“卓越计划2.0”背景下应用型本科实践教学体系的重构

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　　[摘要]随着产教融合、校企合作的不断深入，以及“卓越工程师教育培养计划2.0”的实施，三江学院针对当前应用型本科实践教学过程中的问题，提出了实践教学体系改革思路。学校以建设高水平应用型本科院校为契机，根据工程实践能力和创新能力的可行性、渐进性、层次性、系统性和可评价性，对原有实践教学体系进行了重构，构建了“全过程、三平台、四层次”应用型本科实践教学体系，探索深化产教融合、校企合作，有效提升卓越工程人才的工程实践能力和创新能力。
　　[关键词]卓越计划2.0;应用型本科;实践教学体系
　　[中图分类号]G642.0
　　[文獻标识码]A
　　[文章编号]2095-3437（2020）04-0001-05
　　党的十九大报告指出，要深化产教融合、校企合作。2017年12月19日，国务院办公厅印发《关于深化产教融合的若干意见》，提出“健全高等教育学术人才和应用人才分类培养体系，提高应用型人才培养比重”“大力支持应用型本科和行业特色类高校建设，紧密围绕产业需求，强化实践教学，完善以应用型人才为主的培养体系”。2018年10月8日，教育部发布《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》（以下简称“新时代高教40条”）等文件，决定实施“六卓越一拔尖”计划2.0。“新时代高教40条”中提出“加强实践育人平台建设”。在此背景下，应用型本科院校以转型发展为契机，培养适合区域经济发展和产业转型升级所需求的人才，积极探索和重构应用型本科院校的实践教学体系势在必行。
　　一、当前应用型本科实践教学中存在的问题
　　为了满足社会对工程人才的工程实践能力和创新能力要求，从2011年开始，国家相继出台并实施了“卓越工程师教育培养计划”“工程教育专业认证”“新时代高教40条”等质量工程，以提高学生解决复杂工程问题的能力。随着应用型本科院校转型发展的不断深入，传统的实践教学模式已经严重阻碍了学生工程实践能力和创新能力的培养。
　　（一）实践教学内容传统陈旧
　　在传统的工程人才培养过程中，理论教学比例高，实践教学比例低，实践教学普遍不受重视，实践教学过程与行业、企业脱节，课程体系缺乏层次性和创新性，学生的实践能力、创新能力培养不足。工科专业的实践教学课时仅占总课时数的15%～25%。实践教学模式和内容相对比较传统，学生的自我管理能力、学习的积极性欠缺。
　　应用型本科院校的实践教材及教学内容与理论课程教材匹配度不高，大部分工科专业的实践教材属自编教材或讲义，侧重仿真分析、软件开发或演示性，对工程领域内复杂的工程实际问题涉及较少。
　　（二）实践教学方式有待改进
　　应用型本科院校的校内实训场地及设备有限，实践教学方式也仅仅是局限于教师先集中讲解、学生后分组进行实验或实训，一名教师指导多组学生的现象较为普遍。应用型本科院校的实践教学条件不能满足实践教学需求，实践教学项目单调、传统，校内实训中心不能实现有效地共享，无法调动学生动手的积极性。
　　（三）推进产教深度融合阻力不断
　　部分应用型本科院校已经在不同程度、在不同形式上开展了校企合作，但企业没有真正地参与人才培养制订、执行和修订等过程，校企合作不够深入，应用型本科实践教学体系还需要合作企业在实验实训设备、实习环境以及教师培训等方面加强投入，寻找校企双方的融合切入点，真正意义上建立产教融合、校企合作的长效机制。
　　（四）缺乏合理的专业实践师资队伍
　　一支素质硬、能力强的专业实践师资队伍是提高应用型本科实践教学的关键。大部分本科院校的教师是通过“校门对校门”的方式引进的，其工程实践能力欠缺;而企业中具有较强实践能力的工程技术人员却因学历、学位等原因而被拒之门外，这导致实践教学过程中“双师双能”型专业实践教师短缺。虽然部分应用型本科院校已逐步与企业合作，通过顶岗实习、锻炼等方式开展了教师培训，但缺乏整体推进，距满足实践教学的需要仍有较大差距。
