工程類專業(yè)應(yīng)用型人才實(shí)踐教學(xué)模式探析

李保華，代元軍

（上海電機(jī)學(xué)院，上海 201306）

近年來，在高校人才培養(yǎng)過程中，我們從主動(dòng)學(xué)習(xí)國外人才發(fā)展先進(jìn)模式，逐步演變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的發(fā)展，重點(diǎn)踐行學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐技能。作為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的地方高校，培養(yǎng)目標(biāo)是創(chuàng)新型應(yīng)用型人才，這類人才不僅要有較強(qiáng)的實(shí)踐技能和適應(yīng)高級工作崗位的能力，還要有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。然而，地方高校在應(yīng)用型工程技能培養(yǎng)方面仍存在一些問題。

一、應(yīng)用型人才工程能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，我國地方高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)主要是“應(yīng)用型”。這與傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)目標(biāo)的主要區(qū)別在于強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)實(shí)踐技能。提高學(xué)生的實(shí)踐技能不僅包括增加實(shí)踐課程或參加實(shí)踐課程，還包括對教學(xué)方法和模式進(jìn)行全面改革，大力推進(jìn)教學(xué)形式創(chuàng)新。我們不僅要注重實(shí)訓(xùn)的數(shù)量，更要注重實(shí)訓(xùn)的有效性，讓相關(guān)的實(shí)踐走入課堂，而不能是走個(gè)過場或者讓實(shí)踐課程淪為形式主義。近年來，課程改革迅速推動(dòng)了課堂學(xué)習(xí)、課外學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，這些學(xué)習(xí)模式對于社會(huì)科學(xué)課程可能在某些方面具有良好的教學(xué)效果，但對于工程專業(yè)課程顯然不盡如人意。教育改革應(yīng)包括學(xué)生在高等教育背景下的學(xué)習(xí)能力，學(xué)生在信息時(shí)代教學(xué)后可以投入學(xué)習(xí)專業(yè)課的時(shí)間和精力，并應(yīng)突出該計(jì)劃的具體類型和特點(diǎn)。

二、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

（一）理論和實(shí)踐課程割裂開來，無法相互促進(jìn)

大多數(shù)工程類專業(yè)對理論知識和實(shí)踐技能的要求都很高。傳統(tǒng)教育非常重視課程的理論教學(xué)，這一方面是受到過去教學(xué)條件的限制，另一方面也受傳統(tǒng)教學(xué)理論局限性的影響。但是實(shí)際上在理論課中由于缺乏相關(guān)的實(shí)踐演示和實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，學(xué)生很難真正深刻地理解并檢驗(yàn)自己所掌握的理論知識。在實(shí)驗(yàn)過程中，有些書本的理論比較抽象，學(xué)生不親自動(dòng)手、不進(jìn)行嘗試或者不以復(fù)雜的方式完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)就沒有辦法真正對相關(guān)的知識點(diǎn)進(jìn)行理解和記憶。長此以往，實(shí)驗(yàn)理論和操作是分開的，不能互相促進(jìn)。

（二）課程設(shè)計(jì)過于復(fù)雜和繁亂

傳統(tǒng)的課本對于一門學(xué)科的知識設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，涉及的面非常寬廣，比如說講解一項(xiàng)工程，就要涉及其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)試的全過程，甚至生產(chǎn)技術(shù)、盈利能力等方面也對學(xué)生提出了解和掌握的要求。這就導(dǎo)致學(xué)生對與之相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)的理解還停留在一知半解的狀態(tài)，尤其是在專業(yè)基礎(chǔ)課階段，學(xué)生對技術(shù)設(shè)計(jì)沒有概念。上述對學(xué)生技能的要求顯然過高，結(jié)果是學(xué)生大部分上課時(shí)間都比較迷茫，在提交作業(yè)之前，他們只是在機(jī)械參與教師布置的任務(wù)，這完全喪失了通過課程設(shè)計(jì)來教育學(xué)生充分應(yīng)用他們的技術(shù)設(shè)計(jì)和技能的教育意義。

