高校工程訓練創新發展探析

吳卓平，王松嬋，楊連生

(大連理工大學 人文與社會科學學部，遼寧 大連 116024)

歐洲政策研究中心主任丹尼爾·格羅斯在2013年中關村論壇年會上指出，中國目前仍處于“汗水式增長”階段，隨著中國經濟發展水平的提高，必須重視自主創新能力，實現向“創新式增長”的轉型[1]。而成功實現經濟轉型，加快科技成果的轉化效率，關鍵在于發展工程教育，培養大批高水平創新型工程人才。工程訓練作為一種系統化的實踐教育方式，在硬件環境、自身內涵和外部效應等方面實現了創新發展，在工程人才培養方面發揮著越來越重要的作用。總結我國高校工程訓練創新發展的表征及生成邏輯，進一步推動其持續發展，對搭建更加優質的工程訓練平臺，建立更加科學合理的工程教育模式，提升工程人才的整體質量具有重要意義。

1 工程訓練創新發展的內涵

工程訓練是以工程實踐教育機構(主體為工程訓練中心)為平臺，在專門教師的指導下，學習者學習工藝知識，親自操作儀器設備，親身感受制造過程的系統化實踐教育方式。工程訓練創新發展是指承擔工程人才培養的高等院校的相關管理部門、專業教師、輔助教師和學習者等多元主體共同參與，依托工程實踐教育機構，在理論研究、實踐教學、管理機制等多方面協同推進的系統工程，是一個涉及人才培養觀念轉變、教學模式更新、工程文化滲透和輻射效應發揮的復雜過程。

首先，工程訓練創新發展必須適應社會對工程人才需求的變化，采用不同于傳統的教學場地和教學工具，這是工程訓練創新發展的最基本表現。其次，工程訓練創新發展，源于創新理念，表現為創新成果。因此，教學目的、教學方式、教學內容、教學對象和教學管理等方面必然存在相對其他教學模式的先進之處。最后，工程訓練不僅著眼于教學活動本身，而且沖破了傳統教學的藩籬，借助工程訓練的優勢，充分開發工程訓練參與者的潛能和教學資源的使用效率，在科學研究、社會服務方面也發揮了重要作用。

工程訓練創新發展是一個漫長的過程。20世紀90年代，英美等發達國家提出“教育回歸工程、教學回歸實踐”的教育理念，我國開始探索適合社會主義國情的工程教育改革方式。以1998年啟動的“世界銀行貸款—中國高等教育發展項目”為契機，高校工程訓練中心開始發展，工程訓練起步。2006年，我國啟動“高等學校本科教學與質量工程”，將工程訓練推向了全面發展的快車道。經過16年，工程訓練得以實現創新發展，為我國工程訓練教學基地的建設和工程人才培養模式的革新提供了示范。

2 工程訓練創新發展的表征

2.1 依托工程訓練中心，緊跟工程人才培養模式新變化，硬件水平顯著提升

工程訓練中心作為開展工程訓練的平臺，具備齊全的場地、設備和人員，這是工程訓練創新發展必不可少的硬件條件。1998年，清華大學、大連理工大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、西安交通大學、北京航空航天大學、北京科技大學、北京理工大學、東南大學、四川大學和天津大學這11所高校利用教育部組織的世界銀行貸款，建設了第一批工程訓練中心。經過15年的發展，目前我國大部分工科類院校已經建設了工程訓練中心，且隨著科技進步和社會對人才要求的變化，工程訓練中心的硬件水平有了很大的改觀。2012年6月，對33個國家級工程訓練示范中心調查統計結果顯示：教學場地面積平均達到17 000 m2。教學儀器設備總資產約14.7億元，平均每個中心約4 459萬元，實訓教學的儀器設備平均2 250臺/套，硬件資產比2007年提高了72%，是2002年的3.3倍。其中，各高校工程訓練中心的內部配置也不斷更新，如浙江大學的工程訓練創新實踐基地購置了三坐標測量機、FESTO機器人、快速成型機等先進設備[2]；大連理工大學的工程訓練中心配置了數控機床、FMS柔性制造系統、消失模鑄造系統、特種加工設備、PCB/SMT電子制造工藝訓練系統、MTS機電一體化數學訓練系統等先進的制造技術設備和儀器[3]，為工程訓練向創新領域的縱深發展奠定了基礎。大批工程訓練中心的崛起，先進的工程儀器設備被投入到工程訓練中，這是工程訓練創新發展的首要前提，也是其相對于其他的教學活動在教學場地與教學手段上的創新。

