新工科背景下測(cè)控專業(yè)“工學(xué)并舉”實(shí)踐教學(xué)實(shí)施體系構(gòu)建

劉偉玲 周圍 高楠 肖艷軍

摘? 要：在新工科建設(shè)背景下，以“工學(xué)并舉”為引領(lǐng)，響應(yīng)其新時(shí)代的新內(nèi)涵，對(duì)測(cè)控專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行改革及建設(shè)。文章以測(cè)控專業(yè)實(shí)踐體系的整體框架設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，闡明測(cè)控專業(yè)“工學(xué)并舉”的專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展的新要求;以工學(xué)并舉為引領(lǐng)，構(gòu)建測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)實(shí)施體系并有效實(shí)施。效果表明，“以工學(xué)并舉”為引領(lǐng)的測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)實(shí)施架構(gòu)，在學(xué)生能力培養(yǎng)方面有良好成效。

關(guān)鍵詞：新工科;實(shí)踐教學(xué);實(shí)施體系;工學(xué)并舉;產(chǎn)出導(dǎo)向

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2022）08-0134-04

Abstract： Under the background of new engineering construction， the practical teaching system of measurement? control and? instrumentation major has been reformed and built under the guidance of "Integrating Engineering with Learning" and in response to the new connotation of its new era. Based on the overall framework design of the professional practice system， this paper expounded the new requirements for the connotative development of measurement and control specialty. Under the guidance of parallel study， the practical teaching system of measurement and control specialty is constructed and implemented effectively. The effect shows that the practical teaching structure， which is led by "Integrating Engineering with Learning"， has good results in the cultivation of students' ability.

Keywords： new engineering; practical teaching; implementation system; Integrating Engineering with Learning; OBE

OBE工程教育認(rèn)證以學(xué)生的能力培養(yǎng)為目標(biāo)，它的實(shí)現(xiàn)是將復(fù)雜工程問(wèn)題的理解與解決能力的培養(yǎng)，貫穿于課程目標(biāo)中畢業(yè)要求實(shí)現(xiàn)過(guò)程中。同時(shí)，伴隨新工科時(shí)代的到來(lái)，又對(duì)人才培養(yǎng)提出了適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)、高科技、大工程時(shí)代發(fā)展的需求[1-3]。抓住當(dāng)前智能時(shí)代及新工科、智能制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機(jī)，培養(yǎng)具有工程能力與素養(yǎng)的人才是專業(yè)發(fā)展的核心問(wèn)題。這一問(wèn)題的解決必須要結(jié)合高校自身特色，建立系統(tǒng)完善的實(shí)踐體系來(lái)支撐實(shí)現(xiàn)。為此，本專業(yè)以學(xué)校“工學(xué)并舉”的內(nèi)涵挖掘?yàn)榛A(chǔ)，突破原有框架，從專業(yè)頂層設(shè)計(jì)入手，以復(fù)雜工程問(wèn)題解決能力提高為目標(biāo)，在具體實(shí)踐體系構(gòu)成、教學(xué)模式與運(yùn)行機(jī)制設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究與實(shí)踐，彰顯學(xué)?！肮W(xué)并舉”的辦學(xué)特色。

一、“工學(xué)并舉”內(nèi)涵的專業(yè)解讀

河北工業(yè)大學(xué)在1903 年創(chuàng)辦之初就首倡“工學(xué)并舉”辦學(xué)思想。一個(gè)多世紀(jì)中，學(xué)校不斷拓展、提升“工學(xué)并舉”辦學(xué)思想的內(nèi)涵，從首任總辦周學(xué)熙先生的“工藝非學(xué)不興，學(xué)非工藝不顯”，到學(xué)校升格為本科后的首任院長(zhǎng)魏元光先生的“教育與工業(yè)相助相長(zhǎng)”，再到1958年恢復(fù)重建時(shí)的首任院長(zhǎng)潘承孝教授的“教學(xué)科研生產(chǎn)一體化道路”的辦學(xué)思路。如今，伴隨著“世界一流學(xué)科”建設(shè)、新工科建設(shè)和“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大發(fā)展時(shí)代的到來(lái)，“工學(xué)并舉”也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，注入新的時(shí)代內(nèi)涵，持續(xù)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)厚科學(xué)基礎(chǔ)、強(qiáng)工程能力的高素質(zhì)綜合工程人才，并支撐服務(wù)新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[4]。

