工程訓練教學改革探索與實踐

李曉春， 曲曉海， 楊 洋， 周 亮

(吉林大學 工程訓練中心，吉林 長春 130025)

0 引 言

隨著我國的高等教育有精英教育轉變為大眾教育，高校教學任務變重，伴隨著社會的發展與進步，學生實踐技能與社會需要不適應的矛盾越來越突出[1-4]。以吉林大學工程訓練中心為例，說明工科學生的工程訓練存在如下問題：

(1) 觀念問題。實踐教學是為培養研究型、復合型、具有大工程意識、創新意識和創新能力、競爭能力的高素質人才打下堅實的基礎。是培養高素質工科人才不可缺少的一個重要環節。但很多參加工程訓練的學生對這一問題認識不清。學生來參加訓練，絕大多數是抱著混學分的態度來的，沒有認識到工程訓練的重要性。將其簡單地等同于勞動，因此很多同學對訓練都有一定的抵觸情緒。在這種觀念影響下學生在上課時普遍存在不注意聽講、玩手機、睡覺、不愿意動手操作等等不良行為。

(2) 成員素質及教學方式方法。現有指導人員素質參差不齊，教學方法單一，有些指導人員的知識嚴重老化，已跟不上時代的進步。講述的知識和講述方法很多都是上個世紀七八十年代的東西，已無法滿足現在學生的要求[5-7]。常常是單純的“講—做”模式，不能充分調動學生的主動性與創造性。有些工種在教學過程中，往往是指導人員從頭到尾演示一遍，包括設備的操作、數據的輸入等，學生再重復這一過程。這就造成了學生不動腦思考，只是單一的復制，枯燥無味，并不能學到相應的技能。

(3) 課程安排。現有工程訓練實習課程較為單一，各工種聯系比較松散。目前只有車工和鉗工有所聯系，但聯系也不是十分緊密。這樣不利于學生對整個工藝流程的掌握和理解。學生會出現拿到圖紙時很茫然不知從何下手，想加工一件作品卻不知道怎樣才能一步一步完成。雖然進行了工程訓練，但是達不到很好的效果，將來學生們走向工作崗位還要從頭學起，并未培養出學生較為完善的工程意識和技能[8]。

1 教學改革建議

1.1 觀 念

為了能滿足社會的需要，必須更新教育觀念，改革人才培養和課程體系。能夠培養出具有工程意識、創新意識、能力高素質人才的培養方案和課程體系建設應是以實踐基地為載體，以學生為主體，以社會需要為培養目標，集本科理論、技師技能、工程師能力為一身的培養體系。工科學生的工程意識、工程實踐能力和工程素質的培養是要靠加強理論教學和實踐環節的合理安排才能提高的。滿足社會需求的程度是衡量人才培養質量好壞的標準，所以應用型人才的培養要面向基層，面向生產第一線，以滿足社會的需求[9-11]。

筆者認為這不是一朝一夕也不是一人所可以改變的，需要多方面的努力來改善學生以及相關人員對實踐教學的態度及觀念。可多組織一些比賽、課外活動及參觀報告等。

1.2 人才儲備

工程教育是源于教育而最終又要歸于實踐的。而師資力量是開展工程教育成敗的關鍵因素之一。目前中心存在著師資隊伍中高素質“雙師型”數量不足。實踐教學由于其特殊性對教師的要求可以說更高，既要有專業實踐工程背景又要有扎實的專業知識。面對這種現狀，筆者認為應深化體制改革，指定有利于“雙師型”教師隊伍迅速成長的獎勵機制，優化隊伍結構，注重實踐能力[12-14]。

中心經過申請由吉林大學領導批準，于2011年至今，先后招收8名碩士研究生。并對他們進行較長時間的崗前培訓，使他們的政治思想表現、工程意識、實驗儀器設備的操作技能以及實踐教學的組織能力等都得到了進一步的提高。充分發揮其自身，一專多能，從整體上提高師資隊伍的素質和水平。

目前吉林大學工程訓練中心現有學校在編職工90人，其中大學以上學歷26人，高級職稱9人，中級職稱10人。技師23人。中心在今后的發展中將進一步吸收優秀人才，提高整體教學師資隊伍水平。