2.2 以創新教育為教學理念，整合教育資源，實現了內涵式發展

早期的金工實習，以實踐教育為教學理念，培養學生成為具有吃苦耐勞精神和動手能力的工程技術人才。而現在的工程訓練，以創新教育為教學理念，培養學生成為兼具實踐能力和創新能力的高水平工程人才[4]。工程訓練在教學理念、教學對象、教學內容、教學方式和教學管理等方面不斷創新，推動了工程訓練內涵式發展，提升了工程教育品質。隨著教育理念的轉變，高校工程訓練開展了一系列變革：

(1) 教學對象上，不僅僅面向機械類專業的學生，逐漸覆蓋所有工科專業的學生，并向非工科專業學生開放；

(2) 教學內容上，在廣度和深度上都產生了深刻的變化[5]，根據不同的教學對象分為工程認知訓練、基礎工程訓練、綜合創新訓練；

(3) 教學方法上，理論和實踐循環交替，不斷提高現代技術的應用比例，如吉林大學開發了“車床箱體拆裝訓練仿真教學軟件”，學生可以按照實際的拆裝順序和所需要的工具進行模擬拆裝，彌補了原來拆裝課教學方式的不足，訓練了學生實際拆裝的速度[6]；

(4) 教學管理上，更加開放自由，通過多學科間的交流，激發學生的創新靈感，如大連理工大學按多層次、模塊化和開放性的思路編排設計了擁有“機械加工基本工藝”、“機械材料成形技術基礎”、“先進制造技術”、“電子工藝基礎”、“機電綜合創新”和“環境與環保技術”這6個模塊和86個實驗實訓項目的螺旋型結構的工程訓練教學體系，同時，采用混年級編組、跨專業結合和興趣引導、開放式管理的原則進行組織管理，有序開展創新活動[3]。

此外，一些工程訓練發展水平較高的學校，還從國外引進了新型的實踐教學方式。如2013年11月4日，清華大學啟動了“創客功夫·清華派”清華大學駐校創客項目[7]，借助工程訓練中心的平臺，廣泛吸引國內外的頂級創客，以指導員或者參與者的身份，加入到學生群體中，利用創客和學生的技能特長，共同開發具有挑戰性的產品。例如針對北京空氣污染嚴重的現狀，開發了一種“微型空氣監測站”，為人們對周圍空氣質量的判斷提供了便利。這種新的實踐教學方式，激發了工程訓練參與者的創新熱情和創造能力，順應了社會發展的需求，取得了良好的社會效應。

2.3 以技能培訓為手段，挖掘工程訓練中心的潛力，將輻射效應發揮到最大

近年來，工程訓練的對象不斷擴大，并面向社會人士，開設了專業技能培訓和技術考核等活動模塊，在提高大學生工程素質，為企業和社會培養卓越工程人才的同時，發揮著輻射周邊的外部效應。工程訓練在教學內容、教學形式和教學方法方面具備自身的優勢，相對于一般的職業技術培訓，不僅能使學習者學到基本的工程知識，而且使學習者通過動手實踐強化了對書本知識的理解，更加適應應用型工程技術人員的培訓需求。同時，教師、學生和管理人員也能夠通過參加培訓活動，提供社會服務，提高了場地、設備和儀器的利用率。例如：大連理工大學的工程訓練中心，作為遼寧地區的工程實踐教育培訓中心，承擔了“遼寧省教育廳高職高專師資培訓”、“中國機械工程師資格認證遼寧省分中心培訓”、“全國現代制造技術遠程教育大連培訓”和“CAXA大學遠程培訓”等重要的教學任務，是整個東北地區工程教育發展的重要推動力量[8]。

經過高強度投入和快速建設，工程訓練已經成為高校工程人才培養的重要實踐教育方式，工程訓練中心也成為高校，乃至整個社會的重要實踐教育資源。工程訓練在發揮高等教育培養人才和服務社會這兩大職能上，具有實用性、開放性和廣闊性。在高等教育發展過程中，工程訓練中心將成為像圖書館和體育場一樣的高校基礎設施，并在校園文化建設中發揮重要作用。

3 工程訓練創新發展的生成邏輯

3.1 戰略背景：創新發展戰略高瞻遠矚

工程訓練作為實踐教學的重要環節，在短短16年的時間內獲得了大發展的前提是國家對形勢的正確估計，重視科技和人才，重視自主創新能力的生成。1998年，朱镕基同志提出國家要在財力上支持知識創新工程的試點，要加大對科技和教育的投入。2012年，胡錦濤同志在全國科技創新大會上提出到2020年，要基本建成中國特色國家創新體系，原始創新能力、集成創新能力和引進消化吸收再創新能力明顯提高，進入創新型國家行列。2013年，習近平總書記在中共中央政治局第九次集體學習時，強調要敏銳把握世界科技創新發展趨勢，切實把創新驅動發展戰略實施好。正是國家領導層高瞻遠矚，對國內外形勢的準確判斷，提出了“創新發展”的宏觀戰略，指揮著工程訓練走向了創新發展的道路。

