涂 建,詹習(xí)生，黃貞輝，楊青勝

(湖北師范大學(xué) 機(jī)電與控制工程學(xué)院，湖北 黃石 435002)

工科類專業(yè)創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式探討

涂 建,詹習(xí)生，黃貞輝，楊青勝

(湖北師范大學(xué) 機(jī)電與控制工程學(xué)院，湖北 黃石 435002)

以湖北師范大學(xué)羅克韋爾自動化實驗室為例，從實驗實訓(xùn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新實踐等多個角度探討了工科類專業(yè)創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式，在現(xiàn)有實踐教學(xué)模式基礎(chǔ)上，提出了具有“多元化的基礎(chǔ)實驗和綜合實踐教學(xué)模式”、“個性化的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式”和“校企合作的工程實踐教學(xué)模式”的多元化靈活的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式。實踐結(jié)果證明了該教學(xué)模式的有效性，以期通過該創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式的改革，為我校向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型提供一些思路和方法。

工科類；實踐教學(xué)模式；創(chuàng)新性；工程實踐

0 前言

教育部、國家發(fā)展改革委、財政部在教發(fā)〔2015〕7號文件中關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見中指出：轉(zhuǎn)型高校在人才培養(yǎng)方面，要加強(qiáng)實驗、實訓(xùn)、實習(xí)環(huán)節(jié)，實訓(xùn)實習(xí)的課時占專業(yè)教學(xué)總課時的比例達(dá)到30%以上[1]。湖北師范大學(xué)作為我省首批全面轉(zhuǎn)型的11所本科高校之一，如何做好實踐教學(xué)，探討創(chuàng)新性的實踐教學(xué)模式已是迫不及待。從目前的國內(nèi)實踐教學(xué)模式來看，仍然存在著重理論、輕實踐和創(chuàng)新能力不足的現(xiàn)象?？梢哉f，實踐教學(xué)仍然是各個高校工科類專業(yè)相對薄弱的環(huán)節(jié)。

目前國內(nèi)外教學(xué)研究學(xué)者從多個方面對工科專業(yè)創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式進(jìn)行了研究，近年來取得了較大的研究成果。盧琴芳等人提出了集校內(nèi)實驗、實訓(xùn)與校外基地實踐為一體的化工專業(yè)實踐教學(xué)模式,具有“內(nèi)外結(jié)合、虛實結(jié)合、循序漸進(jìn)”等特色[2]；衣秋杰學(xué)者通過采取課程設(shè)計任務(wù)先行化、設(shè)計內(nèi)容系統(tǒng)化、工程化、指導(dǎo)方式多樣化、評價體系指標(biāo)化等措施構(gòu)建內(nèi)容豐富、層次分明的課程設(shè)計體系[3]；蒲艷玲學(xué)者搭建了多元化的實踐育人平臺,建設(shè)了優(yōu)秀的實驗教學(xué)團(tuán)隊,重構(gòu)了系統(tǒng)的實踐教學(xué)體系,構(gòu)建了完善的實踐教學(xué)模式，對強(qiáng)化大學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)起到了良好的促進(jìn)作用[4]；陳英杰等人將“以賽促學(xué)、以賽促練、以賽促教”的教學(xué)模式貫穿大學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程,形成“4年不斷線”的工科學(xué)生競賽與教學(xué)結(jié)合的實踐教學(xué)模式[5]；盧艷軍學(xué)者結(jié)合CDIO工程教育理念,提出以項目組織、任務(wù)驅(qū)動、能力導(dǎo)向為重點的項目式實踐教學(xué)模式[6]。這些實踐教學(xué)模式分別從實驗實訓(xùn)、實踐基地、課程設(shè)計、實驗教學(xué)團(tuán)隊、創(chuàng)新能力和學(xué)科競賽等多個角度提出了不同的實踐教學(xué)模式，雖然取得了一定的成績，但是大多都是對原有實踐模式的改進(jìn)與完善，沒有考慮到學(xué)生的個性化選擇、知識水平的不斷增長和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等問題，并且改進(jìn)的實踐教學(xué)模式均是針對某一個或幾個方面的實踐問題，因此如何充分考慮和構(gòu)建實踐模式的多元化、個性化和創(chuàng)新性，是地方高校特別是應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的高校當(dāng)前急需探討和探索的問題。

