杨 颖 杨士娟

(1. 临沂大学 自动化与电气工程学院， 临沂 276005)(2. 临沂大学 信息处， 临沂 276005)

近年来“大类招生、分流培养”模式已成为高校人才培养模式改革的热点及发展趋势,在该背景下，教学模式的改革则是人才培养模式改革的核心所在[1-3]。传统意义上的教学模式，无法满足宽口径、厚基础的专业大类招生与培养的需求[4-5]。基于未来社会对工程人才的能力结构的需求，以“工程实践能力”培养为主线，以“大类专业”建设为视角，设计多层次、多阶段、多元化、立体化的实践教学环节，按照工程逻辑，把工程教育融入大类专业人才培养的全过程，着力培养学生的工程意识、实践能力、创新精神、创业意识和创造能力，以期形成适应时代发展和国家、行业、学校三级质量标准的实践教学新体系。

1 自动化大类专业实践教学现状分析

1.1 实践教学体系不适应大类专业人才培养

传统意义上的实践教学体系面向相对较小的专业建设，不适应宽口径人才的培养，无法满足专业大类招生与培养需求——宽口径、厚基础的专业教育。专业的宽口径变化要求加大平台课程体系的建设，但平台课程仍是面向单个专业的，而不是面向整个大类专业。

1.2 实践教学忽视工程实践本身的实践体验

虽然当前高校对工程教育给予了越来越多的关注，但对工程实践教育能将复杂问题具体化、形象化、简单化、趣味化的优势功能认识不到位，对工程实践教学形式的多样性、工程教育的认知规律、工程训练的核心功能等理论问题缺少足够的认识，只是简单地将工程实践等同于实践训练，或用仿真模拟或验证性实验替代工程实践，工程教育模式仍然停留于“技术范式”阶段，忽视工程实践本身的实践体验，忽视现代工程应有的系统化、集成化特征，忽视学生知识、技能、素质以及解决工程实际问题的综合性能力的培养[6]。实践教学与现代工程实践的系统性、综合性和复杂性的要求相距甚远。

1.3 课程体系缺少体现工程本质的教学内容

目前大部分高校自动化专业的专业教学现状是基础或专业基础的内容更新不多，基础原理性实验几乎没有新知识，教学内容的案例陈旧，尤其是基础课和原理性的知识与工程实际应用联系不够，学生无法将所学与所用相联系[7]。课程体系中工程设计、解决工程问题、工程创新等体现工程本质的教学内容严重欠缺，创新实践课程较少且碎片化，创新实践活动系统性不足，学生参与企业生产实践时间短、锻炼机会少，无法将企业运行管理机制与教学环节有机融合。专业选修课程纷繁复杂，学生选修课程具有盲目性。学生创新实践的开展无法有效组织，工程训练体系、实践课程体系的改革明显滞后。

1.4 基层教学组织形式不适应教学改革需求

高校原有的教研室逐渐被新的、以团队组织形式出现的研究所、学术团队、科研团队等所取代，形成了以“学术带头人-学术骨干”构成的科研体系，而由“教学带头人-教学骨干”组成的教学体系相对较薄弱。现行的基层教学组织管理、教学运行模式与人才培养体系之间明显出现不协调，急需构建高效的教学组织体系和管理运行模式[8]。专业教师实践教学投入精力太少，没有更好的机构去组织教师研究教法和学法，致使有些学生参与学科竞赛、创新实践活动热情较高，但缺乏教师系统规范的参赛培训和科研能力培养。

1.5 教师缺少工程师思维

教师中有工程经历的不多，基础、专业基础教学的教师工程经历更少。教师工程经历不全面、不完整，难以形成对工程实际问题全周期、全流程的认识和了解，不利于教学；对相关教学内容的认识也不够深入，缺少工程师思维的特点。有些教师虽有工程经历，但在教学中发挥作用不够，培养学生工程能力的教学内容尚未及时建立，教学内容针对性不强，比如将行政管理简单替代工程管理，环保意识简单替代工程问题对环境的影响等。