　　二、应用型本科实践教学体系的重构思路
　　（一）可行性和紧扣培养目标
　　学生能力的培养是人才培养质量的关键，尤其是应用型本科院校的人才培养，其重点在于强化实践教学环节，加强学生工程实践能力的培养。要培养出一大批工程实践能力强、能解决工程领域内复杂的工程实际问题的人才，必须对传统的实践教学体系进行改革和重构。遵循教育教学理论、综合考虑院校的实际情况改革实践教学体系，使其在执行过程中可操作，具备可行性。
　　实践教学体系中的所有环节需根据院校的办学目标和定位，依据专业人才的培养目标，从“卓越工程师教育培养计划2.0”理念出发，将培养学生工程实践能力、创新能力的整体目标划分为不同的子目标，分解落实到各具体的实践教学环节中去，固化至实践教学计划和实践教学过程中，通过实现各具体的实践教学环节中所需培养的工程实践能力、创新能力子目标来保证整体目标的实现。
　　（二）渐进性和层次性
　　工程实践能力的培养是一个渐进的、系统的慢过程，是缓慢递进的过程，不能一蹴而就，需要逐渐训练而成。传统的实践教学体系中各环节基本上是按照理论课程体系来设置的，没有充分考虑实践教学环节各阶段的特点，缺乏针对性，未形成一个从简单到复杂、从基础到创新的层次性架构。在传统的实践教学体系下，学生难以通过实践教学体系的各阶段实践锻炼循序渐进地形成工程领域的知识、能力和素养体系，难以在工程实践能力的基础上创新。
　　因此，构建一个科学合理的应用型本科实践教学体系需要体现渐进性和层次性，每个层次既相互关联又逐层深化。
　　（三）系统性和可评价性
　　实践教学过程包括课程实验、课程设计、实训、实习和毕业设计等部分，这几个部分在实践教学中是相互联系又有区别的，在制订专业人才培养方案时需系统性地优化。目前，大多数的实践教学环节分散在课程间，是一种松散的形式，呈“碎片化”，各实践教学环节的联系不够紧密，缺乏系统性的考虑。应用型本科实践教学体系的构建需要运用系统性思维，充分利用校内、校外实践平台，有机结合实践教学与理论教学。 　　传统的实践教学考核评价方式是沿用理论课程的教学考核方式，学生毕业时所出具的成绩单不能充分体现其工程实践能力和创新能力，对学生的工程实践能力和创新能力缺乏一个具体的、可操作的评估体系。实践教学体系的可评价性体现在考核方式简单、评价数据易获取、过程规范且有标准、评价方式合理等方面。
　　三、“全过程、三平台、四层次”应用型本科实践教学体系的架构
　　实践教学体系的重构需要充分考虑实践与理论的结合度、实践课程及内容、课程间的关联性、学生工程能力的达成度、实践平台的有效搭建、评价体系等因素。我们以“深化产教融合”“新时代高教40条”为背景，以建设高水平应用型本科院校为契机，从原有实践教学体系着手，对其进行深入改革，构建了“全过程、三平台、四层次”的应用型本科实践教学体系。
　　（一）修订专业人才培养方案
　　人才培养方案是人才培养过程的直接体现，是指导性文件，是学校管理教学工作、组织教学过程、安排教学任务、确定教学编制的基本依据。
　　为了适应地方经济发展、产业升级对工程人才的需求，学校对2018级人才培养方案进行了修订，依据应用型本科人才培养目标进行了人才培养模式改革，强化工程实践能力和创新能力的培养，各工科专业人才培养方案的实践教学环节占总学分不低于25%，其中工程实践能力培养将贯穿于学生入学的一年级到毕业的四年级，实现了“全过程”化。如计算机科学与工程学院的计算机科学与技术专业，该专业学生在一年级将学习C#程序设计课程设计，二年级将学习Web设计基础课程设计、数据库原理与应用课程设计、NET数据访问技术课程设计等，三年级则设置了NET Web开发技术课程设计、移动Web APP开发课程设计、企业岗前实训等，四年级则开设了企业实习、毕业设计。例如机械与电气工程学院的机械设计制造及其自动化专业，一年级设置了金工实习、计算机绘图、机械零部件测绘实训，二年级则设置了机械设计课程设计、液压与气动技术课程设计、电工电子技术实训和机械制造工程学实训等，三年级开设了机电传动与控制课程设计、数控加工实训和CAD/CAM技术实训等，四年级则开设了毕业实践和毕业设计。
