新工科背景下的实践课程体系构建及评价研究

  -以基于学生能力供给效果的高分子专业实践体系为例

                                                                                               刘   静，陈国华  

（桂林电子科技大学 材料科学与工程学院，广西 桂林，541004）

[摘 要]新工科建设对人才的应用能力、创新能力及国际化视野提出了更高的要求。目前，有相当多的高校尤其是地方高校实践类课程体系的构建、教学内容、方法和达成评价还不够科学，缺少一套完整明确的指标评价办法，这要求地方高校面向新工科理念进行应用型人才实践能力培养的改革。文章以桂林电子科技大学高分子材料科学与工程专业实践课程体系构建为例，基于大学生能力供给效果，从实践类课程评价内容、评价主体、评价手段和运行与保障机制等方面进行了实践探索，取得了较好的效果与经验。

[关键词]新工科，实践课程体系，评价方式

[基金项目] 2020年度广西教育厅高等教育本科教学改革工程立项项目“工程教育改革背景下教学科研团队协同培养模式的探索与实践”（一般A类，2020JGA180）；2021年度广西教育厅高等教育本科教学改革工程立项项目“新工科背景下基于大学生能力供给效果的材料类专业实践课程体系构建及其评价研究”（一般A类，2021JGA175）。

[作者简介]刘静（1987-），女，河北衡水人，博士，桂林电子科技大学材料科学与工程学院，硕士研究生导师，讲师【研究方向】能源材料；陈国华（1964-），男，河南南阳人，博士，桂林电子科技大学材料科学与工程学院，硕士研究生导师，教授（通讯作者）【研究方向】陶瓷材料。

[中图分类号]  G642.0     [文献标识码] A     [收稿日期]2021-12-08

当前，以互联网为核心的新一轮科技革命和产业变革呼啸而来，新经济以新技术、新业态和新产业为拥有属性，蓬勃发展。面对新经济的挑战，德国提出工业4.0，美国提出制造业重组，日本发布“制造业白皮书”，中国提出中国制造2025，各国发展的核心均是发展实体经济，抢占世界制造业的主导权。新的经济发展点对高等学校的专业人才传统培养模式提出了严峻的挑战。

我国是高等工科教育大国，我国现行高等教育已从以规模扩张为主要特征的外延发展正在走向以提高质量和水平的内涵式发展。习近平总书记更是强调，随着党和国家文化事业的不断发展，对高等学校教育的需要、对科学技术知识和优秀企业人才的需要，比以往任何时候都更为迫切，走内涵发展之路是高等教育的必由之路。为深化工程教育改革，促进创新驱动发展，2017年2月《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》指出：“以人才培养方案改革为抓手，全面落实新工科理念，主动布局地方支柱产业、主导产业、新兴产业和高新技术产业，推动学科交叉融合和跨界整合，深化产学研政协同育人，培养满足未来新工业、新经济发展需要的应用型、技能型和创新型高素质人才[1-4]。”2019年10月，教育部高教司吴岩司长在国际机械工程教育大会提出“勇立潮头，赋能未来——以新工科建设领跑高等教育变革”，全面推进“新工科”建设，提升国家硬实力。新工科建设对人才的应用能力、创新能力及国际化视野提出了更高的要求。新工科具有系统性，需综合多个学科知识体系，文理相融、理工并重，培养复合型人才。相较于以前的工科，“新工科”具备新的内涵，即以应对变化、塑造未来的新理念为指导，通过继承与创新、交叉与融合、协调与共享等新途径，培养多元化和创新性的卓越工程人才[5]。