2 全学程、渐进式实践教学模式构建

2.1 模块化构建实践教学体系

面向自动化大类专业学生，以“工程实践能力”培养为主线，以工程化项目为载体，模块化、系列化、系统化地构建“工程认识+工程基础+工程综合+工程创新”层层递进的实践教学体系，如图1所示。以专业实验室、实践教学中心、校外实践实训基地作为工程内化的教学环境，以工程化教学项目为载体，采用小组协作式学习方法，建立实践教学管理系统和质量评价体系，以校内教师、校外专家、企业工程师组成多元化的教学团队，采用信息化管理手段，最终达成让学生掌握核心知识和具备核心能力的教学目标。

图1 实践教学体系结构图

从“大自动化专业”建设的角度出发，将工程教育与专业教育、职业发展、实践实训和实习就业有机结合，注重能力培养，确定大类专业中不同专业的内涵，并对不同专业的培养方案进行修订，加大实践创新类课程比重，增设创新创业类课程模块，包括必修课和选修课，要求学生至少选修8学分[9]。设置创新实践学分，要求至少获得2个学分。进行课程结构重组，“模块化”课程体系，将实践类课程分为工程基础平台、专业实验课程、工程素质拓展课程和实践创新课程四个模块。四个模块各自独立又互相关联，构建的“四大模块、工程实践能力培养贯穿全程”的自动化大类专业的创新实践教育体系，模块化课程体系结构图如图2所示。

图2 模块化课程体系结构图

该课程体系中融入了厚基础、重实践、求创新、融思政的理念。厚基础是注重对基础知识即基本概念、基本理论的学习，注重理论知识与工程实践的有机结合。重实践就是注重引导学生敢于去实践，让他们在实践中不断成长。自动化学科是对工程实践能力要求很强的学科，专业能力的培养离不开实践。实践环节主要包括基础课程实验、专业课程实验、课程设计、专业综合设计、毕业设计、学科竞赛、创新训练、创业训练、创业模拟。求创新就是鼓励引导学生在科技活动中有独创、有发展。融思政就是挖掘国家在自动化领域取得的巨大成就，利用具有我国自主知识产权的创新理论和创新成果来激发学生的爱国热情和民族自豪感，坚定学生的理想信念，培养学生的家国情怀。

2.2 全学程培养学生综合能力

遵循“学、做、创”一体的改革思路，积极推进系列化、工程性项目教学，强化学生的综合能力和可持续发展能力，使项目教学成为人才培养过程中的重要手段[10]。首先，项目的选择、设计要考虑到学生能力与实际情况，项目指导教师要在充分尊重学生意见的前提下，对具体项目进行筛选。其次，项目应具备工程实用性，以提高学生的工程意识，同时也应该是学生有能力完成的[11]。尽可能从企业横向课题、教师纵向科研课题、大学生创新创业项目、学科竞赛项目中寻找合适的项目，给学生以真实感和工程感，从而激发学生自主学习的内驱力。项目设计要基于专业核心知识和核心能力，以知识的转变、构建以及促进知识的新理解为着力点，开发层次提升、能力进阶、环环相扣的分级式系列化项目。其中一级项目来自工程化教学项目，结合多门核心专业课程提炼。二级项目来自课程群，通过整合多门专业基础或专业课程群形成。三级项目从主干课程实验和课程设计中提炼。渐进式项目设置、开设时间及所占学分如表1所示。项目类型可以设置成必做项目、选做项目和开放项目，各类项目设置时还要兼顾所设置的项目对学生应有的多学科知识和综合素质等的要求。

