依托“新工科”，構建“夢幻工廠”，培養工程型素質人才的探索與實踐——以莆田學院工程實訓中心為例＊

李文芳，林金忠，肖鄭穎

依托“新工科”，構建“夢幻工廠”，培養工程型素質人才的探索與實踐——以莆田學院工程實訓中心為例＊

李文芳，林金忠，肖鄭穎

（莆田學院，福建 莆田 351100）

結合新工科背景下人才培養需求和莆田學院自身特點，依托工程實訓中心這一校內工程實訓基地，探索并構建了分層次、模塊化的“夢幻工廠”實訓教學體系，創建了生產性課堂一體化實訓基地，推行三結合課外科技活動模式，為培養具有多學科思維、復合型知識、創新性能力與工程型素質人才提供參考。

“新工科”；夢幻工廠；工程實訓；教學模式

1 引言

目前，教育部提出了“新工科”的建設指導方針，通過對傳統工科專業培養體系尤其是傳統實踐教學體系進行深入剖析[1]，革除原先專業培養中知識面過于單一、沒有橫向和縱向拓展的弊病，通過促進不同專業學科之間的知識進行交叉運用，運用多種教學手段進行不同層次的培養，使學生在不同層次的教育資源下獲得不同層次的知識、能力、素質能力，是“新工科”建設的重要方向[2]。

莆田學院工程實訓中心是校內的綜合實踐基地，“夢幻工廠”生產性課堂一體化實訓基地依托工程實訓中心建設。“夢幻工廠”實訓教學模式有利于提高實訓中心整體的實訓教學質量，同時在此基礎上可以橫向拓展，服務于地方的職業教育以及企業發展[3]，同時創新的培養體系與培養理念有助于培養一批優秀的工科大學生。

在“新工科”的大背景下，如何緊隨先進制造業的飛速發展，變革傳統實踐教學體系，提升教學手段；如何依托實訓中心的開源平臺，推行“夢幻工廠”實訓教學模式，優化地方高校工科人才培養方案；如何將實踐教育改革做精做細，融入地域特色，使實訓中心成為培養工程型素質人才的搖籃，是值得和必須探討的重要課題。

2 “夢幻工廠”實訓教學模式構建

2.1 構建“夢幻工廠”實訓教學體系

構建“堅實基礎、錘煉技能、融合設計、挑戰創新”的分層次、模塊化的“夢幻工廠”實訓教學體系。根據認知規律，工程訓練教學應當是由淺入深、由表及里的分階段、分層次的開展，讓不同階段的學生接受不同層次的工程訓練，構建“工程認知—基本能力—綜合能力—創新能力”為主線的，開放式、多層次、模塊化、循序漸進的工程能力訓練體系。

莆田學院工程實踐中心根據教育部的指導方針以及學校的發展需求，于2017年獨立，建設并完善4個層次的實踐教學體系，服務于全校7大學科門類、15個本科專業的學生。教學內容在中心開設的所有工訓項目范圍內，采用菜單式組合，由二級學院和中心共同根據各自學科的學生特點，選擇不同的工程訓練項目。項目的開設及項目訓練的具體內容，也根據科技的發展，院系的要求，不斷地更新迭代。中心還推出了課內選修，允許學生在一定范圍內，按照自己的興趣愛好，選擇工訓項目。“夢幻工廠”實訓教學模式如圖1所示。

圖1 “夢幻工廠”實訓教學模式框架

第一層次的工程認知以“堅實基礎”為導向，重點在于對學生宣貫學科涉及的一些基本工程知識以及目前科技發展前沿的一些技術，如目前的新能源、新材料、3D打印等技術，穿插進行，前沿技術是學生在網絡可以經常接觸到的一些名詞，可以極大地激發學生的學習興趣，在激發學生學習興趣的同時穿插講解基礎工程知識可以讓學生有意識地認識到新技術是建立在一些基礎的工程能力之上才能發展起來的。可以讓學生初步建立工程概念，拓寬學生眼界，激發學生對相關理論和工程技術的興趣，并為后續學生開展創新訓練打下基礎。在教學手段上，中心依托各實訓室展示區域，采用“圖文—模型—視頻”三者相結合的方式，最大程度激發學生的學習興趣。

