“六化一體”工程實(shí)訓(xùn)運(yùn)行模式的探索與實(shí)踐

杜 坡，孫 鳳，段振云，田 暢，金俊杰

（沈陽工業(yè)大學(xué) 工程實(shí)訓(xùn)中心，遼寧 沈陽 110870）

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對工程師的工程實(shí)踐能力提出了越來越高的要求，工程訓(xùn)練已經(jīng)成為高校培養(yǎng)高素質(zhì)工科人才不可或缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著全面提高本科生工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型和創(chuàng)新型現(xiàn)代工程技術(shù)人才的重要任務(wù)[1-3]?，F(xiàn)代科技和工業(yè)的飛速發(fā)展，制造技術(shù)的日新月異，新材料、新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，使工程訓(xùn)練課程的教學(xué)內(nèi)容不斷更新和豐富[4-6]。為滿足社會發(fā)展對高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要[7-8]，優(yōu)化教學(xué)資源配置與教學(xué)管理、進(jìn)行工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式改革迫在眉睫。如何在現(xiàn)有工程實(shí)訓(xùn)中心的基礎(chǔ)上，有效整合資源，挖掘潛在力量，探索出一套切實(shí)、有效的實(shí)訓(xùn)運(yùn)行模式，對我國工程教育實(shí)踐改革有重要意義[9-11]。本文針對工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)運(yùn)行模式不完善、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成困難等問題[12-15]，展開深入分析研究，提出“六化一體”工程實(shí)訓(xùn)運(yùn)行模式，改善工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，不斷提升人才供給質(zhì)量和水平。

1 “六化一體”工程實(shí)訓(xùn)運(yùn)行模式的構(gòu)建

為解決實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系不能滿足學(xué)生工程能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)需求、實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施過程單一、實(shí)訓(xùn)教學(xué)保障缺乏系統(tǒng)性等問題，我校工程實(shí)訓(xùn)中心（以下簡稱“中心”）在基礎(chǔ)制造技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、電工電子技術(shù)、典型機(jī)床虛實(shí)結(jié)合制造工藝、數(shù)字化工廠級柔性制造技術(shù)、PLC 綜合實(shí)訓(xùn)、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐等七大實(shí)訓(xùn)平臺基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以層次化實(shí)訓(xùn)體系為主體，模塊化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與多樣化實(shí)訓(xùn)方式相輔相成，多元化實(shí)訓(xùn)隊(duì)伍、規(guī)范化安全體系和信息化實(shí)訓(xùn)管理為保障的“六化一體”工程實(shí)訓(xùn)運(yùn)行模式。

1.1 實(shí)訓(xùn)體系層次化

中心構(gòu)建了“基礎(chǔ)工程認(rèn)知—基本技能訓(xùn)練—綜合能力訓(xùn)練—?jiǎng)?chuàng)新能力訓(xùn)練”有機(jī)銜接，學(xué)生工程感性認(rèn)知、基礎(chǔ)實(shí)踐能力、專業(yè)實(shí)踐能力、工程創(chuàng)新能力逐級遞進(jìn)，科學(xué)合理的層次化工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，如圖1 所示。

基礎(chǔ)工程認(rèn)知依托中心所有實(shí)訓(xùn)平臺，面向全校大一學(xué)生，旨在培養(yǎng)學(xué)生工程認(rèn)知能力，為后續(xù)的實(shí)踐和理論學(xué)習(xí)提供工程基礎(chǔ)?；炯寄苡?xùn)練依托基礎(chǔ)制造技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、電工電子技術(shù)等實(shí)訓(xùn)平臺，面向工科及近工科專業(yè)大一、大二學(xué)生，旨在培養(yǎng)學(xué)生單一工種操作技能，使學(xué)生掌握裝備制造業(yè)基本加工方法，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)初步的創(chuàng)新能力。綜合能力訓(xùn)練依托典型機(jī)床虛實(shí)結(jié)合制造工藝、數(shù)字化工廠級柔性制造技術(shù)、PLC 綜合實(shí)訓(xùn)等綜合實(shí)訓(xùn)平臺，面向工科及近工科專業(yè)大三學(xué)生，旨在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，使學(xué)生建立現(xiàn)代工程技術(shù)體系概念，實(shí)現(xiàn)從單一機(jī)械制造實(shí)習(xí)向多學(xué)科交叉綜合訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變，從工程技能訓(xùn)練向技管結(jié)合訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變。創(chuàng)新能力訓(xùn)練依托大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐平臺，面向全校大三、大四學(xué)生，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、工程應(yīng)用能力及大工程意識。

