面向“科教協(xié)同、產(chǎn)教融合”的現(xiàn)代檢測技術(shù)實訓(xùn)模式探索*

盧健 呂汝金 黃嫦娥

（桂林電子科技大學(xué)教學(xué)實踐部 廣西桂林 541004）

一、“新工科”背景下，建立基于現(xiàn)代檢測技術(shù)實訓(xùn)模式的必要性

“新工科”建設(shè)是指為應(yīng)對新經(jīng)濟的挑戰(zhàn)，從服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來發(fā)展的高度，在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”)的基礎(chǔ)上，提出的一項持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計劃，其主要體現(xiàn)在學(xué)科交叉、科教協(xié)同、產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的教育理念[1-3]。2019年12 月28 日，在“深化新工科建設(shè)座談會暨卓越大學(xué)聯(lián)盟高校新工科教育研討會”上，教育部高等教育司司長吳巖指出，高等工程教育體系再造要主動應(yīng)變、積極求變，實現(xiàn)學(xué)科專業(yè)交叉融合[4-5]。

“工程訓(xùn)練”作為工科類高等院校面向不同專業(yè)開設(shè)范圍最廣的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，長久以來，該課程的定位是使學(xué)生通過實習(xí)獲得機械制造的基本知識，建立制造生產(chǎn)過程的概念；在培養(yǎng)一定操作技能的基礎(chǔ)上，增強學(xué)生的工程實踐能力；在勞動觀念、創(chuàng)新意識、理論聯(lián)系實際的科學(xué)作風(fēng)等基本素質(zhì)方面，受到培養(yǎng)和鍛煉，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后的工作打下一定的實踐基礎(chǔ)[6-8]。作為一門覆蓋專業(yè)范圍最廣的工藝性基礎(chǔ)課和工程實踐課，與“新工科”背景下人才培養(yǎng)要求有著天然的高度契合性，作為服務(wù)地方經(jīng)濟建設(shè)為主的應(yīng)用型人才培養(yǎng)高校，著力做好實驗實訓(xùn)教學(xué)改革，積極發(fā)揮工程訓(xùn)練在新時期人才培養(yǎng)中的角色與作用，更具時代必然性。

現(xiàn)階段本校機電綜合工程訓(xùn)練中心（下文簡稱中心）“工程訓(xùn)練”教學(xué)與全國大多數(shù)同類院校一樣，面向“新工科”以“學(xué)科交叉、科教協(xié)同、產(chǎn)教融合”的協(xié)同育人理念與技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的功能要求，普遍存在以下幾個亟待解決的主要問題：

（一）工程訓(xùn)練的項目缺乏關(guān)聯(lián)性以及實用性，制約了學(xué)生對于工程實踐的綜合認識和創(chuàng)新能力提高

工程訓(xùn)練是在“金工實習(xí)”基礎(chǔ)上的創(chuàng)新發(fā)展，囿于前期基礎(chǔ)（師資、場地、設(shè)備等）薄，雖經(jīng)大力發(fā)展，中心“工程訓(xùn)練”課程內(nèi)容中單一機械學(xué)科（專業(yè)）技能實操訓(xùn)練項目仍占比較大，分為冷加工和熱加工兩類，具體是車、銑、刨、磨、鉆、鉗、沖壓、焊和熱處理等技能訓(xùn)練。這些訓(xùn)練項目基本屬于傳統(tǒng)學(xué)科體系下的課程內(nèi)容組織表現(xiàn)形式，各訓(xùn)練項目在實訓(xùn)期間基本處于相互獨立運轉(zhuǎn)狀態(tài)，實訓(xùn)內(nèi)容與科學(xué)研究脫節(jié)、對接新產(chǎn)業(yè)不足，訓(xùn)練項目的綜合性、開放性和創(chuàng)新性不足。單一傳統(tǒng)學(xué)科體系下的課程設(shè)置難以體現(xiàn)“跨學(xué)科、科教和產(chǎn)教融合”的技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)，作為我校面向工科類專業(yè)教學(xué)規(guī)模最大、學(xué)生受眾人數(shù)最多的公共實踐基礎(chǔ)教學(xué)平臺，現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容體系很難滿足不同專業(yè)在“新工科”背景下的人才培養(yǎng)目標的需求。有必要增設(shè)綜合性強的訓(xùn)練項目。