（三）職業(yè)培訓(xùn)和實(shí)踐與職業(yè)指導(dǎo)不掛鉤

綜合傳統(tǒng)專業(yè)教育，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)、本科實(shí)習(xí)相互獨(dú)立，缺乏系統(tǒng)性。當(dāng)前的職業(yè)實(shí)踐，內(nèi)容千篇一律，缺乏個(gè)性和針對性。實(shí)習(xí)培訓(xùn)、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)、本科實(shí)習(xí)互不關(guān)聯(lián)，因此，學(xué)生在進(jìn)行培訓(xùn)的時(shí)候會(huì)感到迷茫，甚至不理解在學(xué)校學(xué)的知識到了工作崗位上到底有什么用處，導(dǎo)致學(xué)習(xí)和工作大幅度脫節(jié)，無法銜接。

三、工程類專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)教學(xué)改革

（一）理實(shí)一體化

所謂“理實(shí)一體化”，顧名思義，就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中做到理論和實(shí)踐的學(xué)習(xí)能夠一體進(jìn)行，相輔相成。對于核心專業(yè)課來說，一般課程多，課堂教學(xué)容易出現(xiàn)現(xiàn)場沖突。實(shí)踐工程相關(guān)課程可以在普通教室中使用便攜式實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行教學(xué)，此方式的好處是學(xué)習(xí)體驗(yàn)不再受地點(diǎn)限制，如此一來課堂也是實(shí)驗(yàn)場所，學(xué)生就不用專門跑去實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步增加了學(xué)生實(shí)踐的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。雖然計(jì)算機(jī)輔助軟件可以用來模擬實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生還可以借助自己的筆記本電腦開展課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)（如信號和系統(tǒng)課、自動(dòng)控制原理等）。對于專業(yè)課，通?？梢越M織實(shí)驗(yàn)室講座（如DSP、FPGA、集成系統(tǒng)等）以及各種實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)項(xiàng)目的課堂實(shí)踐。在學(xué)習(xí)過程中要為學(xué)生創(chuàng)造自己學(xué)習(xí)和理解的條件，讓學(xué)生通過親身實(shí)踐掌握難度較大的知識。通過這樣的方法，不僅能夠更好地增強(qiáng)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)結(jié)合的效果，最主要的是對學(xué)生自身而言，通過實(shí)踐得到的結(jié)論會(huì)更加深刻，有利于其后續(xù)工作中擁有更加扎實(shí)的基礎(chǔ)；而在后續(xù)的工作中，擁有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生比只掌握了理論知識的學(xué)生擁有更強(qiáng)的應(yīng)用能力和更出色的工作效果。

學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總時(shí)數(shù)應(yīng)該盡可能地達(dá)到課程設(shè)計(jì)總量的50%。在這種情況下，還要對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評估，并在課堂上記錄課堂的成敗，作為評估課程表現(xiàn)的依據(jù)。在課堂上采用“理論與實(shí)踐相結(jié)合”的模式，可以避免傳統(tǒng)理論缺乏實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無法理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法的情況?！袄韺?shí)一體化”課堂模式顯著增加了學(xué)生實(shí)踐的小時(shí)數(shù)，以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)，顯著提高了學(xué)生的參與度；經(jīng)過過程評價(jià)和評估，課堂實(shí)驗(yàn)的每一項(xiàng)操作都成為課程成績的一部分，提高了學(xué)生參與相關(guān)理論知識實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的樂趣和積極性。學(xué)生如果能夠更加注重實(shí)驗(yàn)的各環(huán)節(jié)，也有利于通過實(shí)驗(yàn)理解書本上的有關(guān)理論。在教學(xué)過程中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是深入淺出的，獲得的經(jīng)驗(yàn)是遞進(jìn)的。因此經(jīng)過一段時(shí)間的積累，學(xué)生掌握的知識水準(zhǔn)和程度會(huì)有一個(gè)大的飛躍。長此以往，學(xué)生實(shí)踐和理論相結(jié)合的深度、深層次的學(xué)習(xí)能力和高效、高度、高投入的學(xué)習(xí)效果都會(huì)有顯著的跨越式提升，在此基礎(chǔ)上，學(xué)校將不需要另外花費(fèi)其他精力就能使自身整體的教學(xué)質(zhì)量得到提升，并且能夠十分便捷地讓相關(guān)教學(xué)水平得到理想改善。

