多科性高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究
——基于安徽理工大學(xué)車輛工程專業(yè)的調(diào)查與思考

靳華偉, 陳清華,張 新, 王傳禮

(安徽理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

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多科性高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究
——基于安徽理工大學(xué)車輛工程專業(yè)的調(diào)查與思考

靳華偉, 陳清華,張 新, 王傳禮

(安徽理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

為了進(jìn)一步提升多科性高校工科專業(yè)的實(shí)踐能力、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、克服現(xiàn)行實(shí)踐體系瓶頸，以工科專業(yè)畢業(yè)生實(shí)踐能力調(diào)查為切入點(diǎn)，從改革實(shí)踐課程體系出發(fā)，進(jìn)行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究。創(chuàng)新研究方法，采用了質(zhì)性研究方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析了現(xiàn)行實(shí)踐培養(yǎng)體系存在的共性問(wèn)題，提出了“工科專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程體系建設(shè)，闡述了新課程體系的特色和必要性。上述研究結(jié)論和建設(shè)成果適用于絕大多數(shù)工科專業(yè)，對(duì)其他新老專業(yè)課程體系改革具有一定的參考和指導(dǎo)意義。

多科性；工科專業(yè)；創(chuàng)新型；虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

加強(qiáng)新形勢(shì)下高校實(shí)踐育人工作已被寫入《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》，是高校提升教學(xué)能力的主要著力點(diǎn)。本文以安徽理工大學(xué)工科專業(yè)實(shí)踐改革為例，進(jìn)行多科性本科高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究，即實(shí)踐育人研究。

同時(shí)，在我國(guó)產(chǎn)業(yè)體系逐漸發(fā)展的過(guò)程中，工業(yè)仍為經(jīng)濟(jì)體系中極為重要的支撐性產(chǎn)業(yè)。隨著社會(huì)發(fā)展，企業(yè)對(duì)專業(yè)技術(shù)人才的需求也日益旺盛。針對(duì)此，眾多高校依據(jù)市場(chǎng)所呈現(xiàn)出的需求，紛紛加大開設(shè)工科專業(yè)。例如，至2015年已有超過(guò)100所高校開設(shè)了車輛工程或與汽車相關(guān)的工科專業(yè)，并有繼續(xù)增多的趨勢(shì)。安徽理工大學(xué)于2001年開設(shè)車輛工程專業(yè)，作為一所特色鮮明的多科性大學(xué)，其具有專業(yè)類大學(xué)所不具備的豐富學(xué)科門類，有利于多學(xué)科交叉滲透和拓展學(xué)生知識(shí)視野，并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，社會(huì)對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力要求日益提升，對(duì)于新開設(shè)工科專業(yè)的地方多科性高校而言，存在著特色不明顯、教學(xué)資源有限和教科研實(shí)力不強(qiáng)等諸多問(wèn)題，如何克服上述困難、培養(yǎng)符合社會(huì)需求的專業(yè)創(chuàng)新型人才，是亟待解決的課題。

相關(guān)學(xué)者認(rèn)識(shí)到改革的必要性[1]，以工程教育[2]和職業(yè)能力[3-4]為出發(fā)點(diǎn)先后提出了實(shí)踐教學(xué)[5]、工程實(shí)踐[6-7]、TRIZ理論[8]、CDIO工程教育理念[9]、能力貢獻(xiàn)理念[10]和PBL教學(xué)理念[11]等改革思路，但這些改革大多基于現(xiàn)行實(shí)踐教學(xué)體系，效果有限，沒有能夠從根本上改變學(xué)生實(shí)踐能力不足的現(xiàn)狀[12]。本文創(chuàng)新研究方法，以安徽理工大學(xué)工科專業(yè)畢業(yè)生實(shí)踐能力調(diào)查為切入點(diǎn)，從改革實(shí)踐課程體系出發(fā)進(jìn)行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究，分析了現(xiàn)行實(shí)踐體系存在的問(wèn)題，提出了“工科專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程體系。

