工程教育认证视阈下的大学工科实践教学体系建设*

□ 郑国华,季 彬

(中南大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410075)

实践是大学工科专业的根本,实践教学作为高校工程教育的一个重要环节,是提高学生实践能力和人才培养质量的重要途径[1-2]。为此，我们要以推进国际工程教育专业认证为抓手，学习借鉴发达国家高等工程教育的有益经验，以工程教育认证标准来重新审视我国大学工程教育的培养模式，研究如何在工程教育创新背景下规划、设计实践实习实训教学模式，探索实践教学的系统性、层次性，更新实践教学内容体系，完善实践教学环节的评价机制；系统、科学地构建一整套规范、完善、可操作性强的大学工科工程教育培养方案，以此达到增强工科专业学生的工程实践能力、培养符合国际化要求的工程技术人才的发展目标。

1 国外大学实践教学的经验借鉴与启示

1.1 国外基于能力培养的实践教学概况

美国高校的实践教学着眼于对学生工程能力的培养，为此，他们在培养学生的独立思维能力、发现和解决问题的能力等方面，设计了目的性较为明确的教学方式和教学模式，如更多地采用研讨会形式的探究式活动、小团体实验室活动等教学模式；同时，按照“拓宽基础、追踪前沿”的教学要求，科学、系统地设置基础课程的教学内容；在教学方法上，主要以启发式、引导式教学方法为主，更多地采用辅导、讨论、实验、情景模拟、角色扮演、案例研究等形式的教学方法，提高学生的学习兴趣和课堂参与度，培养学生的探索精神，着重学生的智力训练及能力提升。

英国的实践教学则更多地关注学生的思考能力和批判性思辨的训练，以及多学科知识的交叉融合等方面。英国高校普遍实施宽口径综合课程教学，如剑桥、牛津等大学重视多学科交叉训练，以开阔学生思维模式，提高学生动手能力。在工程能力培养方面，注重提高学生的开放性思维能力、独立思考能力和动手能力，通过加强对工科学生工程实践能力的培养，使大学工程教育能更加有效地为经济社会服务。

德国为培养工科学生的工程能力，在实践教学环节上突出“三注重”，即注重实践过程、注重方法训练、注重能力培养。在教学方式上，注重师生互动和生生互动，学生可以在课堂上随时向老师提问，教师也可以随时向学生提出问题，课堂非常活跃，学生的课堂参与度较高。此外，德国的工科院校与企业界的联系较为密切，不但课程内容结合了企业的新技术、新方法，而且还在培养方案中安排了到企业进行实习的计划，通过让学生参观公司和生产企业，熟悉生产的各环节和解决生产过程中的问题，来提高学生的工程能力。

日本高校的实践教学则是通过引入竞争机制和市场机制来加强对学生工程能力的训练，其具体做法是，高校与企业直接订立培养合同，通过产学研合作，形成了独具特色的“产官学一体化”人才培养模式和以“工业实验室”为主的人才教育模式。其中，“工业实验室”更是在某种程度上成为培养学生工程能力的教育基地。为了促进学生学习的自主性，日本高校还积极倡导开展创造性工程教育活动，为此，一些高校专门制定了“创造性工程开发科目”的认定标准，开设“创造自习科目”，鼓励学生通过“发现问题、自我学习”来进行创新项目的自由探索，以此激发学生获取创新的内在动力和思维能力。

1.2 国外实践教学的启示

工科类专业是实践性很强的专业，因此，让学生具备较高的工程素质、工程素养与工程能力是专业培养的重要目标之一。而要培养工科专业学生的工程能力，就必须将他们置于工程实践环境之中，以增强其感性认识，提高其学习的积极性，充分发掘其创新潜质，培养其工程实践能力。而要达到这个目的，从上述发达国家的实践教学经验来看，不管是以美国为代表的通才教育培养模式，还是以德国为代表的专才教育培养模式都非常重视通过实践教学来培养工科学生的创新思维、工程素养及工程能力等。

