充分發揮國家工程實驗室設備平臺培養工程實踐型人才的探索

劉雙平+毛健+李智慧

【摘 要】文章對國家經濟形式和企業需求的分析，對工程實踐型人才培養進行探索。依據我校國家工程實驗設備平臺，對工程實踐型人才培養存在的問題進行了探討，在工程實踐型人才培養方面，提出了一些看法和建議。

【關鍵詞】國家工程實驗室 設備平臺 工程實踐 人才培養

伴隨著國內良好的發展環境和巨大的發展潛力，世界各地的高新技術產業紛紛落戶于中國。與此同時，國內的企業也抓住這一大好時機，投資熱情高漲。企業技術的競爭和人才的競爭空前激烈，培養工程實踐性人才，受到了企業和工程技術人員的一致好評。我國經濟和社會正在經歷一個持續發展的階段，對所需人才的知識結構提出了更高的要求，培養工程實踐性人才，是企業經濟發展的最迫切需要。

江南大學國家工程實驗室設備平臺，在省內外參與多種工程項目的研發工作以及多種校企合作的生產線的制作，享有很高的聲譽。我院依托這一優勢在培養高層次工程實踐型人才的工作中作了很多探索。國家工程實驗室建設目標是建成國際一流的工程技術研究中心，是產業技術自主創新的重要源頭，是高級工程技術人才培養和學術交流的重要基地。

一、國家工程實驗室的現狀

江南大學糧食發酵工藝與技術，在國際上處于領先地位。國家工程實驗室始建于2010年，2011年5月獲得國家發展與改革委員會批準，是國內糧食發酵領域第一個國家工程實驗室。實驗室以糧食發酵產業發展需要為出發點，以提高企業自主創新能力和核心競爭力為宗旨，圍繞國家重大戰略任務和重點工程，開展產業核心技術攻關、關鍵工藝研究、重要裝備研制和重大新產品開發，突破產業結構調整和發展中的關鍵技術裝備的制約。實驗室主要研究方向包括：1.糧食精深加工工程與技術；2.釀造技術與工程；3.發酵工藝優化控制及放大技術；4.生物分離工程。

實驗室以“面向國家重大需求，引領行業技術發展”為宗旨，堅持“產業引導，自主創新，開放運行，科學評價，效益優先”的指導思想，實行理事會領導下的實驗室主任負責制。實驗室建設目標是建成國際一流的工程技術研究中心、產業技術自主創新的平臺，是高級工程技術人才培養和學術交流的重要基地。

糧食發酵工藝與技術中試車間建筑面積1500平方米，建有糧食精深加工、通風發酵、厭氧發酵、分離提取與包裝等四個中試平臺。四個中試平臺具有單體設備獨立操作，通過有機整合，形成從原料處理到產品包裝（GMP水平）整個生產過程的中試效能；滿足各項科研和社會服務的需求。

二、國家工程實驗室設備平臺

江南大學國家工程實驗室的中試車間的功能與定位是：1.糧食發酵工程化技術的實驗。2.糧食發酵產品中式加工與生產。3.工程化技術示范化和行業服務。4.糧食發酵工程化科技人才培養和培訓。

糧食精深加工中試平臺由原料預處理、標準化、液化、固液分離、酶解、濃縮、干燥等七大系統組成，七大系統緊密結合，不僅可以模擬工廠進行連續生產，還能單獨使用進行深加工過程中某一影響因子的深入研究 ，是目前國內第一條也是唯一一條糧食深加工中試生產線。包括原料標準化系統、固液分離脫色系統、酶解糖化旋流系統、滅菌脫水干燥系統。

通風發酵中試平臺擁有15套3-50L的通風發酵罐，以及1000L規模的中試生產線。除了常規在線檢測外，還配備了目前世界上最先進的在線檢測儀器包括在線紅外、在線質譜、在線粒徑儀、在線液相等，為實現“基于多參數在線檢測與聯動控制的生物制造過程優化”創造條件，體現國際研究前沿的發酵控制理念。包括15L發酵罐系統、200L發酵罐系統、1000L發酵罐系統、BIOFLO 115 發酵罐、全自動發酵罐、KLF發酵罐、超濾系統、活細胞濃度在線分析儀。

厭氧發酵中試平臺擁有4套200L自動厭氧發酵生產線，以及1000L規模的啤酒生產線和500L規模的黃酒生產線等厭氧發酵系統。平臺實現了從投料到發酵結束全過程的在線操作與控制，具備一個小型生產車間的所有功能；并可通過4套并聯發酵罐進行工藝對比試驗，為最新科研成果的快速產業化提供了良好的中試體系。包括200L微型成套啤酒制造設備、1000L規模的啤酒生產線和500L規模的黃酒生產線。

分離提取包裝中試平臺由分離提取和GMP包裝兩部分組成，擁有臥式螺旋離心機、高壓均質機、組合式膜過濾系統、模擬移動床，冷凍干燥等設備，可根據不同的物料性質加以選擇、組合 。GMP包裝區可實現萬級潔凈包裝，在罐裝設計上嚴格按照食品行業生產許可（QS）的要求，實行人流與物流的嚴格區分。包括高壓均質機、碟片離心機、螺桿式離心機、高壓模擬移動床、真空冷凍干燥機、中試膜過濾裝置。

