霍鳳財(cái) 任偉建 康朝海

摘 ? ?要：文章在綜合分析新工科背景下理工科院校實(shí)踐教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，分別從政策、師生、教學(xué)方法及培養(yǎng)模式等層面剖析問題成因，并提出完善理工科院校實(shí)踐教學(xué)的措施，這些實(shí)踐與新工科背景深入融合，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)“三創(chuàng)融合”的能力，以及提升高校實(shí)踐教學(xué)具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué);新工科;理工科院校

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1002-4107（2020）05-0001-03

隨著人工智能、機(jī)器人、智能制造、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等新技術(shù)、新領(lǐng)域的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”[1]和“中國(guó)制造2025”[2]等一系列重要戰(zhàn)略措施也逐步納入經(jīng)濟(jì)建設(shè)的日程，傳統(tǒng)工科專業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)。為了積極應(yīng)對(duì)新一輪信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命，2017年，教育部高教司推出“新工科”計(jì)劃[3]，并先后達(dá)成了“復(fù)旦共識(shí)”[4]“天大行動(dòng)”[5]“北京指南”[6]。在國(guó)內(nèi)高校逐步推行“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”和“工程教育專業(yè)認(rèn)證”等系列舉措，旨在把我國(guó)工科高等教育做強(qiáng)，從工程教育大國(guó)建設(shè)為工程教育強(qiáng)國(guó)[7]，培養(yǎng)大批新興產(chǎn)業(yè)亟須的工程科技人才，服務(wù)于新經(jīng)濟(jì)建設(shè)。這些舉措對(duì)高校，尤其是理工科高校而言既是機(jī)會(huì)也是挑戰(zhàn)，本科人才培養(yǎng)模式既要適應(yīng)當(dāng)下經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展又要不斷更新理念[8]，改革舊的體制，創(chuàng)新思維來不斷調(diào)整政策[9]，使理工科院校整體進(jìn)入到發(fā)展的快車道。

本文在結(jié)合新工科的背景下，首先重點(diǎn)分析工科院校中實(shí)踐教學(xué)存在的問題;然后針對(duì)這些問題提出改革的建議和實(shí)施方案。以此促進(jìn)培養(yǎng)的新工科人才更加適應(yīng)時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展，達(dá)到教育不拘泥于傳統(tǒng)，培養(yǎng)模式不流于形式的目的。

一、理工科院校實(shí)踐教學(xué)存在的問題

浙江大學(xué)的陸國(guó)棟教授[10]將實(shí)踐分為基礎(chǔ)規(guī)范類、綜合設(shè)計(jì)類、研究探索類，這一分類方法包含了課內(nèi)和課外所有與實(shí)踐相關(guān)的類型，這里采用這種分類方法分析當(dāng)前國(guó)內(nèi)理工科院校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所存在的問題。

（一） 班額過大，效果不理想

理工科院校本科基礎(chǔ)規(guī)范類和綜合設(shè)計(jì)類的實(shí)驗(yàn)課程，大部分采用標(biāo)準(zhǔn)班（30人左右）的上課模式，而每個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配置一般為15—17套，形成2人一個(gè)小組的組合模式。這種設(shè)置的初衷是增強(qiáng)互相學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作能力，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，總存在一名學(xué)生主做，另一名學(xué)生在旁邊看熱鬧的現(xiàn)象。甚至兩名學(xué)生都不做，完全參照附近組進(jìn)行類比連接或拷貝的方式，而不去思考實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头治鰧?shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（二） 設(shè)備更新慢，實(shí)踐種類單一，實(shí)操性差

由于資金投入、高校管理等諸多因素影響，專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新速度很難跟上專業(yè)新技術(shù)的發(fā)展，尤其與電子信息、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、人工智能、大數(shù)據(jù)和新型材料等相關(guān)的專業(yè)都面臨這樣的問題。從而導(dǎo)致用舊的設(shè)備和待更新的技術(shù)去實(shí)施設(shè)備廠家自身提供的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)于一些本專業(yè)當(dāng)前的新技術(shù)只能是任課教師通過口頭敘述的方式表述出可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，無法吸引學(xué)生的注意力，創(chuàng)新更是紙上談兵。同時(shí)，少部分高校只單純地考核課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，沒有或只是部分將創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、校企合作、校外實(shí)踐和學(xué)科競(jìng)賽等形式納入實(shí)踐范疇，單一的實(shí)踐教學(xué)種類對(duì)學(xué)生的積極性和能動(dòng)性起到了抑制作用。

