新工科背景下应用型高校实践教学体系研究

作者: 荣冬松 方海林 周临震 蔡国华

[摘 要] 随着新工科建设的深入推进,应用型高校面临着转型发展的重要机遇与挑战。在新工科背景下,探讨了应用型高校构建跨界人才培养实践教学体系的意义,分析了现阶段应用型高校实践教学体系现状,主要存在硬件资源配置不足、教学内容更新缓慢、教学体系结构单一、教师队伍建设不足、教学评价体系失衡、校企合作流于形式等问题。根据未来社会发展对复合型创新人才的需求,结合应用型高校人才培养定位,从课程设置、教学平台、师资队伍、评价体系等方面阐述了应用型高校实践教学体系构建的举措,为应用型高校在新工科背景下深化教育教学改革、提高人才培养质量提供借鉴和思路。

[关键词] 新工科;跨界人才培养;实践教学体系

[基金项目] 2021年度江苏省高等教育教改研究项目“面向地方产业的新工科人才跨界培养体系的探索与实践”(2021JSJG019);2022年度盐城工学院“新工科人才跨界培养改革”专项课题“新工科人才跨界培养的实践教学体系研究”(JGZX2023A04)

[作者简介] 荣冬松(1985—),男,江苏宿迁人,工科博士,盐城工学院机械工程学院讲师,主要从事金属材料表面强化和教学管理研究;方海林(1965—),女,江苏盐城人,工科硕士,盐城工学院机械工程学院党委书记,教授,主要从事高分子材料及其生物分析应用和教学管理研究;周临震(1976—),男,江苏盐城人,工科硕士,盐城工学院机械工程学院院长,教授,主要从事数字化设计和制造及数字孪生研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)09-0097-04 [收稿日期] 2024-04-20

引言

为适应新一轮科技革命和产业变革,我国提出了新工科建设的策略[1]。新工科教育的特点之一是跨界培养,旨在培养具备全面素养和跨界能力的工程师。随着新工科理念的兴起和演进,应用型高校作为高等教育体系的核心部分,面临着适应现代产业发展需求、培养具备跨界能力人才的挑战。如何有效应对新工科带来的挑战,培养具有跨界融合能力的创新人才,已成为应用型高校迫切需要解决的问题。

实践教学是高校人才培养的关键环节,连接了理论与实际,让学生能够将所学知识应用于实践中。构建跨界人才培养的实践教学体系,不仅能够让学生满足市场对跨学科、跨领域人才的需求,还能推动高校教学改革和创新,提高教学质量和科研水平,增强高校的竞争力与影响力。因此,探索新工科背景下应用型高校实践教学体系的创新,成为应用型高校教学改革和创新的重要方向之一。

一、应用型高校实践教学体系现状

自20世纪80年代起,国际高等教育界开始普遍重视实践教学的价值,形成了一股新的教育趋势。这一时期,高校开始重视应用技术型人才的培养,并认识到实践教学不仅是教育过程的一部分,而且是培养学生实践能力和创新能力的关键。

近年来,国内高校也开始积极探索和尝试教育教学改革。在应用型高校中,实践教学体系的建设已经取得了明显的进步。高校普遍建立了以实验室、实训基地、实习基地为主要组成部分的实践教学体系,为学生提供了丰富的实践操作机会。然而,随着科技的不断进步和行业的快速变化,传统的教育模式已无法满足未来社会对人才培养的需求。王哲等[2]认为,产教融合是解决地方本科高校应用型技术人才的培养和产业需求严重脱节现状的有效办法。潘传姣[3]提出了“学、练、研、创”的实践教学培养模式,实现以学促研,以研促创新,促进学生的全面发展。高翔[4]以通信工程专业为例,制定了自顶向下和自地向上相结合,包含认知实践、基础实验、综合设计、专业实践和创新实践五个层次的实验实践教学体系。

新工科倡导的知识—设计—实践—创新的“四位一体”的创新实践教学体系,强调学科的交叉融合与跨界创新,要求高校在人才培养过程中打破传统学科壁垒,实现跨学科、跨领域的协同育人。新工科教育的兴起,为高校改革提供了新的方向。

