段潔利，閆國琦，楊洲

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣州市，510642)

0 引言

自“十三五”規(guī)劃開始，我國就加快推進(jìn)新工科的建設(shè)與發(fā)展，尤其是新工科建設(shè)的“三部曲”(“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”)的形成，以及《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》等文件的頒布，更是推動了一大批研究與實(shí)踐項(xiàng)目的快速啟動，主動建立應(yīng)對能夠適應(yīng)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的中國工科建設(shè)新模式，全力推進(jìn)創(chuàng)新型國家的建設(shè)，積極促進(jìn)“中國制造2025”“教育強(qiáng)國”等系列國家戰(zhàn)略的實(shí)施。在此背景下，加強(qiáng)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才，已經(jīng)成為高等教育的核心任務(wù)，也是促進(jìn)創(chuàng)新型國家建設(shè)的基礎(chǔ)。

“創(chuàng)新”人才的培養(yǎng)，其根本在實(shí)踐能力的提升[1]，而實(shí)踐能力的培養(yǎng)正是工程教育的核心[2]。因此，創(chuàng)新型國家建設(shè)戰(zhàn)略的實(shí)施，體現(xiàn)在高等工科教育中，就是要加強(qiáng)對工科學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)[3]。當(dāng)前，針對工科實(shí)踐教學(xué)模式研究的文章主要集中于從理論層面探討實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵、從宏觀層面分析實(shí)踐教學(xué)的問題并提出相應(yīng)對策、從微觀層面對影響教學(xué)體系構(gòu)建的要素展開研究，例如教學(xué)方法、師資隊(duì)伍、課程建設(shè)以及教學(xué)模式等。在教學(xué)實(shí)踐中，隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的快速發(fā)展和復(fù)合型人才需求的持續(xù)增長，大多農(nóng)業(yè)類高等院校都增開了工科類專業(yè)，加強(qiáng)工科建設(shè)，但是以農(nóng)業(yè)科學(xué)為優(yōu)勢的農(nóng)業(yè)院校在工科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)建設(shè)方面相對滯后[4]。

為了能夠更好地培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)和實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)復(fù)合型人才，需要對農(nóng)業(yè)高校工科類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行研究。筆者對已有文獻(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)查閱、對比，對實(shí)踐教學(xué)形成深刻認(rèn)識，通過文獻(xiàn)研究法、案例研究法、比較研究法展開研究，總結(jié)“分層遞升式實(shí)踐教學(xué)模式”的構(gòu)建策略，以期為實(shí)踐教學(xué)提供參考。

1 農(nóng)業(yè)院校工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

1.1 實(shí)踐與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)，課程缺少農(nóng)業(yè)特色

工科專業(yè)數(shù)量的快速增加和工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致高等農(nóng)業(yè)院校對工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的準(zhǔn)備不足，不能科學(xué)協(xié)調(diào)實(shí)踐教學(xué)層次間的關(guān)系，這就導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)的系統(tǒng)規(guī)劃出現(xiàn)不合理[5]。雖然工程實(shí)踐教學(xué)是分階段開展，但對實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)與創(chuàng)新訓(xùn)練環(huán)節(jié)如何系統(tǒng)銜接缺乏頂層設(shè)計(jì)。通過對一批農(nóng)業(yè)院校工科專業(yè)的調(diào)查對比發(fā)現(xiàn)，這些院校的工科專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)主要參照綜合類院校或者是理工類院校的課程進(jìn)行設(shè)置，缺乏涉農(nóng)專業(yè)的知識，缺少對農(nóng)業(yè)工程人才的培養(yǎng)[6]。例如在一些院校的金工實(shí)習(xí)中，主要涉及數(shù)控車、鉗工等項(xiàng)目，與非農(nóng)院校的實(shí)習(xí)內(nèi)容相同，個別院校雖然會增加創(chuàng)新實(shí)踐的內(nèi)容，但仍然缺少農(nóng)業(yè)工程類的訓(xùn)練項(xiàng)目，更不必提農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。