1.3 構建梯級工程訓練體系

為了加強對學生實踐動手能力的培養，使學生具有較強的迎接競爭和挑戰的學習能力、實踐創造能力和自我發展能力，應改善工程訓練模式。

筆者認為訓練教學內容應與所學理論知識相結合，因此應分階段進行的：

(1) 低級階段。主要學習掌握基本工具，各類儀器儀表的使用，以及基本操作技能的培訓。如在金工實習中進行車、鉗、銑、刨、磨訓練等。

(2) 中級階段。應通過設定某些專題，或者引進一些科研課程，組織學生在教師指導下，自己動手，組織材料，設計和完成課題任務。

(3) 高級階段。可以讓學生自己進行產品設計、開發；參加各種技能競賽；參與科研工作活動，將科研工作的內容、手段和目的融入教學之中。

目前我中心低級階段的教學內容基本完成。中級和高級階段還未滿足，需進一步籌備、發展與建設。

筆者認為工程訓練應始終貫穿學生的整個大學生涯，逐步從初級階段過渡到中級階段。在條件允許的情況下甚至過渡到高級階段。

工程訓練不應只是走走過場，應把工程意識融入教學中去，充分培養學生的工程意識、質量意識以及經濟意識。

1.4 教學方法的改革

1.4.1更新知識，加入科技前沿的相關知識

在不重復理論課程的基礎上，將所需掌握的原理知識等講述后加入一些與課程有關的科技前沿內容，這樣可充分調動學生的學習積極性。

授課者應及時更新知識，將一些已經消亡或是不再使用的知識從課程中剔除或簡化介紹，引入先進工業生產中所應用的知識。

1.4.2工程實踐項目建設

中心工程訓練在立足傳統金工實習車、鉗、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊等傳統訓練項目，加強數控車、數控銑、線切割等先進制造技術加工訓練項目的同時，根據教學實際需要進一步開發了多個工程實踐項目。

如機械測量工程實踐項目，在這個項目的訓練中我們主要是讓學生掌握工業生產實際中常用量具的使用，并使用這些量具對零件進行尺寸公差、形位公差等的檢測。在內容設計上我們沒有選擇實驗室常用的雙管顯微鏡、光學測長儀等設備，所使用的測量方法都是在工業生產中實際常用的，所使用的量具也是在工廠車間常見的。強調真實工業環境下的實際工件的測量。

目前中心相繼增設了機械測量、拆裝及氣動液壓訓練項目，目前已將單一的訓練項目整合為8個模塊、15個工程實踐項目。但和社會需要對學生要求相比還有很大的不足，中心計劃將在接下來的進一步開發如快速成型、加工工藝等一系列新的實踐項目及模塊，以適應社會的需要。

中心現有訓練項目和其他建設較好的中心比有很大的差距應進一步開設如激光加工、快速成型設備、超聲波加工、加工中心、機電一體化綜合訓練、大型工程軟件應用訓練、管理技術及工業工程訓練等。以便于更好的培養高素質人才。

1.4.3現代化教學手段

隨著科技的進步，傳統教學已不能滿足現今教學需要，計算機輔助教學作為現代化的教學手段，能吸引學生的注意力，化抽象為為形象，使學生形成鮮明的表象，啟迪學生的思維，擴大信息量，提高教學效率。

中心在2012年投入30余萬元用于電腦、投影器材、觸摸屏等現代化基礎建設的同時，又投資數萬元建設拆裝教學——車床主軸箱拆裝教學仿真軟件。該軟件使用Unity 3D交互式開發引擎，結合正確的拆裝工藝知識，為實訓教學提供真實性強、交互操作方便的虛擬仿真平臺。軟件開發及使用解決了由于學生對設備的拆裝工藝知識掌握匱乏、對工具使用不熟練，錯誤操作導致零件變形損壞、長期反復的拆裝導致配合零件的磨損嚴重、達不到預期實訓效果等問題。學生通過該軟件在正確的拆裝工藝規則下反復練習，熟練掌握后到實訓場地真實拆裝驗證，通過軟、硬件結合的教學方式達到較理想的實訓效果。

通過信息化教學方法彌補傳統教學手段的不足，解決了傳統的實訓教學方法難以解決問題。

通過長時間的調查研究可知，現代化教學手段已成為教學中不可缺少的重要環節，其對提高教學質量有著重要意義。中心將在今后發展中，根據教學需要，進一步投入人力物力進一步發展現代化教學。