近年来，我国许多用人单位在人才招聘过程中，更加看重学生的素质与能力。而实践实习实训是培养学生工程能力的最重要的途径，如果不抓紧改革大学工科的实践实习实训的教学模式，不努力提高学生的素质和能力，那么工科学生将会缺乏社会的竞争力，也将难以面对激烈的市场竞争和日益严峻的就业压力。

由此可见，学生能力的培养，尤其是工程能力的培养应当作为大学工科人才培养的重要目标之一，体现在高等工程教育中就是要提升学生的综合能力，强化学生的工程素养和工程能力，具体而言，就是要加强对大学的实践实习实训教学环节的培养方案设计，以学生的工程素质和工程能力培育为导向，创新实践实习实训的教学模式，提升实践实习实训的教学效果。

2 我国大学工科实践教学亟待解决的问题

当前，我国一些高校工科专业在实践教学体系的建设和发展中主要存在以下亟待解决的问题。

①对实践教学的认识有偏差、重视不足。受到高校人均可支配的实践教学资源的影响，工科院校中重理论、轻实践，重知识传授、轻能力培养和重课内、轻课外的“三重三轻”现象有增无减。由于没有得到足够的财力和精力的投入，一些高校的工科实践教学尚处于从属地位，没有形成独立、系统的实践教学体系。

②师资的工程教育背景欠缺。近年来，许多高校从海内外引进了一大批高学历的年轻教师，不可忽视的是，与其深厚的理论功底相比，他们中的不少人工程意识和工程实践经验明显不足，尤其是一些跨专业任教的年轻教师，缺少实践工作经历和所教授学科所必备的工程专业教育背景。此外，“双师型”教师的数量也远远不够。

③实践基地建设不足、利用率不高。实践设备和场地不足，已经建设的实践设施设备利用率较低，实践教学条件不能完全满足实践教学的要求，对学生校内的实践训练造成了较大的影响，使学生在校内得不到系统的实践训练；同时，由于实习基地的落实受各种因素的制约，特别是近两年来受新冠疫情的影响，学生到校外企业进行实践也变得更为困难。这些问题从短期来看，影响了工科专业学生的创新能力和就业能力，从长远来看，也会对我国工科人才的培养造成较大的影响。

④实验教学手段有待改进。一些工科专业的实验属于验证型和认知型实验，学生按照既定的步骤和手段，获得相应的实验数据和结论。这种停留在表面的实践教学方法，忽视了学生的主体地位，无法使学生真正参与到实践中去，学生多数知其然而不知其所以然。这种单调的教学手段，既降低了学生的实践兴趣和积极性，又难以满足工程创新人才的培养要求。

⑤实践教学评价体系不够完善。现有的评价体系中的评价指标不够细化，评分标准和依据不够详细，没有很好地将实践的全过程量化为可操作的、明确具体且便于执行、便于实施、便于管理的指标。因此，有必要加快建立一种更为有效、更为完备的实践教学评价体系，科学公正地评价实践教学环节，以此推动实践教学质量的提高。

3 构建大学工科实践教学体系的基本原则

国际工程教育认证十分强调培养学生的工程能力，提出了以学生为中心的具体的可操作的方案，即教育目标围绕学生的培养；教学设计聚焦学生的能力培养。为此，它对工程技术人才的培养要求体现在两方面：一是对学生专业知识和个人素质的较高要求，二是对毕业生拥有良好的人际交往技能、较强的工程能力的较高要求。

据此，我们认为大学工科实践教学体系的构建应遵循以下四条基本原则。

①目标性原则。大学工科实践教学体系的构建，必须紧紧围绕高校人才培养规格和专业人才培养目标进行[3]。实践教学内容和教学体系要围绕工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求来加以设计。

②统一性与多样性原则。要在大学工科各专业本科人才培养的基本目标、工科各专业基础课程和核心课程等教育部做出明确规定的部分做到统一，同时各高校应充分发挥自身办学优势开设特色专业方向。

