工程教育认证导向下材料成型及控制工程专业学生的实践能力培养

徐 洁，王俊勃，刘 毅，王彦龙，卢琳琳，付 翀

(西安工程大学 材料工程学院，陕西 西安 710048)

一、工程教育专业认证导向下实践教学在人才培养体系中的作用

实践教学是培养具有创新精神应用型工程技术人才的重要环节，是学生将课堂上学习的理论知识应用于生产实际的桥梁，是提高人才素养、工程实践能力和创新精神必不可少的途径，因此实践教学的培养模式和培养标准决定了最终人才质量标准[1-2]。工程教育专业认证导向下，在“以本为本”，推进“四个回归”的思想指导下，要求高等教育在应用型工程技术人才的培养过程中更加重视实践教学，由注重学生理论知识转为理论与实践并重，由单一向学生灌输知识转为激发学生创新思维，由学校向社会延伸，为学生毕业后能够顺利地踏上工作岗位打下坚实的基础，为社会提供所需人才[3-4]。

目前的实践教学普遍存在以下问题：(1)实践教学学时的占比在人才培养方案中偏低，实践课程的设置过度依赖课程理论知识，并且实践教学不能按照由浅入深、循次而进的原则和学生的认知规律进行安排，实践教学各环节也存在彼此独立的问题；(2)实践教学方法与工程教育专业认证的核心理念严重脱节，导致学生在实践中态度怠慢、动手能力不强、创新能力和独立工作能力较差[5]；(3)实践教学考核评价标准单一，没有注重对学生实践能力的全面衡量，这样的评价方式不能真实客观地反映学生的实践能力，无法考查学生实践全过程，也无法体现工程教育专业认证的教学理念[6]。

根据《工程教育认证标准解读及使用指南(2020版，试行)》，体现学生实践能力的实践类教学至少占总学分的20%，学生理解和掌握的各类专业知识通过实践教学的运用体现出来，设置完善的实践教学体系，开展实践与创新活动，培养学生工程实践能力和激发学生创新精神，是实现工程教育专业认证目标的重要环节。我校(西安工程大学)材料成型及控制工程专业作为机械学科的重要专业，是陕西省高等学校专业综合改革试点、陕西省一流专业建设点和国家级一流专业建设点。培养具有创新精神的应用型工程技术人才是本专业的最终目标，因此学生工程实践能力的培养是本专业的重中之重。工程实践类课程在学生培养体系中占有较大比重，是培养应用型高级专门人才的有效途径，工程实践教育模式也要紧跟时代创新发展。在深入分析工程实践教育教学规律的基础上，以适应社会的发展需求为目的，以专业认证为契机，以教学模式改革为抓手，全面分析和科学设计工程实践教学体系与模式，建立有效的运行机制和实施方法，以推动我校材料成型及控制工程专业实践教学体系优化和教学模式改革。我校材料成型及控制工程专业以强化学生工程实践能力，培养具有创新精神的应用型工程技术人才为目标，构建了适合本专业的“3模块+5平台+多样化、全流程、立体化、内外结合考核体系”工程实践教学体系，以满足工程教育专业认证对学生工程实践能力的培养要求，为学生创造更多的锻炼机会。

二、材料成型及控制工程专业学生实践能力的培养

工程实践类教学是材料成型及控制工程专业的重要教学内容，其教学设计与运行应以专业培养方案为依据，以专业认证标准为指导，按照认识→基础→综合→创新的认知规律设计实践教学体系、内容层次分类与运行流程。按照以上原则，从重新定位培养方案中实践课程、构建创新实践平台、激发学生创新思维和真实评价学生实践能力四个方面出发，构建“3模块+5平台+多样化、全流程、立体化、内外结合考核体系”实践能力培养体系，解决实践教学存在的问题，强化学生的工程实践能力，培养具有创新精神的应用型工程技术人才。实践能力培养基本思路和举措如图1所示。

图1 实践能力培养基本思路和举措

1.实践类课程体系的设置

根据工程教育专业认证理念修改人才培养方案，对具体的实践课程及其课程大纲进行调整和修改，构建适合本专业的工程实践教学体系。

图2所示为强化学生工程实践能力而设置的实践教学体系。材料成型及控制工程专业实践教学体系包含基础实践、综合实践及创新实践三大模块，涵盖了全体学生参与的实验、工程训练、实习、课程设计、毕业设计、项目、竞赛等实践教学环节。这三大模块既相互独立又相互联系，并循序渐进，解决了实践教学缺乏系统性和衔接性的问题。

图2 实践教学体系

(1)基础实践模块。对人才培养方案进行修订，去除基础实践模块中的专业基础课实验，只包含公共基础实验教学和工程训练。公共基础实验教学采用在教师的指导下，以自主式、合作式等方式促进学生自主学习、自主实践能力的提高。演示性实验以看为主，验证性实验以做为主，进而强化和深化理论知识，验证专业理论知识。工程训练由教师确定任务，学生独立自主完成现象观察、工艺参数确定、质量检验、资料查阅、方案设计、数据处理等实践环节，以自主式、合作式、讨论式为主，培养和强化学生的工程思维和工程实践能力。

