增強高職學生工程體驗感探索

□丁度坤

增強高職學生工程體驗感探索

□丁度坤

針對目前高職院校在校生普遍缺乏工程體驗的現狀，對增強高職學生工程體驗感的方法進行深入探索。以機電方向學生為研究對象，圍繞工作崗位需求，對機電一體化方向主干專業課程進行整合，構建以增強學生專業技能、綜合職業素養與嚴謹求實的敬業精神為目標的一體化的工程體驗自動化生產線實訓課程，著力使學生獲得一種類似于真實工作環境的工程體驗。

高職機電；工程體驗；課程整合

高職院校承擔著為國家培養高技能復合型人才的重任。高職院校的畢業生，必須在掌握相關專業技能的基礎上，具備相關的工程能力；必須培養相關的職業素養與嚴謹求實的敬業精神；必須使其在進入工作崗位之前，具備對企業工程文化的認同感。國家工程教育專業認證標準以及美國的ABET對此都有相關的文件規定[1]。

可是目前，大多數高職院校的課程設置，均是偏重于學生專業技能方面的提升，而忽略了對其工程文化、工程能力等方面的培養。學生在進入相關工作崗位之前，普遍缺乏基本的工程經驗以及對工程文化的認同和了解。從某種意義上來講，這也是造成我國企業的產品質量不穩定的根源所在。

培養工程類畢業生的工程能力，使得在進入相關設計制造崗位之前，對企業工程文化具備一定的認同感，培養其嚴謹樸實的敬業精神，有利于從源頭上保證產品的生產質量，具有極其重要的意義。本文將以培養學生的工程能力為主線，以機電類學生為研究對象，構建工程能力與工程文化一體化教學的自動線實訓課程，著力使學生獲得一種類似于實際的工程體驗。

一、體驗感在工程類人才培養中作用

體驗感的概念來源于心理學，指的是人類在與環境的交互中所獲得的個人經驗。概括地講，人的知識來源有兩大途徑：一是通過書籍、老師傳授、圖片或者文字等方式間接獲得；一種是通過實踐直接獲得。而體驗感更強調的是后者，從某種意義上來講，通過實踐直接獲取的知識要比通過間接手段獲取的知識更為重要。這是因為環境的信息可為學習者提供豐富的背景，方便學習者協調與更新自己的知識體系；另一方面，體驗過程中獲得的成功和獎勵也會使學習者建立起更為濃厚的興趣和自信，激勵其不斷獲取新的知識。

體驗感教育對工程類的人才培養尤為重要，因為工程類的課程絕大部分均是實踐性相當強的課程，工程科學本身也是在不斷地發明與創造新事物中得到發展的。可以說，工程知識的認知過程就是從具體到抽象，再由抽象到具體的反復過程。工程師的知識體系來源于社會生產的實際。將工程體驗感融入工程類課程的教學當中，有助于學生更好地理解各種基礎知識和專業知識；有助于培養學生嚴謹樸實的敬業精神；有助于學生正確認識理論與實際、知識與能力的關系；有助于學生發現自己的優勢和興趣，為其未來的就業奠定基礎。回憶我國第一批大學生的成長歷程，他們絕大部分都有工廠、農村的實踐經驗，所以盡管他們的理論基礎不如應屆高中畢業生，但他們的理解與接受能力卻要比應屆高中畢業生強，因此這批學生在畢業后很快就成為了各個領域的骨干，在各崗位大顯身手，為我國的改革開放做出了巨大的貢獻。而反觀目前的大學畢業生，入學后就根據學校的人才培養計劃按部就班地學習一門又一門的公共基礎課和專業基礎課。工程經歷的缺乏使得各門課程對他們而言都是獨立的，無法在相關工程背景的指導下，將各門課程有機地聯系起來，構筑自己的知識體系，也就更談不上能力的形成了。不少學生，學了一個學期的課程，都還沒弄清楚這門課程的用途，要一直到走上工作崗位，從事了相關的技術崗位，參加了一些實際的工程項目，才能理解在校期間所學課程的作用，這嚴重制約了個人未來的發展。

為培養學生的工程能力，營造一種工程體驗感，國內外許多高等院校均專門開設了相關的課程。如美國哈佛的三一學院工程系就開設了“工程設計導引—移動機器人”課程，每年選課人數約2O人。課程以滅火機器人競賽為背景，通過研制參賽的機器人，“旨在為學生提供一年的工程經驗，以培養專業技能，建立專業視角，了解工程世界的社會與人文環境”[1]。麻省理工學院的航空航天工程系開設了“航空航天與設計導引”選修課。通過課堂教學、互聯網教學和航天器設計項目為學生營造了“提供真實的工程體驗”[1]。瑞典的林克平大學開設了名為“Engineering Project Y”的工程導引課程，學生將用一學期四分之一的學時修該課程。課程包括講課、討論、項目工作和項目總結報告幾個部分。每年大約有140名學生選課，來自5個系的教師參與指導，構建10個不同的項目。每5個學生為一組開展工作，完成從構思、設計、實現到評價的全過程[2]。Joy Beatty等提出了一種游戲式的教學模式，針對計算機工程需求分析師的課程特點，設計相應的游戲項目，讓學生在游戲中得到相關知識的工程體驗[3]。René Sallier等根據測試專業學生的特點，設計了血壓測試項目，使用了NI公司的LabVIEW平臺，讓學生自主去構建相關的軟硬件，并體驗血壓測量，增強其工程體驗[4]。國內深圳大學的費躍農等以機器人教學套件為載體，為新生開設了滅火機器人的早期工程體驗課程，旨在增強學生的學習興趣[1]。

