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工科專業(yè)實踐教學育人體系的構建

2023-12-15 06:48:20黃英雷菁劉偉黎燦
大學教育 2023年16期
關鍵詞:能力培養(yǎng)

黃英  雷菁  劉偉  黎燦

[摘 要]課程組深入研究了工科專業(yè)實踐教學中能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵如何統(tǒng)一的問題,重塑了專業(yè)核心能力,并開展了基于專業(yè)實踐教學體系的育人頂層設計,構建了適合工科專業(yè)的“三意識、兩精神”實踐育人體系,形成了通用的育人目標,并對實踐教學進行整體設計。文章以國防科技大學通信工程專業(yè)的實驗課程、創(chuàng)新設計為例,詳細闡述了教改試點過程,跟蹤反饋教學效果。實踐結果表明,課程組所構建的實踐教學育人體系及教學設計可較好地促進能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵的統(tǒng)一,為工科專業(yè)育人實踐提供了新思路。

[關鍵詞]專業(yè)核心能力;能力培養(yǎng);育人內(nèi)涵;實踐教學育人體系

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2023)16-0013-05

在教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設指導綱要》引導下,工科專業(yè)實踐教學具有加強學生理論聯(lián)系實際、提升創(chuàng)新實踐能力的重要作用,同時,其注重學思結合、知行合一,承擔著增強學生勇于探索的創(chuàng)新精神的重要任務。專業(yè)實踐教學作為工科課程體系中重要的組成部分,在培養(yǎng)學生專業(yè)核心能力中起著不可替代的作用。

在新時代背景下,工科實踐教學中的思政改革已逐漸成為研究熱點[1-9]。從不同層次的實踐教學環(huán)節(jié)來看,基礎型實驗課程主要通過引入經(jīng)過縝密的實驗驗證過程獲得重大科學發(fā)現(xiàn)的故事,融入求真務實、無私奉獻的思政點;通過實驗結果表象的差異探究實驗對象的復雜性及本質規(guī)律,及時糾正理論學習中的認知錯誤,以此融入敢于質疑、知行合一的思政點[1-4]。而自主、開放的設計研究型實驗則通過具有挑戰(zhàn)性的問題來激發(fā)學生勤于思考、勇于探索、奮勇拼搏的創(chuàng)新精神[1,3]。綜合型實驗則側重提升學生分析、解決問題的能力,培養(yǎng)其合作探究及團隊意識[3]、科學精神與工匠精神,增強學生為國奉獻的信心。對于大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié),主要是引導學生關注社會熱點、科技動態(tài),培養(yǎng)學生“敢闖會創(chuàng)”的創(chuàng)新精神[2]。從現(xiàn)有研究中可以看出,各高校都開展了形式多樣的課程思政建設。然而,目前的研究成果存在以下問題:思政點多但不聚焦,能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵統(tǒng)一性問題沒有得到應有的關注。因此,高校應進一步深入研究,探索一條實踐教學育人新路徑。

一、專業(yè)核心能力的剖析

關于能力培養(yǎng),筆者所在教學團隊已經(jīng)具有一些研究成果。黃英等[10]構建了實踐教學模式與核心能力的關系模型,提出工科類學生應具備工程實踐能力、創(chuàng)新能力、自主學習能力等專業(yè)核心能力。隨后,面對新工科背景下對于人才培養(yǎng)的新要求,黃英等進一步擴展內(nèi)涵,構建了新的專業(yè)核心能力:工程思維與工程實踐能力、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新實踐能力、自主學習能力[11]。一些高校的教學團隊以能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵統(tǒng)一為目標,堅持以學生為主體,關注其自我感知、自我重塑的過程,在專業(yè)核心能力中融入了自我構建能力[12-13],做出了新的詮釋(見表1)。