1 多元化的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式探索

電氣工程及其自動化和自動化是我院最早開設(shè)的兩個本科專業(yè)，這兩個專業(yè)的人才需求旺盛，如何開展這兩個工科專業(yè)的實踐教學(xué)對于人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。湖北師范大學(xué)羅克韋爾自動化實驗室是2013年我校與羅克韋爾自動化有限公司共建的校企合作實驗室。該實驗室的宗旨是依托羅克韋爾自動化有限公司巨大的共享資源聯(lián)合培養(yǎng)個性化和創(chuàng)新性的人才。2015年，我院和湖北三豐智能輸送裝備股份有限公司聯(lián)合成功申報了智能物流輸送裝備湖北省工程實驗室，該實驗室目前也主要依托在羅克韋爾自動化實驗室。幾年下來，通過雙方的不斷努力，在實踐教學(xué)方式方面取得了一定的成績。

多元化的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式整體思路如圖1所示。從專業(yè)實踐教學(xué)過程和培養(yǎng)學(xué)生的個性化和創(chuàng)新能力角度出發(fā)進(jìn)行分析，將工科類專業(yè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)分為三個模塊：基礎(chǔ)實驗和綜合實踐、創(chuàng)新實踐和工程實踐。其中，基礎(chǔ)實驗和綜合實踐是校內(nèi)課堂的必修課程環(huán)節(jié)，保持其普遍化和多元化的特點，是創(chuàng)新實踐和工程實踐的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)；創(chuàng)新環(huán)節(jié)則是培養(yǎng)學(xué)生個性化和創(chuàng)新化，從大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、大學(xué)生本科立項和各種專業(yè)科技競賽項目中激發(fā)學(xué)生的興趣愛好；工程實踐環(huán)節(jié)則是面對校企合作教學(xué)模式和畢業(yè)生工作崗位化，與相關(guān)企業(yè)聯(lián)合實現(xiàn)訂單式培養(yǎng)，貫穿 “工程實踐”的概念，為學(xué)生將來創(chuàng)業(yè)和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

圖1 多元化的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式

1.1 多元化的基礎(chǔ)實驗和綜合實踐教學(xué)模式

基礎(chǔ)和綜合實踐教學(xué)是保證正常教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，也是后續(xù)創(chuàng)新實踐和工程實踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)保障。基礎(chǔ)和綜合實踐環(huán)節(jié)主要就是課堂內(nèi)的課程實驗和各種專業(yè)綜合課程設(shè)計。從目前的實踐教學(xué)效果和現(xiàn)狀中[7-10]可以看出，目前的基礎(chǔ)實驗和綜合課程設(shè)計存在著流水線式的特點，大部分實驗只是驗證性的性質(zhì)，形式化較為嚴(yán)重；綜合課程設(shè)計具有一定的靈活性，但是也存在著設(shè)備少，設(shè)計項目成員多的問題，這就導(dǎo)致部分學(xué)生存在打醬油的性質(zhì)，各個專業(yè)課的綜合課程設(shè)計相互獨立，很難激起學(xué)生的設(shè)計興趣。

