基于校內(nèi)工程訓(xùn)練中心的卓越工程人才培養(yǎng)探索與實踐

丁文政 郁漢琪 周明虎 汪木蘭

南京工程學(xué)院工業(yè)中心 江蘇南京 211167

基于校內(nèi)工程訓(xùn)練中心的卓越工程人才培養(yǎng)探索與實踐

丁文政 郁漢琪 周明虎 汪木蘭

南京工程學(xué)院工業(yè)中心 江蘇南京 211167

深入開展工程實踐活動是應(yīng)用型人才工程能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。面對大量學(xué)生直接進(jìn)入企業(yè)參與實踐存在的一些制約，南京工程學(xué)院依托機(jī)械工程省級重點學(xué)科的優(yōu)勢，結(jié)合數(shù)控裝備制造行業(yè)特點，開拓產(chǎn)學(xué)研合作，共建校內(nèi)工程訓(xùn)練中心。在校內(nèi)工程訓(xùn)練中心平臺上，探索通過工程項目訓(xùn)練的實施，使學(xué)生直接參與產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、加工制造和生產(chǎn)管理的全過程，從而切實鍛煉和提高工程能力。

工程訓(xùn)練中心；產(chǎn)學(xué)研；卓越工程人才

自中國工程院教育咨詢項目組發(fā)布《我國工程教育改革與發(fā)展咨詢報告》以來，“加強(qiáng)學(xué)校的工程訓(xùn)練，提升學(xué)生分析與解決實際問題的能力”就一直是我國工科院校教學(xué)改革的方向和目標(biāo)。2014年教育部發(fā)布的《中國工程教育質(zhì)量報告(2013年度)》顯示，用人單位認(rèn)為我國工科畢業(yè)生的實際動手能力仍需要增強(qiáng)。產(chǎn)學(xué)研合作教育，作為增強(qiáng)學(xué)生實踐能力的重要途徑[1]，在國外發(fā)展已有幾十年的歷史，衍生出了美國斯坦福大學(xué)以科研項目為中介的“產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)”模式、新加坡南洋理工大學(xué)以生產(chǎn)實習(xí)為中介的“教學(xué)工廠”模式、德國應(yīng)用科技大學(xué)以職業(yè)技能培養(yǎng)為中介的“現(xiàn)場工程師”模式等[2-5]。借鑒世界先進(jìn)國家高等工程教育的經(jīng)驗，2010年我國教育部正式頒布了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)，本著“行業(yè)指導(dǎo)、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則，旨在通過高校與企業(yè)的密切合作，聯(lián)合培養(yǎng)工程師后備人才。

我校一直以來都很重視產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)人才方面的工作，尤其是利用校辦科技產(chǎn)業(yè)構(gòu)建了校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體，為高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)創(chuàng)造了良好條件[6]。2010年我校獲批為“卓越計劃”首批實施高校，學(xué)校進(jìn)一步開展形式多樣的校企合作，開拓產(chǎn)學(xué)研合作的新領(lǐng)域。本文結(jié)合我校機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)(先進(jìn)制造技術(shù)方向)的卓越計劃實施過程，通過產(chǎn)學(xué)研合作共建校內(nèi)工程訓(xùn)練中心，為卓越工程人才工程能力的培養(yǎng)提供有益探索。

1 卓越計劃實施中工程能力培養(yǎng)面臨的困難

“卓越計劃”要求“學(xué)生要有一年左右的時間在企業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)企業(yè)文化，深入開展工程實踐活動，參與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和工程開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)精神和職業(yè)道德”[7,8]。但在實施過程中，校企聯(lián)合培養(yǎng)遇到了一些困難，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 企業(yè)參與聯(lián)合培養(yǎng)的積極性不高

因為校企雙方的利益興趣點不同，企業(yè)具有利潤導(dǎo)向，注重合作帶來的經(jīng)濟(jì)價值；而大學(xué)是人才質(zhì)量導(dǎo)向，考慮合作是否有利于人才培養(yǎng)。盡管在文件中對參與“卓越計劃”的企業(yè)將有財稅方面的支持和傾斜，但現(xiàn)實政策的執(zhí)行不到位，難以成為企業(yè)追逐的動力源；再加上現(xiàn)在大多數(shù)中小企業(yè)都是私有企業(yè)，很難把為學(xué)校提供辦學(xué)支持當(dāng)作是義務(wù)，因此導(dǎo)致難以與企業(yè)達(dá)成聯(lián)合培養(yǎng)的協(xié)議。

1.2 企業(yè)的接收能力有限

我校先進(jìn)制造專業(yè)方向從2010級開始，每年有近80名學(xué)生的規(guī)模參與“卓越計劃”培養(yǎng)。2013年的秋學(xué)期兩個班分別成建制進(jìn)入南通國盛機(jī)電集團(tuán)有限公司和南京康尼機(jī)電股份有限公司進(jìn)行工程實踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)。一段時間的運行表明，40名學(xué)生的集中實習(xí)會影響到企業(yè)正常的生產(chǎn)秩序，兩家企業(yè)都表示幾十名學(xué)生的安全管理難度較大。

