加，从2016年的一次就业率75%增加到2020年的94.5%;学生服务社会的能力也大大增强，每年毕业生进入大中型企业人数大大增加。

（4）从近几年输入给各高校的硕士研究生质量来看，受到各招生单位的一致好评，一进高校，立刻可以进入导师科研项目的研究工作中。

参考文献：

[1]“新工科”建设复旦共识[J].复旦教育论坛，2017，15（2）：27-28.

[2]于潇淳，邵信儒，孙海涛，等. “新工科”背景下加强应用型大学实践教学环节的探索[J].艺术科技，2018，31（8）：29+31.

[3]苗圩.中国制造2025：建设制造强国的行动纲领[J].理论参考，2015（7）：4-18.

[4]杨蕙馨，孙孟子，杨振一.中国制造业服务化转型升级路径研究与展望[J].经济与管理评论，2020，36（1）：58-68.

[5]姚凯，李思志，王姣姣.高校创业型人才培养模式研究——以复旦大学为例[J].现代教育管理，2020（4）：40-46.