③系统性与层次性原则。应根据大学工科各专业实践的特点和规律，从培养学生创新思维能力、实践能力和综合素质出发，制定完备的层次分明的规范化实践教学方案。

④实用性与连续性原则。实践教学体系的构建要充分考虑工科各专业发展需求，联系学生、企业、学校的实际情况，注重实用性。同时，实践教学体系的构建必须把实践实习实训教学贯穿到大学教育教学各阶段的各环节，使之成为完整的体系，做到每个阶段都有实践教学任务。

4 大学工科实践教学体系的建设内容

为了适应高等工程教育的国际化发展，大学工科实践教学体系的构建应考虑工程教育认证的相关要求，将大学工科实践教学体系从目标、内容、方法三个主体部分，以及管理、评价、保障三个辅助部分进行详细构建，如图1所示。其中，主体部分的目标是依据大学工科人才培养要求提出的，目标即定位，它决定了内容体系，内容的实现则需要各种教学方法。实践教学要取得满意的教学质量，离不开辅助部分的管理、评价和保障体系。

图1 大学工科实践教学目标体系构建

4.1 大学工科实践教学目标体系构建

大学工科各专业的培养目标各有特色与差异，从工程教育认证的角度来看，主要包括知识、能力和素质三大方面，即要求学生毕业时应获得的相关专业的知识、能力和素质。

①知识目标。

包括本专业工程领域的基础知识、基本理论与基本技能；经济学、管理学、法学等学科的理论功底；与本专业工程领域相关的信息技术、网络技术的基本知识与技能；本专业工程领域的新技术、新工艺、新设备；本专业工程领域的理论研究前沿和科技发展动态等。

②能力目标。

包括外语水平、文献检索技能及获取新知识的能力；创新创业能力；组织管理能力、分析解决问题的能力；决策应变、社会实践、社交表达及综合应用能力等。

③素质目标。

包括品德修养、身心素质等。

实践教学目标的构建必须围绕上述培养目标的要求，着眼于工程能力、工程素质的培养、训练，同时结合各专业的特点来加以具体地落实。

4.2 大学工科实践教学内容体系构建

为了体现实践认知循序渐进的过程，遵循实践由简单到复杂、从基础到专业的规律，更好地提升大学工科各专业学生的实践和创新能力，可以从三个层次来构建并完善大学工科实践实习实训教学的内容体系[4]，见图2。

图2 大学工科实践教学内容体

①基础实践环节。

基础实践环节是设置在专业基础课程之前的实践环节，以各类实训活动为主；主要为大学工科各专业的学生培养基本工科素质，如计算机基础操作、计算机网络技术与应用、工程制图、机械制造和金工实习等。

②专业实践环节。

专业实践环节是设置在专业课程阶段的实践环节，以各类实习、实训活动为主；主要培养学生在所在专业领域的实际操作能力和专业技能。专业实践教学把专业理论知识与具体实际联系起来，加深学生对理论知识的理解。该阶段实践教学是整个大学工科实践教学体系的核心，主要包括专项技能的训练、认识实习、生产实习和毕业实习等内容。经过该阶段循序渐进地实践实习实训锻炼，学生能熟练掌握各专业相关技术和运营管理能力。

③综合创新实践环节。

综合创新实践环节贯穿在大学本科的各阶段，以各类型的实践活动为主；本阶段利用案例分析、大学生学科竞赛、课程设计、毕业设计(论文)、创新创业项目、科研立项等多种途径完成，主要培养学生综合专业技能和创新能力。经过该环节的实践锻炼，学生将具备较强的专业领域工程意识，可以独立运用所学知识来寻找问题、分析问题、解决问题。学生社交能力、综合应用能力、创新创业能力也得到提高，从而为以后的工作和研究打下坚实基础。

