應用型本科高校“工程訓練”課程的改革探索

姚引婧，胡軍旺，張日亮

（廣西科技師范學院 職業技術教育學院〔上汽通用五菱汽車產業學院〕，廣西 來賓 546199）

工程訓練是高校工科教育中培養學生工程實踐能力的重要環節，它不僅能夠鍛煉學生綜合運用專業知識與技能的能力，還能夠培養學生的工程素養、職業道德和團隊協作精神等。然而，隨著科技和生產技術的快速發展，機械制造領域涌現出了許多新型的工程材料和工藝技術，以及新的加工方法和設備，這些都對學生的實踐能力和創新能力提出了更高的要求。傳統典型的工程訓練雖然解決了機械制造工藝知識基本認知的問題，但已經無法滿足新工科時代對復合型、應用型人才培養的需求。

以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才的新工科建設，是我國面向未來戰略必爭領域做好人才儲備的主動謀劃。作為一種新的專業工程教育，其對人才培養的要求與傳統工程教育相比不再是單一的知識和技能的掌握，而是要培養技能、知識多元化的復合型技術人才［1-2］。

一、“工程訓練”課程現狀

“工程訓練”是機械類學生學習制造基礎知識必不可少的專業基礎課程。該課程以實踐教學為主，采用實操教學的方式對學生傳授機械產品生產制造的相關基本知識，并進行工程實踐能力的基本訓練。目前“工程訓練”課程的開設形式與項目還是受學校實訓條件和設備的影響較大，課程的覆蓋面和教學效果存在較大的差異。工科院校相對于非工科院校而言，設備數量相對較多，配置比較合理、全面，學生可參與的項目較多。而非工科院校實訓設施的配套、課程設置的體系化及工程訓練中心的建設等方面普遍落后于工科院校，導致該類學校工科專業的學生在學習工程基礎訓練課程時存在一定的不足，無法做到對相關知識的融會貫通［3-5］。

總體來說，工程訓練普遍以車、銑、鉗等傳統工種為主，學習內容并不具備交叉、融合的特質，普遍具有以下特點。

1.項目內容簡單，缺乏創新。現行的工程訓練項目大都是單一的加工項目，訓練內容包含加工機床的認知、常見的一些加工方法的練習和簡單機械零件的制作等，內容簡單，訓練項目種類偏少，多以制作錘子為主，知識綜合運用能力的訓練效果欠佳。

2.工程訓練內容與實際生產過程銜接不夠。工程訓練的主要目的是讓學生初步學習和了解典型零部件加工、常用工具儀表及相關裝備的使用。然而，當前的訓練模式下，各個訓練模塊相對獨立，各工種內容之間缺乏有機整合，導致訓練多為獨立的單機訓練，各模塊之間的銜接度不足，無法完整地再現制造過程。這種情況使得學生很難從“大工業”生產和“大工程”背景的角度去理解所學到的知識，缺乏對工業生產的關聯性和整體性的理解。對于產品從市場調研、設計開發、生產制造、質量保證、成本核算、綠色環保到最終回收再生的全生命周期，學生無法真正深入理解，從而影響了學生“大工程”意識的培養和鍛煉。

3.訓練內容對學生的吸引力偏弱，不能很好地調動學生的積極性。工程基礎訓練所做的零件多為教師指定，對所學知識的綜合應用不足，未充分發揮學生的自主性和創新能力。經過實訓后，學生只對加工設備和加工方法建立了感性認識，不夠深刻。

4.工程訓練受益覆蓋面較窄。工程訓練的對象以低年級學生為主，但對于高年級學生來說，又缺少綜合性和開放性的工程訓練項目及平臺。現有的工程基礎訓練項目與學生在高年級時的課程設計和畢業設計等課程的關聯度較低，以創新能力訓練為目的的綜合性工程訓練項目較少。