一、現(xiàn)行實(shí)踐教學(xué)體系調(diào)研

本文創(chuàng)新研究方法，采用質(zhì)性研究方法對(duì)現(xiàn)行課程體系下工科工程師發(fā)展制約因素進(jìn)行探索性研究。根據(jù)質(zhì)性研究的強(qiáng)度抽樣原則，選取了安徽理工大學(xué)車輛工程專業(yè)2011級(jí)畢業(yè)本科生為研究對(duì)象，樣本數(shù)量為30。樣本中畢業(yè)生按在校實(shí)踐成績(jī)分為4檔，其畢業(yè)后從事職業(yè)和在校實(shí)踐成績(jī)?nèi)绫?所示。調(diào)研內(nèi)容集中于學(xué)生實(shí)踐技能的掌握和運(yùn)用，調(diào)研方式采用電話或面對(duì)面進(jìn)行，每個(gè)調(diào)研持續(xù)約20-30分鐘，調(diào)研后對(duì)談話錄音進(jìn)行整理，并基于最優(yōu)值距離綜合法分析評(píng)價(jià)分值。

(一)研究發(fā)現(xiàn)

被調(diào)查的30名本科畢業(yè)生總共報(bào)告了205次實(shí)踐運(yùn)用效果。我們將205次實(shí)踐運(yùn)用效果歸納為4個(gè)效果主題，按實(shí)踐能力由好到差依次為：“實(shí)踐和理論貫通”、“實(shí)踐服務(wù)于理論”、“實(shí)踐有趣論”和“實(shí)踐無(wú)指導(dǎo)意義”。其中，“實(shí)踐有趣論”是學(xué)生反應(yīng)最多的，占到了報(bào)告總數(shù)的56.1%；“實(shí)踐和理論貫通”和“實(shí)踐服務(wù)于理論”占比相當(dāng)，分別占報(bào)告總數(shù)的15.1%和15.8%；“實(shí)踐無(wú)指導(dǎo)意義”相對(duì)最少，占總數(shù)的13%(見表2)。下面將對(duì)各效果主題的內(nèi)容進(jìn)行分析。

(二)實(shí)踐能力在延續(xù)價(jià)值的體現(xiàn)

1.實(shí)踐反饋。畢業(yè)生反饋的實(shí)踐能力包括對(duì)汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知、運(yùn)用常用工具進(jìn)行拆裝能力、運(yùn)用儀表進(jìn)行參數(shù)測(cè)量、對(duì)常見汽車故障排查等。延續(xù)價(jià)值指的是畢業(yè)一定時(shí)間后，學(xué)生對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)價(jià)值再次提取時(shí)，對(duì)實(shí)踐的再次掌握程度。報(bào)告最多的是運(yùn)用常用工具進(jìn)行拆裝能力欠缺，約83次，占比在40%以上；其次是汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知，占比約在30%；運(yùn)用儀表進(jìn)行參數(shù)測(cè)量和對(duì)常見汽車故障排查二者占到20%；學(xué)生還報(bào)告了其他方面的實(shí)踐能力欠缺，約占10%。

2.“遺忘問(wèn)題”。有80%以上學(xué)生提到了實(shí)踐知識(shí)“遺忘”問(wèn)題，實(shí)踐作為獨(dú)立于書本知識(shí)的一門動(dòng)手環(huán)節(jié)，其價(jià)值和體會(huì)是通過(guò)實(shí)際操作實(shí)現(xiàn)的，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的存在并不能彌補(bǔ)實(shí)踐存在的問(wèn)題。學(xué)生在一年，乃至多年后，對(duì)以前所經(jīng)歷的實(shí)踐知識(shí)需要有所回顧的時(shí)候，因?yàn)楝F(xiàn)有實(shí)踐課程體系的緣故，并不能很好的對(duì)其起到再次教育的目的。

