班墨文化與新工科“1433”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的深度融合與實(shí)踐模式

摘 要：立足國家戰(zhàn)略新需求、國際競爭新格局與人才培養(yǎng)新要求，新工科應(yīng)運(yùn)而生，成為我國工程教育的重要改革方向。但是，地方高校工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊與新技術(shù)匹配性不足等問題，阻礙高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)。本文以棗莊學(xué)院制藥工程專業(yè)為例，面對產(chǎn)業(yè)界對人才能力需求的動態(tài)多變性與高校實(shí)踐教學(xué)體系改革步伐相對遲緩的現(xiàn)狀，以班墨文化為指導(dǎo)理念，“1433”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革為載體，旨在培養(yǎng)出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)踐能力突出、工程素養(yǎng)高、厚植愛國情操的高水平制藥專業(yè)應(yīng)用型人才，為新工科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)提供典型案例。

關(guān)鍵詞：班墨文化；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；新工科；應(yīng)用型人才

新工科這一概念自2016年提出以來，在不到一年的時間里，教育部組織高校進(jìn)行深入研討，形成了“復(fù)旦共識”和“天大行動”。按照國內(nèi)外工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)，新工科背景下學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)具備知識思維、個人能力、素質(zhì)情感三維度能力內(nèi)涵［12］。因此，地方應(yīng)用型本科院校工科專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)需要較強(qiáng)的工程背景，以此提高學(xué)生的工程素質(zhì)。實(shí)踐教學(xué)是新工科背景下工程人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和工程素質(zhì)方面，其作用是不可替代的［35］。但現(xiàn)在工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系仍存在一些問題，如實(shí)踐教學(xué)體系的教育理念與未來需求脫節(jié)；實(shí)踐環(huán)節(jié)相對弱化，落實(shí)不到位；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育的耦合不到位等問題，無法適應(yīng)新工科卓越工程人才培養(yǎng)［68］。

墨子、魯班是中華民族勤勞智慧、科學(xué)創(chuàng)新的典范，墨子、魯班“學(xué)者加工匠”的特殊身份，成就了他們在先秦時代科學(xué)領(lǐng)域的最高地位和足以與西方古代自然科學(xué)相媲美的科學(xué)建樹。班墨文化的內(nèi)涵可以總結(jié)為五個方面：精益求精的工匠精神、知行合一的實(shí)踐精神、求真務(wù)實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)精神、與時俱進(jìn)的創(chuàng)新精神、胸懷天下的愛國情懷［9］。以班墨文化為理念基石，構(gòu)建新工科背景下的“1433”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成“基礎(chǔ)＋應(yīng)用＋綜合創(chuàng)新”三級能力培養(yǎng)模式，可有效解決地方高校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面的若干問題，對于卓越工程人才培養(yǎng)和新工科建設(shè)具有極其重要的意義。

棗莊學(xué)院制藥工程專業(yè)2019年入選山東省一流專業(yè)，通過近5年的發(fā)展，專業(yè)建設(shè)取得較為矚目的成績。本文以制藥工程專業(yè)為例，以班墨文化為融入點(diǎn)，著力推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革，對工程人才培養(yǎng)具有重要意義，也為其他工科專業(yè)提供可靠的典型案例。

1 “1433”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

立足于我校辦學(xué)實(shí)際和學(xué)生培養(yǎng)需求，建立“一個核心、四個模塊、三個層次和三級能力培養(yǎng)”的“1433”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系?！?”是一個核心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建立以工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心；“4”是四個模塊，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系分為“學(xué)踐研創(chuàng)”四個模塊；第一個“3”是三個層次，構(gòu)建“平臺＋模塊＋項(xiàng)目”的三層次教學(xué)培養(yǎng)模式；第二個“3”是“基礎(chǔ)＋應(yīng)用＋綜合創(chuàng)新”三級能力培養(yǎng)體系，逐步實(shí)現(xiàn)學(xué)生從基礎(chǔ)能力—實(shí)踐應(yīng)用能力—綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.1 “學(xué)踐研創(chuàng)”四模塊

1.1.1 構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系

以通識教育筑基，以專業(yè)課程融合為路徑，打造多層級、可定制的課程系統(tǒng)，響應(yīng)個體差異化需求。此體系致力于解決傳統(tǒng)工科實(shí)踐培養(yǎng)模式中的趨同化問題，實(shí)現(xiàn)個性化育人目標(biāo)，滿足產(chǎn)業(yè)界多樣化人才訴求。