（二）依然延續(xù)傳統(tǒng)的教學(xué)手段與方法，實訓(xùn)作品質(zhì)量評定依據(jù)不明確，缺乏科學(xué)、精準和系統(tǒng)的現(xiàn)代檢測手段

大多數(shù)高校工程訓(xùn)練仍然以教師現(xiàn)場講授理論、機床演示與學(xué)生實操為主。當(dāng)遇到不可抗力，比如面對突如其來的疫情，落后的教學(xué)手段和方法必然導(dǎo)致工程訓(xùn)練教學(xué)難以繼續(xù)下去。實訓(xùn)作品是學(xué)生實訓(xùn)成績的主要評判依據(jù)。當(dāng)前，作品質(zhì)量把控主要依賴教師的經(jīng)驗，對于冷加工的作品，經(jīng)驗法可以區(qū)別零件宏觀尺度上的差異，但是不能給出零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等符合工程實際的標準。對于熱加工的作品，須通過檢測零件的成分、微觀組織和物理化學(xué)性能來區(qū)分零件的質(zhì)量。然而作品質(zhì)量檢測相關(guān)的實訓(xùn)項目仍然空缺。導(dǎo)致很多學(xué)生在實習(xí)過程中，經(jīng)常會帶著“我的作品和其他的差別不大，為何分數(shù)卻不同”的疑問，直到實習(xí)結(jié)束都沒得到有效解答，從而磨滅了他們對于工程訓(xùn)練項目的好奇心，影響了學(xué)生對工程訓(xùn)練的熱情，阻礙學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新思維等方面的提升。

（三）教學(xué)平臺和科研平臺結(jié)合不緊密，科研環(huán)境不完善，教師的創(chuàng)新能力、教學(xué)科研水平難以提升

教學(xué)、科研和社會服務(wù)是高等學(xué)校的三大職能，也是教師的工作內(nèi)容，彼此相輔相成，互為促進。中心主要以教學(xué)為主，缺乏科研平臺，加上工程訓(xùn)練教學(xué)任務(wù)重，需要承擔(dān)全校的工程實踐教學(xué)，幾乎每天都有教學(xué)任務(wù)，而且是全天指導(dǎo)實習(xí)，導(dǎo)致部分優(yōu)秀的工程實踐老師紛紛脫離工程訓(xùn)練指導(dǎo)崗位，讀博等深造后不得已放棄自己熱愛的工程訓(xùn)練事業(yè)。由于工程訓(xùn)練中心的體制和科研環(huán)境缺乏等，中心教師難以開展科研工作。例如很多年輕教師入職的時候雄心壯志，隨著時間的推移，最后也不得不屈從于現(xiàn)實，逐漸喪失科研意識和科研能力，長此以往，教師的創(chuàng)新和科研水平難以提升，教學(xué)理念、內(nèi)容和水平無法得到革新。

二、現(xiàn)代檢測技術(shù)實訓(xùn)模式探索

面向“新工科”以“學(xué)科交叉、科教協(xié)同、產(chǎn)教融合”的協(xié)同育人理念與高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的功能要求，將現(xiàn)代檢測技術(shù)融入工程訓(xùn)練，擬打造“實驗實訓(xùn)、校企協(xié)作、科教融合”三位一體協(xié)同推進工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)新平臺。遵循教師教學(xué)科研能力提升以及學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)需求內(nèi)在規(guī)律，擬構(gòu)建“縱橫交織、產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向、項目引領(lǐng)”的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)新體系。依據(jù)高等院校教學(xué)、科研和社會服務(wù)三大職能需求，擬創(chuàng)立“科教協(xié)同、產(chǎn)教融合”的育人機制。

