劉偉玲 周圍 高楠 肖艷軍

摘? 要：在新工科建設背景下，以“工學并舉”為引領，響應其新時代的新內(nèi)涵，對測控專業(yè)的實踐教學體系進行改革及建設。文章以測控專業(yè)實踐體系的整體框架設計為起點，闡明測控專業(yè)“工學并舉”的專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展的新要求;以工學并舉為引領，構建測控專業(yè)實踐教學實施體系并有效實施。效果表明，“以工學并舉”為引領的測控專業(yè)實踐教學實施架構，在學生能力培養(yǎng)方面有良好成效。

關鍵詞：新工科;實踐教學;實施體系;工學并舉;產(chǎn)出導向

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）08-0134-04

Abstract： Under the background of new engineering construction， the practical teaching system of measurement? control and? instrumentation major has been reformed and built under the guidance of "Integrating Engineering with Learning" and in response to the new connotation of its new era. Based on the overall framework design of the professional practice system， this paper expounded the new requirements for the connotative development of measurement and control specialty. Under the guidance of parallel study， the practical teaching system of measurement and control specialty is constructed and implemented effectively. The effect shows that the practical teaching structure， which is led by "Integrating Engineering with Learning"， has good results in the cultivation of students' ability.

Keywords： new engineering; practical teaching; implementation system; Integrating Engineering with Learning; OBE

OBE工程教育認證以學生的能力培養(yǎng)為目標，它的實現(xiàn)是將復雜工程問題的理解與解決能力的培養(yǎng)，貫穿于課程目標中畢業(yè)要求實現(xiàn)過程中。同時，伴隨新工科時代的到來，又對人才培養(yǎng)提出了適應新經(jīng)濟、高科技、大工程時代發(fā)展的需求[1-3]。抓住當前智能時代及新工科、智能制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機，培養(yǎng)具有工程能力與素養(yǎng)的人才是專業(yè)發(fā)展的核心問題。這一問題的解決必須要結合高校自身特色，建立系統(tǒng)完善的實踐體系來支撐實現(xiàn)。為此，本專業(yè)以學?！肮W并舉”的內(nèi)涵挖掘為基礎，突破原有框架，從專業(yè)頂層設計入手，以復雜工程問題解決能力提高為目標，在具體實踐體系構成、教學模式與運行機制設計方面進行了相應的研究與實踐，彰顯學?！肮W并舉”的辦學特色。

一、“工學并舉”內(nèi)涵的專業(yè)解讀

河北工業(yè)大學在1903 年創(chuàng)辦之初就首倡“工學并舉”辦學思想。一個多世紀中，學校不斷拓展、提升“工學并舉”辦學思想的內(nèi)涵，從首任總辦周學熙先生的“工藝非學不興，學非工藝不顯”，到學校升格為本科后的首任院長魏元光先生的“教育與工業(yè)相助相長”，再到1958年恢復重建時的首任院長潘承孝教授的“教學科研生產(chǎn)一體化道路”的辦學思路。如今，伴隨著“世界一流學科”建設、新工科建設和“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大發(fā)展時代的到來，“工學并舉”也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，注入新的時代內(nèi)涵，持續(xù)實現(xiàn)培養(yǎng)厚科學基礎、強工程能力的高素質(zhì)綜合工程人才，并支撐服務新經(jīng)濟的發(fā)展[4]。

2018年3月，教育部在相關通知中要求大學從組織模式、學科專業(yè)結構、人才培養(yǎng)機制、教師評價激勵等方面進行綜合改革，推動和引領高等教育深層次變革。在這樣的歷史背景下，“工學并舉”強調(diào)以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為根本任務的“學”，以工程教育實踐為主體的“工”;努力構建工程教育與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟建設的有機聯(lián)系、理論教學與實踐訓練緊密結合、科學研究與人才培養(yǎng)相互促進的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，“工”與“學”兩個要素在更高層次上和更廣闊空間中實現(xiàn)了融合、互動與統(tǒng)一?！傲⑿Ｅc報國、辦學與興工、理論與實踐”成為了新時代“工學并舉”思想的新內(nèi)涵。