第二層次的基本能力層，以“錘煉技能”為導向，依托實訓中心目前的師資力量以及相應的設備，開展面向莆田學院全部專業的基礎能力實訓項目。

根據高校素質人才培養的需要，實訓中心根據不同專業的學生量身定制了不同工種搭配的的實訓套餐，開發包含不同訓練時長和訓練內容的各工種教學大綱菜單，供不同專業、不同訓練時長的學生進行組合選擇。后續根據項目的建設情況，不斷優化工種課時配比，使學生在有限的時間內盡可能得到足夠的訓練。

第三層次的綜合能力層，以“融合設計”為導向，融入團隊合作以及項目管理等理念，更加貼合實際企業管理模式。本層次主要面向工科類學生，確定一個成熟產品的開發場景，采用學生組隊、教師指導、項目管理模式驅動的訓練模式，學生利用之前所學的各學科知識完成既定的設計開發任務，使學生提前在學校體驗工程師的角色，掌握工程師應當具備的素質。

第四個層次的創新能力層以“挑戰創新”為導向，本中心以“兩臺小車”——無碳小車和智能小車為驅動，在前三個層次的基礎上遴選一批優秀的學生開展創新能力培養活動，“兩臺小車”的設計制造過程融合了各方面的工程知識，包括結構設計制造、電路設計控制、CAD/CAM以及快速成型設計等知識。學生可以在這個過程中不斷挑戰自我，提升創新實踐能力。同時在“兩臺小車”的基礎上開展更多的創新課題，課題可來源于學科競賽、創新創業項目、教師的縱向橫向課題等。學生可自行組隊，進入中心全開放的創新實驗室，中心配備指導教師并提供相關耗材和元器件，全方位支持學生的創意活動[4]。

2.2 創建“夢幻工廠”生產性課堂一體化實訓基地

“夢幻工廠”生產性課堂一體化實踐訓練基地是認知工程環境、感知工業生產過程、培訓工程基本能力以及拓展工程綜合創新實踐的主要支撐，是實現本項目建設理念的必備基礎。以“引企入校、產學研結合”為指導思想，把企業的生產理念及管理方式引入學校，創建“夢幻工廠”生產性課堂一體化實訓基地，使學校實踐活動與企業生產接軌，通過在實訓中心復制企業的生產場景以及相應的管理制度，讓學生提前體驗企業的生產生活以及標準的加工制作流程，逐步創建“夢幻工廠”工程實訓基地。實訓基地根據企業標準化生產進行規劃，使學生的實踐訓練能夠像企業的崗前培訓一樣進行開展。

在此基礎上，未來3年本項目計劃建設焊接實訓室、快速成型實訓室、機器人創新訓練室等實訓室，并不斷完善硬件設施建設，引入新技術，增加新項目，努力構建適合學生開放性、創新性、實踐性、綜合性學習的工程訓練環境。

2.3 推行三結合課外科技活動模式，營造濃郁創新實踐氛圍

進一步，“夢幻工廠”實訓教學模式通過課內外結合、訓賽結合、師生結合，以項目為抓手，以競賽為依托，探索課外科技活動新模式。以學生為主體、教師為輔導，在課余時間針對各類學科競賽和創新創業競賽開展活動，探索跨學科人才培養的嘗試，既要滿足全體學生的需要，又要為優秀學生提供展示能力的平臺。項目通過一段時間的探索，組建了一支由不同學科學生組成的創新團隊，針對各類學科競賽和創新創業競賽開展活動，包括大學生工程訓練綜合能力競賽、大學生機械創新設計大賽等。通過定期進行競賽培訓和創客大賽，形成了一個共同協作、良性循環的團隊，在團隊中分享創意、完善創意、實現創意，有效地提升了學生自主學習的興趣和成就感，激發了創新思維意識。