3.2 外部保障：經濟扶持跟進政策支持

工程訓練的發展，需要良好的硬件環境作為支撐，而穩定的經濟來源是其硬件不斷改善的強大后盾，這離不開政府、企業和社會各界的支持。近年來，清華大學工程訓練中心，先后接受國家專項費用1 600余萬元和企業資助費用2 000余萬元用于更新內部配置；浙江大學工程訓練中心先后接受世界銀行“高等教育發展”項目貸款220余萬元、“211工程”和“985工程”建設經費350余萬元和企業資助經費350萬元用于購置高端實驗教學設備[2]；山東大學工程訓練中心是山東省勞動與社會保障廳認可的“山東大學職業技能培訓鑒定基地”，而且在國家安全生產監督管理總局授權下，獲得了“國家一級安全生產培訓資質”，其在為社會服務的同時，也能為自身發展獲得多渠道的支持[9]。政策和經濟上的支持，推動了高校工程訓練中心的融資渠道走向多元化，為工程訓練的創新發展提供了外部保障。

3.3 內部動因：學生追求自我突破和創新

學生的綜合素質提高、創新意識加強、不斷追求自我突破，是工程訓練創新發展的根本原因。根據美國心理學家麥克利蘭的成就需要理論，人的需求是不斷發展的，人的生理需求得到滿足之后，會追求成就需求，希望將事情做得更完美，以獲取更大的成功，高成就需要者具有強烈的內驅力。美國心理學家馬斯諾在需要層次理論中指出，人在滿足了基本需求后，會追求“發展需求”，其中包括自我實現的需要，會對富有挑戰性的工作產生極大的熱情。大學生是國家未來建設的生力軍，思維正值活躍期，對自身價值的實現抱有極大的熱情。這種對自我價值的正確追求，是其不斷創新的原動力。工程訓練適應了學生對自我價值的追求，學生可以與儀器設備零距離接觸，將知識整合運用，充分發揮潛能，開發出新的產品。在這一過程中，學生作為主體，其成就需要得到滿足的同時，也推動著工程訓練的創新發展。

3.4 發展助力：創新大賽以競爭促發展

創新大賽是一項短時間內充分調動學生的知識和潛能，將學生的知識儲備快速轉化為成果的競技比賽。在創新設計過程中，創新團隊可以使用頭腦風暴法、互動群體法和腦力激蕩法等，對人力資源和物力資源進行優化配置，是一種考察參與者綜合素質的新方式，也以其現實性、廣泛性、高效性和創新性，被高校和社會廣泛接受。創新大賽的內容多種多樣，如亞太大學生機器人大賽、全國航天模型錦標賽、全國大學生測量控制與儀器創新設計大賽、全國大學生機械創新設計大賽和海峽兩岸工業設計科技創新大賽等。工程訓練為學生創新靈感的激發創造了氛圍，提供了平臺，讓學生能夠盡快地了解創新設計的思路和作品的制作流程，將創新大賽的經驗，內化為自身的創新能力。同時，創新大賽也是對工程訓練效果的檢驗，在一定程度上反映了學生的創新能力[10]。這種活動方式，激勵著工程訓練走向創新發展的道路。

4 促進工程訓練創新發展的著力點

創新是工程訓練的靈魂，隨著工程訓練的改進和工程訓練中心的建設，工程訓練創新發展的問題作為當代工程教育的重要內容理應受到重視。立足實踐，促進工程訓練持續創新發展是工程教育的重要任務，可從以下3個方面著手。

4.1 以理論指導實踐，理清工程訓練相關概念，明確創新發展的方向

理論是實踐開展的行動指南，而在理論研究中，首要任務是理清基本概念。近年來，我國工程訓練呈現出了創新發展的良好態勢，但是教育界對工程訓練的研究還處于初級階段。理論研究與實踐發展不協調，教育界對于工程素質和工程素養、工程文明和工程文化、工程道德和工程倫理、工程質量和工程評價等工程訓練的相關概念認識并不清楚。而這些基本概念，涉及了工程訓練中每一項具體工作的意義與目的，指導著工程訓練具體工作的開展。同時，也是各高校結合自身的優勢，準確定位本校工程訓練、明確本校工程訓練創新發展方向的理論依據。只有通過明確基本概念，以理論指導實踐，并且在實踐發展中，不斷完善理論，才能立足工程教育的全局，對高校工程訓練進行整體的把握，推動其持續創新發展。