1.3 學(xué)生難以深入開展工程實踐活動

企業(yè)缺乏學(xué)生培養(yǎng)的經(jīng)驗和氛圍，難以從人才培養(yǎng)的角度進(jìn)行工程實踐內(nèi)容的設(shè)計和組織。基本是將學(xué)生分散在各個崗位上跟著師傅觀摩，由于生產(chǎn)的計劃性、時間性，師傅很少讓學(xué)生直接進(jìn)行工程實踐的鍛煉；另外由于企業(yè)生產(chǎn)的重復(fù)性，使得學(xué)生工程實踐的內(nèi)容過于狹窄，學(xué)生工程能力的培養(yǎng)不夠全面。

“卓越計劃”中安排學(xué)生去企業(yè)實習(xí)的目的是讓學(xué)生通過直接參與產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造和組織管理等過程，真正將理論知識應(yīng)用于實踐，解決實際問題，從而鍛煉和提高工程能力。本著這一目的，我們依托數(shù)控裝備制造行業(yè)特色，在整合學(xué)科和工程訓(xùn)練教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，在校內(nèi)建立工業(yè)化的先進(jìn)制造技術(shù)工程訓(xùn)練中心，通過工程項目的實際訓(xùn)練嘗試對2011級卓越計劃實驗班的學(xué)生進(jìn)行工程能力的培養(yǎng)。

2 產(chǎn)學(xué)研合作共建校內(nèi)工程訓(xùn)練中心

2.1 工業(yè)化工程訓(xùn)練中心的定位

通過與多家合作企業(yè)的探討，我們將校內(nèi)工程訓(xùn)練中心定位于：緊跟最新工業(yè)技術(shù)發(fā)展，營造一個高度仿真的工業(yè)環(huán)境，使學(xué)生在其中經(jīng)歷“產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計—加工制造—生產(chǎn)管理”的全過程，從而承擔(dān)起到企業(yè)實習(xí)訓(xùn)練的任務(wù)。校內(nèi)工程訓(xùn)練中心可以發(fā)揮學(xué)校在教育方面的特長，使訓(xùn)練內(nèi)容和訓(xùn)練效果都比直接到企業(yè)更有優(yōu)勢；培養(yǎng)的學(xué)生不僅是只懂得生產(chǎn)的傳統(tǒng)型工程師，而且是能夠負(fù)責(zé)更高層面工作的技術(shù)管理人才(包括產(chǎn)品設(shè)計、人才培訓(xùn)、市場開拓等)[9-11]。

2.2 工業(yè)化工程訓(xùn)練中心硬件建設(shè)

與課堂理論教學(xué)不同，工程訓(xùn)練環(huán)節(jié)的教學(xué)更依賴于儀器設(shè)備等硬件條件[12,13]，因此需要結(jié)合行業(yè)特點來構(gòu)建硬件平臺。在“中央財政支持地方高校共建實驗室”項目的支持下，優(yōu)先在校內(nèi)建立了“先進(jìn)制造技術(shù)工程訓(xùn)練中心”。但學(xué)校給予的資金支持畢竟是有限的，為了進(jìn)一步完善工程訓(xùn)練中心的硬件資源，我們深入開展校企聯(lián)合。與西門子公司產(chǎn)學(xué)研合作共建PLM(UG)軟件培訓(xùn)中心，從而為產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計提供軟件平臺；與海德漢公司產(chǎn)學(xué)研合作共同開發(fā)五軸聯(lián)動加工中心和全功能車削中心，從而為生產(chǎn)制造提供高檔數(shù)控機(jī)床。圖1所示為先進(jìn)制造技術(shù)工程訓(xùn)練中心硬件平臺總體結(jié)構(gòu)。

圖1 先進(jìn)制造技術(shù)工程訓(xùn)練中心硬件平臺總體結(jié)構(gòu)

2.3 工業(yè)化工程訓(xùn)練中心軟件建設(shè)

軟件建設(shè)重在工程訓(xùn)練項目的開發(fā)[14]，要求項目的選擇更加注重實用性，注重體現(xiàn)數(shù)控裝備行業(yè)特色，彰顯我校機(jī)械學(xué)科的優(yōu)勢。訓(xùn)練項目的開發(fā)要體現(xiàn)圖2所示的包含多個工程環(huán)節(jié)的大工程理念[15]。訓(xùn)練項目的內(nèi)容力求反映硬件平臺所承載的多項先進(jìn)技術(shù)，包括CAD/CAM技術(shù)、多軸聯(lián)動加工技術(shù)(五軸聯(lián)動加工、車銑復(fù)合加工)、特種加工技術(shù)(電火花加工、激光加工)、精密測量技術(shù)(激光干涉儀、三坐標(biāo)測量機(jī)、粗糙度儀)等。通過與行業(yè)企業(yè)的多次研討，我們首期開發(fā)了“數(shù)控伺服進(jìn)給系統(tǒng)”工程訓(xùn)練項目，下面從該項目的設(shè)計、教學(xué)組織實施以及學(xué)生學(xué)習(xí)評估等方面進(jìn)行介紹。