（三）學(xué)生積極性不高

由于國(guó)內(nèi)中學(xué)教育模式的影響，家長(zhǎng)的監(jiān)督和指導(dǎo)起主導(dǎo)作用，大學(xué)生在剛?cè)雽W(xué)時(shí)對(duì)自己未來都有理想和規(guī)劃，要么準(zhǔn)備考研，要么想多動(dòng)手實(shí)際操作增加自己的創(chuàng)新能力，為自己以后“獨(dú)闖天下”積累一些本事。但是，在經(jīng)過一段時(shí)間的無家長(zhǎng)監(jiān)督自主學(xué)習(xí)模式以后，發(fā)現(xiàn)教室外的誘惑很大，所有的理想和規(guī)劃都拋之腦后。對(duì)于基礎(chǔ)規(guī)范類和綜合設(shè)計(jì)類的實(shí)踐課程只是應(yīng)付了事，研究探索類的實(shí)踐課程更是無人問津。

（四）教師隊(duì)伍界限不清，激勵(lì)機(jī)制不健全

部分理工科院校的實(shí)驗(yàn)室編制人員與理論教學(xué)教師界限不明確，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備無人維護(hù)，實(shí)踐項(xiàng)目無人開發(fā)，實(shí)踐教學(xué)開出不利。同時(shí)，當(dāng)前高校職稱評(píng)聘和考核制度還是以支撐學(xué)科評(píng)估對(duì)應(yīng)的科研項(xiàng)目、論文著作、獎(jiǎng)項(xiàng)和專利等作為指揮棒，其他所做的任何工作都是“草芥”。針對(duì)那些默默地在實(shí)驗(yàn)室工作的人員沒有專門的評(píng)聘規(guī)則和考核機(jī)制，導(dǎo)致這些人員的積極性不高。

（五）經(jīng)費(fèi)支持力度不夠，整體觀念缺失

在“大眾創(chuàng)新，全民創(chuàng)業(yè)”的格局下，大多數(shù)理工科院校能夠意識(shí)到學(xué)生利用課余時(shí)間動(dòng)手實(shí)踐是好事，學(xué)生“以賽代練”的方式出去交流也是好事。但是，往往經(jīng)費(fèi)支持力度不夠，學(xué)生需要提前墊付部分費(fèi)用;同時(shí)，在校企合作的過程中，院校相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)或教師仍放不下知識(shí)分子的清高，相關(guān)企業(yè)人員不能“請(qǐng)進(jìn)來”，而是主動(dòng)“找上來”，院校更達(dá)不到“走出去”，再“請(qǐng)進(jìn)來”的過程。從而導(dǎo)致學(xué)校培養(yǎng)出只是空有理論高度而不接地氣的“人才”。

（六）“為創(chuàng)新而創(chuàng)新”的思維定式影響整體發(fā)展

“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”是國(guó)家積極鼓勵(lì)推行的政策，但部分高校為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，只在表面做文章，開了幾次會(huì)，搞了幾次場(chǎng)面，而不是將學(xué)生的創(chuàng)新思維方法作為理論基礎(chǔ)，不去鼓勵(lì)以創(chuàng)新思維方法為指導(dǎo)設(shè)計(jì)具有良好創(chuàng)意的作品，并將該作品轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。從而造成高校為了宣傳而宣傳，為了創(chuàng)新而創(chuàng)新的思維模式愈演愈烈，一方面影響學(xué)校的整體發(fā)展，另一方面打擊了想?yún)⑴c這類實(shí)踐活動(dòng)師生的積極性。

二、理工科院校實(shí)踐教學(xué)的策略

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是理論教學(xué)的必要補(bǔ)充，只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，才能達(dá)到理想的實(shí)踐教學(xué)效果。但提升實(shí)踐教學(xué)效果除了用先進(jìn)的技術(shù)以外還需要一系列的政策支持和環(huán)境支持，因此提出如圖1所示的雙平臺(tái)互支撐實(shí)踐教學(xué)體系，該體系分為支撐平臺(tái)和實(shí)踐平臺(tái)，支撐平臺(tái)中將VR/AR、數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合，還包括政策和環(huán)境等的支持作用;實(shí)踐平臺(tái)中基礎(chǔ)規(guī)范類、綜合設(shè)計(jì)類和研究探索類等各實(shí)踐類型既是逐步遞進(jìn)的關(guān)系又是學(xué)生興趣培養(yǎng)的過程，調(diào)動(dòng)學(xué)生能動(dòng)性，發(fā)揮主觀因素，才能將青年學(xué)生思維開闊、思想敏銳等優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來，逐步將好的創(chuàng)意變成創(chuàng)新產(chǎn)品，并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而達(dá)到創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)“三創(chuàng)融合”的目的，在具體實(shí)施過程中建議采用以下的方法和手段。

