靳華偉, 陳清華,張 新, 王傳禮

(安徽理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

?

多科性高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究
——基于安徽理工大學(xué)車輛工程專業(yè)的調(diào)查與思考

靳華偉, 陳清華,張 新, 王傳禮

(安徽理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

為了進一步提升多科性高校工科專業(yè)的實踐能力、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、克服現(xiàn)行實踐體系瓶頸，以工科專業(yè)畢業(yè)生實踐能力調(diào)查為切入點，從改革實踐課程體系出發(fā)，進行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究。創(chuàng)新研究方法，采用了質(zhì)性研究方法和統(tǒng)計學(xué)原理分析了現(xiàn)行實踐培養(yǎng)體系存在的共性問題，提出了“工科專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程體系建設(shè)，闡述了新課程體系的特色和必要性。上述研究結(jié)論和建設(shè)成果適用于絕大多數(shù)工科專業(yè)，對其他新老專業(yè)課程體系改革具有一定的參考和指導(dǎo)意義。

多科性；工科專業(yè)；創(chuàng)新型；虛擬仿真；實驗教學(xué)

加強新形勢下高校實踐育人工作已被寫入《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》，是高校提升教學(xué)能力的主要著力點。本文以安徽理工大學(xué)工科專業(yè)實踐改革為例，進行多科性本科高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究，即實踐育人研究。

同時，在我國產(chǎn)業(yè)體系逐漸發(fā)展的過程中，工業(yè)仍為經(jīng)濟體系中極為重要的支撐性產(chǎn)業(yè)。隨著社會發(fā)展，企業(yè)對專業(yè)技術(shù)人才的需求也日益旺盛。針對此，眾多高校依據(jù)市場所呈現(xiàn)出的需求，紛紛加大開設(shè)工科專業(yè)。例如，至2015年已有超過100所高校開設(shè)了車輛工程或與汽車相關(guān)的工科專業(yè)，并有繼續(xù)增多的趨勢。安徽理工大學(xué)于2001年開設(shè)車輛工程專業(yè)，作為一所特色鮮明的多科性大學(xué)，其具有專業(yè)類大學(xué)所不具備的豐富學(xué)科門類，有利于多學(xué)科交叉滲透和拓展學(xué)生知識視野，并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。但隨著經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步，社會對大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力要求日益提升，對于新開設(shè)工科專業(yè)的地方多科性高校而言，存在著特色不明顯、教學(xué)資源有限和教科研實力不強等諸多問題，如何克服上述困難、培養(yǎng)符合社會需求的專業(yè)創(chuàng)新型人才，是亟待解決的課題。

相關(guān)學(xué)者認識到改革的必要性[1]，以工程教育[2]和職業(yè)能力[3-4]為出發(fā)點先后提出了實踐教學(xué)[5]、工程實踐[6-7]、TRIZ理論[8]、CDIO工程教育理念[9]、能力貢獻理念[10]和PBL教學(xué)理念[11]等改革思路，但這些改革大多基于現(xiàn)行實踐教學(xué)體系，效果有限，沒有能夠從根本上改變學(xué)生實踐能力不足的現(xiàn)狀[12]。本文創(chuàng)新研究方法，以安徽理工大學(xué)工科專業(yè)畢業(yè)生實踐能力調(diào)查為切入點，從改革實踐課程體系出發(fā)進行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究，分析了現(xiàn)行實踐體系存在的問題，提出了“工科專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程體系。

一、現(xiàn)行實踐教學(xué)體系調(diào)研

本文創(chuàng)新研究方法，采用質(zhì)性研究方法對現(xiàn)行課程體系下工科工程師發(fā)展制約因素進行探索性研究。根據(jù)質(zhì)性研究的強度抽樣原則，選取了安徽理工大學(xué)車輛工程專業(yè)2011級畢業(yè)本科生為研究對象，樣本數(shù)量為30。樣本中畢業(yè)生按在校實踐成績分為4檔，其畢業(yè)后從事職業(yè)和在校實踐成績?nèi)绫?所示。調(diào)研內(nèi)容集中于學(xué)生實踐技能的掌握和運用，調(diào)研方式采用電話或面對面進行，每個調(diào)研持續(xù)約20-30分鐘，調(diào)研后對談話錄音進行整理，并基于最優(yōu)值距離綜合法分析評價分值。