3 工程訓(xùn)練項目的設(shè)計、實施與評估

3.1 工程訓(xùn)練項目的設(shè)計

該訓(xùn)練項目的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識，自行完成“數(shù)控伺服進(jìn)給系統(tǒng)”從開發(fā)設(shè)計、加工制造、機(jī)電聯(lián)調(diào)到精度檢測的全部工程環(huán)節(jié)。因為是首次實施，為增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，教師先制作了一套樣品作為參考。項目的具體任務(wù)分配見表1，從而實現(xiàn)基礎(chǔ)理論、工程技術(shù)、工程軟件在工程項目上的全面應(yīng)用。通過這一項目的訓(xùn)練，可以實現(xiàn)學(xué)生以下工程能力的鍛煉：機(jī)械設(shè)計、三維建模、數(shù)控加工、電氣控制、精密檢測、成本和質(zhì)量意識。

表1 工程訓(xùn)練項目任務(wù)分配

3.2 工程訓(xùn)練項目的實施

由于該訓(xùn)練項目綜合性強(qiáng)、工程量大，因此安排在學(xué)生全部理論課程完成后的第7學(xué)期進(jìn)行，共20周集中在校內(nèi)工程訓(xùn)練中心完成。2011級卓越計劃實驗班共39人，全班學(xué)生分成8個小組，以組為單位完成項目，每組4～5人，每組安排項目組長1名，每兩組安排1名指導(dǎo)教師。項目任務(wù)布置如下：工作臺有效行程300 mm；工作臺定位精度±0.005 mm/300 mm，重復(fù)定位精度±0.003 mm；工作臺最大速度0.6 m/s；工作臺最大負(fù)載15 kg。為保證最后成果的質(zhì)量，項目實施過程中，每個階段成果都必須由指導(dǎo)教師審核通過后才能進(jìn)行下一階段的任務(wù)。

3.3 工程訓(xùn)練項目的評估

作為教學(xué)性質(zhì)的長周期工程訓(xùn)練項目，顯然根據(jù)最終成果進(jìn)行單一評價是不合適的。因此我們采用“平時打分，階段匯報，最終評價”相結(jié)合的過程評估方法[16]。在平時打分時，要細(xì)化到對學(xué)生各項工程能力的評價上，體現(xiàn)評估的客觀性；在階段匯報和最終評價時，邀請企業(yè)人員參加，采用評委評價和小組互評相結(jié)合的方式，體現(xiàn)評估的全面性。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段我國的國情決定了大多數(shù)企業(yè)無法接納大量學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行深度的工程實踐能力培養(yǎng)。因此需要拓展多種渠道，在以校外實習(xí)基地為輔的基礎(chǔ)上，通過產(chǎn)學(xué)研合作的方式加大校內(nèi)工業(yè)化工程訓(xùn)練中心的建設(shè)。使校內(nèi)工程訓(xùn)練中心作為工程師后備人才工程能力培養(yǎng)的重要平臺，承擔(dān)起了部分企業(yè)化的工程教育基地的任務(wù)，從而為解決當(dāng)前大量學(xué)生進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行有效實習(xí)的難題，提供了一條可行途徑。

當(dāng)然校內(nèi)工程訓(xùn)練中心不能代替所有的企業(yè)實習(xí)環(huán)境，像有些大型石油、化工企業(yè)很難在校內(nèi)復(fù)制，另外真實企業(yè)實習(xí)環(huán)境對企業(yè)文化、職業(yè)精神和職業(yè)道德的熏陶作用也是校內(nèi)工程訓(xùn)練中心難以企及的。因此工程實踐能力的培養(yǎng)還需要結(jié)合學(xué)科、專業(yè)和行業(yè)特點，依托各高校的優(yōu)勢和特色，進(jìn)一步進(jìn)行探索。

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Cultivation of Outstanding Engineering Talents Based on Inside-school Engineering Training Center

Ding Wenzheng, Yu Hanqi, Zhou Minghu, Wang Mulan

Industrial Center, Nanjing Insitute of Technology, Nanjing, 211167, China

Engineering practice is one of the most important factors in education of applied talents. In view of the fact that it was difficult to accept a lot of students in enterprises, Nanjing Institute of Technology broadened the cooperation of enterprise, university and research institute, and constructed the inside-school engineering training center based on the advantage of the province key discipline-mechanical engineering and the characteristic of the trade of NC equipment. Based on the inside-school engineering training center, the engineering project training was carried out, and the engineering ability of students was improved by taking part in many practice activities including designing, manufacture and management.

engineering training center; enterprise-university-research institute; outstanding engineering talents

2016-01-09

丁文政，博士，副教授，教研室主任。郁漢琪，本科，教授，工業(yè)中心主任。

2013年教育部人文社會科學(xué)研究專項(工程科技人才培養(yǎng)研究)(編號：13JDGC017)；江蘇省高等教育教學(xué)改革研究課題(編號：2015JSJG169)。