（一） 增強(qiáng)教師使命感，健全評(píng)聘考核機(jī)制

高校教師的評(píng)聘和考核機(jī)制是當(dāng)前高校衡量教師的一把尺子，同時(shí)也是教師工作的指示標(biāo)。評(píng)聘和考核機(jī)制中所指定的條條框框亦是所有教師追求的方向，但往往容易忽略一些實(shí)驗(yàn)教師實(shí)際工作所付出的努力，導(dǎo)致評(píng)聘中對(duì)不上“條”，考核中對(duì)不上“檔”。因此，在評(píng)聘和考核過程中采取實(shí)驗(yàn)工作量量化的方式，積極鼓勵(lì)開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，使教師有動(dòng)力指導(dǎo)有創(chuàng)意的學(xué)生，開發(fā)出有創(chuàng)新的產(chǎn)品。同時(shí)針對(duì)資金分配上引入評(píng)估機(jī)制，對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目、實(shí)踐內(nèi)容、實(shí)踐難易程度等綜合評(píng)價(jià)，從而根據(jù)各種指標(biāo)的權(quán)重確定分配資金的金額，從而為實(shí)踐平臺(tái)的良性發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的政策和環(huán)境支持。與此同時(shí)，教師也要提升個(gè)人的時(shí)代感和使命感，以自我激勵(lì)的方式不斷提高，為高校的協(xié)調(diào)發(fā)展提供原動(dòng)力。

（二）推行小班額與小組教學(xué)模式

針對(duì)課內(nèi)基礎(chǔ)規(guī)范類和綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建議采用分時(shí)段分小班的授課方式，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限的情況下既創(chuàng)設(shè)學(xué)生之間互相探討交流的機(jī)會(huì)又避免“一個(gè)干另一個(gè)看”等尷尬現(xiàn)象的發(fā)生。而針對(duì)研究探索類實(shí)踐鼓勵(lì)打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室有時(shí)間的限制，特定實(shí)驗(yàn)室全天開放，只要有好的創(chuàng)意，隨時(shí)組成2—3人小組在與指導(dǎo)教師有效溝通的前提下一起研究探索，高效地將好的創(chuàng)意付諸實(shí)施。

（三）綜合應(yīng)用多種實(shí)踐模式

該實(shí)踐教學(xué)是廣義的實(shí)踐教學(xué)，既包括課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也包括課余的自主實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;既含校內(nèi)的開放實(shí)踐平臺(tái)又涵蓋校企合作等校外實(shí)踐體系。因此，構(gòu)建如圖2遞進(jìn)式具有持續(xù)改進(jìn)反饋機(jī)制的多類型實(shí)踐教學(xué)模式。該教學(xué)模式中，以學(xué)生這一產(chǎn)出為導(dǎo)向，通過線上虛擬仿真和在線實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，以身臨其境的感悟，獨(dú)立地思考分析實(shí)踐現(xiàn)象和結(jié)果，通過線下實(shí)際操作驗(yàn)證對(duì)應(yīng)現(xiàn)象和結(jié)果，使學(xué)生真正掌握解決此類問題的方法;再將該方法通過學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和校企合作等校外實(shí)踐進(jìn)行推廣和外延，發(fā)揮青年學(xué)生思路開闊、思維發(fā)散等特點(diǎn)，逐步培養(yǎng)出符合本專業(yè)的創(chuàng)新型人才。運(yùn)行過程中摒棄弊端和不足，利用持續(xù)改進(jìn)機(jī)制動(dòng)態(tài)調(diào)整每個(gè)單元或模塊中內(nèi)容及相應(yīng)的方式方法，打造一批具有與現(xiàn)代信息技術(shù)融合的實(shí)踐教學(xué)“金課”。

（四）信息技術(shù)與實(shí)踐教學(xué)相融合

充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”優(yōu)勢(shì)，并貫徹《教育部關(guān)于開展國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作的通知》（教高函〔2018〕5號(hào)）的精神，將虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等具有良好三維交互的技術(shù)融入教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建一批具有體驗(yàn)感好、互動(dòng)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，并通過互聯(lián)網(wǎng)的方式使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間和空間進(jìn)行無限延展。另外，在網(wǎng)絡(luò)形形色色內(nèi)容的充斥下，線上實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容要想在大學(xué)生的業(yè)余時(shí)間中占據(jù)一席之地，必須集知識(shí)性和趣味性于一身，在感官上吸引學(xué)生的眼球，在內(nèi)容上引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，使學(xué)生在學(xué)中娛樂，在競(jìng)爭(zhēng)中獲取知識(shí)，從而提升教學(xué)效果。

