工程教育背景下实践教学方法探索

陈常龙++唐珍++肖巍++王许洁++刘鹏

【摘要】工程教育的背景下，实践教学对于培养学生的工程实践能力和创新精神有着重要作用。本文以工程教育的培养要求为出发点，分析现有实践教学内容、实践教学条件以及教师工程背景等方面存在的问题，提出实践教学改革的思路。

【关键词】工程教育 实践教学 教学改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）06-0093-02

工程教育专业认证起源于20世纪末由美国8所高校提出并推行，为培养合格的工程师，美国工程与技术认证委员会对工科毕业生提出11项能力要求[1]：注重学生基础知识的学习；注重学科的交叉和融合，为学生提供多学科的综合知识背景；重视对学生实践能力的培养，加强教学实践环节；充分发挥学生的个性，培养学生的创造性和自主性[2]。我国已加入华盛顿协议组织，正在积极推进工程教育专业认证，重视学生工程实践能力的培养，达到创新型人才的培养目标。

实验室是开展实践教学，培养学生实践能力与综合素质的主要场所，要实现工程教育的培养目标，实践教学具有不可替代的作用。与课堂教学相比，实验教学具有直观性、实践性、综合性、启发性和探索性等特点，在培养学生创新能力、动手能力等方面具有重要意义[3]。

一、实践教学存在问题

1.实践教学内容问题

长期以来，实验教学作为理论课的辅助课程，配合专业课的进度，安排学生进行对应的实验操作，以增进对相关内容的理解。该种方式按照课程的内容将实践环节分隔成一个个独立的实验，实验与实验之间缺乏有机的联系。学生在进行实验操作时，往往专注于按照实验指导书的方法甚至完全按照其步骤将实验完成。实验过程中缺少主动积极的思考，甚至对于出现的结果都少有分析其合理与否。从时间上来看，每个实验根据课程安排需要在规定的时间内完成，学生可能只重复一次，出现预期的結果就结束实验，对于相关的原理及操作没有形成较深的印象。而且不同实验之间间隔较长，导致学生对于不同实验间的联系和区别没有形成清晰地认识，这种完全照章作业的实践教学模式难以达成工程教育的培养目标。

2.实践条件问题

实验室是实践教学的必备的硬件支撑，实验室的面积大小、设备种类、开放方式对于实践教学的效果影响巨大。现在国内高校实验室一般是根据课程的实验教学需要而设置的，其特点是专业性强，功能单一。实验室设备购置后仅用作实验教学使用，实验设备台套数少，使用率低，而且设备更新速度慢，这些条件都制约了实践教学对学生实验技能和综合能力的培养。实践条件的改善需要依赖于教育经费的支持，保证设备台套数和实验环境的前提下，实践教学才能更好服务于学生工程技能的培养。

3.实践教师缺乏工程背景问题

近年来，高校具有博士、硕士学位的青年教师越来越多，但他们大多是毕业后直接到高校工作，接受的主要是理论知识和学术训练，缺乏广泛深入的工程实践经验，研究的课题也多偏于基础理论，习惯于用科学教育的方法从事工程教育[4]。实验系列教师也存在缺乏工程实践背景的问题，长期以来实验教师的地位在高校得不到重视，缺乏系统的工程培训交流，更缺少到企业实践的机会，使得上述问题长期存在。这些现象对工程教育的开展具有较大影响。

二、实践教学改革思路

1.创新实践教学内容

在保证基本教学目标的前提下压缩验证性实验的数量，增加综合性实验和设计性实验，鼓励学生在实验过程中主动思考，寻找可行的解决办法，锻炼其解决问题的能力。增加学科内最新研究成果相关的实验，拓展学生的知识面。对于综合性实验不限定每个实验的时间，在必要的课时之外采用预约开放的方式，允许学生进入实验室完成实验。除必须完成的实验外，提供给学生选做实验项目，需要学生通过熟练掌握基本技能后方能完成，提高学生的综合实践能力，激发学生的学习兴趣。

2.变革教学方法

在基本实验操作的基础上，增加相关行业知识介绍，通过多媒体等方式将实验的原理、应用背景、作用讲清楚，甚至可以增加生产一线工程师的工作录像，给学生以“身临其境”的代入感。对于生产现场可能出现的问题以及可以采取的解决办法都能够预先掌握，与企业生产一线实现无缝连接，既提高了教学效果又能让学生明白所学实验方法用之于何处。本科阶段有认识实习、生产实习、毕业实习等不同等级的实习实践机会，将校内实践教学内容与企业实习实践有机结合，让学生在实习过程中进一步了解所学技能作用，又能增加实习的目的性。

3.保证实验室建设

实验室是实践教学的最基本平台，实验室基础建设，实验设备的更新，最新实验技术的引入，这些都依赖于高校教育资金的扶持。在保证专业实验室的基础上，积极组建学科的专业实验教学综合开放平台，不仅在实验内容、实验项目的开放，更是实验设备、实验时间的开放，允许学生能够自主使用，培养学生的创新能力。

4.加强教师的工程培训

提供给青年教师尤其是实验教师交流培训的机会，派驻部分实验教师进入企业锻炼，完善自身工程技能的同时培养教师的工程素养。聘请企业有深厚行业经验的工程技术人员到学校任职交流，助推高校教师队伍的整体工程技术能力。

三、《海洋工程结构检测技术》实践教学尝试

《海洋工程结构检测技术》是一门实践性很强的课程，课程内容与船舶与海洋工程专业建造环节紧密结合，本课程的主要任务是使学生了解无损检测技术的方法与分类，其目标是使学生具有从事海洋工程结构及其它工程结构的检测与试验专业知识，并为深入学习和研究打下良好基础。该课程设置14个实践学时，包括超声探伤实验、磁粉探伤实验、涡流探伤实验、磁记忆实验、声发射实验、红外热像实验、超声测厚实验等7个实验，通过初步的改革试点，对于超声探伤实验除基本实验内容外，增加纵波探伤、实验仪器校正等选做实验，在预约时间内对学生开放，以完成选做实验。在原有声发射仪（1台）的基础上购置新型声发射仪器两台，将演示性实验变更为验证性实验。购置大量实际损伤试件供学生自主实习实践相关检测方法。从实践的效果来看，在实验过程中学生能够主动思考，对于实验的兴趣更为浓厚，较好的培养学生的实践能力。

四、结语

工程教育现已在我国推行，全面改革现有实践教学方法和教学手段，提高学生的实践能力和创新精神，从而实现工程教育的培养目标，实践教学必将处于更加重要的地位。

参考文献：

[1] 李志义.我国工程教育改革的若干思考[J].中国高等教育，2012，（20）.

[2] 曹万林，李振泉，刘晓慧，李宗泳.大工程教育背景下提高本科教育质量的新措施[J].北京教育，2008，（01）.

[3] 董西广，李会序.工程教育背景下的开放性实验教学[J].河南教育，2011，（4）.

[4] 李培根，许晓东，陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究，2012，（3）.

基金项目：2016年度中国海洋大学本科教育教学研究项目（项目编号：2016JY113）。