二、应用型高校实践教学体系存在的问题

(一)硬件资源配置不足

在应用型高校中,实验室和实训基地是实践教学的核心,为学生提供实操技能培训。然而,随着高考报名人数增加和高校招生规模扩大,部分高校面临实践教学设施不足和落后的局面,这是由地区经济发展不均、政府资金投入不一和学校管理问题共同造成的。实验室和校外实习基地的数量不足以满足所有学生的实践需求,而现有设备的衰老问题也日益严重,无法跟上技术的快速更新换代,不仅影响了学生掌握新技术的速度,还减少了学生接触尖端科技的机会。此外,由于经费限制,设备的维护和更新也面临困难,导致实验室设备出现故障时无法及时修理,影响了学生的实践体验和学习成效。

(二)教学内容更新缓慢

新工科教育模式培养适应新兴产业技术变革和市场需求的工程人才,强调面向未来和跨界融合。然而,应用型高校在更新教学内容上面临困难,课程内容更新速度跟不上技术革新,导致教育与产业发展脱节。课程体系调整需要复杂审议和批准程序,教学内容难以实时反映技术进步和行业发展,学生知识和技能落后于实际需求,限制了学生掌握创新技术的机会,削弱了解决实际问题能力。教师专业能力提升也与产业需求脱节,缺乏与工业界互动和实践的经验,制约了教师传授新技术和理念的能力。

(三)教学体系结构单一

在当前的高等教育环境中,尽管部分高校尝试通过课程实验、实习实训和毕业设计等环节建立实践性教学体系,但主流教学方法仍以传统的课堂讲授和实验操作为主。这种传统模式虽能够讲授基础知识和技能,却忽视了培养学生解决问题、团队合作的综合素质和创新能力。实践环节能够带给学生经验,但限于特定课程框架,缺乏自主探索的空间。学生学习多基于观察操作,缺少自主发现,限制了学生批判性思维和创新的发展。传统教学重知识技能传授,轻素质能力培养,教师是知识传递者,学生是被动接受者,未激发学生的主动性和创造力,导致学生面对实际问题时可能缺少跨学科思考和团队合作能力。

(四)教师队伍建设不足

在新时代工科教育背景下,构建强大的实践教学教师队伍至关重要。新工科要求教师具备深厚理论、丰富经验及更新知识的能力,适应新教学内容和方法,但应用型高校实践教学师资不足,职业发展通道窄,缺乏有效激励和晋升空间,难以吸引和留住优秀教师。因新工科的特殊性和高要求,实践教师需更多的努力和时间准备课程、指导学生,而部分教师薪酬低,难体现其劳动价值和贡献。

(五)教学评价体系失衡

实践教学评价体系对提升教学品质和培养人才至关重要。当前高校实践评价多依赖定量方法,如考试成绩和报告,侧重技能掌握与成果,忽略能力培养、团队精神和创新等定性评价,这种偏颇的指标和方法难以全面客观评估学生的实践技能和素养。评价过程主要基于教师的单一评价,少有企业导师或互评等多元意见,增加了主观性和限制性。评价结果多作为成绩衡量,未能有效用于改进教学流程和提升教学效果。新工科的跨学科特性和多样化实践需求加剧了评价标准不一致,使公平公正评估学生能力受到了挑战,需深入审视调整现行体系,确保全面促进学生知识、能力和素质发展。

(六)校企合作流于形式

应用型高校与企业的校企合作是实践教学的关键环节,旨在结合教育与产业提升学生职业能力。但目前部分合作常局限于如签约和挂牌等表面活动,缺乏课程开发和共研项目,难以提供真实的产业经验。校企利益差异导致目标、成果和资源配置分歧,企业因商业压力较难投入教育,限制合作质量。缺乏长期稳定的合作机制,未建立持续规划、稳定沟通和有效反馈机制,使问题难发现难解决,合作具有临时偶然性,缺乏长期成果。