二、實踐育人體系的構建

實踐教學是提高學生綜合素質、實踐能力的關鍵環(huán)節(jié)。好的品質與強的能力并不矛盾,高等教育中實踐教學應當注重二者的統(tǒng)一。基于上節(jié)中關于工科專業(yè)核心能力的剖析,本節(jié)則是要重點解決如何開展育人的頂層設計、教學整體設計,構建適用于工科專業(yè)的實踐育人體系問題,從而探索出一條能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵統(tǒng)一的有效教學之路。

(一)育人的頂層設計

本文將以國防科技大學(以下簡稱我校)通信工程專業(yè)為例開展探索,力求形成一條適用于工科專業(yè)的實踐育人新路徑。一般來說,工科專業(yè)的實踐教學包含實驗課程、創(chuàng)新設計、實習實訓、科研項目參與等環(huán)節(jié)。圖1展示了我校通信工程專業(yè)現(xiàn)有的實踐教學體系,具有一定的通用性。其中,實驗課程可以分為兩類:課內(nèi)實驗、實驗課程,主要是與課程體系密切配合、相輔相成;創(chuàng)新設計則是以學科競賽為契機,促使學生凝聚精力、集中攻關,開展創(chuàng)新實踐活動;實習實訓則是針對專業(yè)特色,結合行業(yè)發(fā)展,開展職業(yè)訓練與崗位實習;科研項目參與環(huán)節(jié)則強調融入實際科研項目,Ⅰ、Ⅱ的區(qū)別在于進入項目的程度,畢業(yè)設計也屬于這個環(huán)節(jié)。

課程組將按照不同類型的實踐教學環(huán)節(jié)進行育人過程的頂層設計。在實踐教學體系中,實驗課程注重學生工作態(tài)度、安全意識的培養(yǎng);創(chuàng)新設計側重學生科學精神、合作意識的培養(yǎng);實習實訓注重學生工匠精神、責任意識的培養(yǎng);科研項目參與側重學生創(chuàng)新、合作等方面的訓練。這樣,就形成了“三意識、兩精神”的育人體系(見圖2),各環(huán)節(jié)相互依存又各有側重,共同實現(xiàn)學生培養(yǎng)中的育人目標。

基于上述育人體系,可以凝練出工科專業(yè)實踐教學的育人目標:樹立學生正確的價值觀,培養(yǎng)學生求真務實的工作態(tài)度;強化學生責任意識、安全意識、合作意識;培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神、勇于創(chuàng)新的科學精神。育人目標的形成與育人體系的構建有利于指導課程組進一步開展實踐教學的整體設計。

(二) 實踐教學的整體設計

基于以上工科專業(yè)核心能力的剖析,可以歸納出:自主學習與自我構建能力貫穿實踐教學體系的始終,而創(chuàng)新設計與科研項目實踐環(huán)節(jié)側重創(chuàng)新思維與創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng),實習實訓環(huán)節(jié)則側重工程思維與工程實踐能力的訓練。結合上節(jié)所構建的“三意識、兩精神”的工科實踐育人體系,課程組進行了工科專業(yè)實踐教學的整體設計(見表2),有效地指導了實際教學工作,最終實現(xiàn)了能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵的統(tǒng)一。

1.實驗課程教學環(huán)節(jié)——培養(yǎng)求真務實的工作態(tài)度、警覺的安全意識

求真務實的品格是學生將來求學和工作必須具備的優(yōu)良品質之一,也是育人的重要元素。在實驗課程中應反復為學生講解實事求是的重要意義,為后續(xù)實踐教學環(huán)節(jié)奠定基礎。教師要教導學生不唯上、不唯書,只唯實。學生在做實驗的過程中同樣要有這種品質,在探尋實驗真理的過程中,不要因為對教師的尊重就不敢質疑其觀點,而應以客觀、理性的態(tài)度去探求事實真相。教師要引導學生在實驗過程中認真記錄實驗數(shù)據(jù)、注重細節(jié),培養(yǎng)學生客觀真實地反映實驗結果、安全使用設備的習慣,從而將求真務實的工作態(tài)度灌輸給學生。在這個過程中,學生也逐步提升了自主學習的能力。另外,教師在指導學生做實驗時要循循善誘、環(huán)環(huán)相扣、層層推進,將嚴謹治學的理念融入實驗教學過程中,為學生樹立良好的榜樣。在榜樣的影響下,學生會不斷自我剖析、自我重塑。