(一)研究發(fā)現(xiàn)

被調(diào)查的30名本科畢業(yè)生總共報告了205次實踐運用效果。我們將205次實踐運用效果歸納為4個效果主題，按實踐能力由好到差依次為：“實踐和理論貫通”、“實踐服務(wù)于理論”、“實踐有趣論”和“實踐無指導(dǎo)意義”。其中，“實踐有趣論”是學(xué)生反應(yīng)最多的，占到了報告總數(shù)的56.1%；“實踐和理論貫通”和“實踐服務(wù)于理論”占比相當(dāng)，分別占報告總數(shù)的15.1%和15.8%；“實踐無指導(dǎo)意義”相對最少，占總數(shù)的13%(見表2)。下面將對各效果主題的內(nèi)容進行分析。

(二)實踐能力在延續(xù)價值的體現(xiàn)

1.實踐反饋。畢業(yè)生反饋的實踐能力包括對汽車結(jié)構(gòu)認知、運用常用工具進行拆裝能力、運用儀表進行參數(shù)測量、對常見汽車故障排查等。延續(xù)價值指的是畢業(yè)一定時間后，學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)價值再次提取時，對實踐的再次掌握程度。報告最多的是運用常用工具進行拆裝能力欠缺，約83次，占比在40%以上；其次是汽車結(jié)構(gòu)認知，占比約在30%；運用儀表進行參數(shù)測量和對常見汽車故障排查二者占到20%；學(xué)生還報告了其他方面的實踐能力欠缺，約占10%。

2.“遺忘問題”。有80%以上學(xué)生提到了實踐知識“遺忘”問題，實踐作為獨立于書本知識的一門動手環(huán)節(jié)，其價值和體會是通過實際操作實現(xiàn)的，實驗報告的存在并不能彌補實踐存在的問題。學(xué)生在一年，乃至多年后，對以前所經(jīng)歷的實踐知識需要有所回顧的時候，因為現(xiàn)有實踐課程體系的緣故，并不能很好的對其起到再次教育的目的。

3.對實踐能力的價值延續(xù)主要因畢業(yè)后從事職業(yè)和在校實踐成績而定。如表2，研發(fā)工程師職業(yè)學(xué)生成績較好，處于B檔以上，但學(xué)生成績對實踐能力不起決定作用，存在“實踐有趣論”，分析原因在于重視程度不夠；整機廠車間工程師職業(yè)學(xué)生成績處于C檔以上，運用情況發(fā)布也較好較合理，“實踐和理論貫通”和“實踐服務(wù)于理論”層級占到近67%；零部件廠產(chǎn)品工程師職業(yè)學(xué)生成績沒有A檔，B檔和C檔占多數(shù)，且平均發(fā)布在“實踐和理論貫通”、“實踐服務(wù)于理論”和“實踐有趣論”中；車輛銷售及客服職業(yè)學(xué)生成績偏低，且集中在“實踐有趣論”和“實踐無指導(dǎo)意義”中；其他職業(yè)包括讀研學(xué)生、非車輛行業(yè)就業(yè)學(xué)生等，成績兩級分化，A檔學(xué)生多選擇讀研繼續(xù)深造，D檔學(xué)生出現(xiàn)非跨專業(yè)就業(yè)現(xiàn)象，這兩類學(xué)生的實踐運用情況較差。從上述分析可見，畢業(yè)后從事職業(yè)對學(xué)生實踐能力的價值延續(xù)起到?jīng)Q定作用，在校成績對其也起到積極的作用。為了評價現(xiàn)有實踐體系是否滿足不同職業(yè)學(xué)生對實踐能力的需求，下面基于最優(yōu)值距離綜合法進行評價分析。