4.3 大学工科实践教学方法体系构建

为了完成上述实践实习实训教学任务，提高实践教学的效果，应根据实际情况采用不同教学手段(见图3)，不断探索并创新实践教学方法[5]。

图3 大学工科实践教学方法与特性

①案例教学法。案例教学法是一种以案例为基础的教学法，主要通过模拟生活中的真实情境或事件，鼓励学生主动参与课堂讨论，教师在教学中扮演着设计者和激励者的角色。案例教学法不仅能帮助学生改变传统的思维方式，通过分析实际情况来培养思考与决策能力，也能让学生从自己或他人的思考中拓宽视野。在工科各专业的实践教学中，教师可选择经典的案例帮助学生运用所学专业知识，也可联系具体的企业设计专门的案例。教师运用案例教学法时应注意与学生的交流，引导学生独立思考，把知识转化为能力。

②现场教学法。大学工科各专业的课程中包含很多操作性的课程，这些课程若仅仅依靠课堂上枯燥单调的讲授，很难让学生提起兴趣，更不用说提高他们这方面的创新能力。因此把课堂直接搬到企业的现场是不少院校工科专业的做法，学生通过教师在企业现场的讲授，能很快地掌握相关内容。现场教学时，教师应引导学生思考这些操作和流程的设计原理，提出相关问题，并引导学生探讨有没有更好的操作方法和优化手段。

③参观调研法。这是一种应用与专业相关的科学和技术原理，来学习、了解及解决实际问题的实践教学方法。参观调研方法对大学工科各专业的实践培养环节的重要性不言而喻。实地参观与调研为学生提供直接接触和感知企业的机会，通过对生产企业的实际运作的调研，学生能迅速了解生产企业的工艺、技术、设备、设施的状况，了解行业的真实情况和最新动态，也能根据这些给自己未来的职业定位。这种方法是学生接触和了解行业情况的最为直观、有效的方法。

④任务驱动法。该方法“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”，它改变了传统的学生被动教学模式，提高了学生参与教学的程度。任务驱动法可以以个人或小组为单位，在教师的任务指导下，通过搜集资料，提出问题、分析问题并给出解决问题的方案，在全班进行交流，最后由教师进行综合性评价。任务驱动法可激发学生的积极性，培养学生的协作精神，锻炼学生自主探索和创新的能力。

⑤研究型教学法。研究型教学法是一种将学习、研究、实践有机结合起来的教学方法[6]，它注重学生的主体地位，使其接受系统、规范的训练，引导学生创造性地运用知识，从而达到对学科的深度理解。积极推进研究型教学模式对我国大学工科各专业创新性人才建设有重要的意义。研究型教学法在本科教学过程中要求教师把科研的思路、方法和成果带到课堂，充分挖掘本科生的创新潜质。本科生研究型教学的常见组织方式有组成研究型学习小组，学校设立自主探索性项目，开设一些专题研究类型的课程，让本科生参与教师的科研项目等[7]。

4.4 大学工科实践教学管理体系构建

为了规范大学工科的实践教学，确保实践教学质量，维持正常的教学秩序，需要通过建全和完善相应的实践管理制度来加以落实。

①加强实践教学全过程的管理。使制度和规范始终贯穿于整个实践教学过程之中，首先要对实践教学项目的目的、任务、内容与方式、时间与场所等实践计划方面进行规范，然后对教学准备过程与教学实施过程进行监督，最后还要对实践教学的成果进行评价。

②做好安全工作。实践教学活动会涉及到众多安全问题，确保安全是开展好实践教学的前提，因此要制定并落实安全责任工作计划，明确各方责任，形成必要约束。在实践教学前要做好学生安全教育思想工作，相关教师要签订实践教学安全教育责任书，把实践教学安全责任落到实处，尽力避免安全事故。

③健全完善实践教学的规章制度。要用科学合理的制度，来确保校内外各项实践实习实训设施的利用率和实践教学质量的提高，要通过技术、设备、经费等方面的制度的完善与落实，在现有资源条件下最大程度地实现实践教学效果的提高[8]。

