基于提高學生工程能力培養(yǎng)模式的探究與實踐

張會利，屈斌文

(江漢大學工程訓練中心，武漢430056)

隨著教育的不斷改革，各大工科類和綜合類院校不斷加強對本科教育中工程訓練的投入，包括課程體系的建設、實驗設備的采購、專任教師的培訓以及學科競賽的鼓勵等。對于如何更好地利用工程訓練的投入，培養(yǎng)出專業(yè)技能扎實且自主創(chuàng)新意識強的學生，本研究提出了一種以興趣為導向，以課余時間為載體，以賽促練，賽練結合的培養(yǎng)模式。

1 國內外工程能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

國外一些著名高等院校，非常注重對學生工程訓練實踐能力的培養(yǎng)，大學畢業(yè)生的綜合素質和創(chuàng)新能力較強，像麻省理工學院，主要利用課余及假期時間加強對學生工程訓練實踐的培養(yǎng)。法國高等教育工程注重實踐，強調“五位一體”培訓體系，強調學生要接受大量工程實踐訓練。

通過對國內部分高校工程能力訓練的調研以及自我教學環(huán)境的分析，工程訓練培養(yǎng)存在幾點不合理之處：其一，實踐環(huán)節(jié)安排不合理。實踐課程應該安排在專業(yè)理論課程之后，應處于本科三年級期間，但大部分高校將工程能力環(huán)節(jié)安排在前，此時的學生對專業(yè)知識沒有一定的認知，對工程訓練的概念較為模糊。其二，實踐課程針對性不強。工程能力課程的開展以面概全，專業(yè)性針對不強，如：人文社科專業(yè)和機械類專業(yè)以及近機類專業(yè)的工程訓練實踐環(huán)節(jié)區(qū)分不明確。其三，實踐環(huán)節(jié)周期安排不合理。實踐周期短，導致任務過于簡單化，學生僅是達到認知的程度，對于實踐產(chǎn)生效果的運用不強，經(jīng)過工程能力訓練之后，學生運用實踐所得知識解決不了科研及科技競賽中遇到的難題。

2 新培養(yǎng)模式的提出

在我國大多數(shù)院校中，很多課程偏向理論化，學生的實踐機會較少，因此，依托學科競賽開展實踐類培養(yǎng)迫在眉睫。

A.學科競賽的意義。參加學科競賽有利于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在參加學科競賽過程中，從設計到制造，從不斷優(yōu)化到結果，學生能夠發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。經(jīng)過這一完整的過程，學生在創(chuàng)新能力方面將得到很大提升。其一，參加學科競賽能夠增強團隊意識。參賽過程中，團隊成員分工不同，需要團隊協(xié)作才能完成比賽，這種團隊協(xié)作的精神，能夠對學生今后走向社會，面對形形色色的工作環(huán)境提供很大幫助。其二，學科競賽有利于夯實專業(yè)理論知識。參加學科競賽需要系統(tǒng)和全面的理論知識與專業(yè)技能，學生要能夠在賽事準備中利用所學知識去解決各種難題，用實踐去檢驗和夯實理論知識。其三，學科競賽有利于激發(fā)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識更好地落實到本科教育中。

B.競賽過程遇到的問題。全國大學生工程訓練綜合能力大賽從2009年的58支隊伍，發(fā)展到2019年的498支隊伍，該項賽事頗受高校師生的歡迎。但指導教師發(fā)現(xiàn)在賽事準備期間，學生對于參賽作品零部件的設計與加工較為被動，原因有以下三點：其一，學生的知識范圍受限于課堂理論知識，不能將理論與實踐有機結合。其二，學生缺乏一定的設計和加工能力，導致設計與加工不符。其三，受時間和課程安排的限制，學生沒有足夠的時間去熟悉操作設備和學習加工技術，不能獨立完成零部件的加工，只得依靠指導教師完成加工任務。

基于以上問題，提出了一種以興趣為導向，以課余時間為載體，以賽促練，賽練結合且具有推廣性和延續(xù)性的培養(yǎng)模式，即在課余及假期，將部分對工程能力充滿興趣的學生進行專業(yè)理論知識和實踐能力的培養(yǎng)，隨即以這部分學生去帶動整體，以此延續(xù)，擴充到學生群體中。在整個教學體系中，學生率先充當?shù)氖菍W者，先接受專業(yè)教師的集中培訓，然后又充當師者，去培訓后續(xù)的學者，這樣一種循環(huán)模式既培養(yǎng)了學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，又激發(fā)了學生的主動性和創(chuàng)新性。

