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国家级一流本科专业建设点——应用物理学无损检测特色专业实践教学体系构建与精准实施

   日期:2024-06-20     来源:中国无损检测年度报告    作者:王秋萍,成鹏飞,苏耀恒,王军,吴俊芳,田孟琪,杜亚利    浏览:136    评论:0    
核心提示:《工程教育认证标准(2015版)》提出的12条认证标准均以学生能力培养为核心,强调培养学生综合运用所学科学理论和技术手段,分析

《工程教育认证标准(2015版)》提出的12条认证标准均以学生能力培养为核心,强调培养学生综合运用所学科学理论和技术手段,分析并解决工程问题的基本能力和创新能力。

党的十八大提出实施创新驱动发展战略,强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑。党的十九大提出以立德树人为根本和以创新驱动发展战略、服务区域经济社会发展为导向在实现高等教育内涵式发展中重要性。党的二十大强调深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略。

实践教学是应用型创新人才培养的主要环节,实践教学体系是实践教学顺利开展的基础和保证。

在实施创新驱动发展战略的时代背景下,西安工程大学应用物理学专业积极探索,按照工程教育认证核心理念,根据学生考研、出国深造和创业就业等不同发展目标,构建和精准实施理工结合、校企融合的“五阶递进”实践教学体系,循序渐进,培养学生实践创新能力。

1实践教学体系构建

西安工程大学应用物理学专业于2001年开始招生,根据应用物理学专业的“应用”特点和无损检测技术的“物理”基础,结合行业需求,尤其是陕西军工大省对无损检测技术人员的巨大需求,2006年开始对应用物理学专业进行无损检测特色专业改造和建设。

经过多年的建设和发展,该专业于2021年入选国家级一流本科专业建设点。实践教学体系是本科专业培养方案中课程体系的重要组成部分。应用物理学专业实践教学体系构建流程如下:

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实践教学体系设计流程

该实践教学体系构建遵循“需求导向”,从需求(包括内部需求和外部需求)开始,由内外需求决定专业人才培养目标,根据培养目标确定毕业要求,根据毕业要求确定专业知识结构,进行课程配置,形成“两类三阶”模块化课程体系。

课程体系决定教学活动、师资及教学资源配置等。明确实践教学内容,合理设计实践教学方法和评价方式,科学实施实践教学管理,通过校内和校外达成度的综合评价,建立“评价—反馈—改进”闭环,形成自上而下反向设计、由下向上正向支撑的持续改进机制,由此形成实践教学体系流程闭环。需求既是起点又是终点,从而从最大程度上保证了教育目标和结果的一致性。 

根据应用物理学无损检测专业特色,围绕学生中心,基于OBE理念的反向设计实施原则,按照“需求导向+精准实施+持续改进”的路线,应用物理学专业积极探索满足无损检测行业发展需求和符合时代实践教学规律的实践教学体系和培养方法,构建理工结合、校企融合的“五阶递进”实践教学体系,该“五阶递进”实践教学体系包含5个模块,分层分类教学,逐层拔高,培养学生实践创新能力。

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理工结合、校企融合的“阶梯式”实践教学体系

2实践教学精准实施

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“阶梯式”实践教学体系的实施过程

1物理基础模块:

物理基础实验模块项目的选取和设置满足教育部应用物理学专业规范中物理学基础实验的基本学时和内容要求,缩减验证性实验比例,增设综合性、设计性和探究性实验比例,让学生在实验的过程中做思并行。主要依托陕西省物理实验教学示范中心和校内资源进行,基础物理实验教学由专业课教师和实验员共同负责。

2专业特色模块:

特色专业实验模块无损检测实验教学由具中、高级无损检测资质的专业课教师和实验员共同负责。同与专业高度相关的行业龙头企业紧密合作,“校企联合”开发符合行业技术应用需求的实验教学平台。

前两个模块的实验教学以问题为导向,课堂教学从教师中心、封闭课堂、知识课堂向学生中心、开放课堂、能力课堂转变。实验室向学生全天候开放,学生可以随时预约来实验室进行自主实验预习和实验研究。

3工程实践模块:

工程实践模块的实践教学以任务为导向,鼓励团队合作,采取“校企联合”培养模式,实践教学由专业教师和企业工程师共同负责。

其中专业实践、毕业实践和社会实践是培养学生勇于探索的创新精神、提高思想觉悟、业务素质和动手能力的重要环节,主要在校外实习基地完成,为确保实践教学成效和人才培养质量,实践基地在行业龙头企业建立,根据各个实习基地的企业特点和优势,校外实践教学实行分类教学,根据行业需求和企业优势,制订企业实践教学培养目标和实习方案,强化学生工程应用能力,培养学生实践创新能力。

毕业设计(论文)主要培养学生创新精神和综合运用知识解决复杂工程问题能力,实行“导师制”,通过师生双选方式确定导师,学生从大三开始进入导师的科研团队进行科研训练,并在导师的指导下最终完成毕业设计(论文)和本科学业。

4职业实践模块:

与省内行业学会和协会紧密联系,实践教学依托无损检测学会和特征设备协会,组织学生进行专业技术资质认证培训和考试,毕业生持有无损检测行业资质证书就业,做到人才培养与行业需求紧密接轨,毕业即能上岗。

5创新实践模块:

创新实践模块的教学过程以项目为导向,主要通过第二课堂完成。根据第一课堂专业课教师启发激励、学生根据自身特长和兴趣爱好报名、专业选拔等方式,对学生进行分层分类培养,重视学生个性发展,做到具有差异性的“因材施教”。

本专业学生参加的各类竞赛主要由教学骨干教师组织带头,全员教师参与,对学生参与的多类别学科和专业竞赛,通过分散培训、集中培训和综合实训相结合,对学生进行理论强化、技能强训、前沿跟踪、技术攻关等培训和指导,以赛促学、以赛促教。

科创项目主要包括大学生创新创业项目、教师科研项目、论文专利、软件专著、工程技能证书等,由科研骨干教师组织带头,全员教师参与,以本科生“导师制”为抓手,以项目为导向,激励学生科研兴趣和积极性,鼓励学生尽早加入教师科研团队,通过超前学习知识储备、学术团队课题育人、能力提升、全面拔高等形式对学生进行科研训练和创新能力培养,实现教师科研与学生科创需求相统一,形成因材施教、稳定持续的作用机制。

科创竞赛团队的组建同时注重高低年级学生的合理搭配,通过“传、帮、带、协”机制,高年级和低年级学生共同完成训练、比赛和项目,实现稳定、持续的实践创新教学过程。鼓励学生自主组建团队积极参与科创项目和学科竞赛,培养学生发现问题和解决问题的能力,引导学生形成科学思维方式和创新意识。

3实践教学质量监督和评价机制

完善的实践教学质量监督与考评机制是有效保障实践教学活动高质量和高效运行的重要手段。应用物理学专业实践教学评价体系如下:

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教学督导体系将已有的校、院、专业三级教学监控体系向下延伸至四个专业课程群(包括基础物理课程群、四大力学课程群、无损检测课程群以及实验实践课程群)教学小组,形成校(校级督导)、院(院级督导和教学指导委员会)、专业(专业负责人督导)、小组(课程群小组内自评)四级督导体系,形成教学督导闭环。四级教学督导体系加上学生评教,形成教学评价体系。

院级督导由教学院长、专业负责人、实验中心主任和教学经验丰富的教授组成,通过检查教案、听课、检查学生的实践教学和总结报告等,监督实践教学各个阶段的教学效果,及时指出和反馈实践教学过程中出现的问题,随后根据反馈意见采取合理的整改措施。

学院教学指导委员会由学科带头人、骨干教师和聘请的相关企业人员组成,实时召开教学指导委员会会议,对实践教学中出现的问题给出指导性意见,推动实践教学的质量提升。

实践课程的教学质量管理由课程教学团队负责,教学团队负责人根据教学督导组提出的问题或给出的指导意见,结合学生对教师实践教学的评价,对教师进行指导、对实践课程教学进行整改,保证实践教学质量提升和持续改进。

4成果检验及持续改进

学生实践创新能力成果的校内检验根据学生在实践教学实施过程中的成果产出进行评价,通过学生在各类各级学科竞赛中的成绩、企业实习评价、毕业设计(论文)质量、参与完成教师科研子课题、学生自主设计科研题目、获批的大创项目、发表的科技论文、申请的专利等途径进行评价和检验。

学生实践创新能力成果的校外检验通过社会调查问卷、企业走访、毕业生所在单位反馈、毕业生工作业绩和可持续发展能力等途径进行。

OBE教育理念的成果检验是一个动态的评价过程,根据美国工程与技术认证委员会ABET的工程准则提出了校内、校外“双循环”持续改进模式,建立具有“评价—反馈—改进”的持续改进机制。