（二）“臨摹式”課程設(shè)計(jì)

所謂“臨摹式”課堂設(shè)計(jì)的開發(fā)模式，類似于美術(shù)生通過臨摹來學(xué)習(xí)繪畫。教師開發(fā)了許多實(shí)用的課程主題，編寫了全面的課程設(shè)計(jì)指南并分發(fā)給學(xué)生。每個(gè)主題的說明手冊都提供了完整的設(shè)計(jì)概述，并解釋了實(shí)踐操作的具體步驟。除此之外，還為學(xué)生留下了一些用于計(jì)算的元件和具體數(shù)值。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以通過閱讀說明理解圖表的原理，根據(jù)自己對知識的現(xiàn)有理解嘗試進(jìn)行實(shí)踐，根據(jù)書面資料的指示進(jìn)行實(shí)踐臨摹。用Multisim軟件模擬，用Protel軟件畫一個(gè)具體的工程圖樣，進(jìn)一步嘗試開發(fā)一個(gè)具體的接線圖。由于對程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面細(xì)致的教學(xué)，能夠很好地保證學(xué)生在實(shí)踐的過程中得到良好的指導(dǎo)和提升。如果遇到一些問題和發(fā)生失誤，根據(jù)相關(guān)的指南也能夠很順利地找到解決的辦法。

從不同課程設(shè)計(jì)的實(shí)際操作效果來看，雖然準(zhǔn)備了原理圖，但由于是第一次實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生很有可能無法注意到其中一些容易出現(xiàn)問題的實(shí)踐細(xì)節(jié)，從而導(dǎo)致實(shí)踐工作無法正常進(jìn)行。通過運(yùn)用理論知識分析、研究和解決這些不足，學(xué)生的實(shí)際專業(yè)技能得到顯著提高，工程意識得到培養(yǎng)。而學(xué)生通過自己努力完善自身知識體系、完成實(shí)際應(yīng)用任務(wù)，比照本宣科或者純粹聽教師講解會(huì)有更多的收獲。退一步說，這也有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的各種不足，同時(shí)加以改進(jìn)，不斷完善自身的知識體系。

（三）雙導(dǎo)師制

在課程設(shè)置中，大四的畢業(yè)生要進(jìn)行六周的綜合職業(yè)培訓(xùn)。學(xué)生根據(jù)其工作意圖所要求的專業(yè)技能，選擇學(xué)校提供的研究指導(dǎo)的教師和在校外公司擔(dān)任導(dǎo)師的兼職教師。以專業(yè)與學(xué)生關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的復(fù)雜項(xiàng)目為導(dǎo)向，開展培訓(xùn)課程或?qū)嵺`性專業(yè)訓(xùn)練并選擇同一專業(yè)方向的學(xué)科完成最終項(xiàng)目后根據(jù)實(shí)踐進(jìn)行選擇。比如學(xué)生決定物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)的應(yīng)用方向，公司的導(dǎo)師就部署在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室講解基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的工程系統(tǒng)的項(xiàng)目，整個(gè)過程差不多一年，主要進(jìn)行專業(yè)導(dǎo)向的個(gè)性化培訓(xùn)課程，讓學(xué)生畢業(yè)后有自己的實(shí)踐經(jīng)歷，顯著提高就業(yè)能力。