(三)基于最優(yōu)值距離綜合法的具體評價分析

最優(yōu)值距離綜合法在這里是以“實踐和理論貫通”、“實踐服務(wù)于理論”、“實踐有趣論”和“實踐無指導(dǎo)意義”四個不同反饋效果所體現(xiàn)的綜合實踐效果與期望效果之間差異大小來評價現(xiàn)有實踐模式，即實際值與最優(yōu)值(或標(biāo)準值)之間距離的大小來衡量評價對象效益的高低。課題采用最優(yōu)值距離法的平方平均綜合形式(見公式1)，計算最優(yōu)值距離綜合評價分值。Si值越小，與期望效果越接近，表明現(xiàn)有模式越佳；Si值越大，越遠離期望效果，表明現(xiàn)有模式效果越差越低。式中x為指標(biāo)值，W是指標(biāo)的權(quán)重。權(quán)重采用加權(quán)平均法構(gòu)權(quán)如公式2，它是基于各個分組的頻率Pi確定則評價指標(biāo)權(quán)重的主觀賦權(quán)方法，樣本數(shù)要求在30人以上；指標(biāo)值采用0.8、0.6、0.4、0.2遞減取值計算權(quán)重值，如公式3。 由上述分析可得，S為0.493 4，距離零點最優(yōu)期望結(jié)果存在一定的距離，現(xiàn)有實踐培養(yǎng)模式存在提升的空間，需要進行優(yōu)化分析。

二、現(xiàn)行實踐培養(yǎng)課程體系存在的問題

(一)現(xiàn)行實踐培養(yǎng)體系

以安徽理工大學(xué)為例，該校工科專業(yè)具備了成熟的實踐培養(yǎng)體系，不僅滿足了專業(yè)認證的需求，成功培養(yǎng)了上述最優(yōu)值距離綜合評價分值較低的畢業(yè)生，還不斷在創(chuàng)新中改進，不斷加大實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)力度，形成了行之有效的現(xiàn)行實踐培養(yǎng)體系。

(二)問題剖析

“工科工程師”要求高校畢業(yè)生具有較高的動手實踐能力，高校從培養(yǎng)學(xué)生角度出發(fā)，需要不斷提升實踐培養(yǎng)水平。在現(xiàn)行實踐環(huán)節(jié)日漸完善的狀況下，提升培養(yǎng)水平是高校教育者面臨的課題。在專業(yè)認證的背景下，從培育“工科專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程體系建設(shè)的角度對現(xiàn)行實踐環(huán)節(jié)展開問題剖析如下：

1.存在“斷片”現(xiàn)象。從表3可知，為了保證學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，對實踐認知的連續(xù)性，實踐學(xué)期已較為均勻的發(fā)布于各個學(xué)期，但由于受理論課程學(xué)習(xí)、實踐地點、實踐形式、實踐條件、學(xué)生主體因素、外在環(huán)境因素等多方面干擾，學(xué)生對實踐的“記憶”是模糊的、不連續(xù)的，存在“斷片”現(xiàn)象，影響實踐效果。

2.存在“疲勞”感。從表3可知，為了滿足“工科工程師”和專業(yè)認證的要求，學(xué)生現(xiàn)行實踐環(huán)節(jié)比重較大，且時間多集中在教師的正常工作時間，對于部分學(xué)生而言，存在實踐過緊過密的問題。學(xué)生白天主要集中于文化課的學(xué)習(xí)，晚上是其主要的自由學(xué)習(xí)時間，如果部分學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力不強，在面對眾多實踐環(huán)節(jié)時，則流于應(yīng)付，并且影響其學(xué)習(xí)效率，實踐課后不能對知識進一步鞏固，使其精神帶來緊繃，產(chǎn)生“疲勞”感。

3.實踐反應(yīng)理論知識不夠。實踐是對理論知識的再深化教育，但在實際動手實踐過程中，容易忽略小的知識點、對知識點講解不夠、實踐設(shè)備不易拆卸等問題，實踐效果沒有達到最優(yōu)化。