1.2 學(xué)生的工程意識弱、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐少、創(chuàng)新能力不強(qiáng)

專業(yè)數(shù)量和學(xué)生規(guī)模迅速增長與條件建設(shè)滯后之間的矛盾導(dǎo)致工科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量不高，培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新能力不強(qiáng)。其原因在于對學(xué)生工程意識的培養(yǎng)不夠重視，忽視理論與實(shí)踐之間的融合貫通，實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)只是強(qiáng)調(diào)對工程技術(shù)知識的認(rèn)知和理解[7]。例如在一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師主要通過講解、演示的方式完成課程內(nèi)容，再引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)步驟完成相應(yīng)操作，所有學(xué)生將使用相同的實(shí)驗(yàn)方法得出一致的結(jié)果。在這種狀態(tài)下，學(xué)生以被動學(xué)習(xí)為主，沒有創(chuàng)新思考的空間，將在極大程度上影響學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，也難以促進(jìn)創(chuàng)新思維和發(fā)散思維的形成。再比如在企業(yè)實(shí)習(xí)中，以車間參觀為主，不能滿足工科專業(yè)人才的實(shí)踐訓(xùn)練要求，這就導(dǎo)致學(xué)生面向產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐能力與企業(yè)要求存在差距，畢業(yè)生難以較快適應(yīng)崗位的職業(yè)要求。除此之外，教學(xué)科研的融合度也不夠，學(xué)生參與科研少，創(chuàng)新訓(xùn)練少，教師科研項(xiàng)目的創(chuàng)新資源沒有被學(xué)生有效利用。學(xué)生創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱與教學(xué)模式有直接關(guān)系，而在農(nóng)業(yè)院校工科專業(yè)中現(xiàn)行的實(shí)踐教學(xué)以傳統(tǒng)教學(xué)方式為主，已經(jīng)難以滿足創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求。

2 分層遞升式實(shí)踐教學(xué)模式構(gòu)建

為提高農(nóng)業(yè)院校工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)水平，滿足創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求，應(yīng)當(dāng)充分分析“農(nóng)業(yè)工程”的特點(diǎn)，結(jié)合人才培養(yǎng)要求進(jìn)行實(shí)踐課程教學(xué)模式的構(gòu)建，既要符合工科人才的實(shí)踐能力培養(yǎng)需求，同時還要突出農(nóng)業(yè)人才的差異化特色，才能體現(xiàn)“農(nóng)業(yè)工程”人才的獨(dú)特價值。

2.1 實(shí)踐教學(xué)模式構(gòu)建思路

教學(xué)模式的構(gòu)建，需要以專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為核心，圍繞人才的核心價值展開設(shè)計(jì)。從理論的角度來講，專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)一般由“認(rèn)知—理解—應(yīng)用—創(chuàng)新”四個環(huán)節(jié)構(gòu)成[8]，反應(yīng)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步培養(yǎng)起來的專業(yè)素質(zhì)層次，對應(yīng)的層次培養(yǎng)要求分別是：掌握專業(yè)基本理論、熟悉運(yùn)用科學(xué)原理、解決工程實(shí)際問題、提升職業(yè)發(fā)展能力。與專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)對應(yīng)，將實(shí)踐教學(xué)模式構(gòu)建分為“認(rèn)知層”“理解層”“應(yīng)用層”和“創(chuàng)新層”四個層次，代表了知識學(xué)習(xí)和能力形成的四個階段，每個層次根據(jù)人才培養(yǎng)的要求提出明確的目標(biāo)和手段，再通過“課內(nèi)”教學(xué)和“課外”拓展的銜接與互補(bǔ)，促進(jìn)學(xué)生在知識、能力、素質(zhì)方面得到協(xié)調(diào)發(fā)展，進(jìn)而達(dá)到實(shí)踐能力階梯式上升的教學(xué)目標(biāo)(如圖1所示)。