4.2 加強人文關懷，以先進的工程文化引領工程訓練的創新發展

文化不僅指器物和制度方面，還包括觀念層面。工程文化學是工程學和文化學的交叉學科。工程文化具有文化的一般性和工程的特殊性，是工程活動參與者在價值觀、道德情操和情感傾向等精神層面，在知識整合、工具運用、問題識別和工程設計等技術層面表現出來的思維方式和行為方式的總和。美國學者J·波多格納指出：“工程師在組織化社會中要發揮構建整體的基本作用。”這就要求工程活動參與者不僅要具備扎實的專業知識，更要有積極健康的文化觀念，在道德和法律允許的范圍內開展工程活動。在工程訓練發展的過程中，部分高校開始重視工程訓練軟環境的建設。浙江大學工程訓練中心制作了“工業發展歷程和工程倫理”的展板，介紹學科發展的背景、創新案例和創新活動中應遵循的倫理道德，并設置大屏幕電視機滾動播放工業發展的最新成果，深化學生對工程知識的理解，強化學生的工程文化意識。隨著工程訓練的深入開展及工程訓練整體水平的提高，需要進一步加強先進工程文化的滲透，使工程訓練參與者能夠突破單純的技術局限，從人類發展和人民群眾的利益出發，在思想上不斷升華，為工程訓練創新發展提供動力支持。

4.3 樹立工程訓練系統觀，搭建基于RFID的工程訓練綜合教學管理平臺

工程訓練的開展，涉及到人員、物資和設備等多種資源，樹立工程訓練系統觀、建設工程訓練綜合教學管理平臺，使所有的管理工作都能夠服從并服務于工程訓練這一整體，是推進工程訓練創新發展的有利條件。廣東工業大學實驗教學部工程訓練中心，借助信息手段，將制造業的MES(Manufacturing Execution System)思想貫徹到工程訓練體系中，搭建了基于RFID(Radio Frequency Identification)的工程訓練綜合教學管理平臺[11]。通過中心管理子系統，工程訓練教學中的管理活動被劃分成不同模塊，分類管理。學生可以通過教學管理模塊選擇學習內容，將教學資源進行整合，同時管理部門可以在網上進行設備、物資和成績管理，提高管理工作的效率[12]。通過車間現場管理子系統，師生與儀器設備之間可以建立智能操作系統，記錄教學活動的進展和儀器設備的使用情況，科學地對學生進行考核，并掌握設備的損耗情況。搭建工程訓練綜合教學管理平臺，有利于工程訓練參與者對工程訓練的流程形成系統的認識，同時也方便管理者對人員、物資和設備進行實時監控，掌握工程訓練的動態進展。這種融合先進的管理模式和技術手段的綜合教學管理系統，有利于對工程訓練的各要素進行優化配置，使工程訓練中的人流、物流、資金流和信息流處于最佳的運行狀態，加快信息化進展，服務于工程訓練創新發展。

[1] 丹尼爾·格羅斯.國家發展：從“汗水式增長”到“創新式增長”[EB/OL].[2013-11-1].http://www.qstheory.cn/zl/bkjx/201311/t20131101_285318.htm.

[2] 浙江大學.浙江大學工程訓練中心簡介[EB/OL].[2013-11-22].http://www.zjuitc.com/showlist.asp?cls=10.

[3] 大連理工大學.大連理工大學工程訓練中心學生實習手冊[M].大連：大連理工大學出版社,2012:1-6.

[4] 周繼烈,錢俊,唐潔.大工程背景下高校工程訓練及工程訓練中心的建設[J].實驗技術與管理,2012,29(8)：119-121.

[5] 馬鵬舉,王亮,胡殿明.工程實踐教學的現狀分析與對策研究[J].高等工程教育研究,2011(1):143-147.

[6] 周亮,曲曉海,欒軍,等.利用現代教育科技創新傳統常規工程技術訓練教學[J].高教研究,2013(356):239.

[7] 馬海燕.清華大學啟動駐校創客項目[EB/OL].[2013-11-4].http://www.chinanews.com/edu/2013/11-04/5462152.shtml.

[8] 梁延德.大連理工大學工程訓練中心[J].中國現代教育裝備,2010(19):36.

[9] 山東大學.山東大學工程訓練中心簡介[EB/OL].[2013-11-22].http://www.xlzx.sdu.edu.cn/new/zxgk/zxjj/.

[10] 韓同樣,張若達,邢書明,等.以大賽為導向,提升學生工程訓練綜合能力[J].實驗技術與管理,2012,29(3)：225-228.

[11] 王美林,張湘偉,戴青云.產學研相結合 提高工程訓練人才培養水平[J].廣東工業大學學報,2010,10(7)：7-9.

[12] 劉獻群.論“以學生為中心”[J].高等教育研究，2012(8)：1-6.