1.4.4增設創新訓練

學生的實踐能力是從實訓中培養鍛煉出來。經調查研究發現，具有啟發性的開放式訓練是最能培養學生實踐能力的訓練模式。所謂開放式訓練是由學生自己根據題目要求，自由組合(每組成員約2～5人)獨立完成設計方案擬定等一系列工作。

訓練任務有一定的難度和一定的工作量，需要學生經過團隊的不懈努力才可以很好完成任務。學生根據任務要求，自行根據需要將任務分成若干模塊。在完成過程中，學生獨立選用設計方案、安排工藝流程、獨立進行操作、靈活安排進程、 獨立對結果進行分析評定，最后獨立完成綜合報告。指導人員只是在學生經過了反復實驗、深入思考，仍存在疑問時才給予必要的指點。這種模式的實踐訓練強調了訓練的實踐探索性，對學生來說是一種全新的實踐模式，學生具有一定的自主性，打破了被動做實驗的局面，營造了一種充分展示個性、激發創新精神和工程意識的實驗新格局，有利于提高學生學習的主動性和自覺性，更有利于發揮學生的聰明才智 ，培養學生的實踐能力。

目前由于種種原因，中心在開展創新訓練上還很不足。中心在充分向各兄弟院校國家級工程訓練中心學習的同時，根據自身情況將在今后的發展中逐步加強創新訓練。

1.5 編寫配套訓練指導書及訓練報告

為了更好地進行實踐教學，中心組織一批專業素質高且長期在一線教學崗位的指導人員編寫了訓練指導書和訓練報告。

工程訓練指導書依照教學大綱要求, 針對中心的具體實際來編寫,力圖把抽象的大綱和具體的訓練聯系起來。并在每次之后加上思考題。題目盡量做到有難有易、覆蓋面廣, 使學生可以進一步加強鞏固所學到的知識。閱讀訓練指導書是為了補充現場實習之不足，糾正現場觀察時的不準確，通過閱讀訓練指導書，又反過來去實踐中發現問題和尋找答案。

而實習報告則是根據各工訓練項目的實際情況編制的，在鞏固基礎知識的同時，加強技能技巧的考察。讓學生可以對實習中所學到的知識有進一步的鞏固與提高。指導人員逐份評閱，一方面讓學生鞏固實習收獲；另一方面，又檢查了教學效果。

1.6 監督管理

為了能保證所指定的教學質量必須有強有力的監督管理政策。

由于多種原因，在教學管理上及管理制度的執行上，中心目前仍存在一定的問題。如學生上課遲到早退、實習不認真及教學指導人員上課時不認真等等。筆者認為，為了達到良好的教學效果，必須有個嚴格的管理體系。

(1) 必須對實習有充分的重視。在考勤上、考試上及安全教育上都要與專業課放到同等地位。安全教育更是重中之重。

(2) 獎懲明確。對實習中表現較差、遲到早退，不動手操作的的學生，應給與扣分，對考核不合格及筆試不及格的同學應同其他學科一樣進行重修。再次實習并參加考試成績合格者方可通過。

(3) 與學生之間應該有所互動。定期在學生中對指導人員進行測評，對口碑較好，上課認真的人員給予一定的獎勵。同時對同學們普遍反映的上課消極怠工，不認真指導、對學生提出的問題不認真解答的指導人員給予一定的處罰。

(4) 定期組織指導人員進行理論學習和教學比賽。

2 結 語

綜上所述，可知中心正處于由傳統金工實習向工程訓練的轉變過程中，將由單純技能訓練型的教學模式向以工程訓練為主的教學理念轉化，即從單一零件加工的分離實習轉變為注重加工工藝流程的整體實習；從簡單基礎操作技能的重復訓練逐步發展到設計與加工并重的綜合訓練[15-16]。作為高等教育工作者還需要不斷努力，不斷探索，是培養高素質應用型人才的理念更加清晰、目標更加明確、措施更加得力，充分發揮加強實踐動手能力在培養大學生創新精神和研究能力中的作用，增強學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，提高大學生的綜合素質，為推動我過高等教育改革和培養現代化建設的高素質復合型人才而做出應有的貢獻。

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