二、機電類專業人才培養目標探索

近年來，隨著我國制造業的持續發展以及國家產業政策的調整，各企業普遍出現了“招工難、用工難”的困境，生產設備的自動化是解決上述問題的最佳途徑。它能有效地緩解企業“用工難”的困境，提高勞動生產率，保證產品質量的一致性，且能將人類從單調、惡劣的生產環境中解放出來，是未來制造企業的發展方向。全球知名的制造企業—富士康甚至提出了百萬“機器人大軍”計劃，計劃在未來十年內，在生產線上配置百萬臺機器人，用來代替人工進行生產、搬運。而以單片機技術、液壓氣動技術、電氣控制技術、傳感器技術、PLC技術、網絡及通訊技術等多學科交叉的機電一體化方向正好順應了這一趨勢，在近年來也得到了迅猛的發展。

現在，基本每個工科類的高職院校都開設了機電一體化專業方向，可是目前國家卻沒有關于機電一體化方向的專業標準出臺，這使得各院校在機電一體化專業的課程設置方面，各有特色，有的偏機械方向，而有的偏重于電氣方面。同時，由于缺少機電一體化的職業技能評價體系，以及機電產品本身的復雜多樣性，使得機電一體化方向在人才培養方面存在很多急待解決的問題。如何明確機電人才的培養目標、加強專業建設、并以此制定相關的人才培養方案成為了擺在各院校面前的一道研究課題[5-7]。

培養目標的確定對高職院校而言是非常重要的，它直接關系到后續專業課程的設置，直接影響到學生在校期間學到知識的多少、掌握職業技能的深淺、畢業時能從事的崗位以及是否能較好地勝任相應崗位的工作等實際問題。

我院近年來非常重視對機電方向人才培養目標的修訂，通過召開培養方案研討會、到相關企業調研、畢業生信息反饋等方式，著力于制定最合理的人才培養方案。從調研的情況來看，目前，機電一體化方向畢業生的就業崗位群主要有：（1）機電一體化設備和自動生產線的運行、安裝、調試和維護；（2）各種機械設備的自動化、數字化改造；（3）自動化生產車間的生產工藝設計、質量管理、生產管理等崗位；（4）新興的崗位如機器人的維護、維修技術員等。

據此確定了我院機電一體化方向的人才培養目標為：自動化生產設備的安裝、調試、操作、維護與管理。圍繞此培養目標，我院將機電類的課程劃分為四大模塊，分別為：職業工具課模塊、職業基礎課模塊、職業核心課程模塊以及職業選修課模塊，如圖1所示。

三、機電類工程體驗一體化實訓課教學設計

圖1 機電專業課程體系圖

為使學生獲得一種更為真實的工程體驗，我院從多個方面進行了探索。選取了“自動線的安裝與調試”實訓課作為試點，將工程文化課也融入其中，如圖2所示。將其貫穿于整個實訓課的開始、實施以及最終的課程評價當中，極力營造一種類似于實際生產的全過程，使得學生獲得一種接近于未來實際工作崗位的工程體驗，培養其團隊協作能力、溝通能力以及嚴謹樸實的工作作風。

圖2 工程體驗感實訓課程設計

（一）工程文化課程的選取

工程文化是指企業在實際的生產經營活動中，逐步形成的、為全部員工所認同的、帶有特色的價值觀、生產作風、經營理念、企業精神、企業道德準則等各方面的總和[8-9]。它是企業全體成員在長期的生產與經營活動中日積月累而形成的，是企業的靈魂所在。優秀的工程文化是企業在激烈的市場競爭中出奇制勝的法寶，是企業實現可持續發展的軟實力。從目前許多院校畢業生頂崗實習與就業情況發現，大多數畢業生并不能適應企業的要求，難以真正轉變為一名合格的企業員工，適應崗位需求。而從用人單位反饋來的意見又可看出，畢業生的專業技能并不是當前用人企業看重的第一要素，企業更為重視的是員工的基本職業素質、對企業的忠誠感以及對企業工程文化的認同程度。所以，在校期間提前對學生進行企業工程文化的相關教育，培養他們對工程文化的認同感就顯得非常重要。