表1 项目设置、开设时间及所占学分分布表

项目实施过程中，通过校内校外互补、课内课外互补、线上线下互补，促使学生通过文献查阅、互动交流、分析探究等环节，实现知识的内化构建和实践创新能力的逐步提升。比如智能循迹车、多功能函数信号发生器、智能点阵显示、水下机器人项目等，在校内外行业专家和教师组成的指导团队带领下，通过项目小组的团结协作，最终完成控制电路设计、程序编写、机构及外观设计与制作、新材料开发与应用等训练内容。项目评价以项目的自主性、现实性以及创新性为主要依据，采用“自评+互评+师评”相结合的考评方式，在小组成员自评、组间互评的基础上，最后教师再进行修正评分，保证了项目评价的开放性、合理性和公正性。

此外，还可以尝试让学生充当实验台的改造者，进行实验台的硬件改造，来提升学生的设计开发能力，增强学生的参与感与成就感。还可以将学生的学习能力与新技术的发展进行有机结合，引导学生进行文献检索与技术跟踪，允许并鼓励学生不断提出新的实验项目，保持实验台的自我更新能力，以持续提高学生的综合能力。

2.3 校企合作建设工程化环境

坚持“行业导向、供需互动、优势互补”的合作理念，不断深化校企合作，通过校企共建资源基地、共商培养方案、共组教学团队、共研科研项目、共编教材资料、共办培训竞赛，把产学合作、协同育人的各个要素根植和延伸到人才培养的各个环节中去[12]。充分利用学院在控制科学方面的学科优势，以培养学生的专业核心知识、核心能力为教学目标，校企合作建设工程化环境，协作构建以工程化教学项目为载体、学生自主式学习为模式、适合自动化大类专业人才培养的工程实践教学体系。

2.4 搭建工程化人才培养平台

1)开辟创新创业空间

开辟以创新创业实践基地为主，部分专业实验室为辅的创新创业实践空间。充分利用实验中心的各个实验室实践资源，除承担课程实验教学的实验室在教学期间占用外，所有实验室、所有开放时段和设备都用于创新创业实践。积极弘扬敢于实践、勇于创新、宽容失败的文化氛围。通过创新宣讲、创业宣讲、学科竞赛宣讲、优秀项目展示，吸引学生加入，引导学生去开动脑筋发现创意，逐渐养成积极主动学习的风气。

2)组建创新创业协会

创新创业协会是工程化人才培养的组织平台，创新创业协会的宗旨是“传承、互助、分享、成长”。协会会员是创新创业实践活动的骨干力量，在协会里互帮互学，形成传帮带的学风。

3)推行学业导师制

学校和学院要大力支持指导团队建设，学院的各个系所派出科研经验丰富的教师参与指导学生进行创新创业科研活动，广泛同国内外高校、科研院所、企业建立交流合作关系，引入社会力量和资源进行协同培养。将企业专家请进创新创业实践课堂，让企业的研发、生产、市场专家来参与指导学生的创新创业实践活动，在更高的起点上形成以校内教师、校外专家、企业工程师组成的具有一定规模、结构合理、实践教学能力强、科研经验丰富的导师团队。

在本科学生中推行学业导师制，一个学生参与到一个导师组中，导师可为学生提供适当的创新实践条件，以学生能力培养为目标，根据学生个性差异，分别制定发展计划。学生在导师团队中慢慢融入，在实践过程中学习理论，在理论指导下开展创新，培养了自主学习能力、创新思维和创业意识。另外，还可以让优秀的学生参与指导，通过传帮带形成三级制的培养方式，如图3所示。此外，还可以利用微信、QQ平台，建立学生互助学习群,加强互助交流。

图3 三级制的培养方式结构图

4)实施创新创业项目训练

创新创业训练项目是工程人才培养的重要载体，创新训练项目的创意来源于学生或者指导团队，是学生参与工程训练和开展创新创业活动的有效途径。完成的创新训练项目是创业训练的基础，创新训练项目立项时需要做好市场调研，值得推广的项目研发成功后转入创业孵化。建立国家、省、学校和学院四级大学生创新训练项目，将学生参与的创新项目与竞赛活动以及与其毕业设计题目和内容挂钩，以增加创新创业训练项目的延展性和可拓展性[13]。

