基于卓越工程師培養的工程訓練教學模式改革與實踐

丁海娟+夏廣嵐+王曉霞+王新榮+顏兵兵

摘 要：工程訓練教學作為實施“卓越工程師教育培養計劃”的重要載體，主要是提高學生的工程素質、工程實踐能力和創新能力。對現階段工程訓練教學模式存在的不足進行了分析，以培養應用型卓越工程師為目標，構建了以基礎制造訓練為基礎、工程綜合訓練為主體、創新設計為目標的分階段分層次的工程訓練教學新模式。以提高學生綜合素質、增強工程實踐能力為宗旨，研究和探索了加強學生工程能力培養的創新實踐教學方法。

關鍵詞：卓越工程師 工程訓練 創新教育 教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2016）09-235-02

引言

教育部提出的“卓越工程師教育培養計劃”旨在強化培養學生的工程實踐能力和創新能力，培養未來優秀的工程師后備人才，為解決現階段高等工程教育中存在的“工程性”和“創新性”不足提供有效途徑{1}{2}。

目前，由于各方面因素的影響，工科學生走進企業進行生產實習的難度較大，學生在校期間真正接觸工程實踐的機會很少，即便去了企業也僅僅是參觀的性質，缺乏讓大學生發揮主觀能動性實踐操作的空間。而學校的工程實訓中心恰好可以彌補這一缺憾，可以為學生提供一個理論知識和工程實踐相結合的平臺。工程訓練作為一項生產技能培訓，可以培養學生的工程意識。進行工程訓練，縮短了課堂和工程實際的距離，可以提高學生的工程實踐能力{3}。對教師而言，可以利用良好的工程環境，更有力地將理論與實踐相結合，將動腦與動手相結合，將知識與技能相結合，引導學生進入到認知現代工業文明的實踐課堂中。在高校，作為工程素質教育和技能訓練的綜合性開放平臺，工程訓練中心是實施卓越計劃的理想教育實踐基地。

一、工程訓練現有教學模式存在的不足

現有工程訓練教學模式能夠適應實習教學工作量要求，滿足學生對全面認識各實習工種的需要。但該模式仍存在不足之處{4}{5}。

1.我國的高等教育由于在理念、機制、模式和方法等方面存在的問題，普遍存在重視基礎理論教學，而對專業技能的訓練和培養有所忽視。即使設置了實踐教學環節，也僅僅是進行示范性的實驗演示。

2.參加訓練的學生，有一些是抱著混學分的態度，沒有認識到工程訓練的重要性，學生在上課時普遍存在不注意聽講、不愿意動手操作等。

3.訓練中心只是偶爾協助學校師生加工制作科研或教學用品，開放度小且被動，教學資源得不到充分利用，學生難以有效利用其進行課外科技制作和創新實踐活動。

因此，學生雖然進行了工程訓練，但是達不到理想的效果。實踐動手能力較弱，缺乏主觀能動性，缺乏創新精神和創新能力等仍是畢業生普遍存在的問題，將來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，難以適應現代企業的需要，與工科專業對卓越人才的培養目標存在較大差距。而“卓越工程師教育培養計劃”，側重于培養工科大學生的工程實踐能力、創新能力、團隊合作精神和密切聯系產業等特點，對目前我國卓越人才的培養起到了很好的啟示作用。

二、分階段分層次工程訓練教學模式的構建

將實踐教育與理論教育相結合的CDIO工程教育理念，強調學生能夠以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式去學習工程理論、技術與經驗，使學生最終成為具備扎實的專業知識和工程基礎知識，具有社會協調能力，具有創新實踐能力和價值判斷能力的高水平現代工程技術人才。在構建機械工程訓練教學模式時，可以借鑒CDIO的成功經驗，改革教學模式，將工程訓練層次化、模塊化、系統化，建立既能體現大工程觀的現代工程教育理念，又能反映“卓越工程師教育培養計劃”要求的工程訓練教學新模式{6}。

建立工程訓練與科技協同創新體系，將工程訓練從工程認識到工程創新分為三個層次，每個層次內建立若干個相對獨立的核心模塊，層次間依次提升。根據不同學習階段的需要，學生可以任意選擇和組合模塊，實現自主性與系統性的高度融合，以達到提升學生的工程素質、工程實踐能力和創新能力的目的。

首先是基本技能和基礎知識的訓練階段。學校配備了數控車床、激光雕刻、加工中心等先進制造技術加工設備以營造模擬的工業環境，使學生了解現代機械制造工業的主流技術和工藝過程。目的是使學生對工程制造有初步的了解，建立感性認識；鍛煉動手能力，為下一步的綜合創新訓練奠定基礎。

其次是工程綜合訓練階段。在該階段，學生可對各模塊的技術進行遴選、整合，充分利用已掌握的基本操作技能和工藝知識來解決實際問題，主要體現在先進制造技術、數字化產品開發等方面，養成學生的工程系統觀念及優化思想。通過這一階段的訓練，學生可以完整地了解到現代工業的生產方法和制造工藝流程，有利于對學生工程意識的培養。

