面向工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)工程實(shí)踐訓(xùn)練體系構(gòu)建的研究與實(shí)踐

呂勇軍　祝尚臻　雷彥華　于宏濤

[摘 要]構(gòu)建以培養(yǎng)工程應(yīng)用人才為目標(biāo)的工程訓(xùn)練體系是當(dāng)前應(yīng)用型本科院校的一個重要課題。闡述如何構(gòu)建科學(xué)實(shí)用的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系;論述對現(xiàn)有訓(xùn)練體系進(jìn)行改革，按照“分層遞進(jìn)”原理，將實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)劃分為循環(huán)漸進(jìn)的多個層次，構(gòu)建一個多層次、螺旋遞進(jìn)的工程實(shí)踐訓(xùn)練體系。

[關(guān)鍵詞]工程人才 工程實(shí)踐 訓(xùn)練體系 開放實(shí)驗(yàn)室

[中圖分類號] C961[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）12-0155-02

一、前言

應(yīng)用型本科是本科教育中的一種類別。它培養(yǎng)的是，面對現(xiàn)代社會的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在工業(yè)、工程領(lǐng)域的生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)等第一線崗位，直接從事解決實(shí)際問題、維持工作正常進(jìn)行的高等技術(shù)型人才。這種人才既掌握某一技術(shù)學(xué)科的基本知識和基本技能，同時也具有包含在技術(shù)應(yīng)用中不可缺少的非技術(shù)知識，他們最大的特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的技術(shù)思維能力，擅長技術(shù)的應(yīng)用，能夠解決生產(chǎn)實(shí)際中的具體技術(shù)問題，他們是現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用者、實(shí)施者和實(shí)現(xiàn)者。因此，應(yīng)用型本科學(xué)校所培養(yǎng)的是“實(shí)用型人才”，主要是應(yīng)用知識而非科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新知識。

沈陽工程學(xué)院測控技術(shù)專業(yè)于2013年被遼寧省教育廳批準(zhǔn)為遼寧省高等學(xué)校本科工程人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)專業(yè)。結(jié)合本專業(yè)近兩年改革情況，介紹一下工程訓(xùn)練體系構(gòu)建思路與做法。

二、構(gòu)建科學(xué)實(shí)用的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系

培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的應(yīng)用型人才，首先要把握培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)，構(gòu)建科學(xué)實(shí)用、切實(shí)可行的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系。注重培養(yǎng)學(xué)生在理論知識的基礎(chǔ)上的工程意識、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高工程訓(xùn)練在整個培養(yǎng)方案中的比重?？茖W(xué)的實(shí)踐訓(xùn)練需要循序漸進(jìn)的訓(xùn)練方式，因此，在實(shí)踐能力培養(yǎng)體系中，將實(shí)踐環(huán)節(jié)分為五個模塊。參見圖1。

模塊1——工程基礎(chǔ)實(shí)踐訓(xùn)練模塊。這一模塊目的是打造學(xué)生工程應(yīng)用的基本技能。主要包括計算機(jī)實(shí)訓(xùn)、C語言上機(jī)、金工實(shí)訓(xùn)、鉗工實(shí)訓(xùn)、電工實(shí)習(xí)、電子工藝實(shí)習(xí)等基本工程應(yīng)用能力訓(xùn)練。

模塊2——學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)踐訓(xùn)練模塊。這一模塊目的是訓(xùn)練學(xué)生電子技術(shù)應(yīng)用以及嵌入式應(yīng)用技術(shù)工程能力。主要包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路原理、單片機(jī)原理、DSP原理與應(yīng)用、ARM原理與編程等課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計及實(shí)訓(xùn)。

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圖1 ? 實(shí)踐能力培養(yǎng)體系示意圖

模塊3——專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐訓(xùn)練模塊。這一模塊是為了培養(yǎng)學(xué)生的測控技術(shù)工程實(shí)踐能力。主要包括傳感器技術(shù)、電子測量技術(shù)、智能儀器原理、控制電機(jī)原理、通信原理等課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計及實(shí)訓(xùn)。

模塊4——專業(yè)工程實(shí)踐訓(xùn)練模塊。這一模塊是為了鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)踐應(yīng)用能力和面向?qū)I(yè)崗位的應(yīng)用能力。主要包括太陽能應(yīng)用檢測及控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)、風(fēng)電機(jī)組檢測與控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)、虛擬儀器課程設(shè)計、智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、到企業(yè)參加工程實(shí)踐、頂崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。

