新工科背景下地州高校工程訓(xùn)練課程教學(xué)模式改革探索

李疆 金開軍 石文昌 楊秋萍 安金亮

摘 ?要：在新工科背景下，分析了地州高校工程訓(xùn)練課程存在的問題，結(jié)合工程教育改革的要求，提出以工程訓(xùn)練課程為突破口，加強與地區(qū)行業(yè)、企業(yè)協(xié)作，優(yōu)化工程訓(xùn)練教學(xué)環(huán)境、開展工程訓(xùn)練項目庫建設(shè)、強化工程型師資隊伍培養(yǎng)、打通線上線下教學(xué)資源的改革思路。通過構(gòu)建虛實結(jié)合、校企融合的工程訓(xùn)練環(huán)境，創(chuàng)新教學(xué)方法，探索校企協(xié)同育人新模式，進(jìn)一步提升地州高校學(xué)生的工程意識和工程能力。

關(guān)鍵詞：新工科;地州高校;校企合作;工程訓(xùn)練;工程能力

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）32-0122-04

Abstract： This paper analyzes the problems of engineering training courses in regional universities in the context of new engineering. Therefore， combined with the requirements of engineering education reform， the paper puts forward the engineering training courses as a breakthrough point to strengthen cooperation with regional industries and enterprises， and also optimizes the engineering training teaching environment. Meanwhile， it canwork in carrying out the construction of engineering training project library， strengthening the training of engineering teachers， and opening up the reform ideas of online and offline teaching resources as well. By establishing an engineering training environment combining school with enterprise， integrating teaching and innovation， and innovating teaching methods， exploring a new model of school-enterprise collaboration and educating people to further improve the engineering awareness and engineering ability of college students in regional universities.

Keywords： new engineering; regional university; university-enterprise cooperation; engineering training; engineering ability

一、概述

隨著我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，經(jīng)濟社會發(fā)展對工程科技人才的需求日顯突出，如何培養(yǎng)造就一批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才[1]，成為高等教育工程教育改革的當(dāng)務(wù)之急。地州應(yīng)用型高校由于辦學(xué)時間短、辦學(xué)缺乏特色、服務(wù)對象不明確等原因，在工程教育改革上進(jìn)展較為緩慢，學(xué)生解決工程問題的能力、工程創(chuàng)新能力都有待進(jìn)一步提高。工程訓(xùn)練教學(xué)是高校人才培養(yǎng)中重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[3]，對于提高學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力有著不可或缺的作用。但是傳統(tǒng)工程訓(xùn)練的內(nèi)容、模式和方法已不能適應(yīng)新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展對工程人才的要求。在教學(xué)過程中通過工程訓(xùn)練過程中讓學(xué)生了解行業(yè)背景知識、培養(yǎng)較強的工程實踐和創(chuàng)新能力，從而能在地區(qū)行業(yè)發(fā)展、企業(yè)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮作用，成為工程訓(xùn)練類課程教學(xué)改革研究的重要課題。

二、地方高校工程訓(xùn)練存在的問題

工程訓(xùn)練是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、工程素養(yǎng)、工程能力的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)《高等學(xué)校工程訓(xùn)練類課程教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求，高校工程訓(xùn)練課程體系分為工程認(rèn)知訓(xùn)練、工程技能訓(xùn)練、工程綜合訓(xùn)練、工程創(chuàng)新訓(xùn)練四個層次，并要求按照學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)規(guī)律，針對不同專業(yè)有針對性地開設(shè)工程訓(xùn)練類課程。但是由于工程訓(xùn)練作為校內(nèi)工程實踐教學(xué)模式，存在教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展脫節(jié)、教學(xué)方式滯后、指導(dǎo)教師工程能力不足、教學(xué)環(huán)境局限等問題，從而導(dǎo)致學(xué)生工程綜合能力訓(xùn)練缺乏針對性，學(xué)生工程能力提升有限[1]。

（一）訓(xùn)練內(nèi)容問題

由于工程訓(xùn)練源于金工實習(xí)，很多學(xué)校仍以“制作榔頭”作為工程訓(xùn)練項目，重點進(jìn)行車、鉗、銑、電焊、熱處理等機械加工工藝實習(xí)，有的學(xué)校增加了數(shù)控加工、3D打印等加工方法，并未從提高學(xué)生工程能力這個出發(fā)點進(jìn)行工程訓(xùn)練項目的開發(fā)和優(yōu)化，加上指導(dǎo)教師長期與企業(yè)一線脫節(jié)，對新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)不了解，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重滯后于行業(yè)、企業(yè)技術(shù)發(fā)展;由于訓(xùn)練內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)的契合度不夠、與區(qū)域產(chǎn)業(yè)銜接不足，導(dǎo)致工程訓(xùn)練流于形式，影響了學(xué)生的專業(yè)工程能力和就業(yè)競爭力的提升。

