新工科背景下的实践课程体系构建及评价研究——以基于学生能力供给效果的高分子专业实践体系为例

刘 静，陈国华

（桂林电子科技大学 材料科学与工程学院，广西 桂林 541004）

当前，以互联网为核心的新一轮科技革命和产业变革呼啸而来，新经济以新技术、新业态和新产业为拥有属性。面对新经济的挑战，德国提出工业4.0，美国提出制造业重组，日本发布《制造业白皮书》，我国提出《中国制造2025》，各国发展的核心均是实体经济，抢占世界制造业的主导权。因此，新经济的发展对高等学校专业人才传统的培养模式带来了严峻的挑战。

我国是高等工科教育大国。我国现行高等教育正在从以规模扩张为主要特征的外延发展转为以提高质量和水平为主要特征的内涵式发展。随着文化事业的不断发展，对科学知识和优秀人才的需要，比以往任何时候都更为迫切［1］。走内涵式发展之路是高等教育的必由之路。为深化工程教育改革，促进创新驱动发展，2017年2月，《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》指出：“以人才培养方案改革为抓手，全面落实新工科理念，主动布局地方支柱产业、主导产业、新兴产业和高新技术产业，推动学科交叉融合和跨界整合，深化产学研政协同育人，培养满足未来新工业、新经济发展需要的应用型、技能型和创新型高素质人才。”［2］2019年10月，教育部高教司吴岩司长在国际机械工程教育大会做了以“勇立潮头，赋能未来——以新工科建设领跑高等教育变革”为题的发言，提出全面推进新工科建设，提升国家硬实力［3］。新工科建设对人才的应用能力、创新能力及国际化视野提出了更高的要求［4］。新工科具有系统性，需综合多个学科的知识体系，文理相融、理工并重，培养复合型人才。相较于以前的工科，新工科具有新的内涵，即以应对变化、塑造未来的新理念为指导，通过继承与创新、交叉与融合、协调与共享等新途径，培养多元化和创新型的卓越工程人才［5］。

专业是大学的细胞和根基，承担着人才培养、服务社会的重要任务，尤其重点建设专业，是一个学校的象征性品牌和代表性标志，是保持学校长期竞争力的关键性因素。从专业培养目标来看，除了培养学生的工程素养外，还要重点培养学生的专业能力、职业能力和发展能力［6］。课程是人才培养的核心，也是基础。从工程教育认证实践来看，面向产出导向的课程体系构建至关重要。在课程体系中，专业的实践类或设计类课程的难度和深度要能够满足《华盛顿协议》框架要求，能支撑专业对学生解决复杂工程问题能力的培养。可以说，学生能力的培养贯穿大学四年中。根据《工程教育认证标准》，材料类专业实践类课程（课程实验、课程设计、毕业设计、认知实习、生产实习）的学分占总学分的比例应不低于20%［7］，而且实践类课程要能够有效支撑毕业要求指标点中的能力要素；因此，实践类课程和理论课程同等重要。目前，大家对理论课程关注比较多，对理论课的效果评价相对容易实现；但如何建设“两性一度”实践类“金课”，实践类课程能否实现学生能力供给效果，是目前工科院校面临的现实且紧迫的问题。

一、高分子材料与工程专业实践课程评价存在的问题

建设高质量的实践类课程资源是培养学生综合能力和落实工程教育认证持续改进的重要前提。目前，相当多院校的高分子材料专业，尤其是地方高校的高分子材料专业，对实践类课程的内涵建设和评价路径实施尚未做好准备，对实践类课程体系的构建、教学内容、方法和达成评价还不够科学，缺少一套完整明确的指标评价办法。

（一）评价内容不够科学

虽然目前大家比较重视工程教育认证和OBE教育理念，实践类课程结束后也能从形式上按照课程支撑的毕业要求指标点考查课程达成情况，但是每个实践课程的教学内容和评价方法能否有效支撑毕业要求指标点还需要确认。此外，传统的学生评教（学生评课程）指标体系更多侧重教师讲授如何，对学生获得的能力效果关注不够。实践类课程评价应包含课程内容、课程线下教学过程的评价和课程教学效果评价。

（二）评价主体缺乏学生的参与

实践类课程对学生能力供给的支撑有着不可或缺的作用，不管是对毕业要求中的技术因素还是非技术因素都非常重要。所以，学习效果不应该仅由教师说了算，要充分考虑学习主体——学生的学习实际效果；因此，对实践类课程的教学效果评价应该包括学生评价、团队评价和第三方评价等。

（三）评价手段单一

目前，在传统教学模式中，实践课程考试成绩是评价学生学习效果的主要标准，这是一种终结性评价。在新工科背景下，实践课程的评价手段应增加形成性评价。教师不仅要全程观察、跟踪和监督学生实践的各个环节，而且要根据学生参加实践课程的具体表现、报告的数据分析、撰写质量、答辩等情况综合考评。如果涉及实验课，还要对实际操作、实验方案设计与实验结果、实验考试与实验报告等进行评定。形成性评价的目的是在教学过程中随时了解学生学习效果，及时给予学生反馈或者做出教学调整，以便促使学生更好地学习。

