基于關鍵能力培養的工程訓練模塊化課程體系建構

陸興發

[摘 要] 以綜合創新能力為核心的關鍵能力是實現創新發展的重要途徑。面對激烈的全球制造業競爭，全力打造現代大學生的工程訓練綜合創新能力是高校的重要歷史使命和歷史擔當。闡述了建構工程訓練模塊化課程體系的必要性和緊迫性，建構了基于大工程背景的四層五級工程訓練模塊化課程體系。實踐證明，四層五級模塊化課程體系能夠顯著提升大學生的綜合創新能力。

[關 鍵 詞] 關鍵能力；工程訓練；模塊化課程；建構

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）16-0114-02

制造業是一個國家國民經濟的重要基礎和支柱產業，更是一個國家經濟實力和核心競爭力的集中體現和重要標志。正是得益于強大的制造業優勢德國平穩度過了國際金融危機，成為受危機沖擊最小的國家。受此啟發，危機過后世界各國開始高度重視制造業的發展。德國率先提出了以智能制造為主導的“工業4.0計劃”，美國提出了“先進制造業國家戰略計劃”，英國提出了“高價值制造業戰略”，日本提出了“產業復興計劃”，法國提出了“新工業法國”等。

制造業競爭已成為未來大國競爭的關鍵。中國作為全球制造業中心，一直陷于“大而不強”的窘境，產品附加值嚴重低下，絕大多數產業在國際產業分工體系中處于價值鏈低端。為此，2015年5月，中國政府在頒布的“中國制造2025”中明確提出“實現中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變，完成中國制造由大變強的任務、重點領域和重大工程”。通過實施“中國制造2025”戰略，旨在迅速提升中國制造業的國際分工和全球價值鏈地位，搶占國際競爭制高點。只有提升我國制造業的發展層級，才能在激烈的國際市場競爭中保持和獲得更大的發展空間。提升創新能力是“中國制造2025”的核心任務和首要目標，實現這一目標的唯一途徑就在于創新人才的培養，這才是真正的“固本培元”。無疑，高校擔負著培養具備先進技術和創新能力人才的重任。

一、工程訓練的綜合優勢

工程訓練是一種通過學生參與具體的工程實踐活動而開展訓練的一種教學活動，通過工程訓練培養學生具有較強的工程素養和工程綜合創新能力。工程改變世界，行動創造未來。清華大學副校長楊斌教授指出：“要改變工科人才培養不接地氣的現狀，只有靠‘產業高手進入校園課堂，學生走入產業真刀真槍。大學也許應該強制性地讓學生拿出一到兩個學期的時間，完全泡在實踐中。”

目前，國內高校的工程訓練及其工程訓練中心建設已實現了質的轉化，“由常規的金工實習和電子工藝實習向現代工程實踐教學轉化，由單機技能培訓向局域網絡條件下技術集成培訓轉化，由操作技能培訓向技能與綜合實踐、創新實踐相結合轉化，是以大工程為背景，以學生為中心，以工程技能訓練為基礎，以培養過程能力為目標，以創新思維訓練為核心，多元化、開放型工程實踐創新訓練”[1]。可以說，國內各高校的工程訓練中心已經成為我國高校開展大學生工程技術、工藝實訓與工程創新實踐的重要基地，是國內各大工科院校中教學規模最大、學生受眾人數最多的實踐教學基地，更是在校大學生課外科技創新實踐的主要訓練和活動基地，是在校大學生體驗和完成發明創造和科技競賽作品設計與制作的第一場所[2]。

二、工程訓練模塊化課程體系建構

毋庸置疑，大學生關鍵能力的培養離不開科學的工程訓練課程體系。但縱觀我國現階段絕大多數高校的工程訓練中心的課程體系，“主要訓練內容仍為機械制造”[3]，即便是在我國發展水平高端的上海高校，“總體尚處于由傳統單一的技能訓練向現代的工程實踐綜合訓練的發展、提高階段”[4]，根本談不上創新、創造、創業，最終導致“我國工科大學畢業生大多缺乏實踐能力和創新精神，缺乏解決工程實際問題特別是綜合性較強的復雜的工程技術問題的能力”[5]。為此，必須充分利用新工科建設的歷史機遇期，從快、從速扭轉目前高校工程訓練中心功能單一的局面，建構科學的工程訓練模塊化課程體系，以適應未來發展的需求。

大學生關鍵能力的培養必須以現代制造業的大工程為背景，使課程體系建設置于大工程的現實背景，才能確保大學生關鍵能力的培養具有堅實的實踐依據。如果離開了現代制造業的大工程背景，無疑使大學生關鍵能力的培養成為無源之水，無本之木。現代制造業的突出特點是以制造工程為基礎，以數字化、信息化為主導，融產業開發設計、技術工藝、生產管理和市場營銷等環節于一體的協同工況流程系統。因此，設計開發科學的工程訓練模塊化課程體系必須建構于這種背景之上。

總結國內高校工程訓練教學實際，我們認為建構四層五級的模塊化工程訓練課程體系是非常必要和恰當的。

第一層課程是基于大工程背景的工程認知課程，這一層級課程里包括現代大工程背景介紹和工程認知兩個部分。著重向學生介紹現代大工程背景，包括加工目標任務、圖紙設計、工藝設計、材料選擇與控制、加工技術選擇等，還需向學生介紹生產過程必需的生產系統、信息系統、能源系統以及銷售系統和服務系統等。在此基礎上，向學生詳細介紹工業加工過程、生產安全、生產設備操作規程、質量體系及其監控檢驗技術、環境保護、工程倫理以及現代清潔生產的基本理念和相關技術。

第二層課程是以傳統加工技術為基礎的相關加工技術、質量保障技術、管理技術等。

第三層課程是拓展綜合實踐課程，重點通過工程實踐向學生傳授先進制造技術、增材制造技術（additive manufacturing，AM）以及清潔制造技術。

第四層課程是創新實踐課程，主要由通過設計現實工程實踐背景的項目，當然最好是能夠讓學生適度參與工程實踐，使學生在真實情景中感受、體驗實際生產過程。鑒于國內各高校所處地域不同、高校工程訓練水平不同以及國情不同等客觀原因，目前一條理想的途徑便是通過組建大學生創新團隊參加國家舉辦的各類大學生創新競賽，進而培養學生的綜合創新能力。當然也可以通過設計開發綜合實驗培養大學生的綜合創新能力。

通過上述工程訓練模塊化課程體系，我們卓有成效地培養了以大學生實踐綜合創新能力為核心的關鍵能力。僅2017年我們組建了9個大學生創新團隊，參加了全國3D十周年精英聯賽和全國3D大賽，獲得了吉林省賽區特等獎1項、一等獎4項、二等獎3項、三等獎4項。通過創新大賽，學生獲得了成功的體驗，獲得了創新的興趣與動力。

參考文獻：

[1]張戈.智能制造背景下工程訓練中心建設探究[J].實驗技術與管理，2017，34（2）：209-213.

[2]梁延德.我國高校工程訓練中心的建設與發展[J].實驗技術與管理，2013，30（6）：6-8.

[3]朱瑞富，孫康寧，賀建業，等.綜合性大學工程訓練中心發展模式設計與實踐[J].實驗師研究與探索，2011（4）：86-99.

[4]吳國興，符躍鳴，李忠唐.上海市高校工程訓練的現狀、問題與發展[J].實驗室研究與探索，2013，32（9）：149-153.

[5]徐建中.創建國內一流的工程訓練中心的建設實踐[J].實驗技術與管理，2006，8（1）：76-80.