专业是大学的细胞和根基，承担着人才培养、服务社会的重要任务。尤其重点建设专业，是一个学校的象征性品牌和代表性的标志，是保持学校长期竞争力的关键性因素。从专业培养目标来看，除了培养学生的工程素养外，重点要培养学生的专业能力、职业能力和发展能力[6]。课程是人才培养的核心，也是基础。从工程教育认证实践来看，面向产出导向的课程体系构建至关重要。课程体系中专业的实践类或设计类课程的难度和深度要能够满足《华盛顿协议》中框架要求，要能支撑专业对学生“解决复杂工程问题的能力”的培养。可以说学生能力的培养贯穿于大学四年中。根据工程教育认证标准，材料类专业实践类课程（课程实验、课程设计、毕业设计、认知实习、生产实习）学分占总学分的比例不低于20%[7]。而且实践类课程能够有效支撑毕业要求指标点中的能力要素。因此，实践类课程和理论课程同等重要。目前，大家对理论课程关注的比较多，对理论课的效果评价相对容易实现。但如何建设“两性一度”实践类金课，如何评价实践类课程能否实现了学生能力供给效果是目前工科院校面临的现实而紧迫的问题。

一、高分子材料与工程专业实践课程评价存在的现实问题

建设高质量的实践类课程资源是培养学生综合能力和落实工程教育认证持续改进的重要前提。目前，有相当多的高分子材料专业，尤其是地方高校的高分子材料专业，对实践类课程的内涵建设和如何评价尚未做好准备，对实践类课程体系的构建、教学内容、方法和达成评价还不够科学，缺少一套完整明确的指标评价办法。

（1）评价内容不够科学。虽然目前大家比较重视工程教育认证OBE理念，实践类课程结束后也能从形式上按照课程支撑的毕业要求指标点计算课程达成情况，但是每个实践课程的教学内容和评价方法是否真的都能支撑毕业要求指标点还需要深入考察确认。此外，传统学生评教（学生评课程）指标体系更多侧重教师讲的如何，至于学生获得的能力效果关注不够。实践类课程评价应包含课程内容、课程线下教学过程的评价和课程教学效果评价。

（2）评价主体缺乏学生的参与。实践类课程对于学生能力供给的支撑有着不可或缺的作用，不管是对毕业要求中技术因素和非技术因素都非常重要。因此，学习效果不应该仅仅由教师说的算，要充分考虑学习主体——学生的学习实际效果。因此，对实践类课程的教学效果评价应该包括学生自我的评价、团队评价和第三方评价等。

（3）评价手段需包括形成性评价和终结性评价两个方面的内容。目前，传统教学模式中，实践考试成绩是评价学生学习效果的主要标准，主要是知识与理解层面的掌握情况，这是一种终结性评价。评价手段应补充完善形成性评价。教师不仅要全程观察、跟踪和监督学生实践的各个环节，并根据学生参加实践课程的具体表现、报告的数据分析、撰写质量、答辩等情况综合考评。如果是实验课，还要对实际操作、实验方案设计与实验结果、实验考试与实验报告等进行评定。形成性评价是教师为了了解学生学习情况而进行的学习效果评价，目的是在教学过程中随时了解学生学习效果，及时给予学生反馈或者做出教学调整，以便促使学生更好地学习。

（4）缺少实践类课程对保障学生能力供给效果达成的一套规章制度。大多高校目前还是按照传统的方式进行实践类课程教学管理，套用传统的评价表格，没有单独针对不同的实践类课程（如课程设计、毕业设计、生产实习、单独开课专业实验、工程创新实验课程等）设计评价内容及评价体系；教师缺乏对实践课程内涵及对学生能力供给效果的深入理解和认识；二级学院缺少完善的教学管理制度保障，包括从实践类课程体系构建、建设内容、管理再到第三方评价等制度措施。

总之，实践类课程体系构建和内容建设及其合理科学评价对于高校来说是一种有益探索。实践类课程的教学评价相比于理论课程更加复杂，目前尚未见到完善的解决方案。

二、高分子材料与工程专业实践课程改革主要方法

面向新工科要求，基于大学生能力供给效果的实现及其评价体系和方法进行研究，邀请行业专家、学生、督导专家、领导基于工程教育认证标准和OBE理念对毕业要求、实践课程体系进行专题讨论，高分子材料与工程专业实践课程体系的重构，解决如何提高学生专业能力、职业能力、发展能力的关键问题。

