新工科人才培養模式下的工程訓練教學改革

陳伯豪，李德榮，陳顯揚

(廣東海洋大學，廣東 湛江 524088)

新工科建設是在“卓越計劃”已取得的工程教育改革成果的基礎上,調整和轉變學科專業建設思路,從適應產業需要轉向滿足產業需要和引領未來發展并重,拓展和提升工程教育改革內涵[1]。大學生工程訓練是工科大學生必修的專業實踐課程，通過該課程學生很好了解整個工科專業加工工種，融會貫通多個專業知識，它成為新工科人才創新能力培養的基石，也是提升創新能力的助力器。當然，新的人才培養要求必定會和過去的培養模式沖突，如何解決是當今各個高校工程訓練中心要亟待解決的難題。

1 新工科建設對我校工程訓練的影響

1.1 對人才培養方案的影響

“新工科”的提出更加適應高等工程教育的發展，標志著我們的教育改革進入了一個新階段[2]，它要求平時的教學內容要與實際創新相結合，內容與實踐相統一，不能紙上談兵，要與時俱進，新工科人才培養應當以創新型工程科技人才培養為宗旨,以工程創新能力培養為核心[3]。明顯過去的人才培養方案已經滿足不了新工科背景下的大學生人才培養需求。

1.2 對教學設備、場地的影響

在新的人才培養方案要求下，一些舊工種的停開與新工種的增開直接影響到相關設備的淘汰和設備的購置，車間與實驗室的改造和建設。新的工種對教學場地有新的要求，例如新型的特種加工設備需要一套通風裝置，防止學生實踐過程中發生廢氣中毒；有一些車間和實驗室需要配備空調，因為過高過低的室溫會影響到一些特種加工設備的正常使用，還有一些重型設備對地板的承重有相關要求。

1.3 對師資結構的影響

傳統工種主要包括鑄、鍛、焊、車、銑、刨、磨、鉗、線等九個工種，這幾個工種一直都是工科學生工程訓練的重點，師資隊伍主要以過去在工廠工作過的老職工組成，大多數屬于非編職工。新工科背景下人才培養方案與社會對人才需求不一樣，鑄、鍛、銑、刨、磨、這幾個工種重要性下降，同時一些新的工種得到重視，新工種與新設備同時也要求需要高學歷的操作者進行授課與示范，這些直接對我校工程訓練中心師資結構造成影響。

1.4 對教學考核方式及教學模式的影響

以前工程訓練考核方式是學校與訓練中心自身的考核，屬于內部考核，一般通過平時的教學檢查設備使用管理情況與學生在線上反饋打分兩種混合方式考核。新工科人才培養模式決定其考核方式也不一樣，新工科主要是培養知識面寬、動手能力強、創新性強畢業生，實現寬口徑專業教育的培養目標[4-5]。所以最近很多大學生工程訓練大賽和機械創新大賽得到重視，同時也是考核一個學校的工程訓練教學質量的重要一項。

傳統的工程訓練課程主要是以教學形式開展，內容比較單一固定，學生學習以專業年級為單位過來訓練中心實訓，時間一般是兩三個星期，每個工種教學時間為一天半左右，一個工種結束后到下一個工種，而且工種之間所要求完成的工件都是獨立，學生很難把各個工種關聯起來，實訓效果一般。而且機電專業和其它專業區分度不高，只是在時間長短和做的工件難易度有所不一樣，明顯目前這種傳統的教學模式是不利于新工科人才培養。

2 教學改革實踐

2.1 新工科人才培養方案的修訂

針對新工科人才培養方案的修訂，中心派出調研組認真聽取了李培根院士在廣東工業大學的新工科專題講座，同時調研組赴西安理工大學等高校參觀學習訓練中心的建設及教學改革，在經過多次參觀學習吸取其他院校的建設改革經驗后，我校訓練中心專門召開探討會議，邀請在校和已畢業的學生代表進行座談，經過多次探討制定修改，完成了新工科背景下的工程訓練人才培養方案修訂。根據新的人才培養方案，對工程訓練實訓大綱進行修訂。其中根據各個實習專業的特點減小或者取消鑄、鍛、銑、磨、這四個工種的教學實訓時間，以此同時增加激光加工、平面雕刻機、立體內雕機、機器人應用及二次開發、3d打印光固化設備等五個教學項目，教學對象與時間根據各個專業班級特點安排。