校内循环主要是通过实时评价毕业要求的达成度与符合度,从而不断改进包括课程体系、师资队伍和教学资源配置、学生的学习机会、教学过程和教学评价等教学活动,修订毕业要求,以实现对毕业要求的持续改进;校外循环主要是通过评价培养目标的达成度与符合度,从而不断改进毕业要求、调整培养目标,以实现对培养目标的持续改进。

5实践教学效果

在“五阶递进”实践教学的精准实施和教学实践过程中,学生创新实践能力明显提高。

近三年,在中国国际互联网+大学生创新创业大赛中荣获国家级铜奖1项、省级金奖、银奖、铜奖各1项;在大学生“挑战杯”竞赛中获省级银奖1项、铜奖2项;在全国大学生物理实验竞赛中获全国一等奖2项、二等奖4项、三等奖6项;在全国大学生数学竞赛中荣获国家级一等奖1项、陕西赛区一等奖、二等奖、三等奖45项;2023年在第六届大学生无损检测技能(超声)大赛中荣获团体一等奖、个人一等奖3项、二等奖1项。

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“互联网 +”大学生创新创业大赛获奖

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第六届全国大学生无损检测技能大赛获奖

学生参与科研项目并在《无损检测》、《物理学报》、Chinese Physics B、Applied surface science、Ceramics International等期刊上发表论文30余篇。完成国家级大创项目12项、省级大创项目20项,参与国家级及省级科研项目7项,授权发明专利3项、实用新型专利11项,成果转化2项。 

学生质量逐年提升,可持续发展潜力大。毕业生先后赴北京大学、四川大学、重庆大学、西安交通大学、澳大利亚国立大学(2021届刘东昌同学)、东京工业大学(2022届肖松同学)、英国格拉斯哥大学(2022届田佳伟同学)、柏林洪堡大学(2022届王招同学)等国内外知名高校深造,考研率录取率由原来的28%上升至40%以上。毕业生受到中航工业西航、中核工业西核、中航工业陕飞、省内外许多检测公司和仪器公司青睐,毕业生实践能力强,受到用人单位广泛好评。

专业影响力不断提升。多家兄弟院校无损检测相关专业负责人带领团队来我校进行专业建设经验交流;行业资深专家携手多家企业捐赠无损检测仪器、试块和图书资料,对专业实验室进行补充建设,提升无损检测专业实验室功能,助力国家级应用物理学(无损检测特色)一流本科专业建设。

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行业专家联合企业捐赠仪器共建实验室

与国内多家企业进行深度产学研合作,联合共建校内无损检测实训基地,学校提供实训场地,企业定期委派工程师并携带代表行业最新技术的实验设备和器材,进校给学生进行无损检测新技术实训,根据行业需求设计实训项目,培养学生的工程应用能力、实践创新能力和社会适应能力。

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企业工程师进校给学生实训

结语通过多年教学实践,探索地方应用型创新人才培养的有效途径,构建了理工结合、校企融合的“五阶递进”实践教学体系。

在实践教学人才培养体系的设计、实施和评价等全过程坚持成果导向、学生中心和持续改进,为应用型创新人才培养指明了方向。

革新实践教学方法,精准实施实践教学过程;通过多维评价机制、四级质量监督体系和持续改进机制,保障实践教学质量。

实践表明,该实践教学体系达到培养具备较强实践创新能力的应用物理学类高素质人才的目标,满足“创新驱动”发展对专业人才培养的要求,实践体系构建和实施过程具有借鉴意义。

作者:王秋萍,成鹏飞,苏耀恒,王军,吴俊芳,田孟琪,杜亚利

工作单位:西安工程大学 理学院

第一作者简介:王秋萍,博士,副教授,西安工程大学应用物理学无损检测特色专业创建人之一,应用物理学无损检测专业负责人,长期从事无损检测技术理论与实践的教学和研究工作,联系邮箱:wangjup@163.com。

基金项目:陕西本科和高等继续教育教学改革研究项目;中国纺织工业联合会教改项目;陕西省“超声检测”一流本科课程和“热力学 ∙ 统计物理”课程思政示范课;西安工程大学专业实践、大学物理实验、涡流检测“课程思政”示范课和“专业实践”、“超声检测”一流本科课程


 
 
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