3 工程能力培養(yǎng)模式的實施

以江漢大學政策作為出發(fā)點，成立以培養(yǎng)學生基礎操作技能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的學生社團，掛靠工程訓練中心，依托學校公共平臺，申請開放實驗室，以興趣為導向，以課余時間為載體，采取以賽促練，賽練結合的模式，培養(yǎng)理實一體的高素質學生。

A.針對對象。以江漢大學學生為主，利用學校關于學科競賽和創(chuàng)新學分的相關鼓勵政策，激勵并選拔一些學習興趣高且主動性強的學生。學生選拔活動定在大二第二學期，選擇這樣的時間節(jié)點，是因為這一時期的學生對自己所屬專業(yè)領域有了更進一步的認識，具備一定的專業(yè)理論知識，對自己未來規(guī)劃也有了較為明確的方向。

B.培養(yǎng)模式。采用模塊化培養(yǎng)方式，包含繪圖軟件的學習、傳統(tǒng)加工、先進制造、PLC、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐五大模塊。繪圖軟件包含AUTOCAD、UGNX；傳統(tǒng)加工主要包括車削、銑削、鉗工；先進制造包含加工中心、數(shù)控車床、特種加工、3D打印、激光雕刻。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié)則是將所學內容與各項科研競賽相結合，設計并制作項目參加學科競賽，通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的訓練進一步細化出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)品，以此申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目和大學生科研立項。為盡快適應學科競賽的團隊模式，團隊中的各成員都必須各有所長，因此，除繪圖軟件和創(chuàng)新環(huán)節(jié)外，每位學生只能選擇傳統(tǒng)加工、先進制造、PLC模塊中的一種，經(jīng)過專任教師穩(wěn)定長時間的培養(yǎng)，具備專業(yè)高級水平。在創(chuàng)新環(huán)節(jié)中，三大模塊中的學生交叉組合，取長補短，相互交流，更有利于競賽的籌備和推進。

C.教學安排。培養(yǎng)周期為一年，培訓課時約為160～180 h，主要利用學生和專任教師的課余時間或假期開展。學生社團成立初期，聘請工程訓練中心專任教師展開培訓，經(jīng)過系統(tǒng)培訓的學生，具備了一定的專業(yè)知識和技能之后，可充當助教輔助教師開展培訓，減輕教師的授課壓力，為學生提供良好的試教平臺。

D.教學標準。培訓啟動前期，各模塊將制定統(tǒng)一教學標準，從專業(yè)的理論知識到操作，各專任指導教師根據(jù)所受課程制定出詳細的教學大綱和教學計劃，使學生經(jīng)過系統(tǒng)學習后，能達到中高級的水平。

E.培養(yǎng)目的。教學計劃的制定和實施與學生科研競賽有機結合，注重對學生能力的培養(yǎng)，以項目為導向展開培訓，這樣經(jīng)過工程能力培養(yǎng)的學生，增強了動手操作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，能將自己所學運用到實際科研競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目中，做到學以致用。

F.達到的效果。第一，經(jīng)過工程訓練的培養(yǎng)，學生具有較強的專業(yè)技能水平和一定的創(chuàng)新性，能夠利用所學內容自主參與到科研與學科競賽中，并取得一定名次；第二，學生可將參賽作品申請專利或發(fā)表到學術期刊，實現(xiàn)成果的轉化；第三，經(jīng)過系統(tǒng)培訓的學生在具有一定的基礎和能力之后，需擴充教學對象，以學生帶動學生，延續(xù)該培養(yǎng)模式。

4 結語

在培訓過程中，該模式注重對學生能力的培養(yǎng)，包含基礎操作技能、設計技能、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，對學生進行分階段重點培養(yǎng)，從建立創(chuàng)新能力意識到擁有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，逐漸打造理實一體的高素質學生，使學生的工程實踐能力得到提升，發(fā)揮了更好的教學作用。