圖1 分層遞升式實(shí)踐教學(xué)模式Fig. 1 Hierarchical and ascending practice teaching mode

2.2 教學(xué)模式與措施

2.2.1 認(rèn)知層：遞進(jìn)式調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性

要實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力的提升，必須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，通過有效的教學(xué)策略提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性[9]。因此，在“認(rèn)知層”教學(xué)核心在于提高學(xué)生自主性，課內(nèi)完成基本實(shí)驗(yàn)，課外開放共享實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供條件。在此過程中[10]，需要精簡陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加新興科技、工程應(yīng)用相關(guān)的知識，以體現(xiàn)“農(nóng)業(yè)工程”特色為優(yōu)。比如增加視頻觀看農(nóng)業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、3D技術(shù)，加入現(xiàn)代CAD等設(shè)計(jì)軟件技術(shù)的應(yīng)用等[11]。另外，實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室全部向?qū)W生開放，設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，且該實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、使用時間和實(shí)驗(yàn)室布置上由學(xué)生科技聯(lián)合會自主管理。

2.2.2 理解層：情景式增量訓(xùn)練，強(qiáng)化創(chuàng)新意識

完成基礎(chǔ)知識教育后[12]，應(yīng)按照工程項(xiàng)目全周期的流程設(shè)計(jì)和組織實(shí)踐教學(xué)，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，運(yùn)用基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)式的案例教學(xué)法，因地制宜，引導(dǎo)學(xué)生主動采取課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)、綜合應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新，再配套延伸性訓(xùn)練，突出對學(xué)生工程技術(shù)與項(xiàng)目管理能力的培養(yǎng)。例如通過發(fā)動機(jī)、機(jī)床部件等典型機(jī)電生產(chǎn)裝備實(shí)物的拆裝，分析提高學(xué)生對產(chǎn)業(yè)及核心裝備的熟悉程度，強(qiáng)化學(xué)生的“工程意識、產(chǎn)業(yè)意識和創(chuàng)新意識”。

2.2.3 應(yīng)用層：貫通式分布實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，增強(qiáng)人才與產(chǎn)業(yè)的交互性

進(jìn)入應(yīng)用層，則是更高一級的實(shí)踐過程[13]，需要改變常規(guī)模式中“先學(xué)理論課程、最后進(jìn)行實(shí)訓(xùn)”的安排，將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容分布在不同的年級，以“認(rèn)識實(shí)習(xí)—工程訓(xùn)練—產(chǎn)業(yè)實(shí)習(xí)”的過程增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的交互性，并通過自主實(shí)踐的方式實(shí)現(xiàn)課程與就業(yè)的結(jié)合[14]，讓學(xué)生及早了解行業(yè)。例如為了整體了解和認(rèn)識該專業(yè)，在大學(xué)一年級入學(xué)時系主任或?qū)I(yè)主任通過PPT、視頻等形式呈現(xiàn)該專業(yè)的主要實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，激發(fā)求知欲和對專業(yè)的興趣。貫通式分布實(shí)訓(xùn)內(nèi)容將貫穿整個大學(xué)，到大學(xué)四個年級階段，將現(xiàn)代機(jī)制工藝綜合、先進(jìn)制造技術(shù)訓(xùn)練、機(jī)電控制、現(xiàn)代企業(yè)管理等多學(xué)科知識融合實(shí)踐，將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)實(shí)際緊密結(jié)合，對接人才培養(yǎng)與行業(yè)需求。