三、“工科專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程體系

(一)虛擬仿真課程體系概述

“工科專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程是為了適應(yīng)工科工程師的發(fā)展要求，面向工科專業(yè)本科生與專業(yè)學(xué)位研究生開放的一門網(wǎng)絡(luò)必修實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在解決學(xué)生實踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)過程中存在的學(xué)習(xí)連續(xù)性不夠、學(xué)習(xí)時間和方式等差異性較大的問題。該課程體系以仿真教學(xué)為主線，內(nèi)容不僅涵蓋專業(yè)核心課程實踐環(huán)節(jié)的精華，還涉及了課堂教學(xué)一般不能兼顧的交叉課程內(nèi)容。課程體系定位為專業(yè)核心理論課程和工程實踐環(huán)節(jié)完成之后的知識再鞏固，將理論知識通過虛擬仿真的形式動畫的予以展示，是進一步復(fù)習(xí)和拔高認知水平的基礎(chǔ)。它是針對現(xiàn)行實踐課程體系問題，對其進行的有益補充，它保證的學(xué)生學(xué)習(xí)實踐知識的靈活性，可以實現(xiàn)學(xué)習(xí)的連續(xù)性，杜絕“斷片”現(xiàn)象、“疲勞”感，以實踐角度、全方面、無死角、選擇性的學(xué)習(xí)各個知識點。該課程體系建設(shè)基于虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

(二)虛擬仿真課程體系建設(shè)

“工科專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程體系包括“工科結(jié)構(gòu)虛擬實驗平臺”和“工科設(shè)備性能虛擬仿真實驗平臺”兩大模塊，具有以下特色：

1.豐富了教學(xué)方法與手段。實現(xiàn)了線上、線下教學(xué)互動，在現(xiàn)行線上實踐培養(yǎng)體系下，通過虛擬仿真，克服了因?qū)嵺`教學(xué)方法與手段落后帶來的學(xué)生學(xué)習(xí)不連續(xù)、精力不集中、學(xué)習(xí)效率低等問題。線上的仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)教學(xué)對客觀條件的依賴性，拉近了學(xué)生與實驗室的距離，豐富了課堂教學(xué)形式。

2.加快了教學(xué)內(nèi)容更新速度?！肮た茖I(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程由于其依賴虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺，各種教學(xué)資源可以得到最大化利用，同時，更新速度較快，較好的滿足了現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展對教學(xué)資源換代的需求，提升了教學(xué)效果。教師可以將最新科技投入到仿真實驗平臺，與理論教學(xué)實現(xiàn)互動，最大限度地發(fā)揮線上教學(xué)內(nèi)容更新速度快的優(yōu)勢。

3.加強了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和趣味性。作為現(xiàn)行實踐系統(tǒng)的有益補充，學(xué)生可以隨時隨地的進行實驗，可以對課程理論和實踐環(huán)節(jié)認識不足的內(nèi)容進行再學(xué)習(xí)，加強了其學(xué)習(xí)的自主性。同時，線上虛擬教學(xué)環(huán)境借助其動畫效果和虛擬技術(shù)，增強學(xué)習(xí)的趣味性。

4.投資小，見效快。傳統(tǒng)工科專業(yè)實驗教學(xué)設(shè)備投資較大，新技術(shù)的涌現(xiàn)給設(shè)備更新帶來了巨大壓力。通過虛擬仿真系統(tǒng)，以最小的代價、零耗材損耗率開展實驗，完成一些線下不可能完成的實驗。

四、結(jié)束語

當(dāng)前，提升高校實踐教育是教育工作者的緊要任務(wù)之一，如何進一步完善現(xiàn)行體系和培育新體系是未來研究的兩個主要方向。尤其是多科性本科高校工科專業(yè)在多學(xué)科交叉和滲透的優(yōu)勢背景下，如何進一步提升實踐能力、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、克服現(xiàn)行實踐體系瓶頸，是亟待解決的課題。本文以安徽理工大學(xué)工科專業(yè)實踐教學(xué)改革為例，創(chuàng)新研究方法，采用了質(zhì)性研究方法和統(tǒng)計學(xué)原理分析指出了現(xiàn)行實踐培養(yǎng)體系存在的共性問題，提出了工科專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)”課程體系建設(shè)，闡述了新課程體系的特色和必要性。上述研究結(jié)論和建設(shè)成果適用于絕大多數(shù)工科專業(yè)，對其他新老專業(yè)課程體系改革具有一定的參考和指導(dǎo)意義。