2.創(chuàng)新設計環(huán)節(jié)——培養(yǎng)勇于創(chuàng)新的科學精神、顧全大局的合作意識

在創(chuàng)新設計環(huán)節(jié),以學科競賽為契機,融入開放性、跨學科的設計題目,讓學生充分運用所學知識自主探究、發(fā)揮想象、凝練創(chuàng)新思維、提升創(chuàng)新實踐能力。課題的研究需要借助團隊的力量,師生只有共同協(xié)作攻關,不斷探索,才能最終達成目標。

3.實習實訓環(huán)節(jié)——培養(yǎng)精益求精的工匠精神、敢于擔當?shù)呢熑我庾R

在實習實訓環(huán)節(jié)中,學生通過對本行業(yè)的了解產(chǎn)生職業(yè)自豪感,從而產(chǎn)生勇于擔當?shù)呢熑我庾R;通過工程實踐中的磨煉,逐步領悟精益求精的工匠精神,形成工科專業(yè)特有的工程思維,提升自己的工程實踐能力。

4.科研項目參與環(huán)節(jié)——培養(yǎng)勇于創(chuàng)新的科學精神、顧全大局的合作意識

科研項目參與一般是針對實際問題開展方案設計與實現(xiàn),解決方案的設計需要師生的共同研究與思考,這就需要學生敢于創(chuàng)新;同時,通過項目任務的分配、實施等過程,學生也會逐漸形成較強的合作意識。

本節(jié)所形成的育人目標、構建的育人體系,以及教學的整體設計,均適用于工科專業(yè)。在不同的專業(yè)中,實踐教學實施過程的具體內(nèi)容各不相同,這就需要專業(yè)實踐教師深入挖掘、突出特色、共同實現(xiàn)能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵的統(tǒng)一。

三、 教學試點

本文以實驗課程通信技術課程設計和學科競賽為例開展教學試點,詳細描述教學實施過程,體現(xiàn)能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵的統(tǒng)一。

(一)實驗課程環(huán)節(jié)

在實驗課程通信技術課程設計中,課程組發(fā)布了多個題目讓學生組隊選擇,其中之一為“無線組網(wǎng)設計及性能測試”。具體的要求如下(見表3)。

在實驗課程教學過程中,無論是室外還是室內(nèi),教師都身體力行、悉心指導,用嚴謹認真的工作態(tài)度影響學生,為學生樹立良好的榜樣。學生認真規(guī)劃場景,實事求是地記錄和分析數(shù)據(jù)(見圖3),這個過程對于他們求真務實的工作態(tài)度的培養(yǎng)非常有益。同時,學生也需要考慮設備的用電安全、雨天外場實驗時設備的安全,這樣可促使他們的安全意識逐漸增強。

(二) 創(chuàng)新設計環(huán)節(jié)

本文以2022年第九屆“大唐杯”全國大學生移動通信5G技術大賽的指導過程為例,重點描述在創(chuàng)新設計環(huán)節(jié)中的工作情況。教學組依托科研優(yōu)勢及教學思想,建設了“5G通信網(wǎng)絡規(guī)劃與控制虛擬仿真實驗”項目[14-15],此項目2020年被評為湖南省虛擬仿真實驗項目,2021年被評為軍隊級虛擬仿真實驗課程,并被推薦參評國家虛擬仿真實驗課程。目前,該項目已經(jīng)上線國家虛擬仿真實驗教學課程共享平臺(ilab?x.com,見圖4),并正式掛牌為國家虛擬仿真實驗課程。該項目屬于跨學科研究的科技前沿,圍繞“四性一度”設計項目內(nèi)容及思政要素進行研究,其特點包含立德鑄魂(科學精神與中國自信)、聚焦社會(遠程醫(yī)療問題)、內(nèi)涵高階(5G通信技術)、模式新穎(以任務升級、游戲闖關的形式不斷挑戰(zhàn))等。