3.對(duì)實(shí)踐能力的價(jià)值延續(xù)主要因畢業(yè)后從事職業(yè)和在校實(shí)踐成績(jī)而定。如表2，研發(fā)工程師職業(yè)學(xué)生成績(jī)較好，處于B檔以上，但學(xué)生成績(jī)對(duì)實(shí)踐能力不起決定作用，存在“實(shí)踐有趣論”，分析原因在于重視程度不夠；整機(jī)廠車間工程師職業(yè)學(xué)生成績(jī)處于C檔以上，運(yùn)用情況發(fā)布也較好較合理，“實(shí)踐和理論貫通”和“實(shí)踐服務(wù)于理論”層級(jí)占到近67%；零部件廠產(chǎn)品工程師職業(yè)學(xué)生成績(jī)沒有A檔，B檔和C檔占多數(shù)，且平均發(fā)布在“實(shí)踐和理論貫通”、“實(shí)踐服務(wù)于理論”和“實(shí)踐有趣論”中；車輛銷售及客服職業(yè)學(xué)生成績(jī)偏低，且集中在“實(shí)踐有趣論”和“實(shí)踐無(wú)指導(dǎo)意義”中；其他職業(yè)包括讀研學(xué)生、非車輛行業(yè)就業(yè)學(xué)生等，成績(jī)兩級(jí)分化，A檔學(xué)生多選擇讀研繼續(xù)深造，D檔學(xué)生出現(xiàn)非跨專業(yè)就業(yè)現(xiàn)象，這兩類學(xué)生的實(shí)踐運(yùn)用情況較差。從上述分析可見，畢業(yè)后從事職業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的價(jià)值延續(xù)起到?jīng)Q定作用，在校成績(jī)對(duì)其也起到積極的作用。為了評(píng)價(jià)現(xiàn)有實(shí)踐體系是否滿足不同職業(yè)學(xué)生對(duì)實(shí)踐能力的需求，下面基于最優(yōu)值距離綜合法進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

(三)基于最優(yōu)值距離綜合法的具體評(píng)價(jià)分析

最優(yōu)值距離綜合法在這里是以“實(shí)踐和理論貫通”、“實(shí)踐服務(wù)于理論”、“實(shí)踐有趣論”和“實(shí)踐無(wú)指導(dǎo)意義”四個(gè)不同反饋效果所體現(xiàn)的綜合實(shí)踐效果與期望效果之間差異大小來(lái)評(píng)價(jià)現(xiàn)有實(shí)踐模式，即實(shí)際值與最優(yōu)值(或標(biāo)準(zhǔn)值)之間距離的大小來(lái)衡量評(píng)價(jià)對(duì)象效益的高低。課題采用最優(yōu)值距離法的平方平均綜合形式(見公式1)，計(jì)算最優(yōu)值距離綜合評(píng)價(jià)分值。Si值越小，與期望效果越接近，表明現(xiàn)有模式越佳；Si值越大，越遠(yuǎn)離期望效果，表明現(xiàn)有模式效果越差越低。式中x為指標(biāo)值，W是指標(biāo)的權(quán)重。權(quán)重采用加權(quán)平均法構(gòu)權(quán)如公式2，它是基于各個(gè)分組的頻率Pi確定則評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的主觀賦權(quán)方法，樣本數(shù)要求在30人以上；指標(biāo)值采用0.8、0.6、0.4、0.2遞減取值計(jì)算權(quán)重值，如公式3。 由上述分析可得，S為0.493 4，距離零點(diǎn)最優(yōu)期望結(jié)果存在一定的距離，現(xiàn)有實(shí)踐培養(yǎng)模式存在提升的空間，需要進(jìn)行優(yōu)化分析。

二、現(xiàn)行實(shí)踐培養(yǎng)課程體系存在的問(wèn)題

(一)現(xiàn)行實(shí)踐培養(yǎng)體系

以安徽理工大學(xué)為例，該校工科專業(yè)具備了成熟的實(shí)踐培養(yǎng)體系，不僅滿足了專業(yè)認(rèn)證的需求，成功培養(yǎng)了上述最優(yōu)值距離綜合評(píng)價(jià)分值較低的畢業(yè)生，還不斷在創(chuàng)新中改進(jìn)，不斷加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)力度，形成了行之有效的現(xiàn)行實(shí)踐培養(yǎng)體系。