多元化的基礎(chǔ)實驗和綜合實踐教學(xué)模式主要針對以上存在的問題，將基礎(chǔ)和綜合實踐教學(xué)進(jìn)行多元化，基礎(chǔ)實驗的題目也進(jìn)一步細(xì)分為必做、選做和綜合等幾個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)識程度自由選擇不同的實驗課題。比如我們學(xué)院的所有基礎(chǔ)和綜合實踐里都設(shè)置了必做、選做和綜合三塊，在保證學(xué)時的基礎(chǔ)上，除了必做之外，學(xué)生可以根據(jù)自己愛好自由選擇其他模塊進(jìn)行實踐，而不是強(qiáng)制性的，大部分學(xué)生表現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)興趣，同時也豐富和提高了其綜合能力。之前做實驗走過場、玩手機(jī)等現(xiàn)象得到了有效的抑制；綜合課程設(shè)計采取指定和自擬課題的形式，鼓勵部分學(xué)生將自己的科研項目課題、科技小制作等相關(guān)實踐成果應(yīng)用到課程設(shè)計里，注重團(tuán)隊協(xié)作精神的培養(yǎng)。比如在單片機(jī)課程設(shè)計方面，學(xué)生可以將自己參加比賽制作的成品或是平時的小制作加以改進(jìn)，豐富一些新的功能等，課程設(shè)計的題目也不要僅僅限于課本上的已定題目，可以根據(jù)自己設(shè)計自擬題目，這樣不僅可以提高課程設(shè)計的質(zhì)量，也為后續(xù)的比賽和科技發(fā)明打下基礎(chǔ)?；A(chǔ)實驗和綜合實踐教學(xué)模式主要針對大一和大二低年級的學(xué)生，這些基礎(chǔ)和綜合的實踐教學(xué)內(nèi)容有助于他們對專業(yè)課打下良好的學(xué)識和實踐基礎(chǔ)。

1.2 個性化的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式

個性化的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式是指針對不同知識水平、不同層次的學(xué)生進(jìn)行量身定制不同的實踐教學(xué)模式，充分發(fā)揮其最大的興趣和潛力。個性化的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式包括大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、大學(xué)生本科立項項目及各級專業(yè)性的科技競賽等。

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目又包括創(chuàng)新訓(xùn)練項目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目和創(chuàng)業(yè)實踐項目三類。創(chuàng)新訓(xùn)練項目主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，可以自主或通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下完成相關(guān)項目的創(chuàng)新性實踐。主要是從大三的高年級學(xué)生中選拔出這批學(xué)生，完成個性化的創(chuàng)新性實踐，湖北師范大學(xué)羅克韋爾自動化實驗室具有價值600萬左右的創(chuàng)新實驗設(shè)備，可以為這類學(xué)生提供良好的實踐場所。學(xué)院每年也會舉辦一些相關(guān)知識講座來幫助學(xué)生提高撰寫項目的成功率，我院每年都有至少兩個項目申報成功；創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目和創(chuàng)業(yè)實踐項目主要是通過團(tuán)隊編制商業(yè)計劃書，提出具有市場前景的創(chuàng)新性產(chǎn)品。這類學(xué)生可以通過自主創(chuàng)業(yè)的形式來推銷和展示自己的創(chuàng)新性產(chǎn)品，學(xué)院每年也有部分學(xué)生創(chuàng)業(yè)成功或是得到學(xué)?；蚴±锏南嚓P(guān)資助。大學(xué)生本科立項項目則是另外一種鼓勵學(xué)生自主個性化的創(chuàng)新性實踐方式，可以通過選拔學(xué)識水平不錯的高年級學(xué)生進(jìn)行申請，再以論文或創(chuàng)新性產(chǎn)品的形式結(jié)題。學(xué)院會為學(xué)生配備相關(guān)的指導(dǎo)老師，立項的作品每年都能獲得校級挑戰(zhàn)杯的獎項，也有一些論文發(fā)表在相關(guān)關(guān)雜志上；工科類的專業(yè)性科技競賽非常多，我院每年都會通過羅克韋爾自動化實驗室選拔一批感興趣的學(xué)生參加全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽、“AB杯”全國大學(xué)生自動化系統(tǒng)應(yīng)用大賽和全國青年科普創(chuàng)新實驗暨作品大賽等，當(dāng)然除此之外，還有大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽等。這些參加各類科技競賽的同學(xué)將來就會自主選擇在這個實驗室進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)。