（二）指導(dǎo)師資問題

大多數(shù)高校工程訓(xùn)練教師分兩大類，一類是從校辦工廠轉(zhuǎn)制過來的工勤技術(shù)崗位人員，這些人員年紀(jì)偏大，知識陳舊，缺乏先進(jìn)的教學(xué)方法和教學(xué)理念，不可能完成新工科背景下的知識更新;另一類是引進(jìn)的研究型人才，這些研究型人才由于是從學(xué)校到學(xué)校，沒有經(jīng)過企業(yè)鍛煉，缺乏工程經(jīng)歷，工程意識和工程能力缺乏，教學(xué)過程只能照本宣科，很難吸引學(xué)生主動參與工程訓(xùn)練活動。這兩類指導(dǎo)教師存在的問題都嚴(yán)重影響了工程訓(xùn)練的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

（三）訓(xùn)練環(huán)境問題

工程訓(xùn)練教學(xué)是“以實際工業(yè)環(huán)境為背景，以產(chǎn)品全生命周期為主線，對學(xué)生開展工程實踐教育的方法”[1]。90年代根據(jù)工程教學(xué)需要，高校將校辦工廠改造成工程訓(xùn)練中心，解決了工程訓(xùn)練需要的“實際工業(yè)環(huán)境”的問題，但隨著產(chǎn)業(yè)的變革、科技的發(fā)展，傳統(tǒng)工程訓(xùn)練中心提供的工程訓(xùn)練環(huán)境、設(shè)備已嚴(yán)重滯后于經(jīng)濟社會的發(fā)展;由于受到學(xué)校經(jīng)費投入的制約，工程訓(xùn)練中心也不可能隨著工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，隨時保證工訓(xùn)條件與技術(shù)發(fā)展相匹配。

（四）教學(xué)方法問題

長期以來，工程訓(xùn)練教學(xué)沿襲了企業(yè)中“師帶徒”的教學(xué)模式，教學(xué)以指導(dǎo)老師的講授和示范為主，學(xué)生模仿進(jìn)行操作、加工，學(xué)生未從工程的角度對開展的訓(xùn)練進(jìn)行自主、深入的思考;由于指導(dǎo)教師知識面的局限性，無法讓學(xué)生了解行業(yè)的前沿技術(shù)及其應(yīng)用情況，更無法開展“跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨行業(yè)”的工程訓(xùn)練項目整合，學(xué)生的工程訓(xùn)練停留于最表淺的操作學(xué)習(xí)。

三、地州高校工程項目綜合訓(xùn)練教學(xué)模式改革

地方高校在新工科工程教育改革中的首要任務(wù)是“培養(yǎng)大批具有較強行業(yè)背景知識、工程實踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才”[2]。因此工程訓(xùn)練課程在工程類專業(yè)的教學(xué)過程中具有不可替代的作用。要達(dá)到新工科工程教育改革的要求，工程訓(xùn)練課程需要立足地方行業(yè)需求、借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗、做好專業(yè)銜接、開展校企協(xié)同育人，探索地州應(yīng)用型高校工程訓(xùn)練的新模式、新方法、新路徑。

（一）新工科工程訓(xùn)練課程環(huán)境的打造

鑒于傳統(tǒng)工程訓(xùn)練中心的局限性，新工科工程訓(xùn)練課程環(huán)境應(yīng)做到“虛-實結(jié)合”“校-企”融合（如圖1所示）。

1. 訓(xùn)練環(huán)境虛-實結(jié)合：

訓(xùn)練“虛”環(huán)境包括虛擬仿真環(huán)境SPOC課程環(huán)境。虛擬仿真環(huán)境提供虛擬仿真操作，如安全教育、數(shù)控加工、電氣裝調(diào)、虛擬數(shù)字化工廠管理等，通過虛擬環(huán)境、虛擬設(shè)備可解決設(shè)備更新投入過大、大型設(shè)備操作安全等問題，可讓學(xué)生盡快了解、掌握最新的設(shè)備、技術(shù)和工藝，并開展跨學(xué)科、跨專業(yè)知識學(xué)習(xí)，同時利用虛擬仿真系統(tǒng)的測試功能，了解學(xué)生的編程能力、操作能力，為進(jìn)入訓(xùn)練“實”環(huán)境進(jìn)行實操打下基礎(chǔ)，進(jìn)一步保障工程訓(xùn)練過程的安全性。SPOC課程環(huán)境為學(xué)生提供與指導(dǎo)教師、企業(yè)工程師之間交流學(xué)習(xí)的平臺。