三、工程實踐型人才培養的嘗試

我校是一所綜合性國家重點院校，其前身是無錫輕工大學，是為企業和高校培養工程實踐型人才和科研人員的高校。工程是一種活動，是一種職業，是一個知識體，是一門學科和一種多樣化的教育系統。實踐性是工程活動的本質特性，經驗和實踐構成了工程知識的最初知識體系[1]。

四、我國工科大學生工程實踐能力培養存在的問題分析

我國的工程教育不同于歐美模式，從教育開始就與工程產業界缺乏密切的聯系，因而也失去了工程化改造的環境。受限于傳統的教育模式，在人才培養計劃上不同程度地存在著重理論輕實踐、缺乏基本的工程訓練和工程意識，培養的學生工程實踐能力較弱、社會適應性差等問題。同時，作為實踐性很強的工科教育，面向企業和行業合作不夠，缺乏產學合作，缺少國際交流的弊端也日益凸顯。大學畢業生雖然理論知識掌握不少，但不知道如何應用，缺乏解決工程實際問題的能力，而工程技術人員實踐經驗與能力的不足，又成為制約我國工程技術發展的關鍵因素之一[2]。

（一）我國高等工程教育對工程實踐能力培養缺乏應有的重視

現代工業化對過去那種專業面窄，學科、專業乃至于課程各自封閉、自成體系、重理論輕應用、重知識輕能力等問題提出了挑戰，對工科大學畢業生的基本素質和工程實踐能力提出了更高的要求。就“工程化”教育而言，我國對工程教育思想缺乏系統的研究和足夠的重視，工程實踐能力的培養也不可能獲得應有的地位。高校與社會相脫離，建立在利益互補基礎上的產業與高校的橫向聯合少之又少[3]。

（二）教師缺乏實踐訓練，影響教學效果

由于各方面原因，近些年各大學都非常重視教師的學歷，大多數大學工科教師都是高校的碩士和博士，沒有直接的生產實踐經驗。同時由于較長時期高校與社會相脫離的管理體制和辦學模式，高校培養的碩士和博士也存在缺乏在工程產業界較長時間的實踐鍛煉的問題。對此，同濟大學前校長、現科技部部長萬鋼教授頗有感觸。他說，我們要培養高水平的現代工程師，如果我們的教師自己都沒有到企業實踐的經驗，如何去培養學生？歐洲許多國家的工科教授，都必須具有規定年限的工程師職業經歷和一定的技術開發成就才能獲得。

（三）教育內容和模式影響了工程教育實踐與創新能力的培養

我國工程教育一直存在教學負擔過重的問題。隨著近代技術的發展，知識的增長與更新越來越快，知識的半衰亡期短至年，隨之而來要求新增的教學內容也越來越多。根據我國的實際情況，要求在短短的一年左右，將一個無任何工程知識的人培養成“基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高”的高級專門人才，確有難度。現在的工程教育從教學內容、教育方法、手段上有許多與現實不相適宜的地方，影響了學生能力的培養[4]。

（四）大學生工程訓練嚴重不足

由于我們至今還沒有建立一個高教界和產業界之間互相依存、互惠互利、協調發展的走產學研一體化道路的有效機制。這與美國產學合作或合作教育的傳統優勢相比存在相當大的差距。就高校的工程教育來講，工程訓練仍主要局限于課堂和實驗室，缺乏與產業界的聯系與協作，這就使大學生缺乏解決社會實際問題的能力。

五、工程實踐能力培養的思考

工程實踐能力的培養既應該體現在工學專業的培養方案中，更應該落實在教學過程中，對這一問題的認識以及具體的培養方式也應與時俱進，推陳出新。在教學實踐和教育管理的實踐中，我認為應從以下幾個環節著手，提升高等工程教育培養學生工程實踐能力。

（一）改革教學模式

教學模式對學生能力的培養起著很重要的作用。要培養工學專業學生的工程實踐能力，就必須改革以教師、教材、課堂為中心的教學模式，加大工程實踐環節在培養方案中的比例，讓學生從“做中學”。“做”就是讓學生動手，親身體驗，在“做”的過程中學習相關知識以及接受專業技能的訓練。與系統的知識教學模式相比，這種模式把部分知識貫穿于實驗、實踐中，強化學生的感性認識和實踐動手能力的培養，同時也突出了學生在教學中的主體作用。要做好這項工作，除了科學地設置基本的課程實驗以及扎實地完成相關環節的工作外，還要在學生自選實驗、綜合性和設計性實驗以及課程設計、實習、畢業設計、選修課和課外實踐環節上下功夫，更新這些環節的教學內容，改革管理模式，以適應“做中學”教學模式的推廣。要實行這種培養模式，需要在教學理念、教學方法、教學設計和考核評價體系等方面進行更新和改革，對多數學校來說，這是一項很艱巨的任務。