2.2.4 創(chuàng)新層：立體式融合產(chǎn)業(yè)科技資源，提高學(xué)生的行業(yè)實(shí)戰(zhàn)性

創(chuàng)新層是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的最高實(shí)訓(xùn)階段，通過“師生自定題目、結(jié)合科研選題、校企協(xié)同命題”的方式提高創(chuàng)新實(shí)戰(zhàn)性，再通過科技競賽、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的方法實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的訓(xùn)練。在此過程中[15]，需要建立教師與學(xué)生雙向選擇的本科生導(dǎo)師制，鼓勵學(xué)生從低年級開始參與教師的科研項(xiàng)目，提前確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。同時，鼓勵學(xué)生在就業(yè)實(shí)習(xí)單位以工作內(nèi)容為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，并推進(jìn)校企聯(lián)合指導(dǎo)方式。另外，應(yīng)當(dāng)組織高水平大學(xué)生科技競賽活動，實(shí)施“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練”，鼓勵學(xué)生創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)化教師科研成果，突出“教學(xué)、科研、生產(chǎn)、創(chuàng)業(yè)”四方面的融合，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和職業(yè)發(fā)展能力。

3 實(shí)踐教學(xué)資源優(yōu)化配置路徑

3.1 基于專業(yè)群組構(gòu)建校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺

實(shí)踐教學(xué)平臺是進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的最重要的物質(zhì)保障[16]，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地等。為提高農(nóng)業(yè)院校工科實(shí)踐教學(xué)的成效，應(yīng)當(dāng)將工科專業(yè)進(jìn)行分類[17]，按專業(yè)群組優(yōu)化資源配置，申報(bào)建設(shè)國家級、省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，成立院級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，各專業(yè)開放共享實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)專業(yè)類別分層次制定實(shí)訓(xùn)課程體系，訓(xùn)練范圍擴(kuò)大到學(xué)校所有專業(yè)。

3.2 校企協(xié)同構(gòu)建實(shí)習(xí)就業(yè)一體化基地

積極探索校企聯(lián)合共建產(chǎn)業(yè)實(shí)習(xí)基地的有效機(jī)制，合理利用社會辦學(xué)資源，構(gòu)建實(shí)踐就業(yè)一體化平臺。為此，應(yīng)當(dāng)充分利用實(shí)踐基地的工作條件和職業(yè)氛圍，把對人才培養(yǎng)的課堂延伸到企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，發(fā)揮企業(yè)資源在辦學(xué)過程中的作用，實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)與就業(yè)的無縫鏈接。同時，招錄具有機(jī)械工程企業(yè)工作背景和產(chǎn)業(yè)一線工作經(jīng)歷的人員作為專職實(shí)驗(yàn)員，遴選實(shí)踐能力強(qiáng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練[18]，構(gòu)建校企共建協(xié)同育人基地[19]。

3.3 設(shè)計(jì)農(nóng)科特色的工農(nóng)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

將學(xué)校農(nóng)科優(yōu)勢與特色和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，比如在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、工業(yè)設(shè)計(jì)等專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中可導(dǎo)入水稻播種、蔬菜嫁接、水果采運(yùn)、甘蔗收獲等關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化裝備的科技應(yīng)用案例，體現(xiàn)“農(nóng)業(yè)工程”的特點(diǎn)[20]。同時，將自動化、電氣工程等專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)案例與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面的科研成果進(jìn)行融合，體現(xiàn)工農(nóng)結(jié)合的知識結(jié)構(gòu)與特色，有利于提高農(nóng)業(yè)院校工科專業(yè)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代工程技術(shù)解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)問題的能力。

4 結(jié)論

根據(jù)“認(rèn)知—理解—應(yīng)用—創(chuàng)新”構(gòu)建的分層遞升式實(shí)踐教學(xué)模式，滿足農(nóng)業(yè)院校工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)和實(shí)踐要求，各層次課內(nèi)、課外同步互動協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了從認(rèn)知、理解到應(yīng)用、創(chuàng)新的“鏈?zhǔn)健蹦芰f升。該模式強(qiáng)化“工程意識、產(chǎn)業(yè)意識和創(chuàng)新意識”，可以有效提高學(xué)生的工程意識和產(chǎn)業(yè)熟悉度。基于學(xué)生職業(yè)發(fā)展的“教學(xué)、科研、生產(chǎn)、創(chuàng)業(yè)”四融合，可以有效提升學(xué)生的職業(yè)發(fā)展能力。