于測控專業(yè)而言，“工學并舉”的新內(nèi)涵發(fā)展是指加強專業(yè)教育體系和專業(yè)工程教育實踐環(huán)境建設，進一步構建專業(yè)工程教育與現(xiàn)代制造領域需求的有機聯(lián)系、專業(yè)理論教學與實踐訓練的緊密結合、專業(yè)科學研究與人才培養(yǎng)相互促進的專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系及實踐教學實施體系。

二、以“工學并舉”為引領的測控實踐教學體系建設

“立校與報國”是測控專業(yè)人才培養(yǎng)目標，“辦學與興工”是專業(yè)人才培養(yǎng)理念;而“理論與實踐” 則指明了測控專業(yè)人才培養(yǎng)路徑。

（一）“工學并舉”的測控專業(yè)建設框架的設計

測控專業(yè)從2016年開始工程教育改革，并不斷沿著理論與實踐相結合的路徑去踐行“工學并舉”。專業(yè)的發(fā)展框架秉承“工學并舉”的辦學思想，以學生為中心，以知識體系融合為導向，以項目式教學為手段，從學生實際出發(fā)，構建了測控專業(yè)實踐教學培養(yǎng)模式、實踐教學體系及相關保障機制，使測控專業(yè)的人才培養(yǎng)，能夠滿足社會與企業(yè)需求，適應工程技術發(fā)展，具有行業(yè)競爭力。測控專業(yè)的整體建設框架如圖1所示。

新工科背景下，儀器學科正在實現(xiàn)信息處理、智能控制、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、微型與多功能發(fā)展趨勢。測控專業(yè)以教學服務產(chǎn)業(yè)為目標，面向京津冀及現(xiàn)代制造，培養(yǎng)目標對接行業(yè)需要。開展校企合作提升學生工程能力，實現(xiàn)合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展，培養(yǎng)學生獨立思考能力、多學科知識綜合應用能力、實踐創(chuàng)新能力、解決復雜工程問題能力，使學生適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。教學與工程實踐相結合，企業(yè)工程師參與教學，升級專業(yè)結構，改革教學與實踐模式，從社會實踐、企業(yè)實踐、科技創(chuàng)新、技能培訓等多方位培養(yǎng)新工科背景下的復合型創(chuàng)新人才[5-8]。

（二）以工程技術能力為核心的實踐教學培養(yǎng)模式

2018年吳巖司長提出了“兩性一度”的金課標準[9-11]。專業(yè)從2018年來，以金課標準為指引，以工程技術能力培養(yǎng)為核心，以培養(yǎng)復合型創(chuàng)新性測控技術人才為目標，不斷參照金課標準打造優(yōu)質(zhì)實踐環(huán)節(jié)，對實踐教學的目標、內(nèi)容、技術形式、結構框架及運行模式進行了融合與創(chuàng)新。（1）將立德樹人與專業(yè)人才培養(yǎng)進行目標融合創(chuàng)新;（2）從基本實踐內(nèi)容結合學科發(fā)展前沿進行內(nèi)容融合創(chuàng)新;（3）從教育教學方法與現(xiàn)代技術結合進行技術融合創(chuàng)新;（4）從實現(xiàn)流程重組與內(nèi)容結構再造進行模式融合創(chuàng)新。從多角度全方位實現(xiàn)將“以學生為中心，學生工程技能發(fā)展成效驅(qū)動”的工程教育理念落到實處。