1.3 校企合作的工程實踐教學(xué)模式

依托校企共建的羅克韋爾自動化實驗室和智能物流輸送裝備湖北省工程實驗室，對工科類專業(yè)的實踐教學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格進(jìn)行準(zhǔn)確定位，與相關(guān)企業(yè)共同開發(fā)實踐教學(xué)模塊化課程體系及課程，實現(xiàn)專業(yè)課程的項目化、情景化和職業(yè)化。學(xué)院轉(zhuǎn)型發(fā)展期間，加大與湖北三豐智能輸送裝備股份有限公司、湖北三豐馳眾機(jī)器人有限公司、黃石東貝機(jī)電集團(tuán)太陽能有限公司、黃石華科新能源科技有限公司、黃石市民生太陽能科技有限公司、黃石紅鷹新能源科技有限公司、黃石科威自控有限公司等多家企業(yè)的合作，取得了不少的成績與項目經(jīng)費(fèi)。利用多種獎勵手段鼓勵教師到企業(yè)參與技術(shù)開發(fā)任務(wù)，企業(yè)技術(shù)人員到學(xué)院擔(dān)任項目課程教學(xué)任務(wù)和實習(xí)實訓(xùn)指導(dǎo)任務(wù)。與相關(guān)合作的企業(yè)建立穩(wěn)定合作聯(lián)系關(guān)系，除了這些企業(yè)能提供本專業(yè)強(qiáng)大的共享資源外，也能為本專業(yè)的畢業(yè)生提供穩(wěn)定專業(yè)人才輸送渠道。校企合作的實踐教學(xué)模式可以完成本專業(yè)的實踐教學(xué)有：生產(chǎn)實習(xí)、專業(yè)認(rèn)知、社會實踐和畢業(yè)設(shè)計等模塊，整個教學(xué)模式中始終貫穿著“工程實踐”的概念，充分發(fā)揮了合作企業(yè)在實踐教學(xué)中的牽引和指導(dǎo)作用。畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)都可以選擇在相關(guān)企業(yè)完成。

2 創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式效果分析

2.1 完善了校內(nèi)、外實訓(xùn)實習(xí)基地

通過具有“多元化的基礎(chǔ)實驗和綜合實踐教學(xué)模式”、“個性化的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式”和“校企合作的工程實踐教學(xué)模式”的多元化靈活的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式的實施。近兩年，我院新增了多項校內(nèi)實訓(xùn)實習(xí)基地。分別是：2014年獲批了中央財政支持地方高校發(fā)展專項資金建設(shè)項目——機(jī)電工程訓(xùn)練中心；2015年，我院和湖北三豐智能輸送裝備股份有限公司聯(lián)合成功申報獲批了智能物流輸送裝備——湖北省工程實驗室；與相關(guān)企業(yè)合作，繼續(xù)完善與加強(qiáng)了與黃石東貝機(jī)電集團(tuán)、黃石華科新能源科技有限公司、黃石市民生太陽能科技有限公司、黃石紅鷹新能源科技有限公司、黃石科威自控有限公司、湖北三豐智能輸送裝備股份有限公司等多家企業(yè)建立的合作關(guān)系，并將利用企業(yè)資源不斷加強(qiáng)校外實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè)。這些校內(nèi)外的實訓(xùn)實習(xí)基地很大程度上緩解了我院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)的安排壓力，為創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式打下了堅固的基礎(chǔ)。

2.2 促進(jìn)了學(xué)校工科專業(yè)的發(fā)展與建設(shè)

通過實施多元化靈活的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式，形成學(xué)校工科專業(yè)特色。2015年獲批了湖北省高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃本科項目——電氣工程及其自動化(新能源方向)，同時也是學(xué)校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的首批試點專業(yè)之一。2016年，我院準(zhǔn)備繼續(xù)申報湖北省“專業(yè)綜合改革試點”——電氣工程及其自動化專業(yè)。這些都可以為我校工科類專業(yè)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變提供一些借鑒。

2.3 個性化創(chuàng)新性實踐教學(xué)取得豐碩成果

近幾年，通過實施多元化靈活的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式，很多學(xué)生通過個性化選擇積極申報了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、大學(xué)生本科生立項和各類專業(yè)性科技競賽，取得了不錯的成績。

其中，近兩年來，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目獲批6項，大學(xué)生本科生項目立項和結(jié)題20幾項，很多結(jié)題的作品還參加了“挑戰(zhàn)杯”、“電子設(shè)計大賽”等；依托湖北師范大學(xué)羅克韋爾自動化實驗室的個性化創(chuàng)新性實踐在各類專業(yè)性科技競賽中更是取得了不俗的成績。近兩年，參加的“AB杯”全國大學(xué)生自動化系統(tǒng)應(yīng)用大賽、全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽和RoboMasters全國大學(xué)生機(jī)器人大賽中獲得國家級二等獎一項，三等獎兩項，省級獎多項，還有全國青年科普創(chuàng)新實驗暨作品大賽和大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽等也是拿到省級獎勵多項。

