基于卓越工程師培養(yǎng)的工程訓(xùn)練教學(xué)模式改革與實踐

丁海娟+夏廣嵐+王曉霞+王新榮+顏兵兵

摘 要：工程訓(xùn)練教學(xué)作為實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的重要載體，主要是提高學(xué)生的工程素質(zhì)、工程實踐能力和創(chuàng)新能力。對現(xiàn)階段工程訓(xùn)練教學(xué)模式存在的不足進(jìn)行了分析，以培養(yǎng)應(yīng)用型卓越工程師為目標(biāo)，構(gòu)建了以基礎(chǔ)制造訓(xùn)練為基礎(chǔ)、工程綜合訓(xùn)練為主體、創(chuàng)新設(shè)計為目標(biāo)的分階段分層次的工程訓(xùn)練教學(xué)新模式。以提高學(xué)生綜合素質(zhì)、增強工程實踐能力為宗旨，研究和探索了加強學(xué)生工程能力培養(yǎng)的創(chuàng)新實踐教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：卓越工程師 工程訓(xùn)練 創(chuàng)新教育 教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2016）09-235-02

引言

教育部提出的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”旨在強化培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)未來優(yōu)秀的工程師后備人才，為解決現(xiàn)階段高等工程教育中存在的“工程性”和“創(chuàng)新性”不足提供有效途徑{1}{2}。

目前，由于各方面因素的影響，工科學(xué)生走進(jìn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)的難度較大，學(xué)生在校期間真正接觸工程實踐的機會很少，即便去了企業(yè)也僅僅是參觀的性質(zhì)，缺乏讓大學(xué)生發(fā)揮主觀能動性實踐操作的空間。而學(xué)校的工程實訓(xùn)中心恰好可以彌補這一缺憾，可以為學(xué)生提供一個理論知識和工程實踐相結(jié)合的平臺。工程訓(xùn)練作為一項生產(chǎn)技能培訓(xùn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。進(jìn)行工程訓(xùn)練，縮短了課堂和工程實際的距離，可以提高學(xué)生的工程實踐能力{3}。對教師而言，可以利用良好的工程環(huán)境，更有力地將理論與實踐相結(jié)合，將動腦與動手相結(jié)合，將知識與技能相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到認(rèn)知現(xiàn)代工業(yè)文明的實踐課堂中。在高校，作為工程素質(zhì)教育和技能訓(xùn)練的綜合性開放平臺，工程訓(xùn)練中心是實施卓越計劃的理想教育實踐基地。

一、工程訓(xùn)練現(xiàn)有教學(xué)模式存在的不足

現(xiàn)有工程訓(xùn)練教學(xué)模式能夠適應(yīng)實習(xí)教學(xué)工作量要求，滿足學(xué)生對全面認(rèn)識各實習(xí)工種的需要。但該模式仍存在不足之處{4}{5}。

1.我國的高等教育由于在理念、機制、模式和方法等方面存在的問題，普遍存在重視基礎(chǔ)理論教學(xué)，而對專業(yè)技能的訓(xùn)練和培養(yǎng)有所忽視。即使設(shè)置了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也僅僅是進(jìn)行示范性的實驗演示。

2.參加訓(xùn)練的學(xué)生，有一些是抱著混學(xué)分的態(tài)度，沒有認(rèn)識到工程訓(xùn)練的重要性，學(xué)生在上課時普遍存在不注意聽講、不愿意動手操作等。

3.訓(xùn)練中心只是偶爾協(xié)助學(xué)校師生加工制作科研或教學(xué)用品，開放度小且被動，教學(xué)資源得不到充分利用，學(xué)生難以有效利用其進(jìn)行課外科技制作和創(chuàng)新實踐活動。

因此，學(xué)生雖然進(jìn)行了工程訓(xùn)練，但是達(dá)不到理想的效果。實踐動手能力較弱，缺乏主觀能動性，缺乏創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力等仍是畢業(yè)生普遍存在的問題，將來走向工作崗位還要從頭學(xué)起，并未培養(yǎng)出學(xué)生較為完善的工程意識和技能，難以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的需要，與工科專業(yè)對卓越人才的培養(yǎng)目標(biāo)存在較大差距。而“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，側(cè)重于培養(yǎng)工科大學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊合作精神和密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)等特點，對目前我國卓越人才的培養(yǎng)起到了很好的啟示作用。