（四）缺少保障实践类课程对学生能力供给效果达成的一套规章制度

大多高校目前还是按照传统的方式进行实践类课程教学管理，套用传统的评价表格，没有单独针对不同的实践类课程（如课程设计、毕业设计、生产实习、专业实验、工程创新实验等）设计评价内容及评价体系；教师缺乏对实践课程内涵及对学生能力供给效果的深入理解和认识；二级学院缺少完善的教学管理制度，包括实践类课程体系构建、建设内容、管理以及第三方评价等制度。

总之，实践类课程体系和内容建设及其评价对于高校来说是一种有益探索。相比于理论课程，实践类课程的教学评价更加复杂，目前尚未形成完善的解决方案。

二、高分子材料与工程专业实践课程构建与评价

面向新工科要求，基于大学生能力供给效果的实现及其评价体系和方法，邀请行业专家、学生、督导专家、领导，对工程教育认证标准和OBE理念对毕业要求、实践课程体系进行专题讨论，重构高分子材料与工程专业实践课程体系，以提高学生专业能力、职业能力、发展能力。

（一）落实立德树人理念，将思政元素融入实践课程教学全过程

课程思政元素与毕业要求中的工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、终身学习等观测指标点息息相关。通过设计教学内容，采用恰当的教学方式方法，注重学生合格公民教育、道德素质教育、社会责任教育，培养学生在实践中综合考虑安全、法律、环境、社会、健康、文化等因素的能力，以及应用创新思维，研究制造出绿色、环保和符合法治精神产品的能力，不断培养学生的道德品质、政治觉悟、责任意识和大局观念（见图1）。

图1 立德树人的理念落实到实践课程全过程

以高分子材料科学与工程专业实践课程体系为例，所有课程在教学大纲中均体现立德树人的根本宗旨，将德育贯穿于实践课程教学目标，与思想政治理论课教学同向同行，形成协同效应，达到德智相融联动的目的。在教学过程中，引入思政元素，将大国工匠、科技报国等育人案例贯穿实践教学全过程，极大地增强了学生服务国家和人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的能力。

（二）构建以学生能力供给效果为核心的课程体系和课程内容

根据实验实践课程本身所处的层次与功能及其内在的逻辑，将整个实验实践体系能力培养分为基础能力培养、专业能力培养、综合能力培养和解决复杂工程问题能力培养四个阶段。其中大一、大二所开设的基础化学实验（无机与分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验）要配合基础化学理论的教学，检验学生课堂上所学理论的掌握程度，夯实化学知识基础，培养学生的基础化学实验操作技能，为后续高年级的高分子专业实验和毕业论文完成奠定良好的基础。高分子化学实验主要训练学生高分子专业基础实验单元操作的能力，对专业技能进行训练，注重学生专业规范的养成和专业基本能力的培养，为高分子物理实验、专业综合实验提供必要的测试原料支持。与此同时，我们还安排了专业认知实习和生产实习，让学生走进桂林曙光橡胶工业研究设计院和多家高分子材料企业，了解塑料、橡胶的生产工艺和生产流程，通过亲自动手操作，增加对行业、企业，以及工艺及设备的直观认识，使学生了解行业特点、企业组织及一些材料生产工艺，以培养学生的工程能力。大四开设的专业综合实验、专业课程设计及最终的毕业论文，有助于学生综合运用所学的化学基础知识。在高分子专业知识学习过程中，要求学生自行查阅相关资料并设计解决方案，系统完成高分子材料的合成、性能表征、材料加工与改性等实验内容，运用所学的专业知识解决实验中遇到的问题、解释实验现象和实验结果，全面培养学生综合运用知识的能力，以及分析解决复杂工程问题和创新能力（见图2）。

图2 基于学生能力供给效果的课程体系和课程内容

（三）基于学生能力供给效果的实践课程评价体系对实践课程进行研究

通过对高分子专业实践课程的调研和论证，结合有关课程教学效果评价的理论与方法，从评价层级、评价主体、评价形式、评价结果和反馈应用等方面实施实践课程评价。针对不同能力培养，各种实践课程的课程目标要能够有效支撑毕业要求观测点，完成能力培养。建立院、系、教师三级评价体系，同时基于学生的能力供给效果对每门课的教学内容、教学方法、实操实训、评价体系进行深入研究，结合评价理论对实践课程进行实证研究，通过第三方评价、督导评价和学生自我学习效果对比，完成课程评估报告，将评价内容用于课程持续改进，形成基于学生能力供给效果的实践课程评价体系框架（见图3）。

图3 基于学生能力供给效果的实践课程评价体系框架

众所周知，实践课程教学效果对于材料类专业学生的能力培养至关重要。作为一种亲临现场、实际操作的课程，实践课程强调亲自动手实践，强调自我体验效果。实践类课程体系的构建、课程内容的重塑、教学过程的完善对于真正落实OBE理念和持续改进具有重要作用。实践类课程评价是高校教学管理的一项重要内容，科学、全面、客观、公正地评估实践类课程教师的教学水平及学生的能力供给效果十分必要。因此，开展新工科背景下基于大学生能力供给效果的材料类专业实践课程体系构建及其评价研究，重塑实践类课程体系和内容，对提升人才培养水平和质量、发挥示范指导作用具有十分重要的理论和实践意义。