④改革和完善实践教学的考核方式、考核体制。对学生的考核方式，要逐步从以分数评价向以能力评价的转换。对指导教师的考核，要从对实践教学大纲、实践教学计划的实施情况，以及学生对教师的实践教学指导的态度、方法、效果以及满意程度等方面进行多元化、多角度的综合考核评价。

⑤不断反思与总结。为了保证实践教学的成果，促进实践教学的良性循环，要不断地对已有的实践课程进行反思总结，找出实践教学中的不足之处。参加实践教学课程的教师应定期进行总结，并聆听学生的感受，听取学生的意见，在教研会议上集体讨论，为以后实践教学的改进和完善做准备。

4.5 大学工科实践教学评价体系构建

从工程教育认证的角度出发，我们认为，要制定出符合工程教育认证标准要求的实践教学质量评价体系，应当从以下几个方面加以思考。

①实践教学内容是否与本专业的培养目标、专业特色相符合；

②实践实习实训教学计划(方案)是否涵盖大学本科的各阶段、各环节；

③实践实习实训的过程能否真正调动学生的积极性，提高学生的参与主动性；

④实践指导教师能否做到有所准备，要求和检查是否落实；

⑤实践训练后学生能否增强动手能力，是否具备所学专业必备的实践操作技能；

⑥实践教学过程中是否持续检查、监督、考核，发现问题并纠正；

⑦是否从学生、教师、企业等多渠道收集对实践教学的反馈。

基于以上考虑，提出了详细的评价指标，见表1。

表1 大学工科各专业实践教学评价指标

4.6 大学工科实践教学保障体系构建

大学工科实践教学保障体系由多方面条件、要素组成，是影响实践教学效果的重要因素。具体包括以下方面。

①培养高素质的实践教学师资队伍。一支结构合理、素质优良、专兼结合的实践教师队伍是保证实践教学质量的关键[9]。因此要不断加强实践教学的师资队伍建设，落实“双师型”师资的培养工作，使他们既具备扎实的基础理论知识，又具备很强的专业实践能力，确保实践教学师资队伍具有较高的综合素质。

②建设实用型的实践实训室。建设工科各专业的实践实训室的目的，就是要搭建各种不同用途的实验平台，配合理论教学让学生在校内外进行实践与实训活动。为此，实践、实训室的建设应该着眼于实践，反映行业的实际运作情况。学生通过实验或实训，在印证理论的同时，可增强动手能力、设计能力、综合能力、创新能力。其建设应该根据教学需要，结合理论及实践的发展状况进行规划设计，并做到“总体规划、分步骤实施”，同时注意突出重点。

③开发实践实习实训教学基地。近年来，由于企业改制、高校实践教学经费短缺等问题的出现，导致实践教学资源不足。为适应新时期的特点，满足工科各专业创新型人才培养的需要，要在充分提高校内实验设施设备的利用率，不断完善实验室的开放制度的同时，坚持以市场需求为导向，与企业或者具有实验实训条件的高校采取多种合作模式，开发、共享、建设实践实习实训教学基地，借助多种教育资源来培养学生实践创新能力。

④科学规划实践实习实训在大学各阶段的设置时间，形成一个系统的、循序渐进的实践教学计划和环节，同时要鼓励学生参加各种学科竞赛、自主探索项目、创新创业及科研项目。要保证课程实验、课程设计、认识实习、毕业实习、毕业设计(论文)、专业综合实践等实践教学环节的时间，不断总结、改进教学方法，更新实践教学内容。科技竞赛和学科竞赛是实现实践创新教育的有效载体，对于培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际能力等方面具有积极意义，学校应鼓励学生参加各类竞赛、为他们提供指导教师、实验设施，也应支持学生参与创新创业、自主探索项目及科研项目，并给予适当的经费支持。