（二）加強產學研合作

產學研合作對學生工程實踐能力培養的關鍵點在于：一是將科研成果轉化為教學內容，促進教學內容的更新和與生產實際的結合；二是增加學生接觸生產實際的機會。在成果轉化為教學內容方面，需要教師下功夫，也需要教學管理制度的包容與鼓勵。這就需要學校的教學管理設計者不斷更新教育教學理念，精心制定管理制度與教學環節，調動教師的責任心和積極性，確保這項工作的落實和取得成效。在增加學生接觸生產實際的機會方面，目前的情況是大多數學生很有積極性，但卻苦于機會少或管理制度的束縛而不能實現。如果能讓主持參與產學研項目的教師在高年級學生中選拔部分學生進入項目組，讓學生投入到這些項目的各個環節中，無疑是培養學生工程實踐能力的好途徑。這既需要產學研合作的廣泛深入開展，也需要教師、學生的積極努力和管理制度的跟進。

（三）完善評價制度

目前學校的教學評價體系不能夠適應對學生能力考評的要求，主要表現在沒有標準以及規范的實施措施和考核評定辦法。有學者認為，人的能力是在具體實踐活動中表現出來的，實踐活動是可以考核評價的，因而工程實踐能力自然也就能夠考核評定。在未形成評價標準和規范實施措施之前，有些嘗試性的工作應當開展，比如學生參與產學研合作項目，其實習和畢業設計是否可依托于所參與的項目，由指導教師給出評定成績，作為該生相應教學環節的成績；再比如如何將學生自選的實驗項目納入實踐教學環節的學分等。通過這些嘗試性工作的開展，推動工程實踐能力考核標準和辦法的規范實施，促進培養適應能力的評價體系的改革與完善。

（四）重視綜合素質培養

工程實踐能力是工學專業學生的基本能力之一，應將其納入學生的綜合素質和綜合能力培養之中進行規劃實施。雖然個體在各種能力方面的表現具有差異，但各種能力具有相互補充和相互促進的功效。因此，在強調培養工學專業學生工程實踐能力的同時，不能忽視對學生綜合素質和綜合能力的培養，比如道德品行的修養、藝術賞析水平的提高、語言應用能力的提升等，這些都會直接關系到工學學生創新能力的形成和在專業工作中的進一步發展。開設相關的課程是一個方面，但更重要的是把綜合素質的培養滲透于每一教學環節中，這就對教師的業務水平和教學能力提出了較高的要求，因而師資隊伍建設和教學改革也就成了高校工作的主要內容。加強本科工學專業工程實踐能力的培養，是培養工學專業學生創新精神和實踐能力的重要內容，是本科工學專業教育教學改革的重要方面。這項工作的落實和推進，有助于高等工程教育改革向縱深發展，也有助于學生就業創業能力的培養取得實效。這方面的研究和探討有待更多的教育教學工作者的參與和實踐，在借鑒國際經驗和模式的同時，要積極創建適應于我國高等工程教育現狀和發展的途徑和模式。

（五）校企合作， 優勢互補

通過校企合作辦學， 進一步密切校企關系， 既為企業培養了高素質的技術和管理人才；又拓寬了校企在科研技術方面的運用途徑。企業提供資金、提出開發意向，為學校的許多研究課題進一步轉化成生產力提出了很好的建議；同時企業遇到急需解決的技術難題， 不必到處奔波求教，可以得到及時的解決。這種校企合作的優勢，為企業盈利、為國民經濟建設和社會發展做出了貢獻。

六.結論

首先，科研有助于豐富教學內容，提高教學水平。科研成果解決了教學中的基本理論問題，為教學提供本學科的學術前沿理論。科研成果不但更新了教學知識體系，而且是教學創新的源泉。只有教師是創造性人才，能培養出具有創造能力的學生。科研是教學質量提高的有效途徑。總之，青年教師一定要平衡好教學和科研的關系，偏廢任何一方都將給學校和自己造成不良后果。青年教師一定要是堅持一邊從事教學工作，一邊進行科學研究。讓科研和教學相互促進，這具有重要的現實意義。

其次，提高高等教育質量已成為教育界及社會各界共同關注的問題。教育質量的核心標準是看學生是否具有創新精神和實踐能力。對工科高校來說，這方面的要求更高。其中工程實踐能力的強弱更能說明問題。培養創新型人才，必須注重學生工程實踐能力的培養和提高。這是因為創新型人才必須具有創新型思維，而工程技術人員的創新思維不可能憑空產生，有賴于工程實踐的鍛煉、工程實踐能力的培養。因此，提高工科學生工程實踐能力是工科院校培養創新型人才的重要途徑，也是提高高等工程教育質量必須高度關注的重要問題。

【參考文獻】

[1]余曉.面向產業需求的工程實踐能力開發研究[D].杭州：浙江大學，2012.

[2]田逸.美國大學生工程實踐能力培養及其對我國的啟示[D].長沙：湖南師范大學，2007.

[3]石貴陽，堵國成，石克煌. 校企合作培養高層次工程實踐型人才的探索[J]. 無錫學院學報，2003（03）：27-29.

[4]韓如成.工程實踐能力培養的探索與實踐[J].中國大學教學，2009（06）：77-79.