新工科背景下地州高校工程訓練課程教學模式改革探索

李疆 金開軍 石文昌 楊秋萍 安金亮

摘 ?要：在新工科背景下，分析了地州高校工程訓練課程存在的問題，結合工程教育改革的要求，提出以工程訓練課程為突破口，加強與地區行業、企業協作，優化工程訓練教學環境、開展工程訓練項目庫建設、強化工程型師資隊伍培養、打通線上線下教學資源的改革思路。通過構建虛實結合、校企融合的工程訓練環境，創新教學方法，探索校企協同育人新模式，進一步提升地州高校學生的工程意識和工程能力。

關鍵詞：新工科;地州高校;校企合作;工程訓練;工程能力

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）32-0122-04

Abstract： This paper analyzes the problems of engineering training courses in regional universities in the context of new engineering. Therefore， combined with the requirements of engineering education reform， the paper puts forward the engineering training courses as a breakthrough point to strengthen cooperation with regional industries and enterprises， and also optimizes the engineering training teaching environment. Meanwhile， it canwork in carrying out the construction of engineering training project library， strengthening the training of engineering teachers， and opening up the reform ideas of online and offline teaching resources as well. By establishing an engineering training environment combining school with enterprise， integrating teaching and innovation， and innovating teaching methods， exploring a new model of school-enterprise collaboration and educating people to further improve the engineering awareness and engineering ability of college students in regional universities.

Keywords： new engineering; regional university; university-enterprise cooperation; engineering training; engineering ability

一、概述

隨著我國創新驅動發展戰略的持續推進，經濟社會發展對工程科技人才的需求日顯突出，如何培養造就一批多樣化、創新型卓越工程科技人才[1]，成為高等教育工程教育改革的當務之急。地州應用型高校由于辦學時間短、辦學缺乏特色、服務對象不明確等原因，在工程教育改革上進展較為緩慢，學生解決工程問題的能力、工程創新能力都有待進一步提高。工程訓練教學是高校人才培養中重要的實踐教學環節[3]，對于提高學生工程實踐能力、創新創業能力有著不可或缺的作用。但是傳統工程訓練的內容、模式和方法已不能適應新經濟、新產業高速發展對工程人才的要求。在教學過程中通過工程訓練過程中讓學生了解行業背景知識、培養較強的工程實踐和創新能力，從而能在地區行業發展、企業轉型中發揮作用，成為工程訓練類課程教學改革研究的重要課題。

二、地方高校工程訓練存在的問題

工程訓練是培養具有創新意識、工程素養、工程能力的重要實踐教學環節，根據《高等學校工程訓練類課程教學質量標準》的要求，高校工程訓練課程體系分為工程認知訓練、工程技能訓練、工程綜合訓練、工程創新訓練四個層次，并要求按照學生知識、能力和素質的培養規律，針對不同專業有針對性地開設工程訓練類課程。但是由于工程訓練作為校內工程實踐教學模式，存在教學內容與技術發展脫節、教學方式滯后、指導教師工程能力不足、教學環境局限等問題，從而導致學生工程綜合能力訓練缺乏針對性，學生工程能力提升有限[1]。

（一）訓練內容問題

由于工程訓練源于金工實習，很多學校仍以“制作榔頭”作為工程訓練項目，重點進行車、鉗、銑、電焊、熱處理等機械加工工藝實習，有的學校增加了數控加工、3D打印等加工方法，并未從提高學生工程能力這個出發點進行工程訓練項目的開發和優化，加上指導教師長期與企業一線脫節，對新技術、新工藝、新標準不了解，導致教學內容嚴重滯后于行業、企業技術發展;由于訓練內容與學生專業的契合度不夠、與區域產業銜接不足，導致工程訓練流于形式，影響了學生的專業工程能力和就業競爭力的提升。

（二）指導師資問題

大多數高校工程訓練教師分兩大類，一類是從校辦工廠轉制過來的工勤技術崗位人員，這些人員年紀偏大，知識陳舊，缺乏先進的教學方法和教學理念，不可能完成新工科背景下的知識更新;另一類是引進的研究型人才，這些研究型人才由于是從學校到學校，沒有經過企業鍛煉，缺乏工程經歷，工程意識和工程能力缺乏，教學過程只能照本宣科，很難吸引學生主動參與工程訓練活動。這兩類指導教師存在的問題都嚴重影響了工程訓練的教學質量和教學效果。