2018年3月，教育部在相關(guān)通知中要求大學(xué)從組織模式、學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)機(jī)制、教師評(píng)價(jià)激勵(lì)等方面進(jìn)行綜合改革，推動(dòng)和引領(lǐng)高等教育深層次變革。在這樣的歷史背景下，“工學(xué)并舉”強(qiáng)調(diào)以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為根本任務(wù)的“學(xué)”，以工程教育實(shí)踐為主體的“工”;努力構(gòu)建工程教育與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的有機(jī)聯(lián)系、理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練緊密結(jié)合、科學(xué)研究與人才培養(yǎng)相互促進(jìn)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，“工”與“學(xué)”兩個(gè)要素在更高層次上和更廣闊空間中實(shí)現(xiàn)了融合、互動(dòng)與統(tǒng)一?！傲⑿Ｅc報(bào)國(guó)、辦學(xué)與興工、理論與實(shí)踐”成為了新時(shí)代“工學(xué)并舉”思想的新內(nèi)涵。

于測(cè)控專業(yè)而言，“工學(xué)并舉”的新內(nèi)涵發(fā)展是指加強(qiáng)專業(yè)教育體系和專業(yè)工程教育實(shí)踐環(huán)境建設(shè)，進(jìn)一步構(gòu)建專業(yè)工程教育與現(xiàn)代制造領(lǐng)域需求的有機(jī)聯(lián)系、專業(yè)理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練的緊密結(jié)合、專業(yè)科學(xué)研究與人才培養(yǎng)相互促進(jìn)的專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系及實(shí)踐教學(xué)實(shí)施體系。

二、以“工學(xué)并舉”為引領(lǐng)的測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

“立校與報(bào)國(guó)”是測(cè)控專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，“辦學(xué)與興工”是專業(yè)人才培養(yǎng)理念;而“理論與實(shí)踐” 則指明了測(cè)控專業(yè)人才培養(yǎng)路徑。

（一）“工學(xué)并舉”的測(cè)控專業(yè)建設(shè)框架的設(shè)計(jì)

測(cè)控專業(yè)從2016年開始工程教育改革，并不斷沿著理論與實(shí)踐相結(jié)合的路徑去踐行“工學(xué)并舉”。專業(yè)的發(fā)展框架秉承“工學(xué)并舉”的辦學(xué)思想，以學(xué)生為中心，以知識(shí)體系融合為導(dǎo)向，以項(xiàng)目式教學(xué)為手段，從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，構(gòu)建了測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式、實(shí)踐教學(xué)體系及相關(guān)保障機(jī)制，使測(cè)控專業(yè)的人才培養(yǎng)，能夠滿足社會(huì)與企業(yè)需求，適應(yīng)工程技術(shù)發(fā)展，具有行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。測(cè)控專業(yè)的整體建設(shè)框架如圖1所示。

新工科背景下，儀器學(xué)科正在實(shí)現(xiàn)信息處理、智能控制、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、微型與多功能發(fā)展趨勢(shì)。測(cè)控專業(yè)以教學(xué)服務(wù)產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)，面向京津冀及現(xiàn)代制造，培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)接行業(yè)需要。開展校企合作提升學(xué)生工程能力，實(shí)現(xiàn)合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、多學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力，使學(xué)生適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合，企業(yè)工程師參與教學(xué)，升級(jí)專業(yè)結(jié)構(gòu)，改革教學(xué)與實(shí)踐模式，從社會(huì)實(shí)踐、企業(yè)實(shí)踐、科技創(chuàng)新、技能培訓(xùn)等多方位培養(yǎng)新工科背景下的復(fù)合型創(chuàng)新人才[5-8]。

（二）以工程技術(shù)能力為核心的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式

2018年吳巖司長(zhǎng)提出了“兩性一度”的金課標(biāo)準(zhǔn)[9-11]。專業(yè)從2018年來(lái)，以金課標(biāo)準(zhǔn)為指引，以工程技術(shù)能力培養(yǎng)為核心，以培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新性測(cè)控技術(shù)人才為目標(biāo)，不斷參照金課標(biāo)準(zhǔn)打造優(yōu)質(zhì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容、技術(shù)形式、結(jié)構(gòu)框架及運(yùn)行模式進(jìn)行了融合與創(chuàng)新。（1）將立德樹人與專業(yè)人才培養(yǎng)進(jìn)行目標(biāo)融合創(chuàng)新;（2）從基本實(shí)踐內(nèi)容結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿進(jìn)行內(nèi)容融合創(chuàng)新;（3）從教育教學(xué)方法與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合進(jìn)行技術(shù)融合創(chuàng)新;（4）從實(shí)現(xiàn)流程重組與內(nèi)容結(jié)構(gòu)再造進(jìn)行模式融合創(chuàng)新。從多角度全方位實(shí)現(xiàn)將“以學(xué)生為中心，學(xué)生工程技能發(fā)展成效驅(qū)動(dòng)”的工程教育理念落到實(shí)處。