[1] 劉國滿，盛敬.工科工程專業(yè)實踐教學(xué)引入PBL教學(xué)法的探索[J].科技視界，2012(6): 48-49.

[2] 虞麗娟.深化課程體系改革 提高人才創(chuàng)新能力[J].中國高等教育，2008(15):18-20.

[3] 嚴運兵，張光德.車輛工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革[J].中國冶金教育，2011(3):54-57.

[4] 仇建，陳賓賓.工程教育認證背景下的網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課程體系建設(shè)[J].杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2015,35(2):107-110.

[5] 齊潔.以職業(yè)能力為導(dǎo)向的高職會計專業(yè)實踐教學(xué)研究—以江西財經(jīng)職業(yè)學(xué)院為例[J].高等教育研究，2015,32(4):18-21.[6] 劉玉軍，王維鋒.基于應(yīng)用能力的計算機專業(yè)課程體系設(shè)計研究[J].高等教育研究學(xué)報，2013,36(2):97-100.

[7] 馬麟麗，張懷軍.車輛裝備保障指揮課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)研究——以軍事交通學(xué)院為例[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報，2015,17(4):67-69.[8] 李朝暉，朱崗.“卓越計劃”下車輛工程實驗教學(xué)體系改革與實踐[J].科教導(dǎo)刊(下旬)，2015(4):92-93.

[9] 邊明遠.車輛工程專業(yè)實踐教學(xué)模式探究[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2014(11):9-11.

[10] 江麗煒，劉闖.翠智(TRIZ)理論在車輛工程專業(yè)專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015(3):35-36.[11] 陳國平，魏民祥.基于CDIO的車輛工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革與實踐[J].科技視野，2013(11):31-33.

[12] 查亞兵，陳英武.運用能力貢獻圖和網(wǎng)絡(luò)圖設(shè)計人才培養(yǎng)方案的實踐探索[J].高等教育研究學(xué)報，2012,35(4):20-23.

[責(zé)任編輯：范 君 李 麗]

Research on the Mode of Fostering Innovative Talents Majoring in Engineering in Comprehensive Universities: Investigation of and Thinking about the Program of Vehicle Engineering in Anhui University of Science and Technology

JIN Hua-wei, CHEN Qing-hua, ZHANG Xin, WANG Chuan-li

(Mechanical Engineering School, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui 232001, China)

In order to improve the practical ability of students in engineering programs, innovate the mode of fostering talents, and to overcome the bottleneck in the present system of student practice, in this paper a research on the mode of fostering innovative talents is conducted starting from the investigation of the practical ability of engineering graduates, oriented towards the reform of the course system of student practice. The common problems in the present system of student practice was analyzed through the innovatively combined approach of qualitative method and statistical method. The paper then put forward the construction of the course system of “Engeering Program-oriented Virtual Simulation Experiment” and elaborates on the characteristics and necessity of the system. The research conclusion and achievement of construction are applicable to the vast majority of engineering programs. It sheds light on the reforms of other old and new systems of programs.

comprehensive; engineering program; innovative; virtual simulation; experiment teaching

2015-12-26

安徽省重大教學(xué)改革研究項目“多科性高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究與實踐”(2015zdjy070);安徽省教育廳教學(xué)研究項目“依托國家級工程教育實踐中心，探索校企合作辦學(xué)新模式”(2014jyxm136)的研究成果

靳華偉(1986-)，男，講師，碩士，研究方向:工科實踐教學(xué)研究。

C969

A

1672-1101(2016)05-0089-04