（一）設(shè)計切實可行的裝配式作品，比如涉及了冷加工和熱加工的所有工種的一級齒輪減速箱，可將各工種聯(lián)系起來，避免工種之間作品的重復(fù)加工；在各工種建立集量具畫線工作臺、游標卡尺、塞尺、千分尺和高度尺于一體的基礎(chǔ)機械零件檢測平臺。打造面向工訓(xùn)教學(xué)、科研和產(chǎn)業(yè)的檢測中心，主要是建立專業(yè)檢測平臺和綜合檢測模塊，其中專業(yè)檢測平臺包括機械精度檢測的粗糙度測量儀，材料微觀組織和機械性能檢測的金相顯微鏡和硬度計等。綜合檢測模塊用于對零部件或裝配體進行全方位立體式檢測，包括激光共聚焦顯微鏡、三坐標測量儀、表面輪廓儀、電化學(xué)工作站和應(yīng)力測試儀等。師資隊伍是課程順利開展的保障，根據(jù)檢測類實訓(xùn)項目的屬性，建立“博士+碩士+工人”的復(fù)合型師資隊伍，其中博士負責(zé)檢測分析理論授課以及中心工作統(tǒng)籌，碩士負責(zé)測試結(jié)果的分析與總結(jié)，工人負責(zé)檢測儀器的實操。

（二）利用騰訊課堂+課堂派等App、中國大學(xué)MOOC 等資源開展線上理論教學(xué)，學(xué)生預(yù)習(xí)后自帶問題聽課，再配以線下實操演示講解和雨課堂同步推送相關(guān)課件資源進行輔助，融合虛擬檢測實驗和遠程仿真等技術(shù)，實現(xiàn)線上線下融合、虛實互聯(lián)的新型現(xiàn)代檢測技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)模式。相較于傳統(tǒng)工程訓(xùn)練的線下集中輪訓(xùn)，線上授課受限于課堂空間和上課時間的問題較小，除了能解決老師同一批次重復(fù)上課、信息發(fā)布、課堂互動、問題討論、考勤與成績管理等問題以外，通過充分利用中國大學(xué)MOOC 資源、中心自有課程資源和線上課堂授課錄播等資源（“工訓(xùn)云”資源），還能更好地解決學(xué)生預(yù)習(xí)、上課、復(fù)習(xí)和利用碎片化時間隨時有效學(xué)習(xí)的困擾。在新教學(xué)模式下，預(yù)期將有效提升學(xué)生的線下動手能力。另外，學(xué)生線下考勤與成績統(tǒng)計等繁雜耗時工作均將獲得較好解決，甚至為采用線上預(yù)定線下實操開放的形式提供一種可能，將極大地解決學(xué)生等候上機排隊的時間，為有效緩解學(xué)校理論課程與實踐課程的結(jié)構(gòu)性矛盾提供新思路。

（三）考察校外先進的機械類和材料類檢測基地，在校內(nèi)基礎(chǔ)、專業(yè)和綜合檢測平臺基礎(chǔ)上，建立現(xiàn)代檢測技術(shù)創(chuàng)客中心，制定相關(guān)章程，招收對檢測分析感興趣的學(xué)生并組建團隊，結(jié)合興趣和已有條件，開展基地檢測項目、“雙創(chuàng)”訓(xùn)練項目、檢測競賽項目和綜合創(chuàng)新訓(xùn)練等，將研究成果融入全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、機械創(chuàng)新設(shè)計制作大賽和挑戰(zhàn)杯等競賽中，解決以往競賽作品無科學(xué)、精準和統(tǒng)一質(zhì)量評價標準的難題，探究作品性能、宏觀尺度與微觀結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，目的是有效保證作品質(zhì)量，提升參賽作品在國家級賽事中的競爭能力，促進學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力的有效提升。