（五）用創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展

理論聯(lián)系實(shí)際、校企合作、從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)等這些實(shí)踐模式在國(guó)內(nèi)理工科院校被提及，但以學(xué)生這一產(chǎn)出作為導(dǎo)向，正確引導(dǎo)青年學(xué)生的創(chuàng)意思維沿著科學(xué)的方向健康發(fā)展，尚需做大量基礎(chǔ)工作。首先，培養(yǎng)觀察能力。比如傳統(tǒng)電風(fēng)扇要么是固定方向吹風(fēng)，要么周期地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)搖頭吹風(fēng)，可否考慮在人進(jìn)入有效范圍內(nèi)采用定向追蹤的方式對(duì)其進(jìn)行有效吹風(fēng)，根據(jù)范圍內(nèi)人數(shù)量的多少進(jìn)行風(fēng)速的控制等等，這些創(chuàng)意既來源于生活又回饋于生活。但人們往往不能用心觀察周圍的實(shí)物，不善于改變傳統(tǒng)思維方式。該過程既需要?jiǎng)?chuàng)新思維方法系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，也需要專業(yè)指導(dǎo)教師從理論高度進(jìn)行有益的指導(dǎo)。其次，注重堅(jiān)持的態(tài)度。堅(jiān)持態(tài)度的好與壞，直接決定未來成功與否。但這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是針對(duì)發(fā)現(xiàn)問題的根源，尋求創(chuàng)意的心態(tài)要堅(jiān)持，任何事情都不能一蹴而就，更不能為了尋求創(chuàng)意而尋求創(chuàng)意，要始終保持一顆積極活躍的心態(tài)，善于發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)歸納總結(jié)，將好的想法付諸實(shí)際，用創(chuàng)意達(dá)成創(chuàng)新，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展。

（六） 鼓勵(lì)校企協(xié)同發(fā)展

很多具有發(fā)展眼光的企業(yè)逐漸意識(shí)到先入為主的重要性，于是將目光投放到針對(duì)某個(gè)行業(yè)或某個(gè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)比較有影響力的院校，與該類院校深入合作共同建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，搞冠名的學(xué)科競(jìng)賽等，這種先期的投入在學(xué)生畢業(yè)一段時(shí)間后會(huì)逐漸顯現(xiàn)出這些公司的優(yōu)勢(shì)。這一營(yíng)銷方式既對(duì)企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行了宣傳，又促進(jìn)了高校實(shí)踐教學(xué)水平的提升;2017年，為貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》（國(guó)辦發(fā)〔2015〕36號(hào)）和《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》（國(guó)辦發(fā)〔2017〕95號(hào)）精神，深化產(chǎn)教融合、校企合作，教育部高等教育司組織有關(guān)企業(yè)支持高校共同開展產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目。面對(duì)這樣的需求，華為、騰訊、百度等知名企業(yè)和一些具有行業(yè)特點(diǎn)的中小企業(yè)都逐漸意識(shí)到通過協(xié)同育人項(xiàng)目進(jìn)行校企合作的優(yōu)勢(shì)，讓實(shí)踐從高校走入企業(yè)，讓知識(shí)從課堂走進(jìn)工廠，讓企業(yè)人才的需求從供給側(cè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的改革，使走入社會(huì)的大學(xué)生真正是具有“硬功夫”的卓越人才。

在新工科這一背景下，認(rèn)真分析理工科院校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中所存在的問題，在增強(qiáng)教師使命感，健全評(píng)聘考核等相關(guān)機(jī)制;鼓勵(lì)小班和小組教學(xué)模式;結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的多類型實(shí)踐模式;信息技術(shù)與實(shí)踐教學(xué)相融合，增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)感和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí);克服“走形式，講排場(chǎng)”，用創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展和鼓勵(lì)協(xié)同發(fā)展，真正達(dá)到校企有效融合等方面對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了思考和實(shí)踐，以學(xué)生這一產(chǎn)出為導(dǎo)向，改進(jìn)了人才的培養(yǎng)模式，提升了理工科院校的實(shí)踐教學(xué)水平。

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