圖1 工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系

1.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容模塊化

中心針對各學(xué)院實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求，在現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行了資源整合，建立了涵蓋完整的、適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求的工程實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容模塊，形成“針對性強(qiáng)、層次分明、類型多樣”的訓(xùn)練內(nèi)容模塊化體系。模塊化體系是由若干個(gè)完整的模塊構(gòu)成的。不同專業(yè)可從中選擇不同項(xiàng)目組成模塊化的特色課程體系，以達(dá)到不同專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的不同要求，實(shí)現(xiàn)因“材”施教。模塊化教學(xué)能夠突破學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域界限，靈活地設(shè)計(jì)和組織具有不同作用的課程模塊，從而構(gòu)建具有不同培養(yǎng)目標(biāo)的訓(xùn)練體系，以滿足學(xué)生的全面發(fā)展需求。此外，訓(xùn)練內(nèi)容模塊的規(guī)模小，容易操作和實(shí)施，有利于判定工程素養(yǎng)、實(shí)踐能力方面的畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度。模塊化的教學(xué)內(nèi)容還有利于隨著新項(xiàng)目的開發(fā)運(yùn)行，對教學(xué)作出快速調(diào)整。以金屬工藝實(shí)習(xí)為例，中心將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容分為六大模塊，根據(jù)不同專業(yè)需求調(diào)整各實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊和實(shí)訓(xùn)時(shí)間，來滿足不同專業(yè)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)要求，如表1 所示。

1.3 實(shí)訓(xùn)方式多樣化

為增加學(xué)生實(shí)訓(xùn)興趣，強(qiáng)化理論與實(shí)踐知識，提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，教學(xué)過程中，在理論課堂引入工程實(shí)訓(xùn)知識體系，在工種課堂細(xì)化知識要點(diǎn)，用分組演示明確操作要領(lǐng)，用個(gè)別指導(dǎo)解決領(lǐng)悟差異，用網(wǎng)絡(luò)資源彌補(bǔ)課堂知識體系缺陷，使這五個(gè)方面相互融合、互為補(bǔ)充，全面覆蓋學(xué)生知識體系。實(shí)訓(xùn)教學(xué)流程如圖2 所示。主要依托平臺中的若干子項(xiàng)目，先從簡單的理論切入，再以實(shí)際操作為重點(diǎn)，然后通過一些典型零件的加工，使學(xué)生能夠具備獨(dú)立完成中等復(fù)雜零件加工能力，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)。在每個(gè)工種的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目安排中，都設(shè)有創(chuàng)意類實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，從而不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。理論課堂可使學(xué)生對生產(chǎn)方式和工藝過程有全面認(rèn)知，并能夠初步建立起質(zhì)量、安全、環(huán)保等工程意識。工種課堂主要針對重要工藝進(jìn)行深入講解，從而為達(dá)到更好的教學(xué)效果奠定基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，實(shí)訓(xùn)教學(xué)采取分組方式進(jìn)行。教師還利用學(xué)生的反饋信息，針對學(xué)生的特殊情況給予個(gè)別指導(dǎo)，保證所有學(xué)生都順利完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。此外，通過教學(xué)管理系統(tǒng)完成網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與測試，給學(xué)生提供便利的學(xué)習(xí)平臺。