（四）基于現(xiàn)代檢測技術(shù)的教學(xué)平臺和科研平臺融合，搭建校企合作新渠道，為社會服務(wù)提供新途徑。結(jié)合企業(yè)檢測項目和校外測試中心等，開展教學(xué)和科研工作。調(diào)研有潛在檢測類（零件加工精度、形變、材料熱處理組織分析）需求的企業(yè)，確定合適的檢測類項目，根據(jù)項目要求，教師深入企業(yè)一線對問題進行分析，尋求可行的解決方案，聯(lián)合校內(nèi)校外測試中心，展開科學(xué)研究。依據(jù)研究結(jié)果，建立標準的項目檢測檔案并成為課堂教學(xué)案例，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)理論與實踐結(jié)合，促使教師的教學(xué)科研水平提高。另外，企業(yè)僅擁有基礎(chǔ)檢測平臺，但是缺乏專業(yè)和綜合性的檢測平臺，企業(yè)的導(dǎo)向主要是應(yīng)用，企業(yè)存在檢測手段單一，因此也缺乏專業(yè)的檢測人員，檢測人員的理論水平有待提升，教師可到企業(yè)開展檢測類培訓(xùn)，到企業(yè)兼職，反思校內(nèi)測試平臺在設(shè)備上的不足以及教師能力如何提升，完善教師教學(xué)功底以及校內(nèi)檢測平臺。在現(xiàn)代檢測技術(shù)的教學(xué)和科研平臺上，打造現(xiàn)代檢測技術(shù)的仿真實驗庫，建立部分數(shù)字孿生模型。

（五）“新工科”的提出，為高校和企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)造了更好的契機，作為校企合作的主體，兩者的精誠合作是實現(xiàn)產(chǎn)教融合的保證。高校和企業(yè)雙方應(yīng)通過溝通協(xié)商，對接需求設(shè)立專門進行溝通聯(lián)絡(luò)的部門，做到有效對接。作為學(xué)校一方，要成立校企合作工作領(lǐng)導(dǎo)組織機構(gòu)，在組織上有保障機制，部門和中心應(yīng)當(dāng)按照學(xué)校統(tǒng)一部署，創(chuàng)造性地開展工作，將校企合作工作的進度和質(zhì)量作為部門和中心考核指標之一，常抓不懈，保證校企合作持續(xù)健康發(fā)展，促進其良性循環(huán)發(fā)展。在校企合作的基礎(chǔ)上，根據(jù)用人單位對技術(shù)人才的崗位需求制定合適檢測類實訓(xùn)項目的教學(xué)計劃和教學(xué)大綱、實習(xí)計劃及組織實施細則，做好課程內(nèi)容資源建設(shè)，確保整體教學(xué)運行有序、存檔規(guī)范，實現(xiàn)基于現(xiàn)代檢測技術(shù)實訓(xùn)的科學(xué)化、專業(yè)化和體系化。

結(jié)語

現(xiàn)代檢測技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，是國家科研水平和綜合國力的重要標志。打造現(xiàn)代檢測技術(shù)實驗實訓(xùn)平臺，可為實施素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育提供良好的平臺，為進行基礎(chǔ)實踐教學(xué)和跨學(xué)科綜合訓(xùn)練提供高效和重要的場所、為科研工作提供分析測試服務(wù)的科技條件；構(gòu)建現(xiàn)代檢測技術(shù)工訓(xùn)新體系，可為學(xué)生作品提供科學(xué)、精準和系統(tǒng)的評價標準，串聯(lián)和豐富線上線下教學(xué)內(nèi)容，解決教產(chǎn)脫節(jié)的難題；創(chuàng)建科教協(xié)同產(chǎn)教融合的育人機制，可推動校企合作、科教融合與實驗實訓(xùn)平臺的有效銜接，促進學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力的提升，利于教師科研和教學(xué)水平的革新，在此過程中，企業(yè)為高校老師和學(xué)生提供了實踐的場所，獲得了免費的勞動力，間接推動了其生產(chǎn)的發(fā)展，降低企業(yè)的人才成本。企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)方案制訂、項目評價和檢測中心建設(shè)等人才培養(yǎng)工作后，為企業(yè)技術(shù)人才提供良好支撐和服務(wù)，校企合作積極性提高，為地方經(jīng)濟發(fā)展做貢獻。