地方工科高校多元驱动实践创新体系的构建与实践

邓广涛

（河南理工大学教务处，河南焦作 454000）

摘要：针对目前工科院校实践教学中存在的不足，结合当今社会对人才培养层次的不同需求，提出了多元驱动实践创新体系的构想，并以河南理工大学为例，通过构建层次化实践教学平台体系，优化模块化实践教学内容体系，采用多元化实践教学方法与手段，实施全方位闭环式实践教学质量监控体系，有效调动了学生参加实践教学的积极性、主动性，人才培养质量明显提升。

关键词：多元驱动；实践；教学体系

1 问题的提出

实践教学是高等教育创新体系的重要组成部分，是高校教学过程中的重要组成部分，肩负着培养学生实践能力和创新意识的任务，发挥着其他教学环节不可替代的作用。然而，受传统的“重理论轻实践”思想的影响，我国实践教学存在着实践教学理念落后、实践教学目标偏离工程技术人才培养、实践教学体系缺乏平台支持、实践内容更新缓慢、实践教学方法单一、实践教学条件不达标、实践教学质量评价监控体系不完善等诸多问题[1][2]。因此，必须在大众化教育的前提下，结合新时期新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济需求，加快开展新工科实践创新体系的研究与实践。

河南理工大学经过百余年的发展，已定位为河南省属重点高校。作为服务中原经济区建设和煤炭工业发展的地方普通本科高校，不断拓宽学科专业领域，目前已涵盖理、工、管、文、法、经、教、艺术、医学九大学科门类75个本科专业。其中，工学专业占56%，优势突出，安全、地矿学科特色鲜明。近年来，学校不断深化实践教学改革，完善实践教学条件，尤其是随着以国家级实验教学示范中心和大学生校外实践教育基地为标志的实践平台体系的逐步完善，以及“卓越工程师教育培养计划的顺利实施”，多元驱动实践创新体系逐步完善，为培养卓越工程技术人才提供强力支撑。

2 多元驱动实践创新体系主要内容

多元驱动实践创新体系就是根据工科学科的特点，以学生学习为中心，以学生实践能力和创新创业能力培养为目的，以丰富的教学内容、多样的教学形式、开放的教学环境、灵活的教学组织为体现的全方位实践教学体系。它通过构建模块化、递进式实践教学内容体系，搭建层次化的实践教学平台体系，采用多元化的实践教学方法和手段，完善闭环式实践教学质量监控体系，为学生提供开放式自主学习平台，达到培养学生实践能力和创新创业能力的目的。

2.1 优化实践教学内容，构建“三位一体、梯度递进”实践教学内容体系

考虑到学生特点、知识学习与能力发展需要以及服务面向，围绕学生基础能力、专业能力和创新能力培养，科学规划实践学分比例，将部分工科专业实践学分占总学分的比例由25%提高到30%以上，强化实验、实习、课程设计、毕业设计、课外创新、社会实践等实践教学环节。同时，结合工程实际，跟踪学科前沿，优化实践教学内容，科学设计了由基础性实验与提高性实验、基本技能实验与综合技术实验、课内训练与课外科技创新活动、校内实践与校外实践活动以及体现综合应用能力训练的毕业设计等组成的实践教学体系框架，探索构建了基础实验、工程认识、综合设计、专题实验、虚拟仿真、工程实训、创新实验、工程综合、学科竞赛、科研训练十大模块的实践教学内容体系，以新鲜、丰富的内容，提高实践教学对学生的吸引力。同时鼓励学生更多地参与不同类型的科技创新活动，满足不同类型、不同阶段、不同兴趣爱好学生的学习需求，实现了实践内容层次化、课程结构模块化、实践项目特色化、实践过程系统化、能力培养阶梯化，形成了由单一到综合、由基础到创新、纵横衔接、循序渐进、螺旋上升的实践教学内容体系，如图1所示。

2.2 整合资源，建立横向结合、纵向发展的“多维度、多功能、多层次”校内外实践教学平台体系

依据各工科专业培养目标，整合校内外实践教学资源，打破学院之间、专业之间、课程之间的界限，构建由校内基地、专业基础课、专业实验室和校外实践教学基地组成的，集教学、科研、开发等功能于一体，横向结合、纵向发展的国家、省、校三级实践教学平台体系。该平台体系包括工程训练、力学等7个公共基础实验中心（室），电工电子、机械基础、材料科学与工程等8个专业基础实验中心（室），安全工程、采矿工程、煤田地质与勘探等10个专业实验中心（室）以及河南煤业化工集团有限责任公司、中国平煤神马集团和晋煤集团沁水蓝焰煤层气有限公司等5个校外实践教育基地进行学生实践创新能力培养训练。如图2所示。

2.3 深化实验教学改革，采用“多元化、多样化、多重性”实践教学方法与手段

为保障实践教学质量，学校组建高水平教学和研发团队，在静态物理仿真模型的基础上，综合运用虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，开发矿井系统认识、采掘工艺、大型设备模拟操作、矿井灾害及灾害防治等虚拟仿真实践教学系统，营造人机交互、虚实结合的实验环境，实现实验室实验、虚拟现实与模拟仿真、工程训练等多样化实践教学手段的融合。

