工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革探索
——以浙江科技學(xué)院“四步曲”人才培養(yǎng)模式為例

岑　崗，林雪芬，方　益

(浙江科技學(xué)院 a.信息與電子工程學(xué)院; b.理學(xué)院，杭州 310023)

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工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革探索
——以浙江科技學(xué)院“四步曲”人才培養(yǎng)模式為例

岑崗a，林雪芬a，方益b

(浙江科技學(xué)院 a.信息與電子工程學(xué)院; b.理學(xué)院，杭州 310023)

摘要:針對工程教育環(huán)境中各實踐環(huán)節(jié)相對獨立的問題，提出實踐環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的“四步曲”人才培養(yǎng)模式。四步即為開放性實驗教學(xué)、學(xué)生科技創(chuàng)新項目、大學(xué)生學(xué)科競賽、科研成果的獲取與推廣。重點分解“四步曲”中各環(huán)節(jié)的相關(guān)要素，提出“四步曲”實踐教學(xué)需循序漸進，與計劃內(nèi)教學(xué)內(nèi)容相輔相成，相互補充。經(jīng)過浙江科技學(xué)院多年的實踐，證明其效果顯著，是一種能更好地適用于理工科高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞:應(yīng)用型人才；培養(yǎng)模式；“四步曲”；自主學(xué)習(xí)

高等教育發(fā)展面臨的主要問題是，優(yōu)質(zhì)高等教育資源供給與社會發(fā)展對優(yōu)質(zhì)教育需求不相適應(yīng)。眾多學(xué)者針對中國高等教育對經(jīng)濟增長率貢獻的研究表明[1]，整體貢獻率偏低，其中一個非常重要的原因是高校作為高新技術(shù)孵化器的作用仍不夠。然而，包括學(xué)分制、彈性學(xué)制、工學(xué)交替、訂單式等高等教育人才培養(yǎng)模式卻被眾多企業(yè)看好。高等教育人才培養(yǎng)的重要任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，這也是一項能直接為當(dāng)?shù)啬酥琳麄€地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)的人才工程。

當(dāng)前已有眾多學(xué)者從人才培養(yǎng)模式、創(chuàng)新能力的需求及對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的推動作用等方面作了較為深入的剖析。北京師范大學(xué)鐘秉林等從法國、德國的行業(yè)特色大學(xué)分析中得出，在結(jié)合社會需求和深化人才培養(yǎng)模式改革的同時，強調(diào)教學(xué)和科研的應(yīng)用導(dǎo)向，完善與行業(yè)企業(yè)合作的體制機制。該研究推崇教師能引導(dǎo)學(xué)生參與實踐項目，提高自身實踐能力，并通過與企業(yè)在科研、咨詢、產(chǎn)品研發(fā)等方面展開合作，提供社會服務(wù)[2]。鐘秉林還提出“不斷深化人才培養(yǎng)模式改革，穩(wěn)步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量”[3]，可見其對該問題的重視。浙江大學(xué)鄒曉東等也提倡發(fā)揮科研優(yōu)勢，以教師科研帶動產(chǎn)學(xué)研合作，讓學(xué)生參與到實際課題中，承擔(dān)一部分力所能及的輔助研究工作，從而培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，提升創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維[4]。隨著國家教育部“質(zhì)量工程”的持續(xù)推進，各高校針對大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力不強這個薄弱環(huán)節(jié)，加強人才改革建設(shè)，提升人才培養(yǎng)水平，從而為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才?！八牟角睂嵺`模式正是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種人才培養(yǎng)模式，在浙江科技學(xué)院(以下簡稱浙科院)實施和推廣，取得了一定的成績，效果良好。

