面向卓越工程師培養的工程訓練實踐教學模式探索

劉建偉　魏德強　呂汝金　廖維奇

【摘 要】針對桂林電子科技大學工程訓練實踐教學的現狀，對教學模式進行了探索，提出了面向卓越工程師培養的工程訓練教學體系、教學安排、教學內容和教學方法改革的新思路，以通過工程訓練實現校企聯合培養無縫對接的目標。

【關鍵詞】卓越工程師 工程訓練 實踐教學模式

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）07C-0046-02

為了促進我國由工程教育大國向工程教育強國的過渡，教育部于2010年6月啟動了“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）。隨后，國內諸多“卓越計劃”高校對本科教學模式、教學計劃、教學管理等方面進行了周密部署，并已取得眾多階段性成果。桂林電子科技大學作為第二批獲準加入“卓越家族”的高校之一，自2011年以來相繼有6個本科專業實施“卓越計劃”，為保證此計劃的順利開展，學校對相關專業培養計劃、教學模式等方面進行了改革。

工程訓練中心作為高等院校重要的實踐教學基地，以其獨特的實踐教學條件，為校內教育與企業培養的聯合構架了最有效的中間樞紐，肩負著大學生實踐動手能力、綜合創新能力、團隊協作能力培養的重擔。然而，傳統的工程訓練實踐教學模式存在實踐內容單一、工程背景不足、校企嚴重脫節等問題，從而導致應屆畢業生面對社會、面對企業時感到茫然，無從適應，缺乏競爭力。為了改變當前工程訓練實踐教學中存在的問題，保證“卓越計劃”的順利開展，工程訓練中心從工程訓練實踐教學模式方面進行有益探索。

一、構建分層次、遞進式實踐教學體系

為實現卓越工程師的培養目標，讓學生在不同階段切身體驗工程訓練的真正內涵，中心提出“以工程認知訓練為基礎，突出傳統工藝知識的培養；以工程提高訓練為平臺，實現先進制造技術的普及；以工程綜合創新訓練為目標，倡導綜合素質和團隊協作的全面發展”。針對不同專業、不同階段的教學需要，將傳統制造訓練與先進制造訓練、基本技能訓練與綜合創新訓練有機結合，構建分層次、遞進式的工程訓練教學體系。工程訓練實踐教學體系如圖1所示。

圖1 工程訓練實踐教學體系

“卓越計劃”專業學生實行“集中+開放”的訓練方式，在規定教學時間之內完成由易到難、由淺到深、由專到綜的三層次、遞進式訓練內容，各層次實踐教學內容與學時分布如圖2所示。各層次具體訓練如下：

圖2 工程訓練實踐教學內容與學時分布

（一）工程認知訓練

工程認知訓練主要包括傳統機械制造技術訓練和傳統電子制造技術訓練。傳統機械制造技術訓練通過參觀講解、演示和動手操作，使學生了解車、銑、刨、磨、鉆、鉗、鍛、焊等加工方法的基本原理、操作要領，熟悉各種工量具的使用方法，體會從原材料到產品的一般生產過程；傳統電子制造技術訓練通過收音機、音響等電子產品的裝配與調試，對各種電子元器件功能、電子組成原理及控制方法有一個初步了解。

（二）工程提高訓練

以現代制造技術為平臺，對學生進行先進制造技術、電子組裝與封裝技術、特種加工技術等方面的訓練，以達到開拓學生工程視野、培養學生工程素質的目標。現代機械制造訓練主要完成數控車、數控銑、加工中心、數控沖壓等任務；現代電子制造技術訓練主要進行電路板的設計、PCB板的制作、元器件的裝配、模塊和系統調試，實現集成電路設計、制作、裝配、調試、檢驗全過程的訓練；特種加工技術訓練主要完成電火花成形加工、線切割加工、激光加工、超聲波加工、快速成形等內容。

（三）工程綜合創新訓練

工程綜合創新訓練是在工程認知和工程提高訓練的基礎上，以任務驅動方式開展的一種創新實踐活動。任務源自于指導教師命題和指導教師審核通過的學生自由命題，內容涉及大賽命題、典型產品、創新作品等諸多方面，學生利用已學知識積極主動地探索各種解決任務的途徑，選擇最佳方案，最終實現解決問題的目標。在工程綜合創新訓練過程中，以學生為主體，在指導教師的引導下，通過“自由組隊——選定題目——自行設計與制作——技術文件撰寫——答辯——自我總結”六環節的訓練，大大提高了學生綜合創新能力、團隊協作能力和自主學習能力，同時也為學生步入企業自主學習奠定了扎實的基礎。