　　通过人才培养模式改革，各专业将创新能力的培养体现在应用型本科人才培养过程中，学生在校四年内需要修完8学分的创新创业教育学分。学生在学习完创新类、创业类课程以及参加创新创业项目、学科竞赛、教师科研、开放式实验室项目等创新创业活动后由学生申报并提供证明材料，经过学校教学主管部门审核方能认证其创新创业教育学分。
　　（二）建设实践教学平台
　　实践教学平台是开展实践教学活动的基础，各实践教学环节在人才培养过程中的地位、顺序和时间分配是不同的，科学地构建实践教学平台对应用型人才培养、增强学生工程实践能力和创新能力具有重要的意义。结合学校场地、各专业的特点，相关本科专业建设了校内实验实训平台、校外协同育人实践平台和校内创新创业平台三个实践教学平台，为应用型本科实践教学体系提供保障。
　　1.校内实验实训平台
　　目前，学校现有计算机实验教学中心、通信与电子实践教学中心、经济与管理实验中心等5个江苏省高等学校实验教学与实践教育中心。
　　近些年，学校每年投入2000万元用于校内实验室建设，重点建设跨专业跨学科的实验实训教学平台、与企业对接的实验室或工程中心，例如汽车技术实验实训中心、机械基础实验实训中心、三江学院西门子数控技术应用中心、三江/优创联合实验室、三江/中电光伏联合实训实验室、三江/友达集成电路设计工程中心等。
　　学校结合专业发展特色，重点建设了多个校内实验实训中心。近几年，机械电气与工程学院、土木工程学院、电子信息工程学院、计算机科学与工程学院等院系改建提升了7个校内实验实训中心，完善了各中心的实践教学功能，这些中心不仅服务于本院系的实践教学，还服务于其他院系。例如机械与电气工程学院的机械基础实验实训中心，结合行业和产业发展趋势，建设了一套先进制造技术系统，包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等，该系统是集机械工程技术、电子技术、自动化技术和信息技术于一体的新型系统。该实验实训中心不但能满足机械与电气工程学院的机械工程学科实践教学，还能满足机械与电气工程学院的电气工程学科实践教学，同时还能满足土木工程学院相关专业的实践教学需要。
　　学校与多家企业联合共建的校内实验室或工程中心是在专业实验室基础上的一次提升，学校、企业双方可利用该平台共同开展实践教学、科研开发合作，学生、教师与企业工程技术人员共同参与建设和运行，这既培养了學生的工程实践能力和创新能力，又提升了教师的实践教学能力和科研能力。如西门子公司先后与三江学院成立了西门子工业控制实验室、三江学院西门子数控技术应用中心。西门子工业控制实验室是按照企业的工业环境建设而成，为学生提供了一个真实的过程控制训练和开发平台。学生在运用这套系统时，可以亲身体验到生产企业的工业系统运行时遇到的各种情况，同时，该实验室还可以用于开展自动化系统工程师资格认证培训。三江学院西门子数控技术应用中心是与西门子公司实施共建，西门子公司向该中心免费提供60套数控系统软件、免费进行师资培训。
　　学校自建或与企业共建的校内实验实训平台，为学生工程实践能力和创新能力的培养提供了教学服务，还为行业企业培训了技术骨干，充分发挥了社会服务功能。
　　2.校外协同育人实践平台
　　学生的工程实践能力和创新能力只有在生产企业的具体环境中才能得到应用和激发。学校积极拓宽校外协同育人实践平台，利用自身优势、校友资源，建立稳定的校外实践基地。通过从制度上完善校外协同育人实践基地的管理，建设高效、长效的校外协同育人平台。机械与电气工程学院、土木工程学院、计算机科学与工程学院已与80多家企业建立了长效合作机制，搭建了79个校外实践基地，基本满足了工科专业学生认识实习、毕业实践、毕业设计等实践教学环节的需求，通过产教深度融合，实现了学校与企业双方受益。 　　3.校内创新创业平台
