工科基本訓(xùn)練3層+1營實(shí)踐課程體系探索與實(shí)踐

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.22.158

摘 要 結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證核心理念，同時(shí)針對(duì)學(xué)生認(rèn)知層次的差異，構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系，將工科基本訓(xùn)練課程劃分為層層遞進(jìn)式工程基礎(chǔ)訓(xùn)練、工程綜合實(shí)踐、工程創(chuàng)新實(shí)踐三大類實(shí)踐課程和創(chuàng)新訓(xùn)練營實(shí)踐項(xiàng)目，以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向，更好地適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，能夠有效支撐新時(shí)代卓越現(xiàn)場(chǎng)工程師的培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 工程教育專業(yè)認(rèn)證；工科基本訓(xùn)練課程；“3層+

1營”實(shí)踐課程體系；卓越現(xiàn)場(chǎng)工程師

中圖分類號(hào)：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）22-0-03

0 引言

培養(yǎng)符合社會(huì)發(fā)展需求的高等技術(shù)應(yīng)用型人才，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是技術(shù)應(yīng)用型高等教育永恒的主題。近年來，在工程教育專業(yè)認(rèn)證深入推進(jìn)背景下，上海電機(jī)學(xué)院對(duì)照專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)開展本科工程教育改革探索與實(shí)踐，逐步形成以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出成果為導(dǎo)向和評(píng)價(jià)依據(jù)，以學(xué)生的能力培養(yǎng)為目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的本科工程教育核心理念[1]。本文結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證核心理念，提出工科基本訓(xùn)練多層次分級(jí)教學(xué)模式，構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系，對(duì)于有效支撐新時(shí)代卓越現(xiàn)場(chǎng)工程師培養(yǎng)以及學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，全面培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，具有一定的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

1 工科基本訓(xùn)練課程的特點(diǎn)

上海電機(jī)學(xué)院是一所面向先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的普通高等院校，全校所有工學(xué)、理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、文學(xué)專業(yè)都需要必修一門或幾門工科基本訓(xùn)練課程，通過工科基本訓(xùn)練課程的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生切實(shí)的安全生產(chǎn)理念、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、正確的勞動(dòng)觀念、良好的勞動(dòng)素養(yǎng)、理論聯(lián)系實(shí)際的優(yōu)良作風(fēng)、解決實(shí)際問題的能力、勇于創(chuàng)新的工匠精神。隨著實(shí)踐教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，學(xué)校開展了一系列改革，呈現(xiàn)出三個(gè)方面的特點(diǎn)。

1.1 教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)

從培養(yǎng)教學(xué)對(duì)象出發(fā)，在涵蓋機(jī)械、電氣、材料等所有工科專業(yè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大到涵蓋文、理、經(jīng)濟(jì)、管理、藝術(shù)等非工科專業(yè)，對(duì)相應(yīng)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行必要的工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的勞動(dòng)觀念、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，提升其解決實(shí)際問題的能力。

1.2 教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)

從改變教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象，訓(xùn)練內(nèi)容分為多個(gè)層次。不再局限于工業(yè)制造領(lǐng)域，逐步拓展到更廣的工程技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，涵蓋系統(tǒng)、管理和信息等領(lǐng)域，致力于建設(shè)多學(xué)科、綜合性較強(qiáng)的工程實(shí)踐教學(xué)體系，在廣度和深度上都產(chǎn)生深刻的變化[2]。

1.3 教學(xué)方法的特點(diǎn)

從改進(jìn)教學(xué)方法出發(fā)，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)循環(huán)交替，逐步跳出傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)范疇。摒棄傳統(tǒng)的過于簡單的實(shí)踐方案，依托先進(jìn)制造技術(shù)、特種加工技術(shù)構(gòu)建綜合性訓(xùn)練方案，不斷增加先進(jìn)制造領(lǐng)域的教學(xué)方法和實(shí)踐課時(shí)，使學(xué)生的認(rèn)知能力和工程實(shí)踐能力能夠融入新時(shí)代發(fā)展的步伐。

2 工科基本訓(xùn)練課程存在的問題

參照工程教育專業(yè)認(rèn)證核心理念，通過調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)校工科基本訓(xùn)練課程體系還不夠完善，仍停留在傳授型和技能型模式上，無法有效支撐工程教育專業(yè)認(rèn)證核心理念和新時(shí)代卓越現(xiàn)場(chǎng)工程師人才培養(yǎng)要求，主要存在以下三個(gè)問題。