結合我?！肮W并舉”培養(yǎng)定位及本專業(yè)人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，形成了“以引導學生主動積極地參與到實踐教學過程中為目標，以激發(fā)學生學習積極性為出發(fā)點，以夯實學生的專業(yè)基礎、培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力為目的，促進學生的實驗技能、工程應用水平和科研能力全面提高”的實踐教學理念。依據(jù)測控技術與儀器學科特點及發(fā)展要求，并遵循實踐教學循序漸進、全面提升的規(guī)律，構建了“一目標、兩原則、三層次、四模塊、五級聯(lián)動”的實踐教學目標體系，即“一二三四五”實踐教學培養(yǎng)模式[12]，也就是以“一個目標、兩條原則、三個層次、四大模塊、五級聯(lián)動”為過程的“五位一體”的測控專業(yè)實踐教學培養(yǎng)特色，如圖2所示。四個特色模塊分別對應三個創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)（課程實驗環(huán)節(jié)、集中性教學實踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設計環(huán)節(jié)），構建了三個能力層次培養(yǎng)（工程認知能力、工程實踐能力、創(chuàng)新設計能力）為目標的一體化測控實驗平臺建設。

專業(yè)實踐教學培養(yǎng)模式依據(jù)測控技術與儀器學科特點及發(fā)展要求，以培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、實踐創(chuàng)新能力強的復合型、創(chuàng)新型人才為目標，以服務學生為宗旨，學生能力培養(yǎng)為目標的“原則”，構建“工學并舉”為特色的河北工業(yè)大學測控專業(yè)實踐教學體系，包括實踐教學目標體系、實踐教學內(nèi)容體系、考核評價體系三大部分。圍繞主干課程群，建成理論與實踐綜合、課內(nèi)與課外融合、知識與能力并重以及機-光-電-計一體的全方位實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)體系。

本專業(yè)設置了由通識基礎實踐、專業(yè)實踐、課程設計、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)組成的較為完善的實踐教學體系，進行系統(tǒng)的工程技術教育和基本技能訓練，培養(yǎng)學生解決實際工程問題能力、創(chuàng)新能力、團隊合作精神、交流溝通能力，并提升終身學習能力。專業(yè)實踐通過獨立設置的實驗課程，課外分散創(chuàng)新實踐，如學生參加課外學科競賽、大學生科研項目等活動，使學生能夠有效運用測量儀器和現(xiàn)代工具，針對復雜工程問題設計實驗、獲取對象數(shù)據(jù)并進行分析得到結論，提升創(chuàng)新能力。課程設計作為核心課程的實踐教學環(huán)節(jié)，幫助學生掌握課程知識、文獻檢索方法，熟悉本專業(yè)相關的手冊或標準，具備閱讀本專業(yè)科技文獻的能力，并能夠?qū)⑽墨I研究應用于解決復雜工程問題中，且綜合運用課程知識通過團隊合作來解決實際工程問題，使學生能夠針對測控技術與儀器領域復雜工程問題來設計解決方案，并考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，能夠撰寫技術報告，且與同行進行有效溝通。生產(chǎn)實習為學生提供企業(yè)學習經(jīng)歷，讓學生了解和接觸生產(chǎn)實際，能夠在工程實踐中理解并遵守測控系統(tǒng)設計與儀器設計、開發(fā)、生產(chǎn)以及研究過程中所涉及的各類方針、政策和法律、法規(guī)及工程職業(yè)道德規(guī)范，履行相應的責任，并具有良好的溝通能力，能夠與具有不同文化背景的業(yè)界同行及社會公眾進行交流，掌握工程管理和經(jīng)濟決策的基本原理和方法，理解多學科環(huán)境對工程實施的復雜性影響。