　　学校积极贯彻落实教育部《关于深化高等学校创新创业教育改革的實施意见》，成立了以校长为组长的创新创业工作领导小组，设立创新创业学院，构建以竞赛为核心、创新项目训练及创业项目为依托的校内创新创业平台，制定专业教育与创新创业教学培养机制。
　　学校积极推进创新创业竞赛活动普及化，建立多种形式的创新创业教育社团，定期组织“创客沙龙”等形式的学习、交流活动，共建校、政、企、行的双创教育实践资源，开展“苗圃-孵化器-加速器”模式的创业孵化链建设工作，设立“大学生创业天使（风险）基金”，实施“大学生创业引领计划”，鼓励和支持学生参与新兴产业创业。
　　（三）建立多层次实践教学课程
　　借助“卓越工程师培育培养计划2.0”推进深化的环境，依托应用型本科实践教学体系多层次改革研究，构建了工程基础层、专业专项综合层、工程应用层和创新创业层四个层次的实践教学体系。
　　学校机械与电气工程学院车辆工程专业在原实践教学体系的基础上，针对本专业学生四年内不同学习阶段所需的工程实践能力和创新能力，构建了“四层次”应用型本科实践教学体系。
　　该体系的基础层为专业认识实习模块，以培养学生的工程基础实践能力和创新意识为核心，依托机械类、控制工程类开放实验项目等校内实验实训平台实施课内实验教学。专业专项综合层设有专业专项、专业综合两大实习模块，依托机械基础实验实训中心、三江学院西门子数控技术实验实训中心、汽车技术实验实训中心等校内实验实训平台实施本专业核心能力实践课程的教学。其中，专业专项实习模块包括金工实习、机械设计课程设计、汽车液压控制系统课程设计、新能源汽车技术课程设计、汽车结构及零部件测绘实习、汽车电器及电控技术实习等;专业综合实习模块设置了汽车典型零件数控加工实训、汽车设计课程设计、汽车制造工艺学课程设计、汽车市场调研分析实习等。工程应用层则是依托校外协同育人实践平台，通过毕业设计、汽车整车或零部件生产实习培养学生的系统构建能力，通过“真题真做”“校企双导师制”的方式促使学生将大学四年内的所学运用到具体的生产实践中。创新层是通过校内创新创业平台，使学生修完本专业创新创业教育8个学分。
　　车辆工程专业的实践教学体系将贯穿学生大学四年的所学，体现“学生从感性认识到理性认识、从理论知识到实践能力”的层次性和渐进性的教学体系。该专业重构的“全过程、三平台、四层次”实践教学体系如图1所示。
　　（四）改革实践教学方法
　　在实践教学方法上，采用基于问题的探究式、基于案例的讨论式、基于项目的参与式以及开放式等实践教学方法。
　　1.基于问题的探究式实践教学方法
　　探究式实践教学方法是以课程实验大纲为基础，根据其目的和要求，通过学生独立思考、查阅文献或相互讨论等方式解决实验中的关键问题，由学生自主设计实验过程及步骤，形成实验方案。指导教师、学生共同对实验方案进行验证，指导教师帮助学生分析方案中的不足和原因，完善实验方案，最后让学生依据实验方案进行实验。如车辆工程专业汽车理论课程的“汽车制动性能实验”，指导教师给出汽车制动性能参数、设备使用手册、国家标准等资料，学生分小组设计实验方案。各组学生将设计的实验方案交指导教师审核，教师审核完方案后，与学生共同讨论各方案中的关键问题、设备使用情况，然后修订实验方案，最后让学生按其方案进行课程实验。通过分析、设计、完善、验证等环节，让学生不仅知其然而且知其所以然，有效地激发了学生的学习兴趣，这既能培养学生的工程实践能力，又为学生创新能力的培养奠定基础。
　　2.基于案例的讨论式实践教学方法
　　讨论式实践教学方法是学生在学习过程中以具体的案例为分析和研究对象，通过分析、讨论、对比和评价的方式，在案例发生的原有情景下改进思路和提出新的方案，或者在某种假设条件下由学生自己提出处理的思路和新的方案。如在汽车服务工程专业汽车营销实习课中，指导教师提供某一营销案例中事件本身及其产生的背景、资源和条件，原有事件处理的方案、事件处理结果及造成的影响等素材，学生自由组合形成讨论小组，通过文献检索、个人探究、小组讨论和交流等途径形成不同背景或条件下的案例处理思路和新的案例。