1.1.2 多維度的集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

作為提升實(shí)踐與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)在不突破總學(xué)分限制下，優(yōu)化配置以保障教學(xué)時長與質(zhì)量。棗莊學(xué)院實(shí)施貫穿四學(xué)年的“虛擬仿真+線下實(shí)踐”雙軌模式（共8學(xué)期）。虛擬仿真?zhèn)戎兀狠o助性實(shí)驗(yàn)仿真、虛擬生產(chǎn)見習(xí)等；線下實(shí)踐聚焦：綜合課程設(shè)計(jì)、核心課程實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)工程實(shí)訓(xùn)、實(shí)地見習(xí)、企業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)。明確規(guī)定畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題源自企業(yè)真實(shí)課題的比例≥50%，確保培養(yǎng)內(nèi)容與企業(yè)技術(shù)前沿高度同步。

1.1.3 成果導(dǎo)向的研學(xué)方案

設(shè)定課外研學(xué)必修學(xué)分（≥2學(xué)分/人）。建立成果導(dǎo)向的研學(xué)框架，將研究型課程設(shè)為選修課。有效成果形式涵蓋論文發(fā)表、專利獲取或研發(fā)作品（如實(shí)物原型、軟件系統(tǒng)、設(shè)計(jì)報告等）的直接提交。

1.1.4 項(xiàng)目驅(qū)動的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模式

在大一年級學(xué)生中廣泛發(fā)動，申報墨子魯班科技小組?？萍夹〗M的申報以項(xiàng)目為載體，從大一開始，就針對學(xué)生設(shè)計(jì)一個綜合性的實(shí)踐項(xiàng)目，項(xiàng)目來自教師分離課題項(xiàng)目、學(xué)科競賽項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)競賽項(xiàng)目、企業(yè)的合作開發(fā)項(xiàng)目。墨子魯班科技小組可享受活動場地、經(jīng)費(fèi)、優(yōu)先推薦雙創(chuàng)項(xiàng)目申報、學(xué)科競賽、綜合測評加分等政策，小組最終考核以學(xué)科競賽等成績?yōu)闇?zhǔn)。

1.2 “平臺＋模塊＋項(xiàng)目”的三層次教學(xué)培養(yǎng)模式

本文以制藥工程專業(yè)為例，以班墨文化為理念基石，依據(jù)“學(xué)踐研創(chuàng)”為典型實(shí)踐教學(xué)體系，構(gòu)建“平臺＋模塊＋項(xiàng)目”的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式，如圖2所示。

1.3 構(gòu)建“基礎(chǔ)＋應(yīng)用＋綜合創(chuàng)新”三級能力培養(yǎng)體系

立足產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，深度融合專業(yè)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，強(qiáng)化“學(xué)科—專業(yè)—產(chǎn)業(yè)”協(xié)同聯(lián)動與優(yōu)質(zhì)資源共享。推行“實(shí)驗(yàn)室早期浸潤計(jì)劃”，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索中夯實(shí)知識根基、在雙創(chuàng)競賽中淬煉實(shí)踐能力、在科研活動中激發(fā)原創(chuàng)成果，系統(tǒng)重構(gòu)“基礎(chǔ)能力→應(yīng)用能力→綜合創(chuàng)新”三階遞進(jìn)式培養(yǎng)體系，如圖3所示。

1.3.1 基礎(chǔ)技能層

依托基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺課程與設(shè)備認(rèn)知課程，聚焦大一、大二年級學(xué)生制藥基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的規(guī)范化訓(xùn)練，重點(diǎn)培育獨(dú)立操作及問題解析能力，通過雙創(chuàng)導(dǎo)論課程與案例分享活動，啟蒙創(chuàng)新思維與創(chuàng)業(yè)意識。

1.3.2 應(yīng)用能力層

結(jié)合方向模塊課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，著力提升大二、大三年級學(xué)生運(yùn)用專業(yè)理論開展系統(tǒng)分析與應(yīng)用設(shè)計(jì)的能力。引入企業(yè)真實(shí)工程項(xiàng)目，由工程師指導(dǎo)在工程實(shí)訓(xùn)中強(qiáng)化藥物開發(fā)設(shè)計(jì)等產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技能。

1.3.3 綜合創(chuàng)新層

通過綜合實(shí)踐課程、畢業(yè)實(shí)習(xí)、雙創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)等高階環(huán)節(jié)，培養(yǎng)大三、大四年級學(xué)生跨學(xué)科整合與創(chuàng)造性解決問題的能力。在專業(yè)能力基礎(chǔ)上融入職業(yè)素養(yǎng)、項(xiàng)目管理及機(jī)會識別能力培養(yǎng)，特別在畢業(yè)設(shè)計(jì)中融入班墨文化“精益求精”的精工理念，塑造工匠精神與開拓性創(chuàng)新人格。