（三）訓練環境問題

工程訓練教學是“以實際工業環境為背景，以產品全生命周期為主線，對學生開展工程實踐教育的方法”[1]。90年代根據工程教學需要，高校將校辦工廠改造成工程訓練中心，解決了工程訓練需要的“實際工業環境”的問題，但隨著產業的變革、科技的發展，傳統工程訓練中心提供的工程訓練環境、設備已嚴重滯后于經濟社會的發展;由于受到學校經費投入的制約，工程訓練中心也不可能隨著工業技術的高速發展，隨時保證工訓條件與技術發展相匹配。

（四）教學方法問題

長期以來，工程訓練教學沿襲了企業中“師帶徒”的教學模式，教學以指導老師的講授和示范為主，學生模仿進行操作、加工，學生未從工程的角度對開展的訓練進行自主、深入的思考;由于指導教師知識面的局限性，無法讓學生了解行業的前沿技術及其應用情況，更無法開展“跨學科、跨專業、跨行業”的工程訓練項目整合，學生的工程訓練停留于最表淺的操作學習。

三、地州高校工程項目綜合訓練教學模式改革

地方高校在新工科工程教育改革中的首要任務是“培養大批具有較強行業背景知識、工程實踐能力、勝任行業發展需求的應用型和技術技能型人才”[2]。因此工程訓練課程在工程類專業的教學過程中具有不可替代的作用。要達到新工科工程教育改革的要求，工程訓練課程需要立足地方行業需求、借鑒國內外先進經驗、做好專業銜接、開展校企協同育人，探索地州應用型高校工程訓練的新模式、新方法、新路徑。

（一）新工科工程訓練課程環境的打造

鑒于傳統工程訓練中心的局限性，新工科工程訓練課程環境應做到“虛-實結合”“校-企”融合（如圖1所示）。

1. 訓練環境虛-實結合：

訓練“虛”環境包括虛擬仿真環境SPOC課程環境。虛擬仿真環境提供虛擬仿真操作，如安全教育、數控加工、電氣裝調、虛擬數字化工廠管理等，通過虛擬環境、虛擬設備可解決設備更新投入過大、大型設備操作安全等問題，可讓學生盡快了解、掌握最新的設備、技術和工藝，并開展跨學科、跨專業知識學習，同時利用虛擬仿真系統的測試功能，了解學生的編程能力、操作能力，為進入訓練“實”環境進行實操打下基礎，進一步保障工程訓練過程的安全性。SPOC課程環境為學生提供與指導教師、企業工程師之間交流學習的平臺。

2. 訓練環境“校-企”融合

德國在工程教育過程中采用雙元制教學模式，即實踐-理論-再實踐-再理論的循環教學，讓學生在企業進行實踐訓練，同時熟悉企業對知識、技能的要求，了解企業解決工程問題的方法和路徑，帶著問題開展理論學習;英國采用工學交替“三明治”的模式，在校期間1年半時間在企業進行工程訓練，同時在大學內設立工業中心，讓學生將企業了解的工程問題在指導教師的幫助下開展項目式工程訓練，并在企業內進行驗證;日本也通過校實習工廠和企業訓練相結合的方式提高學生的工程能力并滿足企業和社會發展對工程人才的需求[4]。

從國外大學工程訓練的環境條件來看，高校與企業在人才培養上搭建良性的互動平臺，工程訓練平臺與行業或企業的實際狀況聯系緊密，學生對企業的設備狀況、技術條件、能力要求有準確的了解，有利于明確學習的目標，有利于提高學生學習的主動性;同時有利于學校工程訓練平臺的建設規劃，引導校內訓練環境向“教育、培訓、研發一體的共享型協同育人實踐平臺”進行建設和發展[3]。因此要為學生提供有效的工程訓練環境，離不開“校-企”融合，校內工程訓練教學將行業典型案例進行歸納，利用“虛-實”結合的工程訓練條件，開展系統分析、優化設計，為學生開展“間接工程訓練”，校外企業工程訓練則讓學生參與到真正的工程項目設計、制造、管理過程中，培養學生發現問題、解決問題的能力，完成“直接工程訓練”[4]。

（二）分層次工程訓練案例項目庫的建設

傳統工程訓練主要按工序或工種開展工程訓練，訓練以掌握機床或設備操作為主，這種訓練方式只能完成工程認知訓練和工程技能訓練這兩個環節的學習，無法完成工程綜合訓練和工程創新訓練。通過對行業、企業真實工程案例進行分析、綜合、提煉，建立分層次工程訓練案例項目庫，可有效解決現在學用脫節的問題;同時根據行業的發展和技術的進步，不斷更新項目庫的內容，讓學生學習相關行業解決工程問題的最新方法、熟悉相關行業的國家標準和行業標準。