(二)問(wèn)題剖析

“工科工程師”要求高校畢業(yè)生具有較高的動(dòng)手實(shí)踐能力，高校從培養(yǎng)學(xué)生角度出發(fā)，需要不斷提升實(shí)踐培養(yǎng)水平。在現(xiàn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)日漸完善的狀況下，提升培養(yǎng)水平是高校教育者面臨的課題。在專業(yè)認(rèn)證的背景下，從培育“工科專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程體系建設(shè)的角度對(duì)現(xiàn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)展開問(wèn)題剖析如下：

1.存在“斷片”現(xiàn)象。從表3可知，為了保證學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，對(duì)實(shí)踐認(rèn)知的連續(xù)性，實(shí)踐學(xué)期已較為均勻的發(fā)布于各個(gè)學(xué)期，但由于受理論課程學(xué)習(xí)、實(shí)踐地點(diǎn)、實(shí)踐形式、實(shí)踐條件、學(xué)生主體因素、外在環(huán)境因素等多方面干擾，學(xué)生對(duì)實(shí)踐的“記憶”是模糊的、不連續(xù)的，存在“斷片”現(xiàn)象，影響實(shí)踐效果。

2.存在“疲勞”感。從表3可知，為了滿足“工科工程師”和專業(yè)認(rèn)證的要求，學(xué)生現(xiàn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)比重較大，且時(shí)間多集中在教師的正常工作時(shí)間，對(duì)于部分學(xué)生而言，存在實(shí)踐過(guò)緊過(guò)密的問(wèn)題。學(xué)生白天主要集中于文化課的學(xué)習(xí)，晚上是其主要的自由學(xué)習(xí)時(shí)間，如果部分學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，在面對(duì)眾多實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)，則流于應(yīng)付，并且影響其學(xué)習(xí)效率，實(shí)踐課后不能對(duì)知識(shí)進(jìn)一步鞏固，使其精神帶來(lái)緊繃，產(chǎn)生“疲勞”感。

3.實(shí)踐反應(yīng)理論知識(shí)不夠。實(shí)踐是對(duì)理論知識(shí)的再深化教育，但在實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐過(guò)程中，容易忽略小的知識(shí)點(diǎn)、對(duì)知識(shí)點(diǎn)講解不夠、實(shí)踐設(shè)備不易拆卸等問(wèn)題，實(shí)踐效果沒有達(dá)到最優(yōu)化。

三、“工科專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程體系

(一)虛擬仿真課程體系概述

“工科專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程是為了適應(yīng)工科工程師的發(fā)展要求，面向工科專業(yè)本科生與專業(yè)學(xué)位研究生開放的一門網(wǎng)絡(luò)必修實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在解決學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的學(xué)習(xí)連續(xù)性不夠、學(xué)習(xí)時(shí)間和方式等差異性較大的問(wèn)題。該課程體系以仿真教學(xué)為主線，內(nèi)容不僅涵蓋專業(yè)核心課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的精華，還涉及了課堂教學(xué)一般不能兼顧的交叉課程內(nèi)容。課程體系定位為專業(yè)核心理論課程和工程實(shí)踐環(huán)節(jié)完成之后的知識(shí)再鞏固，將理論知識(shí)通過(guò)虛擬仿真的形式動(dòng)畫的予以展示，是進(jìn)一步復(fù)習(xí)和拔高認(rèn)知水平的基礎(chǔ)。它是針對(duì)現(xiàn)行實(shí)踐課程體系問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行的有益補(bǔ)充，它保證的學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐知識(shí)的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的連續(xù)性，杜絕“斷片”現(xiàn)象、“疲勞”感，以實(shí)踐角度、全方面、無(wú)死角、選擇性的學(xué)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。該課程體系建設(shè)基于虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

(二)虛擬仿真課程體系建設(shè)

“工科專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程體系包括“工科結(jié)構(gòu)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”和“工科設(shè)備性能虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”兩大模塊，具有以下特色：

1.豐富了教學(xué)方法與手段。實(shí)現(xiàn)了線上、線下教學(xué)互動(dòng)，在現(xiàn)行線上實(shí)踐培養(yǎng)體系下，通過(guò)虛擬仿真，克服了因?qū)嵺`教學(xué)方法與手段落后帶來(lái)的學(xué)生學(xué)習(xí)不連續(xù)、精力不集中、學(xué)習(xí)效率低等問(wèn)題。線上的仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)客觀條件的依賴性，拉近了學(xué)生與實(shí)驗(yàn)室的距離，豐富了課堂教學(xué)形式。