基于班墨文化中應(yīng)用實(shí)踐的內(nèi)涵要求，將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合，基于課程特點(diǎn)，融入工程教育要求，分為通識基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課程（如“有機(jī)化學(xué)”“無機(jī)與分析化學(xué)”等）、專業(yè)綜合類實(shí)驗(yàn)課程（如“藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“制藥工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”等）、工程訓(xùn)練類實(shí)驗(yàn)課程（如“藥物加工生產(chǎn)綜合實(shí)訓(xùn)”等）。

深入貫徹班墨文化中求真務(wù)實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)精神，在原有基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的類別，如基礎(chǔ)驗(yàn)證型、專業(yè)綜合型、設(shè)計(jì)創(chuàng)新型和工程實(shí)訓(xùn)型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其中，專業(yè)綜合性、設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占比超過70%。

進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革。針對實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型，采用問題式學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)式教學(xué)、探究式學(xué)習(xí)和項(xiàng)目驅(qū)動式學(xué)習(xí)等方式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2 實(shí)踐教學(xué)體系的效果評價

2.1 學(xué)生成績評價

實(shí)驗(yàn)課程的成績評定是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。每門實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后、相關(guān)理論課程期末考試之前，教師必須組織學(xué)生參加該實(shí)驗(yàn)課程的期末考試或考核。未通過實(shí)驗(yàn)課程考核的學(xué)生，將不具備參加對應(yīng)理論課程考試的資格。

實(shí)驗(yàn)課成績由三部分綜合構(gòu)成：課前預(yù)習(xí)情況評估、實(shí)驗(yàn)操作過程考核以及期末綜合考核。其中，期末考核可采取理論測試（筆試或口試形式）與實(shí)際操作考核相結(jié)合的方式進(jìn)行。對于未獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課，其考核成績將依據(jù)學(xué)校相關(guān)規(guī)定，按既定比例計(jì)入該門課程的總評成績。實(shí)驗(yàn)課程的日常過程性評價（隨堂進(jìn)行）和期末考核工作均由實(shí)驗(yàn)課教師負(fù)責(zé)組織實(shí)施。實(shí)驗(yàn)考核以實(shí)際動手操作能力為核心評價指標(biāo)，若學(xué)生未能通過實(shí)驗(yàn)操作考核，則該門實(shí)驗(yàn)課程成績直接判定為不及格。

2.2 運(yùn)行效果評價

本研究擬采用多元評價標(biāo)準(zhǔn)體系，基于“改良導(dǎo)向評價模式（CIPP）”模型，建立制藥工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)評價體系，以形成性與總結(jié)性評價相結(jié)合的方式來檢驗(yàn)實(shí)踐模式的運(yùn)行效果，即從實(shí)踐教學(xué)過程和實(shí)踐教學(xué)結(jié)果對實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行綜合評價，如圖4所示。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系特色融入

3.1 充分發(fā)揮中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化育人功能

以定位高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)、班墨文化為內(nèi)涵，以“1433”新工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)著重加強(qiáng)學(xué)生工匠精神和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)；加強(qiáng)班墨文化為核心的傳統(tǒng)文化教育，構(gòu)建契合未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展和新質(zhì)生產(chǎn)力需求的新工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，顯著提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和工程素質(zhì)。

3.2 定位學(xué)生高水平工程素質(zhì)培養(yǎng)，班墨文化與新工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系深度融合

持續(xù)深化班墨文化的內(nèi)涵建設(shè)，加強(qiáng)“1433”新工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各環(huán)節(jié)融入班墨文化的內(nèi)涵要求，牢固樹立精品意識、質(zhì)量第一的理念；在班墨文化嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新、求真務(wù)實(shí)等精神指引下，主動對接產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展需求，在實(shí)驗(yàn)課程與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排、校內(nèi)工程實(shí)訓(xùn)、科研訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)與實(shí)際生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，讓學(xué)生直接或間接參與企業(yè)生產(chǎn)過程，助力學(xué)生從學(xué)校到企業(yè)的“無縫銜接”，從而達(dá)成新工科背景下工程素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)。

結(jié)語

學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)離不開相關(guān)產(chǎn)業(yè)的參與，傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)過程中存在較為普遍的問題是與產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求和技術(shù)發(fā)展的脫節(jié)。針對上述問題，在班墨文化中的嚴(yán)謹(jǐn)精神、創(chuàng)新精神等的指導(dǎo)下，主動對接產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展需求，在教師培養(yǎng)、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)、科研訓(xùn)練、生產(chǎn)見習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、企業(yè)項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)與企業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)工程人才培養(yǎng)的拾級而上，從而達(dá)成新工科背景下工程素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)。

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資助項(xiàng)目：山東省普通高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究項(xiàng)目（202482）；棗莊學(xué)院教學(xué)研究與改革重點(diǎn)項(xiàng)目（2023年）

作者簡介：杜健（1989— ），男，漢族，山東滕州人，博士研究生，副教授，研究方向：發(fā)酵工程。