二、分階段分層次工程訓(xùn)練教學(xué)模式的構(gòu)建

將實踐教育與理論教育相結(jié)合的CDIO工程教育理念，強調(diào)學(xué)生能夠以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式去學(xué)習(xí)工程理論、技術(shù)與經(jīng)驗，使學(xué)生最終成為具備扎實的專業(yè)知識和工程基礎(chǔ)知識，具有社會協(xié)調(diào)能力，具有創(chuàng)新實踐能力和價值判斷能力的高水平現(xiàn)代工程技術(shù)人才。在構(gòu)建機械工程訓(xùn)練教學(xué)模式時，可以借鑒CDIO的成功經(jīng)驗，改革教學(xué)模式，將工程訓(xùn)練層次化、模塊化、系統(tǒng)化，建立既能體現(xiàn)大工程觀的現(xiàn)代工程教育理念，又能反映“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”要求的工程訓(xùn)練教學(xué)新模式{6}。

建立工程訓(xùn)練與科技協(xié)同創(chuàng)新體系，將工程訓(xùn)練從工程認(rèn)識到工程創(chuàng)新分為三個層次，每個層次內(nèi)建立若干個相對獨立的核心模塊，層次間依次提升。根據(jù)不同學(xué)習(xí)階段的需要，學(xué)生可以任意選擇和組合模塊，實現(xiàn)自主性與系統(tǒng)性的高度融合，以達(dá)到提升學(xué)生的工程素質(zhì)、工程實踐能力和創(chuàng)新能力的目的。

首先是基本技能和基礎(chǔ)知識的訓(xùn)練階段。學(xué)校配備了數(shù)控車床、激光雕刻、加工中心等先進(jìn)制造技術(shù)加工設(shè)備以營造模擬的工業(yè)環(huán)境，使學(xué)生了解現(xiàn)代機械制造工業(yè)的主流技術(shù)和工藝過程。目的是使學(xué)生對工程制造有初步的了解，建立感性認(rèn)識；鍛煉動手能力，為下一步的綜合創(chuàng)新訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。

其次是工程綜合訓(xùn)練階段。在該階段，學(xué)生可對各模塊的技術(shù)進(jìn)行遴選、整合，充分利用已掌握的基本操作技能和工藝知識來解決實際問題，主要體現(xiàn)在先進(jìn)制造技術(shù)、數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)等方面，養(yǎng)成學(xué)生的工程系統(tǒng)觀念及優(yōu)化思想。通過這一階段的訓(xùn)練，學(xué)生可以完整地了解到現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)方法和制造工藝流程，有利于對學(xué)生工程意識的培養(yǎng)。

第三是創(chuàng)新設(shè)計訓(xùn)練階段。該階段強調(diào)工程訓(xùn)練的應(yīng)用性和創(chuàng)新性，通過為學(xué)生提供豐富多元的創(chuàng)新項目和技術(shù)指導(dǎo)，訓(xùn)練中心積極開展創(chuàng)新試驗，不斷改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容，通過擬定方案、加工制造、性能測試等一系列的工程實訓(xùn)活動，激發(fā)靈感和熱情，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維方法、創(chuàng)新設(shè)計能力和項目領(lǐng)導(dǎo)力。

三、工程訓(xùn)練中心創(chuàng)新實踐教學(xué)方法

工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式應(yīng)注重學(xué)生全面素質(zhì)的提高、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及個性發(fā)展等。在創(chuàng)新人才的培養(yǎng)途徑方面，采用靈活多樣的培養(yǎng)方式，因材施教。

1.多場次、多渠道培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。以工程訓(xùn)練中心為依托，按照培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新本科人才的目標(biāo)，鼓勵學(xué)生參與到教師的科研項目中，積極參加各級各類創(chuàng)新大賽，如國家級、省級大學(xué)生創(chuàng)新項目和工程訓(xùn)練大賽等實踐活動。教師的科研項目為強化實踐教學(xué)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力提供了良好的平臺，各類大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動和技能大賽可以檢驗創(chuàng)新實踐的教學(xué)效果。在課內(nèi)外多層次的創(chuàng)新實踐過程中，學(xué)生從起初對創(chuàng)新過程的挑戰(zhàn)，克服困難，直到把方案轉(zhuǎn)化為作品并取得預(yù)期成就，拓展了學(xué)生的思路，切實加強了動手操作能力，對學(xué)生創(chuàng)新思維習(xí)慣的養(yǎng)成和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到重要的作用。

2.具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的“雙師型”教師隊伍建設(shè)。建設(shè)一支既有較高文化和專業(yè)理論水平，又具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的“雙師型”高素質(zhì)教師隊伍，是工程訓(xùn)練中心實現(xiàn)培養(yǎng)“卓越工程師”目標(biāo)的重要保證。