模塊5——能力擴(kuò)展實(shí)踐訓(xùn)練模塊。該模塊意在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題、解決問題能力和創(chuàng)新能力。主要包括創(chuàng)新實(shí)踐課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和大學(xué)生競賽等課外實(shí)踐活動以及社會實(shí)踐等。

三、改革現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系

（一）改革實(shí)踐訓(xùn)練體系，培養(yǎng)工程能力

目前，高校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備絕大部分采用整體實(shí)驗(yàn)臺，所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都集成在實(shí)驗(yàn)臺上。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法進(jìn)行電路的實(shí)際搭接與調(diào)試，學(xué)生得不到電路方面的訓(xùn)練。此外，針對培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的綜合性、創(chuàng)新性訓(xùn)練也無法進(jìn)行。這樣的實(shí)驗(yàn)顯得十分單調(diào)，無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

為此，我們對現(xiàn)有訓(xùn)練體系進(jìn)行改革，按照“分層遞進(jìn)”原理，將實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)劃分為循環(huán)漸進(jìn)的多個層次，構(gòu)建一個多層次、螺旋遞進(jìn)的工程實(shí)踐訓(xùn)練體系。該體系中每一個層次需要打造一個與之相對應(yīng)的硬件平臺去支撐。

以傳感器技術(shù)課程的實(shí)踐過程為例，將所有實(shí)踐訓(xùn)練分為4層次：電路層→整機(jī)層→系統(tǒng)層→應(yīng)用層。

電路層訓(xùn)練在實(shí)驗(yàn)板或?qū)嶒?yàn)箱上進(jìn)行，主要進(jìn)行原理性驗(yàn)證、基礎(chǔ)電路調(diào)試及傳感器補(bǔ)償?shù)葘?shí)驗(yàn)。學(xué)生自己動手設(shè)計參數(shù)，搭接電路，調(diào)試電路及測試等。通過該層次的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生掌握測控專業(yè)最基本的電路基礎(chǔ)實(shí)踐能力。

整機(jī)層訓(xùn)練在傳感器實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行，要進(jìn)行傳感器外部特性、工程測試及參數(shù)分析等實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)臺已經(jīng)將各個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及電路均集成在一起，學(xué)生不需要搭接電路，而只需要進(jìn)行改變傳感器測量對象的參數(shù)，測量其結(jié)果即可?？梢酝ㄟ^此層面的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握傳感器的測試方法;通過對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，讓學(xué)生掌握誤差分析方法;通過分析結(jié)果，讓學(xué)生掌握傳感器外部特性及其修正方法。

系統(tǒng)層訓(xùn)練需要在自行開發(fā)的傳感器綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行，進(jìn)行傳感器與被控對象結(jié)合起來構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)的傳感器綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)該層面訓(xùn)練，我們正在開發(fā)傳感器綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)臺。該實(shí)驗(yàn)臺主要特點(diǎn)是：①可以程控被測對象;②自由選擇測量傳感器及測量電路;③開放式系統(tǒng)，可以隨意選擇單片機(jī)、DSP、PLC等作為系統(tǒng)控制單元。在該層面上訓(xùn)練，學(xué)生可以綜合進(jìn)行各種實(shí)踐活動：可以進(jìn)行嵌入式處理器、傳感器、伺服系統(tǒng)等諸多方面的訓(xùn)練;可以自由組建測控系統(tǒng)，充分發(fā)揮學(xué)生的自主想象力與設(shè)計空間能力。

應(yīng)用層則是在創(chuàng)新機(jī)器人開放平臺上進(jìn)行的學(xué)生工程應(yīng)用和創(chuàng)新實(shí)踐活動。機(jī)器人包含的技術(shù)體現(xiàn)了各學(xué)科的關(guān)聯(lián)、交融，包括了機(jī)械、電子、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計、傳感器、自動控制等多門類學(xué)科，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計的現(xiàn)代理念。該層面訓(xùn)練過程，是學(xué)生綜合素質(zhì)提升的過程，也是工程意識培養(yǎng)和強(qiáng)化的過程。

（二）加強(qiáng)環(huán)節(jié)管理及考核

1.課內(nèi)實(shí)驗(yàn)

通過管理改變學(xué)生輕視課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)要強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立操作過程，培養(yǎng)獨(dú)立思考能力。每個實(shí)驗(yàn)項目都要對學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)驗(yàn)收，保證不會走過場。