三、新工科人才跨界培养的实践教学体系构建探索

实践教学是新工科教育中不可或缺的一环,对于培养学生的实际操作与创新思维方面具有重要意义。在新工科人才跨界培养的实践教学体系构建中,应注重以下几个方面。

(一)跨学科课程设置

跨学科课程设置是新工科人才跨界培养的基础。为提升学生的综合解决问题能力,高校首先需要构建跨学科课程体系,将不同学科的知识融合成有机整体,高校应在课程设计、教学内容、教学方法等方面进行全面的规划和布局。课程设计上要注重学科间的衔接与整合,避免学科之间的割裂;教学内容上强调跨学科知识的交叉与融合,使学生在不同学科领域中找到联系与共性;教学方法上应采用项目驱动、案例分析等方法,引导学生运用跨学科知识解决实际问题。

其次,高校应加强与企业的合作,将企业的实际需求融入跨学科课程设置中,可通过邀请企业专家参与课程设计、开展产学研合作项目等方式为学生提供更多的实践机会,也能使课程内容更贴近产业发展的需求。同时,高校还应建立有效的评价机制,对跨学科课程的实施效果进行评估与反馈,包括对学生的学习成果及教师的教学效果进行评价。通过评价结果的分析,能够发现课程设置中存在的问题,为进一步优化跨学科课程提供依据。

(二)实践教学平台建设

在新工科教育背景下,应用型高校必须构建符合新工科要求的实践教学平台,以推动人才培养模式的变革并显著提升学生的实践能力。为此,基础硬件设施的建设不可或缺,包括配备先进设备的实验室、模拟实训中心,以及与行业技术发展同步的仪器和充足的实践材料工具。同时,教学内容的开发需要紧跟行业发展,通过与企业合作引入实际案例设计实践项目,采用案例教学和项目驱动学习方式,让学生在解决真实问题中运用所学知识。

高校应努力打破学科界限,加强跨学科实践教学平台的建设,促进不同学科间的交流与合作,实现资源共享及团队交叉研究。实践教学平台还应具备开放性和灵活性,既能服务校内学生,也能吸引外部企业和研究机构参与,形成产学研一体化的实践环境,并根据需求和市场变化进行调整。为确保实践教学平台的有效运行和持续改进,高校应建立完善的管理和评价体系,包括明确的管理规范和操作流程、定期对平台使用情况和教学效果进行评估等,并据此优化平台功能和服务,以不断提升实践教学质量。

(三)师资队伍建设

高校应当致力于加强师资队伍的专业培训和发展,定期组织教学法和实践技能培训,鼓励教师参与行业实习和企业项目,增强其实践经验。同时,高校需积极引进具有实际行业背景的专业人才,与行业企业合作吸引在职工程师及技术专家加入教师团队,为学生提供接触真实工作环境的机会,并建立灵活的人才引进机制,例如兼职教授、访问学者等,丰富师资结构和层次。

在新工科教育下,鼓励实践教学教师进行跨学科的教学和研究至关重要,可通过搭建跨学科研究平台促进不同学科教师之间的合作,开展跨学科的教学活动和科研项目,提升教师综合素质。为激发教师的工作热情和创新精神,高校应建立有效的激励机制和评价体系,制定公正的绩效评价标准,将教师的实践教学质量、科研成果和社会服务纳入其中,并提供竞争性薪酬、职称晋升和奖励计划等激励措施。

随着新工科领域不断发展,高校应注重为教师建立持续更新的知识体系和学习环境。可通过在线学习平台、订阅专业数据库、组织学术会议等方式,为教师提供持续学习的资源和机会,确保教师能掌握新的技术和理论。

(四)评价体系完善

高校需建立一套多元化的评价指标体系,综合考量学生的知识水平、技能应用及创新能力等多方面能力,具备明确的量化标准和操作性,以便能够客观准确地评估学生的实践学习成效。为全面评估学生的能力和学习效果,高校应采用多样化的评价方法,如项目评价、同行评价、自我评价和教师评价等,旨在衡量学生的实际操作能力,促进自主学习与批判性思维的发展,并提供及时反馈指导学生持续改进。

随着新工科领域的快速发展,评价体系也须与时俱进,定期进行审查和修订,确保其与教学目标和行业需求保持一致。通过分析学生表现数据和收集教学反馈,高校可及时发现问题并优化调整评价机制。此外,引入行业标准和企业反馈可使评价体系更符合行业实际需求。

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