5)模拟创业活动场景

采用“翻转课堂+互联网学习+ 模拟仿真+研讨分享”的教学模式对创业活动进行模拟训练，充分体现出以学生为主体，教师在教学中发挥教学管理、组织、协调、引导的作用，相对弱化教师的课堂教学职能，学生通过在模拟中体验、在实践中学习、在训练中锻炼、在案例中感悟、在交流中分享、在研讨中总结的过程，沉淀创新创业知识，锻炼创新创业能力，积累创新创业资源，感悟创新创业浪潮[14]。同时邀请校内外行业专家、企业技术人员参与，为创新创业学生提供全方位、个性化的指导和帮扶。学生的领导能力、协作能力、发现问题能力、归纳表达能力、科学研究能力、管理创新能力、信息获取能力、职业规划能力都有明显提高。

2.5 构建“以赛促教”学科竞赛体系

临沂大学历来重视大学生学科竞赛，构建了国际、国家、省、校和学院五级学科竞赛体系，把“互联网+”创新创业大赛、大学生科技创新大赛、大学生电子设计竞赛、智能车比赛等多项赛事作为促进大学生全面发展的重要平台，积极推动产学研用相结合，从组织发动、项目储备、培训指导、激励保障等入手，多方联动，全方位育人[15]。

1)健全赛事组织模式

学院成立竞赛工作领导小组，保证机构到位、经费到位、场所到位、人员到位。确保科研平台、实验室向参赛团队全面开放，确保分管领导、专职人员、指导教师全程参与。围绕不同赛事的特点，积极联系创新创业学院、教务处、学生工作处、科技处等部门，通过学校各级各类新媒体平台对赛事进行全方位、多角度宣传动员，吸引专业教师、研究生、本科生、专科生团队加入到赛事中来。

2)规范团队培训模式

将长期培养与短期培训相结合，整体培训与精细化培训相结合，集中培训与结对辅导相结合，建立一年培育、两年孵化、三年参赛的规范化项目培养模式。

3)丰富参赛项目来源

比赛项目可以来源于校、院两级大学生创新创业训练计划，也可以来源于教师科研攻关或师生共创的成果，还可以来源于往届各级各类竞赛获奖作品以及在校生和毕业生自主创业的项目等。

4)提升参赛项目质量

竞赛工作领导小组牵头对学院参赛项目的申报书、PPT、视频材料等进行一对一指导。学校层面制定培训计划，邀请校内外专家、往届获奖项目主持人进行系统培训，提升参赛项目整体水平。同时细化赛程，根据每个赛程的特点，围绕申报书撰写、网评注意事项、现场路演、答辩礼仪等提供有针对性的指导，全方位提高参赛项目质量。组建了10人左右的专家评审团，定期对参赛项目的方案、进度进行评判。一般一个项目周期有5次评审，参赛小组汇报5～15 min，专家点评5～8 min，有具体的评分标准和建议栏，评审会后将建议栏发放给参赛小组。

5)完善参赛评价体系

改革评价体系，将知识考核转化为能力考核，重视检验知识应用的能力，重视考核提出问题、解决问题的能力，保证工程人才培养的质量。将各类大学生学科竞赛纳入评先树优和表彰奖励的范围，对获得优秀成绩的学生在学分认定、奖优评定等方面给予倾斜。同时，学校对获奖团队也给予集体奖励。建立健全竞赛指导教师激励机制，对表现突出的指导教师授予荣誉称号并纳入学校表彰奖励。所建立的包括学科竞赛评价在内的创新创业评价体系结构图如图4所示。