所謂分層次工程訓練案例項目庫（見圖2）是由標準工程項目案例庫、新技術工程項目案例庫、研究工程項目庫組成。標準案例庫是企業已完成的、可公開的成熟工程項目內容，學生可以進行學習、模仿，并了解工程實現的路徑、標準、方法;新技術案例庫是隨著行業技術發展，用新技術解決老問題的工程方案或技術改造方案，學生通過該案例庫可以了解行業現有的新技術以及應用情況;研究工程項目例庫是行業或企業尚未解決的共性問題、難點問題，主要作為校企合作研發的項目，此案例庫可讓學生了解行業內的前沿問題，并讓學習情況較好的同學與教師、企業工程師共同攻關，完成相關工程項目，真正讓工程項目來源于企業、應用于企業[5]。

工程綜合訓練或創新訓練，一般都采取團隊模式開展訓練，由指導教師與項目團隊共同確定訓練項目內容，根據訓練項目內容在三個案例庫中找到工程資料進行學習、模仿、設計、驗證，直至完成既定的工程訓練內容。對于學習效果好、工程能力強的學生可參與到校企協同創新團隊中解決實際工程問題。

（三）工程型師資隊伍建設

為解決工程訓練教師存在的知識老化或工程能力不足等問題，應從政策上激勵高校教師進企業進項目提升工程能力，企業工程師進課程進課堂參與校企協同育人。通過雙方合作互動，企業為高校教師提供參與技改、產品研發的機會，為工訓教師了解行業標準、企業標準，建立工程訓練案例項目庫、提高工程項目指導能力創造條件。只有這樣，才能培養出一批了解企業需求、了解前沿技術狀況的工程型師資隊伍，促進工程訓練課程的教學質量，提高工程訓練教學水平。

（四）線上-線下相結合的教學方法

隨著新工科工程教育改革的推進，跨學科、跨專業學習將成為工程訓練的常態，傳統“師帶徒”工程訓練教學模式已不能滿足教學的需要。為提高學生自主學習能力，適應各行業技術的快速發展，對新知識、新理論的學習可采取提供線上學習資源，線下教師輔導的方式，同時利用工程項目案例庫，讓學生學以致用，迅速將所學知識應用于工程訓練項目的實施中。在實施過程中，可利用SPOC平臺打通工程訓練學生與企業工程師之間的交流平臺，提高學生、指導教師、企業工程師之間交流的即時性、交互性，滿足學生個性化學習需求。

對學生學習成效的評價也可采用線上-線下相結合的過程性多元評價體系，即線上對學生理論知識的學習成效、交流溝通頻次進行綜合評價，線下對學生的操作能力、設計能力、協作能力進行客觀評價，線上-線下相結合的評價模式可以客觀反映學生工程訓練的成效，并對學生工程能力評定提供依據[5]。

四、結束語

地州高校以培養服務地方行業企業的人才作為人才培養的主要目標，要在新工科工程教育改革中與工科優高校和綜合高校實現錯位發展、特色發展，地州高校必須主動對接行業企業，將企業工程技術人員引進課堂，尤其在工程訓練課程中要加強校企協同工程訓練環境建設、工程型師資隊伍建設，通過校企合作開展與行業、企業緊密相關的工程訓練項目庫建設，改進教學模式、教學方法，加強學生、教師、工程師三方溝通學習，創新校企協同育人模式，探索新經濟、新業態、新工科背景下工程型技術人才的培養方法，為中國制造2025計劃的實施提供創新能力強、工程素養高的優秀建設者。

參考文獻：

[1]教育部工程訓練教學指導委員會課程建設組.高等學校工程類課程教學質量標準[Z].2014-12-3.

[2]“新工科研究與實踐”項目組.“新工科”建設復旦共識[J].高等工程教育研究，2017（01）：10-11.

[3]“新工科”建設行動路線項目組.“新工科”建設行動路線（“天大行動”）[J].高等工程教育研究，2017（02）：29-30.

[3]華爾天.地方工科院校產出導向的工程類專業創新人才培養研究與實踐[M].杭州：浙江大學出版社，2018.

[4]胡玨.工程教育改革背景下的工程訓練平臺研究[D].浙江：浙江大學公共管理學院，2009：15-18.

[5]李疆，等.新工科背景下地方院校“五融合”工程訓練體系的構建與實踐[J].教育教學論壇，2019（50）：175-177.