1、落实立德树人理念，将思政元素融入实践课程教学全过程。

课程思政元素与毕业要求中的工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、终身学习等观测点息息相关。通过设计教学内容，采用恰当的教学方式方法，注重学生合格公民教育、道德素质教育、社会责任教育，培养学生在实践中综合考虑安全、法律、环境、社会、健康、文化等因素约束的能力，应用“创新”思维，研究制造出“绿色”、“环保”和符合“法治”精神的产品的能力。不断提高学生道德品质、政治觉悟、责任意识和大局观念。

图2 立德树人的理念落实到实践课程全过程

以高分子材料科学与工程专业实践课程体系为例，所有课程在教学大纲中均体现立德树人的根本宗旨，将德育贯穿融于实践课程教学目标，与思政课教学同向同行，形成协同效应，达到德智相融联动的目的。在教学过程中，引入思政元素，将大国工匠、科技报国、抗疫英雄等育人案例贯穿于实践教学全过程，极大增强了学生为服务国家和人民服务的社会责任感、勇于探索的创新精神、善于解决问题的创新应用能力。

2、构建基于学生能力供给效果为核心的课程体系和课程内容

根据实验实践课程本身所处的层次与功能以及它们内在的逻辑﹐将整个实验实践体系能力培养分为基础能力培养、专业能力培养、综合能力培养和解决复杂工程问题能力培养四个阶段。其中大一大二所开设的基础化学实验（ “无机与分析化学实验”、“有机化学实验”、“物理化学实验”）配合基础化学理论的教学，验证课堂上所学的理论，夯实化学知识基础，培养学生的基础化学实验操作技能，为后续高年级的高分子专业实验和毕业论文奠定良好的基础；“高分子化学实验”主要训练学生高分子专业基础实验单元操作的能力，对专业技能进行训练，注重学生专业规范的养成和专业基本能力的培养，为综合能力培养的“高分子物理实验”、“专业综合实验"提供必要的测试原料支持。与此同时，我们还安排了专业认知实习和生产实习，让学生走进桂林曙光橡胶研究院等多家高分子材料企业，了解塑料、橡胶的生产工艺和生产流程，学生亲自动手操作，增加对行业、企业、工艺及设备的直观认识，使学生了解到行业特点﹑企业组织及一些材料生产工艺，培养学生的工程能力；大四所开设的“专业综合实验”、“专业课程设计”以及最终的毕业论文促使学生综合运用所学的化学基础知识。高分子专业知识，自行查阅相关资料并设计解决方案，系统完成高分子材料的合成、性能表征、材料加工与改性等实验内容。运用所学的专业知识解决实验中遇到的复杂工程问题，解释实验现象和实验结果，全面培养学生综合运用知识的能力、分析解决复杂工程问题的能力和创新思维能力。

图3  构建基于学生能力供给效果为核心的课程体系和课程内容

3、基于学生能力供给效果的实践课程评价体系对实践课程进行研究

通过对高分子专业实践课程的调研和论证，结合有关课程教学效果评价的理论与方法，从评价层级、评价主体、评价形式、评价结果和反馈应用等方面实施实践课程评价。各种实践课程针对不同能力培养，其课程目标能够有效支撑毕业要求观测点，完成能力培养。建立院-系-教师三级评价体系，同时基于学生的能力供给效果对每门课的教学内容、教学方法、实操实训、评价体系进行深入研究，结合评价理论对实践课程进行实证研究，通过第三方评价、督导评价和学生自我学习效果对比，完成课程评估报告，将评价内容用于课程持续改进，形成闭环。