而一個企業的工程文化，往往是各具特色的，但也有其共性所在。因此，選取了最具代表性的工程文化四大共性部分作為我院學生的工程文化培訓課程，它們分別為：企業對員工的職業素養要求；6S 理念（即整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全）；企業的品質理念；企業的生產管理理念（選取了豐田的看板管理方法）。將這些共性的企業文化貫穿于實訓課的全過程，培養學生對工程文化的認同感。

（二）工程體驗實訓課的設計

為使學生獲得一種類似于實際生產的工程體驗，選取了“自動線的安裝與調試”實訓課作為實施載體，并在其中貫穿了相關的企業文化課程。我院的“自動線安裝與調試”實訓是作為“機電一體技術”理論課的實訓課程而專門開設的，課時為84學時，共歷時3周時間。要求學生在實訓前必須具備電工電子基礎、傳感檢測基礎、PLC編程基礎、電機原理與驅動等前期知識。

實訓課選取的設備是亞龍公司的YL-335B自動化生產線實訓臺，如圖3所示。它模擬了一條自動化生產線的下料、搬運、加工、裝配、分揀的全過程。

圖3 自動線拆裝實訓臺

整條生產線包括了5個工作分站 （即供料站、搬運站、加工站、裝配站與分揀站），各分站使用了西門子的S7-200PLC進行控制，可對其進行單獨控制，也可將各PLC組合起來，進行聯網控制。根據實驗臺特點，將實訓課劃分為供料站、搬運站、加工站、裝配站、分揀站的拆裝與調試，以及整線的安裝與調試六大實訓模塊，每個模塊均可自成一體，對學生的機械拆裝、電氣路連接、PLC編程、觸摸屏技術等多個方面進行訓練，提高其專業技能。以其中的“供料站拆裝與調試”實訓課為例，其具體的教學過程如表1所示。

表1 供料站實訓教學過程表

（三）課程的實施與評價

課程的具體實施過程是先由指導老師講授企業工程文化課，以及講解體現企業工程文化的實訓注意事項，總共為12學時。然后進入實訓環節，實訓環節極力模擬實際自動化生產設備的安裝調試過程，采用采用小班制，每班學生數在40～50人之間，以小組形式進行實訓，各組配備一臺實訓臺，各小組的學生數為5人左右，配備2名專業教師進行指導。

對每一模塊的實訓，其教學實施過程是先由指導教師對實訓內容做簡單講解，然后并對各組下發任務書，最后對各小組的完成情況進行評價，相關的評價標準如表2所示。

表2 項目評價標準

四、結束語

工程能力的匱乏是我國高職院校學生普遍存在的問題，直接影響了學生對未來的崗位適應程度，乃至企業產品的品質等方面。因此，本文以“自動線安裝與調試”實訓課為載體，融入了職業素養、企業6s理念、企業的品質理念以及豐田的看板管理模式等共性的工程文化課程，極力營造一種類似于實際的工程環境，進行工程體驗一體化實訓課教學的探索，使學生在實訓的同時獲得一種工程體驗感。

從實施的效果看，參加過工程體驗實訓的同學，其對未來工作崗位的適應能力明顯增強了許多，實訓的效果也有了顯著提高。去年我院第一次參加“自動線的安裝與調試”全國技能大賽，就取得了團體三等獎的良好成績，這也從另一側面說明工程體驗一體化教學的有效性。

[1]費躍農，邱建，李衛民，等.早期工程體驗課程的設計與實踐[J].實驗技術與管理，2008,25（12）.

[2]Edward Crawley eta1.Rethinking Engineeirng Education：The CDIO Approach[M].NewYork：Springer，2007.

[3]Joy Beatty，Mike Alexander.Games-Based Requirements Engineering Training:An Initial Experience Report[C].NewYork:IEEE press,2008.

[4]René Sallier,Rüdiger Miβler,Andreas Schütze.VenDASys–aversatileexperimentationplatformforeducationalpurposes[C].NewYork:IEEE press,2010.

[5]林昌杰.高職機電類專業學生能力培養的探討[J].武漢交通職業學院學報,2004,6(04).

[6]孫余一，黃瑋，楊普國，等.機電一體化技術專業頂崗實習質量保障體系的建設[J].昆明冶金高等專科學校學報，2010，26（06）.

[7]譚憲云.論高職院校機電一體化專業建設[J].高教高職研究,2010(26).

[8]戴維海，黃春，高振華.高職教育文化引進融合企業文化的認知與運作[J].安徽電氣工程職業技術學院學報,2010,15(04).

[9]戴維海，黃春，高振華.高職教育文化引進融合企業文化簡析[J].中國職業技術教育，2011(12).

丁度坤（1981-），男，廣東汕頭人，東莞職業技術學院教師，博士，研究方向為機器人技術、光機電一體化，高職教育。

課題項目：廣東高職研究會重點課題“增強高職院校工科類學生工程體驗方法研究”（編號：GDGZ11Z001），主持人：丁度坤；東莞職業技術學院校級課題“PCB板微鉆視覺檢測方法研究”（編號：2011c13），主持人：丁度坤。

G712

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1001－7518（2012）18－0086－04

責任編輯 吳學仕