表1 金屬工藝實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與時(shí)間安排

圖2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)流程圖

1.4 實(shí)訓(xùn)隊(duì)伍多元化

中心從原有人員組成結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合各實(shí)訓(xùn)平臺教學(xué)需要，完善了教師、工程師、技師、企業(yè)講師等多師合作授課、各司其職、互補(bǔ)互促的多元化教學(xué)隊(duì)伍。多元化教師隊(duì)伍分工合作，教師主要承擔(dān)專業(yè)理論內(nèi)容的教學(xué)，包括專業(yè)基礎(chǔ)課程、實(shí)訓(xùn)課程中的理論內(nèi)容部分；工程師主要承擔(dān)中心項(xiàng)目式教學(xué)內(nèi)容；技師主要負(fù)責(zé)對基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行講解，并指導(dǎo)學(xué)生對設(shè)備的操作；企業(yè)講師每月輪流在中心指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，主要負(fù)責(zé)對畢業(yè)生提供崗前培訓(xùn)、舉辦創(chuàng)新講座等工作。中心還將各類教師按專業(yè)方向編成項(xiàng)目組，探討專業(yè)問題，共同提高專業(yè)理論和實(shí)踐教學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)理實(shí)結(jié)合向理實(shí)融合的轉(zhuǎn)變。各類教師間相互合作，以實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，共同完成課程教學(xué)及教材編寫，開發(fā)試題庫和實(shí)訓(xùn)方案，實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化教學(xué)，如圖3 所示。多元化教學(xué)隊(duì)伍積極配合，在教學(xué)過程中使理論與實(shí)踐互相滲透，不斷更新和調(diào)整實(shí)訓(xùn)方法、實(shí)訓(xùn)手段和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，使實(shí)訓(xùn)教學(xué)保持科學(xué)性、先進(jìn)性和前瞻性。

圖3 多元化師資隊(duì)伍構(gòu)成及任務(wù)分工框圖

1.5 實(shí)訓(xùn)安全規(guī)范化

為保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)安全，中心制定了“三級一專無死角”的規(guī)范化安全保障體系，如圖4 所示。在工程實(shí)訓(xùn)中心層面完成全員安全教育，在工種層面完成分組安全教育，在指導(dǎo)教師層面完成個(gè)別安全教育，實(shí)現(xiàn)完善的“三級”安全教育制度，并安排一名專職安全督察員，時(shí)刻巡查操作安全、設(shè)備安全及環(huán)境安全。此外，在所有需要設(shè)立警示標(biāo)志的地方實(shí)現(xiàn)安全警示無死角，全方位保障實(shí)訓(xùn)教學(xué)安全。

圖4 實(shí)訓(xùn)安全保障體系

1.6 實(shí)訓(xùn)管理信息化

為便于信息化教學(xué)及資源管理，中心建立了分布式信息化教學(xué)管理系統(tǒng)，如圖5 所示。系統(tǒng)提供在線實(shí)訓(xùn)課程和仿真平臺，最大程度滿足學(xué)生要求。同時(shí)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)題庫系統(tǒng)管理及對學(xué)生模擬考試等功能，加強(qiáng)對學(xué)生的考核力度。分布式信息化教學(xué)管理系統(tǒng)還提供了實(shí)訓(xùn)中心資源管理服務(wù)，結(jié)合各實(shí)訓(xùn)部門實(shí)際情況，開展面向?qū)W生的開放服務(wù)，讓學(xué)生有機(jī)會在課外開展實(shí)踐與創(chuàng)新。系統(tǒng)提供了網(wǎng)上實(shí)訓(xùn)預(yù)約、實(shí)訓(xùn)場地與設(shè)備管理、物料倉儲管理等功能，實(shí)現(xiàn)了中心各類資源數(shù)據(jù)的集中管理。

圖5 中心分布式信息化教學(xué)管理系統(tǒng)