图4 基于学生能力供给效果的实践课程评价体系框架

三、总结

众所周知，实践课程教学效果对于材料类专业学生的能力培养至关重要。作为一种亲临现场、实际操作的课程，强调亲自动手实践，强调自我体验效果。实践类课程体系构建、重塑课程内容、完善教学过程对于真正落实OBE理念和持续改进有重要作用。实践类课程评价是高校教学管理的一项重要内容，如何科学、全面、客观、公正地评估实践类课程教师的教学水平以及学生的能力供给效果情况显得十分迫切。因此，开展新工科背景下基于大学生能力供给效果的材料类专业实践课程体系构建及其评价研究，重塑实践类课程体系和内涵，对提升人才培养水平和质量，发挥示范指导作用，具有十分重要的理论和实践意义。

[参考文献]

[1] 钟登华. 新工科建设的内涵与行动[J]. 高等工程教育研究. 2017 (3) :1-6.

[2] 胡波, 冯辉, 韩伟力, 等. 加快新工科建设，推进工程教育改革创新[J]. 复旦教育论坛. 2017 (15):20-27+2.

[3] 叶民, 孔寒冰, 张炜. 新工科:从理念到行动[J]. 高等工程教育研究. 2018 (1):24-31.

[4] 吴爱华, 侯永峰, 杨秋波, 等. 加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究. 2017 (1):1-9.

[5] 刘鑫, 胡传跃, 胡继林. 面向新工科理念的地方高校材料专业工程实践教育体系探索与实践[J]. 黑龙江教育（高教研究与评估）. 2021 (1):12-13.

[6] 蒋宗礼. 走内涵式发展之路建设一流专业[J]. 中国大学教学. 2020 (8):7-13.

[7] 中国工程教育认证协会(筹)秘书处．中国工程教育认证通用标准(2015版)[EB/OL]. http:/ /ceeaa. heec. edu. cn/column. php? cid=17,2016-03-14.

[8] 天津市发大学课题组. 课程评价模式研究综述[J]. 天中学刊. 2006 (4):18-20.

[9] QM Academic Institutions. The Quality Matters Higher Education Rubric，Fifth Edition[EB/OL].[2016-10-07]. https//www.qualitymatters.org/rubric.

[10] Chapman S.A., Goodman S., Jawitz J., et al. A Strategy for Monitoring and Evaluating Massive Open Online Courses[J]. Evaluation and Program Planning. 2015(57): 55-63.

[11] Canvas. What are Course Analytics? [EB/OL]. [2016-10-07]. https/l/guides. instructure.com/m/4152/166789-what-are-course analytics.

[12] 赵炬明. 聚焦设计:实践与方法(上)[J]. 高等工程教育研究. 2018 (2):30-44 .

[13] 李行, 邱明， 蔡彬卓， 等. 基于层次分析法的混合式教学评价体系研究[J]. 大学教育. 2021 (2):39-42.

[14] 于俊乐, 许永龙. 实践教学课程体系质量的综合评价研究[J]. 天津师范大学学报(自然科学版). 2006 (1):73-76.

Research on the construction and evaluation of practical curriculum system of Polymer Materials and Engineering specialty based on the ability supply effect of college students under the new engineering background

-Take the polymer professional practice system based on the ability supply effectiveness of students as an example

Liu Jing, Chen Guohua

(School of Materials Science and Engineering, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, Guangxi，541004)

Abstract: The construction of new engineering has put forward higher requirements for talents' application ability, innovation ability and international vision.  At present, the construction, teaching content, methods and evaluation of practical curriculum system in quite a number of colleges and universities, especially in local colleges and universities, are not scientific enough, and lack of a complete and clear index evaluation method, which requires local colleges and universities to carry out the reform of cultivating practical ability of applied talents oriented to the new engineering concepts.  Taking the construction of practical curriculum system of polymer Material science and engineering major in Guilin University of Electronic Science and Technology as an example, based on the effect of college students' ability supply, this paper carries out practical exploration from the aspects of practical curriculum evaluation content, evaluation subject, evaluation means, operation and guarantee mechanism, and obtains good results and experience.

Keywords：New engineering, practical curriculum system, evaluation method.