2. 訓(xùn)練環(huán)境“校-企”融合

德國在工程教育過程中采用雙元制教學(xué)模式，即實踐-理論-再實踐-再理論的循環(huán)教學(xué)，讓學(xué)生在企業(yè)進(jìn)行實踐訓(xùn)練，同時熟悉企業(yè)對知識、技能的要求，了解企業(yè)解決工程問題的方法和路徑，帶著問題開展理論學(xué)習(xí);英國采用工學(xué)交替“三明治”的模式，在校期間1年半時間在企業(yè)進(jìn)行工程訓(xùn)練，同時在大學(xué)內(nèi)設(shè)立工業(yè)中心，讓學(xué)生將企業(yè)了解的工程問題在指導(dǎo)教師的幫助下開展項目式工程訓(xùn)練，并在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行驗證;日本也通過校實習(xí)工廠和企業(yè)訓(xùn)練相結(jié)合的方式提高學(xué)生的工程能力并滿足企業(yè)和社會發(fā)展對工程人才的需求[4]。

從國外大學(xué)工程訓(xùn)練的環(huán)境條件來看，高校與企業(yè)在人才培養(yǎng)上搭建良性的互動平臺，工程訓(xùn)練平臺與行業(yè)或企業(yè)的實際狀況聯(lián)系緊密，學(xué)生對企業(yè)的設(shè)備狀況、技術(shù)條件、能力要求有準(zhǔn)確的了解，有利于明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性;同時有利于學(xué)校工程訓(xùn)練平臺的建設(shè)規(guī)劃，引導(dǎo)校內(nèi)訓(xùn)練環(huán)境向“教育、培訓(xùn)、研發(fā)一體的共享型協(xié)同育人實踐平臺”進(jìn)行建設(shè)和發(fā)展[3]。因此要為學(xué)生提供有效的工程訓(xùn)練環(huán)境，離不開“校-企”融合，校內(nèi)工程訓(xùn)練教學(xué)將行業(yè)典型案例進(jìn)行歸納，利用“虛-實”結(jié)合的工程訓(xùn)練條件，開展系統(tǒng)分析、優(yōu)化設(shè)計，為學(xué)生開展“間接工程訓(xùn)練”，校外企業(yè)工程訓(xùn)練則讓學(xué)生參與到真正的工程項目設(shè)計、制造、管理過程中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，完成“直接工程訓(xùn)練”[4]。

（二）分層次工程訓(xùn)練案例項目庫的建設(shè)

傳統(tǒng)工程訓(xùn)練主要按工序或工種開展工程訓(xùn)練，訓(xùn)練以掌握機床或設(shè)備操作為主，這種訓(xùn)練方式只能完成工程認(rèn)知訓(xùn)練和工程技能訓(xùn)練這兩個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，無法完成工程綜合訓(xùn)練和工程創(chuàng)新訓(xùn)練。通過對行業(yè)、企業(yè)真實工程案例進(jìn)行分析、綜合、提煉，建立分層次工程訓(xùn)練案例項目庫，可有效解決現(xiàn)在學(xué)用脫節(jié)的問題;同時根據(jù)行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，不斷更新項目庫的內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)行業(yè)解決工程問題的最新方法、熟悉相關(guān)行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

所謂分層次工程訓(xùn)練案例項目庫（見圖2）是由標(biāo)準(zhǔn)工程項目案例庫、新技術(shù)工程項目案例庫、研究工程項目庫組成。標(biāo)準(zhǔn)案例庫是企業(yè)已完成的、可公開的成熟工程項目內(nèi)容，學(xué)生可以進(jìn)行學(xué)習(xí)、模仿，并了解工程實現(xiàn)的路徑、標(biāo)準(zhǔn)、方法;新技術(shù)案例庫是隨著行業(yè)技術(shù)發(fā)展，用新技術(shù)解決老問題的工程方案或技術(shù)改造方案，學(xué)生通過該案例庫可以了解行業(yè)現(xiàn)有的新技術(shù)以及應(yīng)用情況;研究工程項目例庫是行業(yè)或企業(yè)尚未解決的共性問題、難點問題，主要作為校企合作研發(fā)的項目，此案例庫可讓學(xué)生了解行業(yè)內(nèi)的前沿問題，并讓學(xué)習(xí)情況較好的同學(xué)與教師、企業(yè)工程師共同攻關(guān)，完成相關(guān)工程項目，真正讓工程項目來源于企業(yè)、應(yīng)用于企業(yè)[5]。