3 結(jié)語

通過構(gòu)建“多元化的基礎(chǔ)實驗和綜合實踐教學(xué)模式”、“個性化的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式”和“校企合作的工程實踐教學(xué)模式”的多元化靈活的創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式，完善了校內(nèi)、外實訓(xùn)實習(xí)基地，促進(jìn)了學(xué)校工科專業(yè)的發(fā)展與建設(shè)，為我校工科類專業(yè)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變提供了一些借鑒。通過基礎(chǔ)化、個性化和工程化概念的實踐教學(xué)模式，促進(jìn)了實踐教學(xué)質(zhì)量的提高，更重要的是提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程化的實踐操作能力。實踐效果證明了該創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式的可行性。

[1]教育部,國家發(fā)展改革委,財政部. 三部門印發(fā)關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意[EB/OL].http://www.gov.cn/xinwen/2015-11/16/content_5013165.htm，2015-11-16.

[2]盧琴芳,嚴(yán) 平,湯 明. 地方高?；I(yè)“四位一體”實踐教學(xué)模式的探索[J].化學(xué)教育，2014,(2)：15～17.

[3]衣秋杰.工科類本科課程實踐教學(xué)體系改革與探索[J].中國電力教育，2014,(6)：122～123.

[4]蒲艷玲.工科高校創(chuàng)新實踐育人模式的研究與實踐探索[J]. 自動化與儀器儀表,2015,(4):219～224.

[5]陳英杰，劉 健，唐新軍，等. 以賽促學(xué)、以賽促練、以賽促教—工科大學(xué)生競賽與教學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式探索與實踐[J].中國管理信息化，2015,(18):246～248.

[6]盧艷軍. 項目式專業(yè)實踐教學(xué)模式改革探索[J]. 計算機(jī)教育，2016,(1)：67～70.

[7]沈振乾，李 強(qiáng)，史風(fēng)棟. 以項目為依托的電工電子實踐教學(xué)改革與創(chuàng)新[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備，2010,(9)：147～148.

[8]丁守成. 理工科電工電子實驗教學(xué)改革的研究與實踐[J].實驗技術(shù)與管理2008, 25(3):114～115.

[9]郭勇義. 以行業(yè)背景凝煉特色, 注重工程實踐能力培養(yǎng)[J].中國高等教育, 2006,21:36～37.

[10]涂 建，黃貞輝，黃真娟.淺談工科類電工電子實訓(xùn)教學(xué)模式創(chuàng)新與改革[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014,34(3):96～99.

Probe into the innovative practical teaching pattern of the subject of “Engineering Majors”

TU Jian，ZHAN Xi-sheng, HUANG Zhen-hui, YANG Qing-sheng

(Colllege of Mechatronics and Control Engineering, Hubei Normal University,Huangshi 435002)

Take the Hubei Normal University-Rockwell Automation Lab for example, discussed the Innovative Practical Teaching Pattern of the Subject of “Engineering Majors” from the experiment and training, curriculum design, graduate design and innovation practices. Based on the existing practice teaching model, put forward a flexible innovative practice Teaching ,which has practice teaching mode of diversification of basic experiments and comprehensive, personalized Innovative Practice and school-enterprise cooperation of engineering practice teaching model . Practice results show the effectiveness of the teaching mode, by using the adoption of the reform and innovation of practice teaching mode, providing some ideas and methods to the application of technology Universities transformation to my school.

engineering；practice teaching mode；innovation； engineering practice

2016—06—20

工科創(chuàng)新性實踐教學(xué)模式研究——以羅克韋爾自動化實驗室為例(2015)

涂建(1983— )男，湖北黃岡人，碩士，副教授，主要從事電氣工程及其自動化方面的研究.

TM05

A

2096-3149(2017)01- 0101-05

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.01.021