積極引進(jìn)企業(yè)單位實踐經(jīng)驗豐富、懂技術(shù)并具有一定學(xué)歷的工程技術(shù)人員擔(dān)任兼職教師，有計劃地安排教師利用寒暑假期到先進(jìn)企業(yè)實地調(diào)查，獲得企業(yè)工程項目經(jīng)歷，培養(yǎng)和提升教師的實踐能力。在學(xué)校內(nèi)部，教師間可以通過以老帶新、“拜師結(jié)對”等方式，促進(jìn)教師整體素質(zhì)的提高。以擁有基礎(chǔ)理論扎實、創(chuàng)新理念較強、學(xué)術(shù)知識淵博和綜合實踐能力較強的師資團(tuán)隊來為大學(xué)生科技創(chuàng)新活動提供更好的服務(wù)，既有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)，又有利于科技成果的推陳出新。

3.實施職業(yè)資格證書鑒定。推行職業(yè)資格證書，有利于調(diào)動學(xué)生參與實踐的積極性和對該教學(xué)環(huán)節(jié)的認(rèn)識和重視程度。學(xué)生積極和主動地參與實踐，有利于提高實踐教學(xué)質(zhì)量。

職業(yè)技能證書的鑒定，就是利用生產(chǎn)實習(xí)或?qū)嵺`技能培訓(xùn)，對學(xué)生進(jìn)行職業(yè)資格訓(xùn)練，在真實或模擬的生產(chǎn)工作環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生獨立運用科學(xué)知識和方法來解決實際問題的能力。按照培養(yǎng)方案，工程實訓(xùn)中心為學(xué)生提供必要的訓(xùn)練手段，學(xué)生對設(shè)備和工藝等生產(chǎn)要素有了進(jìn)一步了解，為今后的工程設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)。通過職業(yè)技能鑒定，也會促進(jìn)在校學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握扎實基礎(chǔ)理論的同時，增強工程知識，有目的地去培養(yǎng)和鍛煉實際操作技能、綜合能力、合作精神等，有助于學(xué)生將來工作時能夠快速適應(yīng)崗位工作，縮短適應(yīng)期。實踐證明，持有職業(yè)資格證書的大學(xué)畢業(yè)生，其職業(yè)技能有顯著提高，在就業(yè)過程中表現(xiàn)出較強的競爭優(yōu)勢。

四、結(jié)語

作為高校實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的重要組成部分，“工程訓(xùn)練”與“工程創(chuàng)新”的目標(biāo)就是要培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新實踐能力較強，能夠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。學(xué)校制訂的以工程技術(shù)認(rèn)知為起點，基礎(chǔ)制造訓(xùn)練為基礎(chǔ)，綜合創(chuàng)新試驗為目標(biāo)的分階段、分層次工程訓(xùn)練教學(xué)模式，理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，實踐教學(xué)與技能訓(xùn)練相融合；對學(xué)生而言，扎實了基礎(chǔ)工程知識理論，實踐了工程操作，增強了團(tuán)隊協(xié)作能力和交流溝通能力，具備靈活運用工程創(chuàng)新的素質(zhì)，能夠反映出以實踐性、開放性、綜合性為特點的工程訓(xùn)練體系具有較強的可操作性，切實符合卓越工程師教育的培養(yǎng)計劃。同時，對教師自身的專業(yè)知識和技能的擴(kuò)展也起到了積極的作用，對進(jìn)一步提高工程實訓(xùn)教學(xué)水平提供了有力的保障。

[基金項目：黑龍江省高等教育科學(xué)研究課題（14G136），黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目（JG2014011027）]

注釋：

{1}張建超，吳文江，高占鳳等.基于“卓越工程師”培養(yǎng)理念下的工程訓(xùn)練與創(chuàng)新平臺建設(shè)[J].教育教學(xué)論壇，2015（48）

{2}王浩程，馮志友，王文濤.針對卓越工程技術(shù)人才培養(yǎng)的工程訓(xùn)練平臺研究[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2013，11（5）

{3}胡義華，方華，尹輝俊.基于“應(yīng)用技能型人才培養(yǎng)”的工程訓(xùn)練模式改革與實踐的研究[J].輕工科技，2015（9）

{4}毛杰，李敏.卓越工程師計劃中工程訓(xùn)練中心建設(shè)與教改[J].河南科技，2014（9）

{5}李蓓，姚慶，管圖華.工程訓(xùn)練中心平臺在實施“卓越工程師計劃”中的作用探析[J].實驗技術(shù)與管理，2014（5）

{6}劉燕.面向卓越工程師培養(yǎng)構(gòu)建校企合作工程實踐平臺的探索[J].中國電力教育，2012，（27）

（作者單位：佳木斯大學(xué)機械工程學(xué)院 黑龍江佳木斯 154007）

（第一作者簡介：丁海娟（1975—），女，山東省日照人，副教授，工學(xué)博士，主要研究方向：微細(xì)特種加工技術(shù)、工程教育教學(xué)等。）（責(zé)編：若佳）