(2)综合实践模块。包含综合性实验“专业基础实验”和4个综合类设计。

①专业课程实验包括专业核心课实验和专业选修课实验。将专业核心课中开设的实验抽离出来，整合成专业基础实验，如表1所示。这是因为一方面，原专业核心课程实验基本为课内实验，过度依赖课程理论知识，导致学生拘泥于书本；另一方面，这些课内实验之间彼此独立，不利于学生对知识的综合应用，从而导致学生综合性、创新性能力严重不足，影响了实践教学的质量。专业基础实验按照学生的认知规律逐个开设，内容紧密联系。学生循序渐进、层次分明地进行实践，通过对知识的交叉融合和综合运用，不再拘泥于书本知识，有利于创新思维的激发。

表1 材料成型及控制工程专业实践课程及其对应的理论课程

②修订综合类设计。结合我校材料成型及控制工程专业的特色，设置了模具设计及制造、纺织复合材料成型、现代成型技术、虚拟成型技术四个特色模块，以特色模块为切入点，结合行业新材料发展趋势，开设了模具设计课程设计、材料成型课程设计、材料工程测试及分析课程设计以及毕业设计，这四个综合类设计基本涵盖学生所学的专业课程知识，以强化理论和实践之间的联系，实现材料成型及控制工程课程群的改造，建立材料成型及控制全生产过程的知识体系。综合类设计“以思为主”，注重对各阶段理论知识和实验技能的综合应用，培养学生能够从独立分析判断问题到逻辑推理，最后得出结论的能力。

(3)创新实践模块。包含专业综合创新实验、科技创新和社会实践。创新实践主要是培养学生的创新意识，在基础实践和综合实践的基础上激发学生的创新思维，培养学生运用基础理论知识和实践操作技能解决和优化复杂工程问题的独立工作能力。

①将专业模块选修课中开设的实验抽离出来，整合成专业综合创新实验，如表1所示。创新实验具有选择性、对应性。为了激发学生的学习兴趣，学生可选择不同模块的选修课以及相应的创新实验。同时，以导师的科研项目作为驱动力，使其成为创新教育的发源地。导师科研项目的引入，使实践教学不拘泥于书本，学生能从中了解最前沿的科技动态，激发研究兴趣，把研究和创新变为一种乐趣。

②鼓励学生参加创新创业大赛、机械大赛、“互联网+”等各类创新性实践活动。

③基于产业需求，积极与本专业相关企业合作，开展政产学研用协同育人，构建学校、企业、学生、教师多方参与的产学研平台。通过模拟企业实践行为，缩短学生未来的岗位适应期，培养基础扎实、工程能力与创新能力较强的材料专业人才。

2.创新性实践平台的构建

实践教学体系要以相应的实践平台为支撑，以社会需求为导向，以学生工程实践能力培养为核心，以创新提升为最终目标。针对专业培养方案中的实践课程体系，我们构建了基础实践、专业实践、创新实践、分析测试实践和开放实践五大实践平台，如图3所示。

图3 实践教学体系对应的支撑平台

基础实践平台、专业实践平台和分析测试实践平台基本满足学生所学基础知识和专业知识的实践。为培养具有创新精神的应用型人才，结合我校行业特色以及学院教师专业背景，开展工程背景提升培养，实施“名师工程”、“双导师培育工程”和“企业导师引进”等，培育具有工程背景的专业教师实践教学团队。在此基础上，创设功能纤维及纺织复合材料创新实验室、特种合金及电功能材料创新实验室和微纳材料及特种功能涂层创新实验室，鼓励学生参加教师的科研项目或创新项目。同时，依托我校院士基地、协同中心和重点实验室，建立学校开放实验室。紧紧围绕以学生工程实践能力培养为主导的理念，推动校企协同，建立企业(研究所)实践平台，与企业签订校外实习基地5个，建成产学研基地2个，使学生得到产品构思、设计、成型制造、管理运营的系统训练，为学生提供更多动手操作、分析和解决实际生产问题的机会。

通过分类构建模块实践教学体系和平台，形成由简单到综合再到创新的四年贯通、层次性、模块化、递进式工程实践教学体系，完成专业认证体系标准中要求学生“认识→基础→综合→创新”的实践运行流程。

3.建立多样化、全流程、立体化、内外结合的考核评价体系

构建一个符合本专业培养目标的“多样化、全流程、立体化、内外结合”的学生实践能力考核评价体系。针对不同类别的实践课程，采用不同的考核评价机制，体现考核评价的多样化。以创新实验为例，其考核评价体系如图4所示。整个实验环节全方位考评学生创新思维、发现问题、解决问题、团队协作、动手操作等综合能力。同时设立教学质量闭环控制体系，以学生的整个实践过程为控制节点，人才培养计划的制定为设定部分，院校的教学管理为控制部分，教师为执行部分，内部质量监控和外部反馈为检测部分。根据内部教学质量监控和外部社会反馈，持续改进学生工程实践能力的评价指标，不断提升学生的专业综合创新实验教学质量，培养合格人才[7]。

图4 “材料成型及控制工程专业综合创新实验”考核评价体系

三、结语

工程教育专业认证导向下，为培养学生工程实践能力，我校材料成型及控制工程专业构建了工程实践教学体系，优化专业人才培养方案，解决了本专业人才培养目标定位与实践教学体系脱节的问题；搭建了实践教学体系所需的支撑平台，尤其是创新和开放实践平台，解决了学生兴趣低，创新思维和团队协作意识淡薄，分析问题和解决复杂工程问题能力欠缺，实践动手能力差的问题；建立了多样化、全流程、立体化、内外结合的考核评价体系，解决了传统实践教学考核方式不能准确评价学生实践能力的问题。围绕人才培养方案，优化实践课程设置，打造实践支撑平台，改革实践教学考核评价方式，是培养具有创新精神的应用型工程技术人才的有效措施。