2.1 傳統(tǒng)技能型訓(xùn)練偏多

課程體系中傳統(tǒng)設(shè)備占比較大，傳統(tǒng)訓(xùn)練模塊偏多，教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)性記憶、經(jīng)驗(yàn)和技能的傳授，沒有把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、制造、管理過程融入學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。先進(jìn)制造設(shè)備人機(jī)比例不合理，使得部分訓(xùn)練模塊學(xué)生單機(jī)操作時(shí)間較短，實(shí)踐操作能力訓(xùn)練不足。

2.2 創(chuàng)新思維訓(xùn)練不夠

課程體系中缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，實(shí)踐環(huán)節(jié)技能操作課時(shí)較多，而綜合性、創(chuàng)新性訓(xùn)練項(xiàng)目所占比重較小，教學(xué)過程中沒有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，學(xué)生缺乏自我發(fā)展的空間，缺少獨(dú)立思考。課程體系不能有效鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。

2.3 層次性、系統(tǒng)性、完整性訓(xùn)練不足

課程體系中的訓(xùn)練內(nèi)容還不夠豐富，存在碎片化現(xiàn)象，層次性、系統(tǒng)性、完整性不夠。受到專業(yè)、課時(shí)、課程設(shè)置等因素的影響，工科基本訓(xùn)練仍然過多地遵循金工實(shí)習(xí)的傳統(tǒng)模式，面對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的全新要求，其訓(xùn)練項(xiàng)目存在單一化、雷同化等問題，學(xué)生的層次性、系統(tǒng)性、完整性訓(xùn)練不足[3]。

3 工科基本訓(xùn)練課程改革指導(dǎo)思想與實(shí)施

方案

3.1 工科基本訓(xùn)練課程改革指導(dǎo)思想

工科基本訓(xùn)練課程改革應(yīng)對(duì)智能制造、人工智能、航空航天等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)需求，優(yōu)化重構(gòu)工科基本訓(xùn)練課程體系，針對(duì)學(xué)生不同認(rèn)知層次，構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系，以有效支撐新時(shí)代卓越現(xiàn)場(chǎng)工程師培養(yǎng)及學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求。在實(shí)踐課程教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)科交叉融合、多學(xué)科工程集成以及工程的復(fù)雜性，推動(dòng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)改革，使學(xué)生建立大工程觀、質(zhì)量觀和系統(tǒng)觀，全面系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

“3層+1營”實(shí)踐課程體系是根據(jù)新時(shí)代卓越現(xiàn)場(chǎng)工程師人才培養(yǎng)要求和人才成長規(guī)律的階段性特點(diǎn)建立的，以培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力為核心，著力強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，注重激發(fā)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)，旨在成為學(xué)生大學(xué)階段學(xué)習(xí)與實(shí)際工作之間連結(jié)的橋梁、理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐之間聯(lián)系的紐帶。

3.2 工科基本訓(xùn)練課程改革實(shí)施方案

針對(duì)學(xué)生認(rèn)知層次的差異，筆者提出多層次分級(jí)教學(xué)模式，構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系，在實(shí)踐教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)科交叉融合和多學(xué)科集成，推進(jìn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)改革，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程觀、質(zhì)量觀、系統(tǒng)觀，以學(xué)生為中心、以學(xué)生成果為導(dǎo)向、以持續(xù)改進(jìn)為重點(diǎn)，全面系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力?！?層+1營”實(shí)踐課程體系中的“3層”是依據(jù)多層次分級(jí)教學(xué)模式，將工科基本訓(xùn)練課程劃分為層層遞進(jìn)式工程基礎(chǔ)訓(xùn)練、工程綜合實(shí)踐、工程創(chuàng)新實(shí)踐三大類實(shí)踐課程；“1營”是指培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新實(shí)踐能力的創(chuàng)新訓(xùn)練營。

3.2.1 工程基礎(chǔ)訓(xùn)練課程鞏固基礎(chǔ)

工程基礎(chǔ)訓(xùn)練課程的主要任務(wù)是鞏固基礎(chǔ)，課程面向大一新生，在準(zhǔn)生產(chǎn)環(huán)境中強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐基礎(chǔ)和基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的工程師基本素養(yǎng)和工匠精神，以求達(dá)到促使學(xué)生熟悉制造工藝、學(xué)習(xí)操作技能、增強(qiáng)動(dòng)手能力、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的課程目標(biāo)。

3.2.2 工程綜合實(shí)踐課程強(qiáng)化綜合能力

工程綜合實(shí)踐課程的主要任務(wù)是強(qiáng)化綜合能力，課程面向大二學(xué)生，是在工程基礎(chǔ)訓(xùn)練課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合應(yīng)用和綜合實(shí)踐，使學(xué)生初步掌握項(xiàng)目設(shè)計(jì)、工程分析、實(shí)踐操作的基本方法，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程思維，為學(xué)生工程能力的培養(yǎng)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，以求達(dá)到提升學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、方法和技能解決實(shí)際問題能力的課程目標(biāo)。