1“四步曲”人才培養(yǎng)模式的提出

圖1　“四步曲”人才培養(yǎng)模式的框架Fig.1　Framework of “four steps” personnel training mode

浙科院是教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點單位，工程教育的目的是培養(yǎng)具有熟練技術(shù)基礎(chǔ)和廣泛專業(yè)能力的學(xué)生。把工程教育置入實踐教學(xué)環(huán)境中，讓教育部推薦的CDIO方式的“構(gòu)思”“設(shè)計”“實施”“操作”作為學(xué)生學(xué)習(xí)某學(xué)科基礎(chǔ)技術(shù)知識和方法內(nèi)容的工具和環(huán)境，有助于提高學(xué)習(xí)技能。美國麻省理工學(xué)院航空航天工程系教授、美國工程院院士Edward F．Crawle通過研究工程教育環(huán)境表明，在特定環(huán)境中開展工程教育的效果是顯而易見的[5]。由此，課題組將開放實驗、學(xué)生科技創(chuàng)新、學(xué)科競賽及學(xué)生科研成果獲取與推廣作為研究的一條整體思路，探討由這4個部分構(gòu)成的“四步曲”工程教育環(huán)境對學(xué)生實踐能力產(chǎn)生的影響。“四步曲”體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的理念,為他們提供一個能夠充分發(fā)揮自主性、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)環(huán)境，進而發(fā)揮其創(chuàng)造能力。

1.1“四步曲”人才培養(yǎng)模式的框架

“四步曲”是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，以開放性實驗為平臺，以科技創(chuàng)新項目為載體，以學(xué)科競賽為支撐，以科研成果的獲取與推廣為效益[6]，并以小組形式，通過對項目展開討論、設(shè)計、開發(fā)附以成果評價，最終完成項目的一種培養(yǎng)模式。

“四步曲”模式并不局限于課堂內(nèi)的教學(xué)活動，它已拓展到課堂外，并以本科培養(yǎng)計劃為中心，開展相應(yīng)的教學(xué)活動，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新、拓寬思路，從而填補課堂內(nèi)無法學(xué)習(xí)到的知識，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作、創(chuàng)新、自我管理、項目管理等能力。“四步曲”模式如圖1所示，由2個中心、3個基本條件和4個關(guān)鍵過程組成。

1.1.12個中心

2個中心分別是以學(xué)生為核心的學(xué)習(xí)中心和以促進學(xué)習(xí)為目的的實踐活動中心。

學(xué)生是整個“四步曲”實踐教學(xué)的主體。四步體現(xiàn)在：首先，學(xué)生根據(jù)專業(yè)與自身的興趣與愛好選擇開放性實驗；經(jīng)過一段時間的實踐和學(xué)習(xí)形成一定的興趣點，由學(xué)生自己提出課題選題，在征求指導(dǎo)教師同意的情況下組建團隊，并可參加校級科技創(chuàng)新項目；有了科技創(chuàng)新項目的經(jīng)驗和磨煉，對所做課題的認(rèn)識會更清晰，并有一定的項目基礎(chǔ)即可參加省級及以上的科技競賽；最后，指導(dǎo)教師可積極引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實踐經(jīng)驗并凝練成論文或?qū)＠?/p>

另一個中心是實踐活動中心，即各階段的項目或課題。項目的優(yōu)劣，直接決定了開放型實踐教學(xué)的成敗。因此，鼓勵學(xué)生積極主動地與教師科研、企業(yè)實際需求相聯(lián)系，從而進一步調(diào)動學(xué)生的積極性和自主性，提高作品及產(chǎn)品的質(zhì)量和社會價值。

1.1.23個基本條件

教師和學(xué)生是教學(xué)活動中的2個主體，而在“四步曲”活動中，學(xué)習(xí)伙伴扮演了重要的角色。在項目的開發(fā)過程中，團隊是否能夠有效且高效地開展活動，與學(xué)習(xí)伙伴的協(xié)作、指導(dǎo)教師的督促等息息相關(guān)。學(xué)習(xí)環(huán)境分軟環(huán)境和硬環(huán)境。軟環(huán)境指物質(zhì)條件以外的諸如政策、文化、制度、法律等外部因素和條件的總和，以浙科院為例，學(xué)校乃至二級學(xué)院都出臺了開放實驗、創(chuàng)新學(xué)分等的相關(guān)政策，同時對學(xué)科競賽獲獎、科研成果等予以獎勵，為開放型實踐教學(xué)提供了良好的軟環(huán)境；在硬環(huán)境方面，專業(yè)提供實踐基地、相應(yīng)的設(shè)備，從而幫助學(xué)生完成整個項目。