第三是創新設計訓練階段。該階段強調工程訓練的應用性和創新性，通過為學生提供豐富多元的創新項目和技術指導，訓練中心積極開展創新試驗，不斷改進創新設計內容，通過擬定方案、加工制造、性能測試等一系列的工程實訓活動，激發靈感和熱情，鍛煉學生的創新思維方法、創新設計能力和項目領導力。

三、工程訓練中心創新實踐教學方法

工程創新人才培養模式應注重學生全面素質的提高、創新能力的培養及個性發展等。在創新人才的培養途徑方面，采用靈活多樣的培養方式，因材施教。

1.多場次、多渠道培養學生創新能力。以工程訓練中心為依托，按照培養應用型創新本科人才的目標，鼓勵學生參與到教師的科研項目中，積極參加各級各類創新大賽，如國家級、省級大學生創新項目和工程訓練大賽等實踐活動。教師的科研項目為強化實踐教學和培養創新能力提供了良好的平臺，各類大學生創新實踐活動和技能大賽可以檢驗創新實踐的教學效果。在課內外多層次的創新實踐過程中，學生從起初對創新過程的挑戰，克服困難，直到把方案轉化為作品并取得預期成就，拓展了學生的思路，切實加強了動手操作能力，對學生創新思維習慣的養成和創新能力的培養起到重要的作用。

2.具有創新意識和創新能力的“雙師型”教師隊伍建設。建設一支既有較高文化和專業理論水平，又具有創新意識和創新能力的“雙師型”高素質教師隊伍，是工程訓練中心實現培養“卓越工程師”目標的重要保證。

積極引進企業單位實踐經驗豐富、懂技術并具有一定學歷的工程技術人員擔任兼職教師，有計劃地安排教師利用寒暑假期到先進企業實地調查，獲得企業工程項目經歷，培養和提升教師的實踐能力。在學校內部，教師間可以通過以老帶新、“拜師結對”等方式，促進教師整體素質的提高。以擁有基礎理論扎實、創新理念較強、學術知識淵博和綜合實踐能力較強的師資團隊來為大學生科技創新活動提供更好的服務，既有利于培養學生的創新素質，又有利于科技成果的推陳出新。

3.實施職業資格證書鑒定。推行職業資格證書，有利于調動學生參與實踐的積極性和對該教學環節的認識和重視程度。學生積極和主動地參與實踐，有利于提高實踐教學質量。

職業技能證書的鑒定，就是利用生產實習或實踐技能培訓，對學生進行職業資格訓練，在真實或模擬的生產工作環境中培養學生獨立運用科學知識和方法來解決實際問題的能力。按照培養方案，工程實訓中心為學生提供必要的訓練手段，學生對設備和工藝等生產要素有了進一步了解，為今后的工程設計奠定良好基礎。通過職業技能鑒定，也會促進在校學生在學習掌握扎實基礎理論的同時，增強工程知識，有目的地去培養和鍛煉實際操作技能、綜合能力、合作精神等，有助于學生將來工作時能夠快速適應崗位工作，縮短適應期。實踐證明，持有職業資格證書的大學畢業生，其職業技能有顯著提高，在就業過程中表現出較強的競爭優勢。

四、結語

作為高校實施“卓越工程師教育培養計劃”的重要組成部分，“工程訓練”與“工程創新”的目標就是要培養造就一大批創新實踐能力較強，能夠適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。學校制訂的以工程技術認知為起點，基礎制造訓練為基礎，綜合創新試驗為目標的分階段、分層次工程訓練教學模式，理論教學與實踐教學相結合，實踐教學與技能訓練相融合；對學生而言，扎實了基礎工程知識理論，實踐了工程操作，增強了團隊協作能力和交流溝通能力，具備靈活運用工程創新的素質，能夠反映出以實踐性、開放性、綜合性為特點的工程訓練體系具有較強的可操作性，切實符合卓越工程師教育的培養計劃。同時，對教師自身的專業知識和技能的擴展也起到了積極的作用，對進一步提高工程實訓教學水平提供了有力的保障。

[基金項目：黑龍江省高等教育科學研究課題（14G136），黑龍江省高等教育教學改革項目（JG2014011027）]

注釋：

{1}張建超，吳文江，高占鳳等.基于“卓越工程師”培養理念下的工程訓練與創新平臺建設[J].教育教學論壇，2015（48）

{2}王浩程，馮志友，王文濤.針對卓越工程技術人才培養的工程訓練平臺研究[J].實驗科學與技術，2013，11（5）

{3}胡義華，方華，尹輝俊.基于“應用技能型人才培養”的工程訓練模式改革與實踐的研究[J].輕工科技，2015（9）

{4}毛杰，李敏.卓越工程師計劃中工程訓練中心建設與教改[J].河南科技，2014（9）

{5}李蓓，姚慶，管圖華.工程訓練中心平臺在實施“卓越工程師計劃”中的作用探析[J].實驗技術與管理，2014（5）

{6}劉燕.面向卓越工程師培養構建校企合作工程實踐平臺的探索[J].中國電力教育，2012，（27）

（作者單位：佳木斯大學機械工程學院 黑龍江佳木斯 154007）

（第一作者簡介：丁海娟（1975—），女，山東省日照人，副教授，工學博士，主要研究方向：微細特種加工技術、工程教育教學等。）（責編：若佳）