工程綜合訓(xùn)練或創(chuàng)新訓(xùn)練，一般都采取團隊模式開展訓(xùn)練，由指導(dǎo)教師與項目團隊共同確定訓(xùn)練項目內(nèi)容，根據(jù)訓(xùn)練項目內(nèi)容在三個案例庫中找到工程資料進(jìn)行學(xué)習(xí)、模仿、設(shè)計、驗證，直至完成既定的工程訓(xùn)練內(nèi)容。對于學(xué)習(xí)效果好、工程能力強的學(xué)生可參與到校企協(xié)同創(chuàng)新團隊中解決實際工程問題。

（三）工程型師資隊伍建設(shè)

為解決工程訓(xùn)練教師存在的知識老化或工程能力不足等問題，應(yīng)從政策上激勵高校教師進(jìn)企業(yè)進(jìn)項目提升工程能力，企業(yè)工程師進(jìn)課程進(jìn)課堂參與校企協(xié)同育人。通過雙方合作互動，企業(yè)為高校教師提供參與技改、產(chǎn)品研發(fā)的機會，為工訓(xùn)教師了解行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立工程訓(xùn)練案例項目庫、提高工程項目指導(dǎo)能力創(chuàng)造條件。只有這樣，才能培養(yǎng)出一批了解企業(yè)需求、了解前沿技術(shù)狀況的工程型師資隊伍，促進(jìn)工程訓(xùn)練課程的教學(xué)質(zhì)量，提高工程訓(xùn)練教學(xué)水平。

（四）線上-線下相結(jié)合的教學(xué)方法

隨著新工科工程教育改革的推進(jìn)，跨學(xué)科、跨專業(yè)學(xué)習(xí)將成為工程訓(xùn)練的常態(tài)，傳統(tǒng)“師帶徒”工程訓(xùn)練教學(xué)模式已不能滿足教學(xué)的需要。為提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，適應(yīng)各行業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，對新知識、新理論的學(xué)習(xí)可采取提供線上學(xué)習(xí)資源，線下教師輔導(dǎo)的方式，同時利用工程項目案例庫，讓學(xué)生學(xué)以致用，迅速將所學(xué)知識應(yīng)用于工程訓(xùn)練項目的實施中。在實施過程中，可利用SPOC平臺打通工程訓(xùn)練學(xué)生與企業(yè)工程師之間的交流平臺，提高學(xué)生、指導(dǎo)教師、企業(yè)工程師之間交流的即時性、交互性，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求。

對學(xué)生學(xué)習(xí)成效的評價也可采用線上-線下相結(jié)合的過程性多元評價體系，即線上對學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)成效、交流溝通頻次進(jìn)行綜合評價，線下對學(xué)生的操作能力、設(shè)計能力、協(xié)作能力進(jìn)行客觀評價，線上-線下相結(jié)合的評價模式可以客觀反映學(xué)生工程訓(xùn)練的成效，并對學(xué)生工程能力評定提供依據(jù)[5]。

四、結(jié)束語

地州高校以培養(yǎng)服務(wù)地方行業(yè)企業(yè)的人才作為人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)，要在新工科工程教育改革中與工科優(yōu)高校和綜合高校實現(xiàn)錯位發(fā)展、特色發(fā)展，地州高校必須主動對接行業(yè)企業(yè)，將企業(yè)工程技術(shù)人員引進(jìn)課堂，尤其在工程訓(xùn)練課程中要加強校企協(xié)同工程訓(xùn)練環(huán)境建設(shè)、工程型師資隊伍建設(shè)，通過校企合作開展與行業(yè)、企業(yè)緊密相關(guān)的工程訓(xùn)練項目庫建設(shè)，改進(jìn)教學(xué)模式、教學(xué)方法，加強學(xué)生、教師、工程師三方溝通學(xué)習(xí)，創(chuàng)新校企協(xié)同育人模式，探索新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)、新工科背景下工程型技術(shù)人才的培養(yǎng)方法，為中國制造2025計劃的實施提供創(chuàng)新能力強、工程素養(yǎng)高的優(yōu)秀建設(shè)者。

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