1.1.34個關(guān)鍵過程

“四步曲”重點是讓學(xué)生享受思維、協(xié)作、開發(fā)的過程，從而實現(xiàn)自我價值。學(xué)生選定的課題一般都以實際項目設(shè)計、開發(fā)為主，例如教師科研項目的一小部分、某企業(yè)提出的實際需求、自己調(diào)研產(chǎn)生的需求項目等。每個課題都會經(jīng)歷調(diào)研、討論、設(shè)計、開發(fā)、實施、反饋評價等過程。學(xué)生在討論設(shè)計階段形成初步構(gòu)思，書寫計劃書、可行性報告等；在軟件開發(fā)階段實施項目，如碰到問題則返回到討論設(shè)計階段；成果評價分階段性評價和總結(jié)性評價，在階段性評價中發(fā)現(xiàn)問題時再次返回到討論設(shè)計階段，如此反復(fù)，直到最終成品呈現(xiàn)。其中，自我管理貫穿整個活動過程。

1.2“四步曲”人才培養(yǎng)模式的特點

“四步曲”模式改變了以往傳統(tǒng)教育模式中以教師為主體的觀念，它更注重以學(xué)生為中心，通過對各實踐環(huán)節(jié)的積極引導(dǎo)，從而激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。其特點主要包括以下3點。

1.2.1自主性

在“四步曲”的4個環(huán)節(jié)中,學(xué)生不僅可以自主選擇實踐時間、實踐項目內(nèi)容，還可以自主選擇實踐的學(xué)習(xí)伙伴、指導(dǎo)教師，充分體現(xiàn)了自主性學(xué)習(xí)。

1.2.2實踐性

“四步曲”指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)更加具有實踐性，在制作項目的同時增長知識，通過這種實踐獲得的知識和學(xué)習(xí)經(jīng)驗是課本上難以學(xué)到的，幫助學(xué)生建立了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。

1.2.3漸進性

“四步曲”分為4個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)必須在前一環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上循序漸進地進行。這幫助學(xué)生打好扎實的基礎(chǔ)并制訂明確的后續(xù)目標(biāo)，在朝著目標(biāo)前進的道路中不斷汲取新的知識，同時也為教師在培養(yǎng)學(xué)生過程中指明了可借鑒道路，對每個階段的學(xué)生進行相應(yīng)的幫助與指導(dǎo)，可以防止“揠苗助長”等情況的發(fā)生。

2“四步曲”人才培養(yǎng)模式的主要內(nèi)容

“四步曲”模式主要分為開放實驗實踐、科技創(chuàng)新項目實踐、科技競賽項目實踐和論文撰寫與專利申請4個環(huán)節(jié)。

2.1開放實驗實踐

開放實驗是一種被高校接受的培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的實驗教學(xué)模式，它已經(jīng)成為了目前世界各個高校實驗教學(xué)改革研究的重點和發(fā)展方向。在本環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以根據(jù)教師提供的實驗項目實踐，也可以由學(xué)生提出自己感興趣的實驗項目進行實踐。學(xué)生提出實驗項目經(jīng)過相關(guān)審核后，學(xué)校將提供實驗所需的場地、設(shè)備、資金等實驗必需的物質(zhì)基礎(chǔ)，整個實驗設(shè)計及實驗過程由學(xué)生自主完成，教師則給予學(xué)生一定的指導(dǎo)與幫助[7]。這階段是培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?、?yīng)用基礎(chǔ)能力，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維的訓(xùn)練。