在學生的競賽組織方面，工訓中心專門成立了相應的創新大賽協會，通過協會的作用，引導有興趣的學生參與到學科競賽中，同時在日常實踐教學中發現一些優秀拔尖的學生引入協會。協會堅持老帶新制度，往屆的獲獎學生會將比賽的經驗與教訓進行總結，以便為后面參賽的學生提供經驗。

3 “夢幻工廠”實訓教學模式成效

3.1 “以賽促學”

本項目有效提升了學生的工程實踐能力和創新能力，不斷激發學生的創新思維和創新興趣，常年參加創新團隊的學生達到400人/年，為近年來莆田學院學生參加工程訓練綜合能力競賽、機械設計創新大賽等學生學科競賽取得不俗成績作出了重要貢獻。以工程訓練綜合能力競賽為例，項目實施以來，參賽成績逐年提升。工程訓練綜合能力競賽在2015年第三屆省賽沒有取得獎項，2019年參加國賽，獲得國賽一等獎1項，二等獎1項，機械創新比賽也在2018年首次參加國賽，并獲國賽二等獎1項。同時2019年莆田學院工程實訓中心承辦第八屆福建省大學生工程訓練綜合能力競賽，在省內產生了很好的示范輻射作用。

3.2 惠及多學科學生

工程實訓中心上課年人時數達20多萬，從認知到創新、從課內到課外，學生對工程訓練的內容和模式給予高度評價，反饋在工程實訓中心知識和能力得到全面提升。過去的工訓中心，工程訓練教學完成后，就大門緊鎖，不再接待任何的實踐活動。“夢幻工廠”項目建設后，極大地方便了學生業余時間的工程實踐及創新活動，在提升學生的工程實踐能力與創新能力的同時，也為各類大學生科技競賽培養了大批后備力量。

3.3 營造濃厚創新活動氛圍

依托“夢幻工廠”項目，工程實訓中心積極開展創客大賽，目前已舉辦三屆。創客大賽面向莆田學院在校本科生。在網絡封閉的現場，選手們根據已給的題目畫設計圖、規劃數據、確定參數、設計模型，經過教師的指導，現場制作加工模型。賽事主要是為全校師生的創新、創意、創業服務，提升學生的實踐技能，拓展學生的設計經驗。以一個題目多個方向的形式，促進各專業學生專業技能的發展，經過這樣的比賽，學生解決工程實際問題的能力大幅度提高。創客大賽還獲得了福建省教育廳網站、福建日報多家媒體的報道。通過長期實踐，工程實訓中心探索并構建了分層次、模塊化的“夢幻工廠”實訓教學體系，創建生產性課堂一體化實訓基地，推行三結合課外科技活動模式，有效提升了學生的工程實踐能力和創新能力。

［1］王保建，王永泉，段玉崗，等.“新工科”背景下國家級實驗教學示范中心建設與實踐［J］.高等工程教育研究，2018（6）：47-54.

［2］史洪偉，卓馨，徐基貴，等.略論新工科建設背景下高校教學改革與實踐［J］.赤峰學院學報（漢文哲學社會科學版），2019，40（4）：139-141.

［3］馮勝清.產教融合暢通學用通道［N］.中國教師報，2015-09-16（015）.

［4］林金忠，肖鄭穎，林荔.地方高校工程實訓中心建設與探索——以福建莆田學院工程實訓中心為例［J］.職業，2016（6）：99-100.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.032

2095－6835（2021）08－0087－02

福建省本科高校教育教學改革項目（編號：FBJG20190104、FBJG20170195）；莆田學院校級教改項目（編號：JG201962、JG201729）

李文芳（1964—），男，福建莆田人，教授，研究方向為機電一體化。

〔編輯：王霞〕