依托于該實驗項目,教學組對學生進行競賽培訓。學生不斷地進階挑戰(zhàn),提升了創(chuàng)新實踐能力,塑造了創(chuàng)新思維;結合實驗項目內(nèi)容中的思政元素,較好地培養(yǎng)了自己勇于創(chuàng)新的科學精神。比賽需要同組兩人的合作,因此在備賽和比賽中,兩人的共同學習、實操訓練是非常重要的,這進一步增強了學生的合作意識。教師利用引導啟發(fā)式、問題探究式教學模式,結合線上線下混合教學模式開展競賽指導,比如線下現(xiàn)場定期指導,利用微信群隨時答疑解惑和督促,邀請往屆獲獎的師兄介紹競賽經(jīng)驗等。

在參賽的過程中,學生通過競賽準備、省賽、國賽準備及國賽等過程的進階式體驗,不斷自我反省、自我批判,從而實現(xiàn)突破與超越,最終重塑更好的自己。

四、教學效果分析

通過實驗課程的鍛煉,學生具有了求真務實的工作態(tài)度,不僅為他們后面參加學科競賽奠定了良好的基礎,還提升了自身的創(chuàng)新實踐能力。在2022年第九屆“大唐杯”全國大學生移動通信5G技術大賽中,我校共有30組參賽,其中17組獲省級獎項,4組獲國家級獎項,獲得的國賽一等獎是湖南省唯一的一個。

賽后,這些學生進入大四的學習中,并開始著手準備保研、考研、就業(yè)等相關事宜,課程組對他們進行了追蹤調查,形成了以下效果統(tǒng)計數(shù)據(jù)(見圖5)。從圖5可以看出,通過上述實踐試點的過程培養(yǎng),這批學生在育人與能力兩個方面都有明顯的提升。有學生反饋“參加競賽的過程讓我重新找到了學習目標,使我對新一代移動通信技術產(chǎn)生了濃厚的研究興趣”。競賽過程團隊的共同備賽、共同競賽,很好地提升了學生的團隊合作意識,明白了只有團隊的良性合作,才能獲得最大的勝利。在備賽過程中,學生必須不斷學習新的知識,這樣就鍛煉了他們自主學習的能力;通過集中備賽、競賽過程的鍛煉,學生開始注重自我提升、自我重塑,絕大部分學生感受到了自己的進步,從而更積極地面對后面的學習、生活和工作。

五、總結與展望

本文深入探索了工科專業(yè)實踐教學如何實現(xiàn)能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵統(tǒng)一這個問題。首先剖析了專業(yè)核心能力的發(fā)展與變遷,重新詮釋了其內(nèi)涵。隨后針對工科專業(yè)實踐教學體系開展了育人頂層設計,構建了“三意識、兩精神”的育人體系,并形成了聚焦的育人目標。結合專業(yè)核心能力與育人體系,本文進行了實踐教學的整體設計,為工科專業(yè)探索出一條有效的實踐育人之路。我校在通信工程專業(yè)的實驗課程、創(chuàng)新設計兩大實踐環(huán)節(jié)中開展了試點,并進行了前后專業(yè)核心能力及育人效果的對比,結果表明,文章所構建的育人體系及教學整體設計可較好地實現(xiàn)實踐教學中能力培養(yǎng)與育人內(nèi)涵的有效統(tǒng)一。本文的成果及試點經(jīng)驗也將為國內(nèi)其他高校工科專業(yè)實踐教學的開展提供借鑒。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯:鐘 嵐]

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