二、實行跨學科、寬平臺的交叉工程訓練

學科間的交叉滲透、相輔相成是現代工程學科的重要特征，是卓越工程師培養的基本要求。目前，我校的“卓越計劃”涉及機械、電子、通信、計算機、測控、材料等6個專業，按照傳統的工程訓練安排，各專業單獨訓練和考核。為了更好地激發學生的創新熱情、拓展學生的專業視野，針對卓越專業擬采取多學科訓練交叉進行的方式，表1為兩種訓練方式的比較。

表1 單專業與多專業訓練方式比較

訓練方式 單專業逐一訓練（傳統） 多專業交叉訓練（改進）

特點 耗財：本中心每批次正常訓練容納量為180人，目前各卓越專業年均招生人數為60人，單一專業訓練勢必造成實驗設備、實驗場地的大量閑置； 優化資源配置：以3個專業為一批次進行訓練，每批訓練人數180人，達到了最佳的資源配備條件；

耗時：以每個專業訓練年均70學時為例，6個專業年訓練為420學時，這將導致本中心實踐教學任務繁重的現象更加嚴重； 緩解教學安排壓力：以3個專業同時訓練為例，6個專業分成兩大批即可完成訓練任務，年訓練為140學時，大大緩解了教學任務繁重的現狀；

學科結構單一：以單個專業進行訓練，導致了學生的專業知識結構狹窄。 跨學科卓越團隊：在多專業訓練過程中，鼓勵跨學科組隊開展綜合創新活動，通過多學科的交叉、滲透、融合，為學生的創新提供了新視角、新思路和新途徑。

三、開展真實企業生產模式的工程實踐教學

企業作為市場經濟運行的主體，了解本行業的發展趨勢、掌握本行業的前沿技術，是檢驗高校人才培養成效的最佳“裁判”。因此，“卓越計劃”明確提出建立高校與企業聯合培養機制、企業深度參與人才培養過程的要求。在工程訓練過程中，必須摒棄過時的、缺乏工程背景的訓練內容，通過深入企業一線，了解當前企業生產所需，并結合學校所處地域特點，為學生開設具有企業背景的真實工程訓練內容， 通過“真刀真槍”的磨練為“卓越計劃”學生步入企業提前營造一種真實的企業生產模式。

四、豐富工程訓練實踐教學方法

良好的教學方法是提高實踐教學效果的重要因素之一。傳統的工程訓練主要采用指導教師講解、演示，學生模仿操作的教學方法。但是隨著工程訓練內容的不斷擴充、操作難度的不斷增大，學生在較短的時間內消化、掌握具有較大的難度，為此本中心對現有工程訓練實踐教學方法進行了如下補充。

（一）引入微課教學手段，滿足學生自主學習要求

針對工程訓練內容繁雜、操作性較強的特點，將各個訓練內容制作成微課上傳至工程訓練網絡教學資源庫，以保證自主學習的學生不受時間、空間、場地的限制，實時開展在線學習。

（二）開發虛擬仿真教學平臺，開闊學生工程視野

針對一些難以實現的訓練項目（如高危、高要求、高成本、高損耗等項目），通過開發虛擬仿真實踐教學平臺，讓學生身臨其境地完成訓練內容，同時開闊了學生的工程視野。

（三）開展先進技術專題講座，培養學生大工程意識

聘請企業技術骨干開展先進生產技術、設備和典型加工過程的專題講座，使學生感受真實的現代工業生產技術和環境，真正體會和培養大工程意識。

工程訓練作為“卓越計劃”專業學生實踐教學的必修課，在卓越工程人才培養過程中發揮著重要的作用，通過對工程訓練教學體系、教學安排、教學內容和教學方法等內容的探索，提出了符合本校“卓越計劃”培養的新思路、新方法。

【參考文獻】

[1] 林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案研究[J].清華大學教育研究，2011（2）

【基金項目】廣西高等教育教學改革工程項目（2014JGB139）；國家級實驗教學示范中心教學改革項目（ZJW11051和ZJW11055）

【作者簡介】劉建偉（1978- ），男，江西萍鄉人，博士，桂林電子科技大學高級實驗師，碩士生導師，研究方向：工程訓練實踐教學。

（責編 丁 夢）