图4 创新创业评价体系结构图

2.6 改革教学组织形态

改革教学组织形态，围绕课程群、专业综合训练、工程项目、学科竞赛，聘请校内外教师、工程技术专家组建教学团队，组织大类专业中不同专业、年级的学生在一起研讨协作学习，开展系列化的项目教学。突破现有的体制、机制障碍，从教师和学生两个方面，系统创建从项目设计、学分要求、规范引导、评价标准、政策激励、条件支撑到文化环境熏陶的教学运行保障机制[16]。强化顶层设计，成立教学改革工作领导小组，全面规划设计总体改革方案。成立专家工作组，设计改革具体方案，建立学校到学院两个层面的协同运行机制，完善政策举措，保障教学改革的可持续进行[17]。

2.7 丰富课堂教学组织形式

1)基于“智慧教室+雨课堂”的小班化教学

对于重要的知识内容，建议采用“智慧教室+雨课堂”的小班授课方式。智慧教室可将信息技术与学生的学习空间深度融合，可使小组合作式学习常态化，也便于收集学情数据，可以随时为教师持续改进课堂教学质量提供科学依据和数据支撑。雨课堂教学软件可用于课前预习和课后复习， 具有手机签到(两次签到)、提问、选人、弹幕、下发问题等多种功能。可以向学生发送课件、微课视频、课外阅读资料，下发多选题、单选题、主观题等练习题，并对学生做题情况进行实时统计和分析，主观题可以提交作业照片。所有记录均可保存，也非常方便监督学生预习，了解预习情况。

2)结合翻转课堂和微课视频组织教学

对于介绍性的内容课采用翻转课堂组织教学。通过雨课堂提前上传课件、课外阅读资料，课堂上主要进行讨论和学生讲解，锻炼学生的归纳、总结及语言表达能力，可节约课堂时间进行更多的讨论、练习等环节。对于重点和难点内容，采用“微课视频+课堂讲授”的方式，将重点和难点内容，专门录制成微视频，提前发送给学生预习，并及时掌握学生预习情况及不懂的地方，课堂上针对重点和难点再进行详细讲解。

3)小组协作讨论课

对重要、易混淆、难理解的概念和内容进行分小组讨论，以加深理解和能够灵活应用。讨论课形式多采用分小组讨论，所有的学生都积极地参与讨论并踊跃提出疑问，由上台展示的小组回答问题，或推荐学生回答，其他学生参与补充。小组讨论课有助于锻炼学生沉着、理智分析问题的能力，对于培养学生的思辩能力、学术研究能力、语言表达能力及团队协作能力都有重要作用。

2.8 搭建教师发展平台

提高实践教育教学质量，需要建设一支高素质、创新型的教师队伍。鼓励教师结合专业特点加强对相关教学内容的研究，形成系统、完整的教学内容，有意识地将工程经历中的问题提炼成教学内容，善于将工程实际中的应用及要求融入到教学活动中。为了促进教师的成长与发展，可送教师到行业、企业挂职，到工程一线锻炼，与企业联合设计、开发课程，以便让学生更多地了解工程实际中需要具备的相关知识。鼓励教师承担企业工程实际项目、参加企业工程能力训练、自制教学设备、开发项目教学案例、参加国内外学术交流、指导各类竞赛、大创项目。同时引进或聘请企业工程技术人员，通过外引内培造就一支优秀的双师教学团队，着力提升教师的工程教育教学和实践指导能力。

3 结语

“大类招生”打破了同一学科下不同专业间的界限，拓宽了学生的专业领域，为学生的个性发展提供了更为广阔的空间。以工程实践能力和创新创业能力培养为核心，构建了模块化、系列化、系统化的实践课程体系，形成了优质资源融合、教学科研协同以及学校企业联合培养的实践教学新模式，推进了以模块化课程、项目化载体、工程化环境、协作式学习、团队式指导为主要组织形态的实践教学改革。近几年的教学实践表明，该方案先进、实用，能够更有效地促进专业人才培养目标的实现。