3.2.3 工程創(chuàng)新實(shí)踐課程展現(xiàn)專業(yè)特長

工程創(chuàng)新實(shí)踐課程的主要任務(wù)是展現(xiàn)專業(yè)特長，課程面向大三學(xué)生，以產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造流程為主線，適當(dāng)引入成本計(jì)劃、成本控制、成本核算、成本管理的內(nèi)容，融合企業(yè)角色體驗(yàn)，讓學(xué)生熟悉CAD機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝分析、制造加工、機(jī)械裝配等一系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造流程，掌握數(shù)控加工、精密數(shù)控雕刻、3D打印、激光內(nèi)雕、電火花線切割等先進(jìn)制造技術(shù)。通過創(chuàng)新實(shí)踐體驗(yàn)工程文化，深入領(lǐng)悟產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)研發(fā)、測(cè)試論證、生產(chǎn)制造到市場(chǎng)推廣、銷售服務(wù)、升級(jí)改進(jìn)的全過程，使學(xué)生基本建立制造、質(zhì)量、成本、效益、安全、環(huán)保、信息、市場(chǎng)等工程概念，以求達(dá)到鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、展現(xiàn)學(xué)生專業(yè)特長的課程目標(biāo)[4]。

3.2.4 創(chuàng)新訓(xùn)練營提升創(chuàng)新實(shí)踐能力

創(chuàng)新訓(xùn)練營面向大二、大三學(xué)生，通過設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和實(shí)際意義的項(xiàng)目，讓學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐中掌握靈活運(yùn)用專業(yè)軟件、操作儀器設(shè)備的技術(shù)和技能，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力；讓學(xué)生在實(shí)際項(xiàng)目中掌握前沿技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)，使學(xué)生具備適應(yīng)市場(chǎng)需求的技術(shù)技能和工程師職業(yè)素養(yǎng)，從而更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求；讓學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作共同完成任務(wù)的方式完成創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，從而提高學(xué)生的社會(huì)交往和人際交往能力。

4 “3層+1營”實(shí)踐課程體系實(shí)施成效

結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證核心理念，針對(duì)不同年級(jí)、不同專業(yè)、不同認(rèn)知層次的學(xué)生，提出多層次分級(jí)教學(xué)模式，構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系，逐步解決工科基本訓(xùn)練課程存在的問題，獲得一定的實(shí)施成效。

4.1 適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展

通過多層次分級(jí)教學(xué)模式，構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系，運(yùn)用循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過程，將學(xué)習(xí)和訓(xùn)練內(nèi)容分為多個(gè)層次，每個(gè)層次都有一定的難度和深度，學(xué)生在掌握一個(gè)層次的內(nèi)容后，才能進(jìn)入下一個(gè)層次進(jìn)行進(jìn)一步學(xué)習(xí)。這種模式可以使學(xué)生逐步建立專業(yè)知識(shí)和技術(shù)技能的連貫性、系統(tǒng)性、完整性，避免碎片化現(xiàn)象[5]。同時(shí)，可以根據(jù)學(xué)生的不同認(rèn)知層次，對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)：對(duì)于能力強(qiáng)的學(xué)生，可以讓其接受更多、更大的挑戰(zhàn)；對(duì)于能力較弱的學(xué)生，可以給予更多的引導(dǎo)和支持，更好地適應(yīng)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

4.2 以學(xué)生為中心

“3層+1營”實(shí)踐課程體系突出學(xué)生的主體地位，以真實(shí)的產(chǎn)品項(xiàng)目為背景，以完成產(chǎn)品項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、工藝、制造、裝配為目標(biāo)，引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)了解項(xiàng)目的具體功能，分析各個(gè)零部件之間的相互關(guān)系和各個(gè)零部件的工藝要素，分工合作完成零部件的設(shè)計(jì)和制作，共同完成對(duì)產(chǎn)品的整體裝配。由于產(chǎn)品項(xiàng)目貼合實(shí)際，涉及學(xué)生感興趣的先進(jìn)制造技術(shù)，促使學(xué)生主動(dòng)去想、主動(dòng)去學(xué)、主動(dòng)去做，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的積極思維，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究。

4.3 以教師為引導(dǎo)