2.2科技項目實踐

科技項目實踐是很多高校推廣采用的創(chuàng)新學(xué)分的來源[8]，在“四步曲”中充當(dāng)了非常重要的角色。學(xué)生經(jīng)過開放性實驗項目的鍛煉，在各方面的能力都得到了提高，與組員間的團隊協(xié)作，與指導(dǎo)教師間的交流討論，尤其在實踐動手能力上有了較好的提升。通過科技創(chuàng)新項目實踐，可以檢驗并進一步提高這些能力[9]。學(xué)生可以參與一些科技創(chuàng)新項目的申報，既可以在教師提供的課題中進行實踐，也可以自行設(shè)計課題進行實踐。學(xué)生自主選擇課題內(nèi)容，自主選擇團隊成員和指導(dǎo)教師。在實踐的過程中可以申請項目所需的器材、設(shè)備和場所等設(shè)施。在這階段不僅能調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,促進學(xué)生拓寬思路解決實際問題，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生組織能力、協(xié)作能力，使學(xué)生具有集體榮譽感和團隊意識[10]。

2.3學(xué)科競賽實踐

參加學(xué)科競賽實踐是科技創(chuàng)新項目實踐成果的展現(xiàn)與成果的進一步提升。將科技創(chuàng)新項目實踐中所收獲的成果和感悟加以提煉、升華，即可參與學(xué)科競賽項目實踐。競賽項目實踐可以是在原有科技項目成果的直接提升，也可以是在原科技實踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)科競賽主題學(xué)生自主確定項目并開發(fā)。通過學(xué)科競賽項目實踐，有利于學(xué)生各方面能力的提升，有機會獲得專家學(xué)者的指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)自己的不足，還有機會與其他學(xué)校的學(xué)生進行比較，相互學(xué)習(xí)，取長補短，真正做到對自己的準(zhǔn)確定位，有利于學(xué)生進一步發(fā)展與進步[11]。在這階段重點培養(yǎng)學(xué)生的表達能力、團隊合作能力及競爭意識。

2.4論文撰寫與申請專利實踐

通過一系列的項目實踐，學(xué)生在動手實踐方面已經(jīng)具有較強的能力，這時學(xué)生可以總結(jié)實踐成果，撰寫研究與設(shè)計論文,或者申請專利等[11]。在這階段的實踐中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)論文撰寫、專利申請等，同時能宣傳與推廣自己的成果，為技術(shù)實踐奠定良好的基礎(chǔ)，也為學(xué)生畢業(yè)論文的撰寫練就扎實的基本功。

3“四步曲”與培養(yǎng)計劃的關(guān)系

有研究者對應(yīng)用型本科教育課程展開調(diào)查和研究，表明在實踐性課程中，驗證性實驗占總實驗課時數(shù)的30%以上，在課程的創(chuàng)新及專業(yè)教師的工程實踐能力方面，也存在著諸多問題[12]。因此，用課堂外的實踐教學(xué)對培養(yǎng)計劃內(nèi)的課程進行補充，是課程改革的一種有效方法。“四步曲”為計劃外教學(xué)，它與計劃內(nèi)教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系，既是對計劃內(nèi)教學(xué)內(nèi)容的補充和支撐，又是專業(yè)課程的拓展和實踐。