除課程之外，雙導(dǎo)師制度也可以在學(xué)生實(shí)習(xí)的過程中進(jìn)行推廣，將學(xué)校和相關(guān)專業(yè)的合作企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合，為學(xué)生提供這方面的專業(yè)導(dǎo)師和帶隊(duì)教師，幫助學(xué)生理論和實(shí)踐雙管齊下、共同促進(jìn)。無論是綜合職業(yè)培訓(xùn)科目、本科科目，還是最終實(shí)習(xí)，雙導(dǎo)師制實(shí)際上就是將理論和實(shí)踐并舉的一種體現(xiàn)，它不僅有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中同時(shí)具備理論和實(shí)踐雙重能力，還能很好地為學(xué)生以后走出學(xué)校參加工作打下良好的基礎(chǔ)?？偟膩碚f，通過強(qiáng)化和具體的持續(xù)學(xué)習(xí)，使學(xué)生在課堂上掌握盡可能多的知識，并及時(shí)整合與項(xiàng)目相關(guān)的新知識，使學(xué)生在畢業(yè)后獲得自己工作所需的技術(shù)知識。

四、實(shí)踐教學(xué)模式實(shí)施效果

工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程首先改革了“理實(shí)一體化”的教學(xué)方法，取得了實(shí)效。2013年，對相關(guān)的工程設(shè)計(jì)和技術(shù)類課程進(jìn)行了改革，2014年，對自動(dòng)控制工程課程進(jìn)行了改革。目前，F(xiàn)X學(xué)院已經(jīng)有十幾門課程進(jìn)行了改革，所有改革的課程都得到了學(xué)生的高度認(rèn)可。課程改革項(xiàng)目在大學(xué)一年級的年度監(jiān)測和檢查中獲得了優(yōu)秀或良好的成績，改革后的課程逐漸推廣到其他專業(yè)。到目前為止，許多關(guān)于工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程改革的研究項(xiàng)目已經(jīng)在省一級實(shí)施。

“臨摹式”課程項(xiàng)目于2010年在FX學(xué)院工程專業(yè)開始實(shí)施，共授課6次，約480名學(xué)生從中收益。在課程期間，課程內(nèi)容和組織規(guī)則不斷得到審核和完善，2013年用于改革創(chuàng)新我校相關(guān)自動(dòng)化工程課程。經(jīng)過三個(gè)學(xué)期實(shí)踐和大概230個(gè)學(xué)生的教學(xué)試點(diǎn)，“臨摹式”項(xiàng)目開始擴(kuò)展到其他大學(xué)和學(xué)院。經(jīng)過幾門課程多次實(shí)踐，大約200名工程類專業(yè)學(xué)生完成了綜合職業(yè)培訓(xùn)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，就業(yè)率達(dá)到98%以上，而2017年就業(yè)率達(dá)到100%，標(biāo)志著應(yīng)用型培養(yǎng)方式的勝利。相關(guān)的應(yīng)用科技項(xiàng)目和開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目參與人數(shù)不斷增加，目前本校500多名工程類專業(yè)的學(xué)生仍在從中受益。

五、結(jié)語

本文闡述了基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的工程類專業(yè)教學(xué)改革的思想和實(shí)踐方法。通過重構(gòu)學(xué)習(xí)模式，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，充分整合課程，將理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)同步實(shí)施，將學(xué)習(xí)模式納入為學(xué)生開發(fā)的“臨摹式”課程中，最大限度地發(fā)揮課程設(shè)計(jì)的效益，通過將學(xué)習(xí)內(nèi)容與工作實(shí)際內(nèi)容相聯(lián)系，將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程付諸實(shí)踐，并確保學(xué)生應(yīng)用型知識的積累，增強(qiáng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的信心，讓應(yīng)用型的工程專業(yè)學(xué)習(xí)全面結(jié)合專業(yè)培訓(xùn)、工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，旨在為學(xué)生提供特定應(yīng)用型專業(yè)能力教學(xué)，促進(jìn)不同學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中全面發(fā)展和個(gè)性化發(fā)展，讓學(xué)生更好地掌握應(yīng)用型技能，提升后續(xù)的就業(yè)率，為社會(huì)培養(yǎng)更多的稀缺人才。