“3層+1營”實(shí)踐課程體系充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位、教師的引導(dǎo)作用，在教學(xué)和訓(xùn)練過程中鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)了解課程和項(xiàng)目的具體內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)生自主研究各個(gè)零部件的特點(diǎn)，確定合理的加工工藝，獨(dú)立思考并解決項(xiàng)目中的具體問題，從而提升學(xué)生分析和解決問題的能力[6]。同時(shí)支持學(xué)生之間的相互交流，鼓勵(lì)能力強(qiáng)的學(xué)生與沒有跟上進(jìn)度的學(xué)生攜手共進(jìn)，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

5 構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系的經(jīng)驗(yàn)

和建議

針對(duì)各二級(jí)學(xué)院開展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，依據(jù)“3層+1營”實(shí)踐課程體系的探索與實(shí)踐，筆者提出以下幾點(diǎn)建議。

5.1 提倡多層次分級(jí)教學(xué)

不同年級(jí)、不同專業(yè)、不同認(rèn)知層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力上必然存在差異，多層次分級(jí)教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)梳理出個(gè)性化的教學(xué)方案，更好地實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，同時(shí)能夠讓學(xué)生感受自身的進(jìn)步，激發(fā)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

5.2 倡導(dǎo)將真實(shí)項(xiàng)目引入教學(xué)

以學(xué)生為中心，將真實(shí)項(xiàng)目引入教學(xué)，可以拉近實(shí)踐教學(xué)與行業(yè)之間的距離，圍繞真實(shí)場(chǎng)景中的問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，引導(dǎo)學(xué)生理清現(xiàn)有條件，明晰要解決的問題，明確該怎樣解決問題，讓學(xué)生切實(shí)感受到解決實(shí)際問題的價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識(shí)和技術(shù)技能應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中的能力。

5.3 發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用

在教學(xué)實(shí)踐中充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，盡量讓學(xué)生多動(dòng)腦、多動(dòng)口、多動(dòng)手，為學(xué)生營造一個(gè)深入探索的發(fā)展空間，并在學(xué)生深入探索的過程中加以引導(dǎo)、點(diǎn)撥，同時(shí)支持學(xué)生之間的相互交流與合作，促使學(xué)生深入理解運(yùn)用新知識(shí)、新技術(shù)、新技能的客觀規(guī)律。

6 結(jié)束語

上海電機(jī)學(xué)院通過構(gòu)建“3層+1營”實(shí)踐課程體系的探索與實(shí)踐，針對(duì)學(xué)生認(rèn)知層次的差異，將工科基本訓(xùn)練課程劃分為層層遞進(jìn)式工程基礎(chǔ)訓(xùn)練、工程綜合實(shí)踐、工程創(chuàng)新實(shí)踐三大類實(shí)踐課程和創(chuàng)新訓(xùn)練營實(shí)踐項(xiàng)目，獲得較為顯著的教學(xué)成效。這種教學(xué)模式以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，克服了以往工科基本訓(xùn)練課程存在的問題，能更好地適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，有效支撐新時(shí)代卓越現(xiàn)場(chǎng)工程師的培養(yǎng)目標(biāo)。

7 參考文獻(xiàn)

[1] 姜健，盧聲，姜洪武，等.轉(zhuǎn)型發(fā)展下以工程認(rèn)證為標(biāo)

準(zhǔn)的課程教學(xué)模式改革探索：以無機(jī)化學(xué)綜合實(shí)訓(xùn)課程

為例[J].山東化工，2021，50（3）：194-195.

[2] 文利，郭靜蘭，吳艷臣，等.基于OBE教育理念的工程

實(shí)訓(xùn)拓展訓(xùn)練課程體系建設(shè)[J].高教學(xué)刊，2021，7（16）：

51-54.

[3] 康福偉，馮義成，姜文勇，等.提高學(xué)生解決復(fù)雜工程

問題能力的探索：以哈爾濱理工大學(xué)金屬材料工程專業(yè)

為例[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2019（17）：90-92.

[4] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”質(zhì)量要求與工程教育認(rèn)證[J].高等工程教育研究，2013（6）：49-61.

[5] 馬鈞，曾祥君，馬瑞.面向工程教育認(rèn)證開展工程訓(xùn)練

中心建設(shè)的探索[J].教育教學(xué)論壇，2018（13）：82-83.

[6] 韓鳳霞，鄭軍.基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的工程訓(xùn)練教學(xué)

的改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015（10）：178-181.

*項(xiàng)目來源：上海電機(jī)學(xué)院校級(jí)教研教改項(xiàng)目“工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下工科基本訓(xùn)練教學(xué)實(shí)踐與探索”。

作者簡介：余謐，高級(jí)工程師；吳斌，通信作者，博士，教授。