　　通过典型案例分析可以为学生解决问题提供借鉴，这有利于专业课程域内循环迭代，有利于培养学生在各种复杂环境下分析问题和解决问题的能力。
　　3.基于项目的参与式实践教学方法
　　基于项目的参与式实践教学方法是学生在学习过程中，通过参与工程项目或工业产品设计、开发等全过程，运用已有的知识、能力，选择可行的方法和技术，提出解决工程实际问题的方案，并进行方案评价、完善和总结。如在机械设计制造及其自动化专业机电传动与控制课程设计中，通过参与校企合作共同开发的实际项目或教师提出的工程项目，学生不仅对知识有了更深刻的理解，而且工程实践能力得到提高，同时这也培养了学生团队间的交流能力和合作精神。
　　4.开发式实践教学方法
　　仅仅依靠人才培养方案中的实践课时和实践项目很难使培养的应用型人才满足社会发展的需求。对于一些学科前沿性或探索性的实验项目，可以列入学校开放实验，让学生结合自身的学习兴趣自主选择。例如机器人创新工作室开设的智能机器人开发、智能汽车创新工作室开设的新能源汽车开发等开放实验项目，供有一定专业基础且对新技术感兴趣的学生开放，这样可以拓展学生的视野。
　　（五）多元化实践教学评价方法
　　科学合理且多元化的实践教学评价体系是监测应用型本科实践教学体系培养质量的重要环节。结合近些年的实践教学经验，笔者提出了一种多元化实践教学评价体系，建立了学生学习能力、工程实践能力和创新能力的课程考核机制。
　　将课程实验纳入课程过程考核环节，占相应课程总成绩的30%，即30分。其中，方案设计、实验过程及实验报告分别占12分、12分、6分。方案设计、实验过程的评价主体由教师开放评价和学生参与评价组成，实验报告评价由指导教师评价和课程教师评价组成。
　　集中实验实训课程、课程设计的评价则将方案设计、实践过程和实践总结报告分别占40%、40%和20%。设计方案采用现场问辩考核方式，实践过程采用过程考核方式，总结报告采用指导教师批改方式进行考核，若实践项目是校企合作项目，其课程各环节的考核主体由校内指导教师、企业工程师等组成。
　　生产实习、毕业设计的考核主体则由校内指导教师、企业指导教师共同进行。
　　（六）建设实践教师队伍
　　构建一支名副其实的“双师双能型”实践教师队伍是提升应用型人才培养质量的关键。为了不断深化产教融合、完善协同育人培养机制，学校积极探索校企资源联合培养的有效途径。
　　近几年，学校采取多种途径大力提升教师工程实践能力：一是与国内外应用型高校合作培养青年、骨干教师;二是每年选拔一部分专业教师到相应企业进行挂职锻炼或联合攻关企业的项目难题;三是柔性引进企业优秀的工程技术人员，让其深度参与专业人才培养方案制定、课程内容改革、实验实训课程教学、生产实习、毕业设计等教学过程。学校出台了相关的制度与管理措施，积极提升校内教师赴企业进行工程实践能力锻炼的主动性。如机械与电气工程学院的车辆工程专业充分利用汽车企业、行业等社会资源，深入开展校企合作，发挥多方协同育人作用。一是聘请一批来自汽车整车或零部件企业的设计、开发或生产部门的工程技术人员作为车辆工程专业的兼职教师，以弥补校内专任教师工程能力的不足。二是在车辆工程专业专任教师中选派部分教师前往汽车整车或零部件企业脱产学习、顶岗锻炼，了解企业实际的生产过程，逐步更新、丰富校内专任教师的知识结构，提升教师的工程实践教学能力。三是聘请汽车企业、行业和政府部门的专家组建三江学院车辆工程专业教学指导委员会指导专业建设、教学改革;改变以往由校内教师单一组成的教学团队，构建由省内外车辆工程专业的教学名师、企业或行业内的专家、政府部门的管理人员和校内骨干教师共同组成的三江学院车辆工程专业教学团队。
　　四、结语
　　“全过程、三平台、四层次”应用型本科实践教学体系实施以来，在提升学生的工程实践能力和创新能力方面发挥了有效的支撑作用，通过深化产教融合、校企合作，增强了卓越工程人才培养的适应性。
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