結(jié)合我?！肮W(xué)并舉”培養(yǎng)定位及本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，形成了“以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)積極地參與到實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中為目標(biāo)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性為出發(fā)點(diǎn)，以夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)、培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力為目的，促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、工程應(yīng)用水平和科研能力全面提高”的實(shí)踐教學(xué)理念。依據(jù)測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)科特點(diǎn)及發(fā)展要求，并遵循實(shí)踐教學(xué)循序漸進(jìn)、全面提升的規(guī)律，構(gòu)建了“一目標(biāo)、兩原則、三層次、四模塊、五級(jí)聯(lián)動(dòng)”的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)體系，即“一二三四五”實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式[12]，也就是以“一個(gè)目標(biāo)、兩條原則、三個(gè)層次、四大模塊、五級(jí)聯(lián)動(dòng)”為過(guò)程的“五位一體”的測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)特色，如圖2所示。四個(gè)特色模塊分別對(duì)應(yīng)三個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)（課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、集中性教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)），構(gòu)建了三個(gè)能力層次培養(yǎng)（工程認(rèn)知能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力）為目標(biāo)的一體化測(cè)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。

專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式依據(jù)測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)科特點(diǎn)及發(fā)展要求，以培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、實(shí)踐創(chuàng)新能力強(qiáng)的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，以服務(wù)學(xué)生為宗旨，學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)的“原則”，構(gòu)建“工學(xué)并舉”為特色的河北工業(yè)大學(xué)測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，包括實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)體系、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系、考核評(píng)價(jià)體系三大部分。圍繞主干課程群，建成理論與實(shí)踐綜合、課內(nèi)與課外融合、知識(shí)與能力并重以及機(jī)-光-電-計(jì)一體的全方位實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)體系。

本專業(yè)設(shè)置了由通識(shí)基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)組成的較為完善的實(shí)踐教學(xué)體系，進(jìn)行系統(tǒng)的工程技術(shù)教育和基本技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、交流溝通能力，并提升終身學(xué)習(xí)能力。專業(yè)實(shí)踐通過(guò)獨(dú)立設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程，課外分散創(chuàng)新實(shí)踐，如學(xué)生參加課外學(xué)科競(jìng)賽、大學(xué)生科研項(xiàng)目等活動(dòng)，使學(xué)生能夠有效運(yùn)用測(cè)量?jī)x器和現(xiàn)代工具，針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、獲取對(duì)象數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析得到結(jié)論，提升創(chuàng)新能力。課程設(shè)計(jì)作為核心課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生掌握課程知識(shí)、文獻(xiàn)檢索方法，熟悉本專業(yè)相關(guān)的手冊(cè)或標(biāo)準(zhǔn)，具備閱讀本專業(yè)科技文獻(xiàn)的能力，并能夠?qū)⑽墨I(xiàn)研究應(yīng)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題中，且綜合運(yùn)用課程知識(shí)通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作來(lái)解決實(shí)際工程問(wèn)題，使學(xué)生能夠針對(duì)測(cè)控技術(shù)與儀器領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)解決方案，并考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，能夠撰寫技術(shù)報(bào)告，且與同行進(jìn)行有效溝通。生產(chǎn)實(shí)習(xí)為學(xué)生提供企業(yè)學(xué)習(xí)經(jīng)歷，讓學(xué)生了解和接觸生產(chǎn)實(shí)際，能夠在工程實(shí)踐中理解并遵守測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與儀器設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)以及研究過(guò)程中所涉及的各類方針、政策和法律、法規(guī)及工程職業(yè)道德規(guī)范，履行相應(yīng)的責(zé)任，并具有良好的溝通能力，能夠與具有不同文化背景的業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行交流，掌握工程管理和經(jīng)濟(jì)決策的基本原理和方法，理解多學(xué)科環(huán)境對(duì)工程實(shí)施的復(fù)雜性影響。

提出“需求-素質(zhì)-能力-知識(shí)-配置”五級(jí)聯(lián)動(dòng)的人才培養(yǎng)體系運(yùn)行模式。通過(guò)國(guó)家需求、行業(yè)需求、產(chǎn)品需求分析獲得專業(yè)所需工程技術(shù)人才基本素質(zhì)要求及能力規(guī)范，構(gòu)筑人才培養(yǎng)的知識(shí)體系，把實(shí)踐教學(xué)分為課內(nèi)基礎(chǔ)操作、課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三個(gè)“層次”;同時(shí)，將實(shí)踐體系按公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)核心實(shí)驗(yàn)、專業(yè)方向?qū)嵺`四個(gè)“模塊”進(jìn)行操作與執(zhí)行。構(gòu)建的知識(shí)覆蓋完整，課程特色鮮明，具有理論與實(shí)踐綜合、課內(nèi)與課外融合、知識(shí)與能力并重、可操作性強(qiáng)、機(jī)-光-電-計(jì)一體的特點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)核心專業(yè)課程間延伸交聯(lián)支撐關(guān)系，形成層次、漸進(jìn)、相互呼應(yīng)的項(xiàng)目教學(xué)體系。通過(guò)校內(nèi)與校外相融合，使培養(yǎng)體系與國(guó)家需求和社會(huì)發(fā)展相融合，提高學(xué)生解決系統(tǒng)性工程問(wèn)題的專業(yè)能力;通過(guò)技術(shù)與非技術(shù)因素相融合，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面培養(yǎng);通過(guò)課內(nèi)與課外相融合，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)和可持續(xù)發(fā)展。測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)實(shí)施體系“一二三四五”培養(yǎng)模式，如圖2所示。