提出“需求-素質(zhì)-能力-知識-配置”五級聯(lián)動的人才培養(yǎng)體系運行模式。通過國家需求、行業(yè)需求、產(chǎn)品需求分析獲得專業(yè)所需工程技術人才基本素質(zhì)要求及能力規(guī)范，構筑人才培養(yǎng)的知識體系，把實踐教學分為課內(nèi)基礎操作、課程設計綜合實訓、研究創(chuàng)新實驗三個“層次”;同時，將實踐體系按公共基礎實驗、學科基礎實驗、專業(yè)核心實驗、專業(yè)方向?qū)嵺`四個“模塊”進行操作與執(zhí)行。構建的知識覆蓋完整，課程特色鮮明，具有理論與實踐綜合、課內(nèi)與課外融合、知識與能力并重、可操作性強、機-光-電-計一體的特點，并實現(xiàn)核心專業(yè)課程間延伸交聯(lián)支撐關系，形成層次、漸進、相互呼應的項目教學體系。通過校內(nèi)與校外相融合，使培養(yǎng)體系與國家需求和社會發(fā)展相融合，提高學生解決系統(tǒng)性工程問題的專業(yè)能力;通過技術與非技術因素相融合，促進學生綜合素質(zhì)的全面培養(yǎng);通過課內(nèi)與課外相融合，促進學生的個性化培養(yǎng)和可持續(xù)發(fā)展。測控專業(yè)實踐教學實施體系“一二三四五”培養(yǎng)模式，如圖2所示。

（三）達成效果分析

1. 學生專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力顯著提升，畢業(yè)生受到行業(yè)高度評價與認可。近三年學生在“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽、iCAN國際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國節(jié)能減排大賽等重大學科中獲得國家級獎40余項，發(fā)表論文5篇，獲得專利20余項。天地偉業(yè)、航天科工、航空機電等大型知名企業(yè)對我校測控專業(yè)畢業(yè)生均給予高度認可與評價，“專業(yè)知識扎實，能力素質(zhì)高，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)”。

2. 通過專業(yè)實踐體系的改革與建設，促進了專業(yè)水平及學科發(fā)展。項目建設及實施期間，專業(yè)通過了教育部工程教育專業(yè)認證，并在學校的專業(yè)評估中取得了95分的好成績，同時獲得省級一流專業(yè)。近三年共獲得8項校級教改項目，其中4項重點教研項目，獲得5項教指委教改項目，10項教育部協(xié)同育人項目，2017年實現(xiàn)了省級教研項目的突破;出版教材8部，教學研究論文24篇。連續(xù)多年舉辦學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽講座與指導，每年受益近百人。對專業(yè)改革情況進行問卷調(diào)查，學生滿意度達80.3%以上。

四、結束語

由近三年測控專業(yè)實踐體系運行效果可以看出，在新工科及一流專業(yè)建設背景下，測控專業(yè)的實踐體系建設與改革取得了很好的成效。以“工學并舉”為引領，測控專業(yè)的實踐體系從支撐架構設計到模式構建，圍繞“學生工程能力提升”的核心，實現(xiàn)了培養(yǎng)復合型工程技術創(chuàng)新人才的目標。

在專業(yè)的后續(xù)建設中，將結合新技術的發(fā)展不斷優(yōu)化實踐教學內(nèi)容改進教學模式，結合課程思政、混合式教學、項目式教學、翻轉(zhuǎn)課堂、第二課堂的實施，強化課堂教學及實踐過程對能力培養(yǎng)的支撐，實現(xiàn)“工學并舉”人才培養(yǎng)的動態(tài)持續(xù)改進。

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基金項目：教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人計劃項目“物聯(lián)網(wǎng)控制技術課程建設”（201802016026）、“基于OBE理念的測控技術與儀器專業(yè)實踐教學體系建設”（201801013016）;河北省高等學校教育改革研究與實踐項目“基于OBE的測控專業(yè)實踐教學體系建設的研究與實踐”（2017GJJG026）

作者簡介：劉偉玲（1973-），女，漢族，河北邢臺人，博士，副教授，測控系支部書記，研究方向為智能儀器等。

通信作者：肖艷軍（1976-），男，漢族，河北滄州人，碩士，教授，測控系主任、專業(yè)負責人，研究方向為新型感知與智能控制等。