2 依托“六化一體”運(yùn)行新模式，全面實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)我校人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，經(jīng)過不斷探索與嘗試，中心提出一識多能型人才培養(yǎng)目標(biāo)，即大工程意識、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、跨職業(yè)專業(yè)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力。為達(dá)成一識多能型人才培養(yǎng)目標(biāo)，工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)貫穿學(xué)生本科培養(yǎng)的全過程，保證實(shí)踐教學(xué)“四年不斷線”，滿足不同層次學(xué)生的需求。根據(jù)不同專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)計(jì)劃要求，安排不同類型的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。實(shí)訓(xùn)過程中以基本操作、創(chuàng)意類項(xiàng)目、綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、創(chuàng)新競賽等多樣化教學(xué)方式全覆蓋培養(yǎng)目標(biāo)。為保障培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成，根據(jù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要，采用多元化的實(shí)訓(xùn)教師隊(duì)伍。為保障實(shí)訓(xùn)教學(xué)安全，各年級學(xué)生均需進(jìn)行“三級”安全教育培訓(xùn)，提高學(xué)生安全保護(hù)意識。為保障實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，基于教學(xué)管理系統(tǒng)，學(xué)生完成網(wǎng)絡(luò)相關(guān)課程培訓(xùn)，提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。六大方面協(xié)同配合，匯聚合力，形成“一體兩翼三保障”的立體化實(shí)訓(xùn)架構(gòu)，推動(dòng)中心各項(xiàng)工作的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，全力保障一識多能型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，如圖6 所示。

圖6 一識多能型人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)框架

3 實(shí)施成效

3.1 增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，實(shí)訓(xùn)成績有效提高

中心每年接待6000 余學(xué)生實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)生涵蓋了工程機(jī)械學(xué)院、電氣工程學(xué)院、信息科學(xué)與工程學(xué)院、理學(xué)院、材料學(xué)院、管理學(xué)院等相關(guān)學(xué)院。由相關(guān)專業(yè)金屬工藝實(shí)訓(xùn)平均成績對比可知（見圖7），“六化一體”工程實(shí)訓(xùn)運(yùn)行模式實(shí)施后，學(xué)生實(shí)訓(xùn)成績明顯提高，應(yīng)用效果顯著，為一識多能型人才培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖7 “六化一體”工程實(shí)訓(xùn)運(yùn)行模式實(shí)施前后金屬工藝實(shí)習(xí)成績對比

3.2 有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，屢獲獎(jiǎng)項(xiàng)，成果斐然

我校每年有30%的學(xué)生活躍在各類競賽活動(dòng)中，近年來共5000 余人次參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、工程訓(xùn)練綜合能力大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等熱門賽事，獲得50 項(xiàng)國際獎(jiǎng)項(xiàng)、125 項(xiàng)國家級獎(jiǎng)項(xiàng)、671 項(xiàng)省級獎(jiǎng)項(xiàng)。

3.3 有效提升實(shí)訓(xùn)育人質(zhì)量，教學(xué)成果頗豐

工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源大幅優(yōu)化，教學(xué)規(guī)劃、模式、管理更加科學(xué)，整體實(shí)訓(xùn)育人質(zhì)量有效提升。結(jié)合我校工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)特色，編寫了工程實(shí)訓(xùn)教程、產(chǎn)品制造技術(shù)基礎(chǔ)等方面的3 部公開出版教材以及5 部校內(nèi)指導(dǎo)書。工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革榮獲省級教改成果二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)，獲批省級教改項(xiàng)目3 項(xiàng)、校級教改項(xiàng)目8 項(xiàng)。

4 結(jié)語

我校工程實(shí)訓(xùn)中心“六化一體”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的運(yùn)行，推動(dòng)了工程實(shí)訓(xùn)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法與手段的改革與創(chuàng)新，完善了多師融合、互補(bǔ)互促的教學(xué)隊(duì)伍，構(gòu)建了規(guī)范化的安全體系，保障實(shí)訓(xùn)教學(xué)安全，實(shí)現(xiàn)了實(shí)訓(xùn)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)資源管理信息化，調(diào)動(dòng)了學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)的積極性，提高了一識多能型人才培養(yǎng)質(zhì)量和實(shí)踐教學(xué)水平。在培養(yǎng)學(xué)生大工程意識、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)方面取得了一定成效。