（三）達(dá)成效果分析

1. 學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力顯著提升，畢業(yè)生受到行業(yè)高度評(píng)價(jià)與認(rèn)可。近三年學(xué)生在“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽、iCAN國(guó)際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)節(jié)能減排大賽等重大學(xué)科中獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)40余項(xiàng)，發(fā)表論文5篇，獲得專利20余項(xiàng)。天地偉業(yè)、航天科工、航空機(jī)電等大型知名企業(yè)對(duì)我校測(cè)控專業(yè)畢業(yè)生均給予高度認(rèn)可與評(píng)價(jià)，“專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，能力素質(zhì)高，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)”。

2. 通過(guò)專業(yè)實(shí)踐體系的改革與建設(shè)，促進(jìn)了專業(yè)水平及學(xué)科發(fā)展。項(xiàng)目建設(shè)及實(shí)施期間，專業(yè)通過(guò)了教育部工程教育專業(yè)認(rèn)證，并在學(xué)校的專業(yè)評(píng)估中取得了95分的好成績(jī)，同時(shí)獲得省級(jí)一流專業(yè)。近三年共獲得8項(xiàng)校級(jí)教改項(xiàng)目，其中4項(xiàng)重點(diǎn)教研項(xiàng)目，獲得5項(xiàng)教指委教改項(xiàng)目，10項(xiàng)教育部協(xié)同育人項(xiàng)目，2017年實(shí)現(xiàn)了省級(jí)教研項(xiàng)目的突破;出版教材8部，教學(xué)研究論文24篇。連續(xù)多年舉辦學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽講座與指導(dǎo)，每年受益近百人。對(duì)專業(yè)改革情況進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，學(xué)生滿意度達(dá)80.3%以上。

四、結(jié)束語(yǔ)

由近三年測(cè)控專業(yè)實(shí)踐體系運(yùn)行效果可以看出，在新工科及一流專業(yè)建設(shè)背景下，測(cè)控專業(yè)的實(shí)踐體系建設(shè)與改革取得了很好的成效。以“工學(xué)并舉”為引領(lǐng)，測(cè)控專業(yè)的實(shí)踐體系從支撐架構(gòu)設(shè)計(jì)到模式構(gòu)建，圍繞“學(xué)生工程能力提升”的核心，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)復(fù)合型工程技術(shù)創(chuàng)新人才的目標(biāo)。

在專業(yè)的后續(xù)建設(shè)中，將結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展不斷優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)教學(xué)模式，結(jié)合課程思政、混合式教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、第二課堂的實(shí)施，強(qiáng)化課堂教學(xué)及實(shí)踐過(guò)程對(duì)能力培養(yǎng)的支撐，實(shí)現(xiàn)“工學(xué)并舉”人才培養(yǎng)的動(dòng)態(tài)持續(xù)改進(jìn)。

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[11]紀(jì)志榮，陳聰，傅瑋韡，等.高?！敖鹫n”標(biāo)準(zhǔn)下多元統(tǒng)計(jì)分析課程實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2020（37）：166-167.

[12]楊澤青，肖艷軍，劉麗冰，等.基于《華盛頓協(xié)議》的測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系優(yōu)化重構(gòu)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017，36（3）：176-180+192.

基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人計(jì)劃項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)課程建設(shè)”（201802016026）、“基于OBE理念的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)”（201801013016）;河北省高等學(xué)校教育改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“基于OBE的測(cè)控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)的研究與實(shí)踐”（2017GJJG026）

作者簡(jiǎn)介：劉偉玲（1973-），女，漢族，河北邢臺(tái)人，博士，副教授，測(cè)控系支部書記，研究方向?yàn)橹悄軆x器等。

通信作者：肖艷軍（1976-），男，漢族，河北滄州人，碩士，教授，測(cè)控系主任、專業(yè)負(fù)責(zé)人，研究方向?yàn)樾滦透兄c智能控制等。