2.2 實驗室建設與設備購置

根據新的人才培養方案，中心在原來的特種加工工種增設激光加工、平面雕刻機、立體內雕機、光固化這四個小模塊實驗室，在機械創新車間增開機器人應用及二次開發平臺實驗室，其中實驗室的場地是以前的鑄、鍛、銑、磨實驗室一半改造而成，形成更合理的場地布置。另外，實驗設備購置根據新開的工種進行購置，目前已經驗收使用的新設備包括：機器人綜合應用平臺、3d打印光固化設備、FDM3d打印機、線切割、立體內雕機、平面雕刻機、激光切割機及打標機等新型設備。工程訓練的教學改革的場所及設備升級基本完成。

2.3 師資的引進與提升

根據工程訓練課程特點，結合我校工程訓練中心自身不足，中心從以下三個方面進行師資的引進與提升：一、引進全國工科強勢院校對口畢業生，彌補高學歷實驗員缺口；二、參加相關設備使用培訓方式對原有職工實驗員進行提升，鼓勵通過學習考證方式達到現有教學模式師資要求；三、中心兼職一批雙師型教師，補充壯大教師隊伍規模，促使本訓練中心的專業教師職稱和學歷結構分布更合理。

2.4 教學考核方式及教學模式改革優化

為進一步做好我中心的實驗建設及教學改革優化的工作，提高人才的培養質量，我中心以大學生工科競賽成績作為考核我中心工程訓練成績的重要標準之一。大學生工科競賽考驗學生機械原理及機械設計基礎、計算機輔助畫圖軟件的操作、材料力學分析等專業運用能力，同時在整個比賽設計過程中極其考驗整個團隊的協作能力和碰到問題解決問題的能力，這也是新工科建設的工科人才培養核心點。中心在教學模式改革優化進行以下幾項措施：

第一，加工實習根據各個專業年級制定不一樣的教學任務和目標，針對生物科學、計算機等專業在傳統工種實習時間有所減少，3d打印方向有所增加；對于航海學院、海洋工程學院的學生在傳統的實習工種和時間有所增加；對于機械與動力工程學院的學生，要以競賽課題穿插到平時工程訓練課程中，達到“以賽帶學，以學促賽”雙贏結果。

第二，工程訓練結束后，為一部分想參加大學生工科競賽的同學提供更好的平臺，平時空余時間有專門老師負責指導，讓工科競賽成了中心的一個附加實訓工種之一，這也是競賽中獲得優異成績的基礎和保障。

第三，完善開放實驗室的管理制度，通過申請-考核-同意-指導方式全程管理，平時學生和老師需要使用實驗設備完成項目，通過這樣的流程申請使用，而且得到專業實驗室老師全程指導和協助，有利學生和老師的開放實驗的完成。提高了實驗室設備的使用率。

3 教學改革取得成果

得益于上面的改革優化，我校工程訓練中心教師在指導學生參加2019年中各類大學生工科競賽中獲得不錯成績，具體獎項如下：“2019年廣東省工科大學生實驗綜合技能競賽”一等獎4項、二等獎2項、三等獎2項；“第六屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽廣東省分賽”一等獎2項、二等獎1項；“第六屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽決賽”二等獎1項、三等獎1項；“首屆粵港澳工程訓練綜合能力競賽暨廣東省分賽”一等獎1項、3等獎1項等。

4 結論

新工科建設的提出對工程訓練既是機遇也是挑戰，各個大學的工程訓練中心應根據自身的特點進行教學改革及優化，促進新工科人才培養的快速發展。上面是廣東海洋大學的工程訓練中心自己教學改革的路子，以供其它兄弟院校參考和借鑒。