在实验教学过程中，采用理论讲授、网上演示、现场示范与实际操作相结合，多媒体教学和网络辅导相结合，课堂实验与课外应用创新相结合、科学研究与实验开发相结合等多元化实验教学方法，以及笔试、口试、操作、作品、报告、论文等多元化考核方式，全方位、全过程培养学生的创新意识与创新能力，效果显著；通过设立创新创业训练计划项目，组建各类兴趣小组，增加选做实验，开展学科竞赛，倡导主动实验等措施，实施个性化培养。多种实验教学方法与手段相结合，激发了学生的实验兴趣，提高了学生的参与度，学生工程意识和实践能力明显提升。实验教学方式如图3所示。

在具体教学过程中，全面引入LBD（learning-by-doing）教学模式并提出“通过‘授课—得到答案’学会一个解；通过‘实验讨论—得到方法’学会一个方法；通过‘实验操作—学会学习’学会找到方法，得出实验结论；通过‘总结—学会融会贯通—学会团队合作’”的教学思路，取得了比较好的教学效果。

2.4 优化系统设计，构建“四系统、多功能”全方位闭环式实践教学质量监控体系

实践教学质量监控体系由实践教学指挥决策系统、信息收集反馈系统、检查评估评价系统、质量支持保障系统四个子系统构成，各子系统分工协作，密切配合。指挥系统是整个体系的中心系统，对实践教学质量进行全程管理和监控，及时进行合理调控，并将调控信息送达其他三个系统。信息反馈系统、检查评估系统和质量保障系统在了解和掌握实践教学指挥系统发出的新调控内容后，进一步进行有关的监控工作，并对实践教学效果作出比较、判断和分析，同时又将反馈信息送至指挥系统，指挥系统作出更正偏差、调整计划的决策，形成闭环监控，实践教学不断改进，从而达到提高实践教学质量的目的。实践教学质量监控体系如图4所示。

3 立体化实践教学运行机制和保障措施

为保障实践教学效果，学校围绕着影响实践教学质量的实践教学内容、实践教学平台、实践教学方式、实践质量监控、实践教学运行5个基本要素，探索构建了以实践教学内容设计为支撑力、以实践教学平台建设为牵引力、以实践教学方式变革为内动力、以实践教学质量监控为控制力、以实践教学运行为保障力的实践教学运行机制（见图5）。该运行机制按照“建支撑、强牵引、改内核、稳控制、重保障”的构建思路，在对每个基本要素进行特征分析研究并提出相应解决方案的基础上，充分利用各要素间彼此独立又相互关联、相互作用的机理特性，使教学内容、教学平台、教学方式、质量监控和教学运行五个基本要素功能相互补充、相得益彰，从而形成了整体合力，有效推动了教学质量的稳步提高。

3.1 建立科学合理的实验人员绩效考评体系，充分调动实验人员的工作积极性

根据实验教学及实验室工作特点和性质，改进实验教学工作量计算方法，将实验室划分为计算机公共课机房类、语音室类、非计算机公共机房类、设计室画室专业教室类、测量仪器水文类、环境生化土木类、其他类6个类型，每个类型实验室赋予不同的实验准备系数额定指导人数（如表1所示），突出了实验室的主体地位，并积极开展实验教学质量评价，对获得“优秀”“良好”评价的实验指导教师，其实验指导工作量分别上浮25%和15%，使之成为调动和吸引教师从事实验工作积极性的有效手段之一。

3.2 扎实推进实验室开放，提高实验资源利用率

学校要求各类教学实验室整合实验教学资源，根据不同对象、教学目的和教学条件，采取多种形式面向学生、面向全校开放，促进互惠共享，形成有利于学生实践能力培养和自主学习的环境和平台，提高实验室对学生实验和实践创新活动的开放服务水平。近三年来，参与实验室开放的学生达20000人次，学生的实践能力和创新意识大大加强。

3.3 积极开展多层次、多形式课外科技创新活动，全面培养学生科学素养与创新精神

学校重点组织开展电子设计竞赛、数学建模竞赛、英语竞赛、力学竞赛、智能汽车竞赛、机械设计创新大赛等竞赛，同时鼓励各学科开展不同层次（国家级、省级、校级、院级）、形式多样、内容新颖的课外科技活动，培养和提高学生的实践创新能力。学校每年投入200万元专项经费，用于支持学生开展创新创业训练计划，提升学生的科学研究能力。对参加各类竞赛获奖的学生，学校给予相应的学分和现金奖励，对指导教师则给予实践教学考核“优秀”“良好”评价和现金奖励。

4 多元驱动实践创新体系应用成效

近三年来，该体系在学校各工科专业应用，促进了实践教学队伍建设，提高了教师业务水平，年度科研经费2.7亿元。受益学生20000余人，学生的实践动手能力、创新能力、综合设计能力和解决工程问题的能力得到了极大提高。每年参加各类省部级学科竞赛1000余人次，获省部级及以上奖励500余项，获国家大学生创新创业训练计划80项。

参考文献

[1]李培根，许晓东，陈国松．我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J]．高等工程教育研究，2012（3）.

[2]邹友峰，周英，等．煤炭高校实验教学模式创新研究[M]．北京：煤炭工业出版社，2014（1）.

[3]晏建武，张丽玲，彭阿芳，张晨曙，王锋．机械类应用型本科教育立体化实验教学体系研究[J]．江西教育学院学报（综合）,2010（3）.

作者简介

邓广涛，男，河南理工大学教务处实践科科长，讲师。

基金项目

本文得到河南省高等教育教学改革研究省级重点立项项目“多元驱动下矿业、安全类工程技术人才实践创新能力培养研究”支持。