“四步曲”人才培養(yǎng)模式是連接理論學(xué)習(xí)和實踐操作的一個輔助橋梁,已經(jīng)成為培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才的有效途徑之一。學(xué)生通過認(rèn)知實習(xí)，加深對專業(yè)學(xué)習(xí)的了解，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)和公共基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，參加開放性實驗實踐教學(xué)，提高實驗?zāi)芰Γ粚W(xué)生根據(jù)自身情況，結(jié)合專業(yè)必修的基礎(chǔ)理論與實驗課，自主組隊參加科技創(chuàng)新項目實踐，提高設(shè)計應(yīng)用能力；通過專業(yè)拓展課程的學(xué)習(xí)，參加設(shè)計性的學(xué)科競賽；將實踐中的理論與設(shè)計進行總結(jié)與提煉，撰寫論文、申請專利等，展示學(xué)生的能力與水平，推廣成果；最后將教學(xué)計劃內(nèi)學(xué)習(xí)的知識與“四步曲”實踐相結(jié)合，通過到企業(yè)技術(shù)實習(xí)鍛煉，在畢業(yè)設(shè)計中進行總結(jié)。在學(xué)時分配上，開放實驗實踐要求能達到32學(xué)時；科技項目實踐沒有學(xué)時要求，但要完成學(xué)校及以上級別的項目1個；學(xué)科競賽及專利申請都是對學(xué)習(xí)結(jié)果的檢驗與肯定，更是對成果的推廣。

“四步曲”與培養(yǎng)計劃實踐教學(xué)的關(guān)系是互相補充的，而非替代?！八牟角本o扣計劃內(nèi)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)專業(yè)選擇合適的課題進行學(xué)習(xí)，一方面可以將專業(yè)課程中所學(xué)到的知識運用到“四步曲”實踐教學(xué)活動中，另一方面，也可以將自己在“四步曲”實踐中獲得的經(jīng)驗與學(xué)習(xí)領(lǐng)悟反饋給專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，對其進行補充和擴展，從而提升教育質(zhì)量。

4結(jié)語

工程教育環(huán)境下的人才培養(yǎng)模式——“四步曲”，緊扣計劃內(nèi)教學(xué)內(nèi)容，從開放實驗開始，到最后成果的凝練，由淺及深，層層遞進。在此過程中，學(xué)生不僅可以學(xué)到相關(guān)的理論及實踐知識，還能發(fā)展團隊合作、解決問題等的社會能力；教師則能通過這種持續(xù)的實踐環(huán)節(jié)，將生產(chǎn)實際項目及科研項目引入教學(xué)中，從而不斷提升教學(xué)質(zhì)量。目前，“四步曲”教學(xué)模式已經(jīng)在浙科院理學(xué)院、信息與電子工程學(xué)院等多個學(xué)院推廣實施，取得了良好的效果，同時，收集了大量的成功案例，為工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供了理論依據(jù)和佐證材料。實踐證明，“四步曲”教學(xué)模式是一種培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的有效途徑。

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Research on training mode reform for engineering application-oriented personnel-Taking “four steps” training mode of ZUST as an example

CEN Ganga, LIN Xuefena, FANG Yib

(a.School of Information and Electronic Engineering; b.School of Sciences, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, China)

Abstract:Focusing on the issue that each practice part is relatively independent under engineering education environment, an application-oriented personnel training mode named “four steps,” which includes open experimental teaching platform, technological innovation projects, college discipline competitions, scientific research acquisition and commercialization, is proposed. And the relative main factors in the process of “four steps” have been focused. Meanwhile, “four steps” practice teaching should be advanced gradually in due order, and complement the planned teaching content. The method has been practiced for many years with significant effect in Zhejiang University of science and Technology(ZUST). And it has been proved a suitable practice mode for application-oriented talents training in science and engineering colleges and universities.

Keywords:application-oriented personnel; training mode; “four steps”; independent learning

中圖分類號:G642.44

文獻標(biāo)志碼:A

文章編號:1671-8798(2016)02-0135-05

作者簡介:岑崗(1959—)，男，浙江省象山人，教授，主要從事信息化教學(xué)與項目教學(xué)研究。

基金項目:教育部人文社會科學(xué)研究一般項目(11YJA880003)；浙江省自然科學(xué)基金項目(LY13G030035)；浙江省教育技術(shù)研究規(guī)劃課題(JA023)

收稿日期:2015-11-12

doi:10.3969/j.issn.1671-8798.2016.02.011