2.加快了教學(xué)內(nèi)容更新速度?！肮た茖I(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程由于其依賴虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，各種教學(xué)資源可以得到最大化利用，同時(shí)，更新速度較快，較好的滿足了現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展對(duì)教學(xué)資源換代的需求，提升了教學(xué)效果。教師可以將最新科技投入到仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，與理論教學(xué)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，最大限度地發(fā)揮線上教學(xué)內(nèi)容更新速度快的優(yōu)勢(shì)。

3.加強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和趣味性。作為現(xiàn)行實(shí)踐系統(tǒng)的有益補(bǔ)充，學(xué)生可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)課程理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)認(rèn)識(shí)不足的內(nèi)容進(jìn)行再學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了其學(xué)習(xí)的自主性。同時(shí)，線上虛擬教學(xué)環(huán)境借助其動(dòng)畫效果和虛擬技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性。

4.投資小，見效快。傳統(tǒng)工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備投資較大，新技術(shù)的涌現(xiàn)給設(shè)備更新帶來(lái)了巨大壓力。通過(guò)虛擬仿真系統(tǒng)，以最小的代價(jià)、零耗材損耗率開展實(shí)驗(yàn)，完成一些線下不可能完成的實(shí)驗(yàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，提升高校實(shí)踐教育是教育工作者的緊要任務(wù)之一，如何進(jìn)一步完善現(xiàn)行體系和培育新體系是未來(lái)研究的兩個(gè)主要方向。尤其是多科性本科高校工科專業(yè)在多學(xué)科交叉和滲透的優(yōu)勢(shì)背景下，如何進(jìn)一步提升實(shí)踐能力、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、克服現(xiàn)行實(shí)踐體系瓶頸，是亟待解決的課題。本文以安徽理工大學(xué)工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革為例，創(chuàng)新研究方法，采用了質(zhì)性研究方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析指出了現(xiàn)行實(shí)踐培養(yǎng)體系存在的共性問(wèn)題，提出了工科專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程體系建設(shè)，闡述了新課程體系的特色和必要性。上述研究結(jié)論和建設(shè)成果適用于絕大多數(shù)工科專業(yè)，對(duì)其他新老專業(yè)課程體系改革具有一定的參考和指導(dǎo)意義。

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[責(zé)任編輯：范 君 李 麗]

Research on the Mode of Fostering Innovative Talents Majoring in Engineering in Comprehensive Universities: Investigation of and Thinking about the Program of Vehicle Engineering in Anhui University of Science and Technology

JIN Hua-wei, CHEN Qing-hua, ZHANG Xin, WANG Chuan-li

(Mechanical Engineering School, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui 232001, China)

In order to improve the practical ability of students in engineering programs, innovate the mode of fostering talents, and to overcome the bottleneck in the present system of student practice, in this paper a research on the mode of fostering innovative talents is conducted starting from the investigation of the practical ability of engineering graduates, oriented towards the reform of the course system of student practice. The common problems in the present system of student practice was analyzed through the innovatively combined approach of qualitative method and statistical method. The paper then put forward the construction of the course system of “Engeering Program-oriented Virtual Simulation Experiment” and elaborates on the characteristics and necessity of the system. The research conclusion and achievement of construction are applicable to the vast majority of engineering programs. It sheds light on the reforms of other old and new systems of programs.

comprehensive; engineering program; innovative; virtual simulation; experiment teaching

2015-12-26

安徽省重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目“多科性高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐”(2015zdjy070);安徽省教育廳教學(xué)研究項(xiàng)目“依托國(guó)家級(jí)工程教育實(shí)踐中心，探索校企合作辦學(xué)新模式”(2014jyxm136)的研究成果

靳華偉(1986-)，男，講師，碩士，研究方向:工科實(shí)踐教學(xué)研究。

C969

A

1672-1101(2016)05-0089-04