2.課程設(shè)計

通常課程設(shè)計都是學(xué)生自由組合來完成的。課程設(shè)計題目要有縱深變化，給學(xué)生自由發(fā)揮空間。學(xué)生可以根據(jù)自身情況，設(shè)計出難度不同的成品。設(shè)計強(qiáng)化學(xué)生協(xié)作和完整的設(shè)計過程，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、信息檢索能力、綜合應(yīng)用能力和團(tuán)隊協(xié)作能力?？己顺煽円栽O(shè)計過程、設(shè)計答辯和設(shè)計報告相結(jié)合綜合評定。

3.畢業(yè)實(shí)習(xí)

畢業(yè)實(shí)習(xí)主要以校內(nèi)實(shí)習(xí)為主。實(shí)習(xí)內(nèi)容是設(shè)計與制作完整的作品，包括原理圖設(shè)計、線路板設(shè)計、線路板焊接、硬件調(diào)試、軟件編寫及調(diào)試等全過程。每個學(xué)生必須獨(dú)立完成設(shè)計的全過程。實(shí)習(xí)目的是培養(yǎng)學(xué)生工程意識、創(chuàng)新意識、綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題能力以及實(shí)踐動手能力?？己顺煽円宰髌穼?shí)物驗(yàn)收、實(shí)習(xí)過程和論文相結(jié)合綜合評定。

4.畢業(yè)設(shè)計

為提高學(xué)生工程實(shí)踐和動手能力，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才目的，我們將畢業(yè)設(shè)計題目劃分為作品實(shí)物設(shè)計和理論設(shè)計兩大類。實(shí)物設(shè)計類題目要求學(xué)生設(shè)計并制作出成品，即不僅把作品設(shè)計出來，還需要把它制作出來。這個過程除了理論設(shè)計外，還包括硬件原理設(shè)計、PCB版設(shè)計、元器件選擇和采購、軟硬件調(diào)試及整機(jī)功能測試等全部過程。對實(shí)物設(shè)計的學(xué)生來講，需要有比較全面的知識基礎(chǔ)與實(shí)踐動手能力?？己顺煽円詫?shí)物成品功能、指標(biāo)、難度等方面驗(yàn)收，設(shè)計過程，工作量和論文相結(jié)合綜合評定。

（三）建立開放性實(shí)驗(yàn)室，完善實(shí)驗(yàn)室開放管理制度

目前高校實(shí)驗(yàn)室都是由實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行管理，教師下班后學(xué)生是無法使用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐活動的。因此，實(shí)驗(yàn)室的使用率受到了限制，也影響了學(xué)生參與實(shí)踐活動，提高實(shí)踐能力。為保證實(shí)驗(yàn)室開放取得更好的效果，我們開發(fā)了實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)，并申報了國家專利。智能管理系統(tǒng)通過識別學(xué)生的指紋，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的門禁及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備等自動管理。改變傳統(tǒng)的人工管理的方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智能化管理，減輕實(shí)驗(yàn)室管理人員負(fù)擔(dān)。

四、結(jié)束語

中國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要大量的高級應(yīng)用型人才，轉(zhuǎn)變觀念、培養(yǎng)滿足社會需要的應(yīng)用型人才是高等學(xué)校義不容辭的責(zé)任。為此，我們努力探索應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，圍繞應(yīng)用型本科人才的專業(yè)培養(yǎng)方案，構(gòu)建科學(xué)實(shí)用的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系，改革現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系，使學(xué)生在學(xué)校可以接受到系統(tǒng)的基本知識和基本技能訓(xùn)練，使他們具有一定的技術(shù)思維能力，擅長技術(shù)的應(yīng)用，能夠解決生產(chǎn)實(shí)際中的具體技術(shù)問題，從而達(dá)到培養(yǎng)具有掌握應(yīng)用性知識，具有復(fù)合能力的應(yīng)用型人才的目的。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[2] 李勇，黃炳輝，殷凱.完善工程訓(xùn)練體系 培養(yǎng)高素質(zhì)人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009（5）：143-145.

[3] 吳霞，沈小麗，李敏，等.電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立和實(shí)驗(yàn)開放模式初探[J].中國電力教育，2009（7）：125-12.

[4] 袁秀孌，范新愛.創(chuàng)新型本科人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)現(xiàn)[J].新聞傳播，2009（9）：21-22.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]