二、針對工程基礎訓練課程的改革探索

針對當前工程訓練存在的不足和如何充分利用現有實訓設備的問題，本文對課程的內容進行了改革探索，旨在讓學生在掌握基礎知識和能力的基礎上，能夠綜合運用相關所學的知識。本文在保證基本知識的教授的前提下，采用了基于拓展項目的教學方式，設置了一些具有綜合性和協作性的訓練科目，加強了學生綜合實踐能力的培養。本文主要從以下幾方面進行了改革。

1.選擇了一些喜聞樂見且富有趣味性的項目，如創意作品加工、典型零件制作等，最大限度地激發了學生的興趣和動力，引導學生主動地發現問題、思考問題、探索問題，并解決問題。

2.以學生的興趣為導向，以實踐操作為核心，以協調合作為手段，培養了學生的學習積極性、動手能力和溝通協作能力。讓學生參與項目的設計、仿真、制作等環節，鍛煉了學生的工程思維和創新能力。

3.設計一些具有一定難度和挑戰性的項目，并要求學生綜合運用所學的理論知識和技術技能，學生對所學知識和技能做到了融會貫通，知識綜合運用能力和問題解決能力得到了提高。

三、工程訓練拓展項目的實訓內容

（一）工程訓練拓展項目

實訓內容主要有創意物品制作類項目、鐵藝制作類項目、機械零部件設計制作類項目等，如表1所示。

表1 工程訓練擴展項目

（二）主要特色及培養學生的能力

1.工程基礎訓練拓展項目設置了多個具有綜合性和協作性的題目，能夠將不同的技能訓練和知識應用有機地結合起來，是一種多工種協作設計制造的訓練方式，可以有效地培養學生的自主學習能力和知識綜合應用能力。這些題目涉及了不同領域的制造項目，要求學生根據自己的興趣和專業背景，選擇一個具有實際意義和創新性的主題，進行可行性分析、方案設計、任務分配等工作。在零件的設計、制造訓練中，充分發揮學生的主觀能動性，讓各組學生自行設計零件，并用軟件生成所需的數控設備程序。

通過相互配合、協作，完成零件設計、程序編制、加工仿真、下料、加工制造的全部工作。實訓的過程中，讓學生采用數控設備加工。在教師對學生進行基礎知識和框架的培訓后，要求學生自主學習更深入的知識，并付諸實踐。教師對學生的程序進行復核，并指導學生規范操作，保證學生實操的安全性。

2.通過對產品從毛坯到成品的整個過程進行設計制造，學生可以對生產過程的有機性和整體性有一個深刻的理解。學生參與項目零件的設計及制造的全過程，對典型零件的生產過程有了全面的認識。在這個過程中，學生不僅要運用機械設計、編程等專業知識，還要考慮產品的功能、美觀、工藝性等因素，使產品達到最佳效果。例如，在象棋的制造過程中，學生不僅要運用加工中心雕刻出字，還要考慮兩種金屬嵌套連接的工藝性問題。

3.拓展項目同時具有一定的人文色彩。教學過程不僅關注學生操作技能、理工知識的培養，還在實訓過程中融入人文教育，讓學生在學習和實踐中學會如何有效溝通、協調與配合，從而樹立正確的職業觀和價值觀。在這個過程中，學生不僅要與同組成員進行溝通協作，還要與其他組進行交流分享，互相學習和啟發。教師也要對學生進行職業道德和職業素養方面的教育與引導，讓學生明白自己所從事的工作對社會和人類有著重要意義。

4.實訓項目貼近生活，激發學生興趣，讓學生從被動接受轉變為主動探索，從而實現從學中做，從做中學，培養學生發現問題、解決問題的能力。這些項目都是與現實生活相關的，如象棋、鐵藝作品等，可以讓學生感受到自己的學習與實踐有著實際的價值和意義。同時，這些項目具有一定的難度和挑戰性，要求學生不斷地創新和優化，以達到更好的效果。通過參加這些項目，學生可以提高自己的動手能力和創新能力，也可以增強自己的信心和成就感。

四、工程訓練項目的實訓效果

（一）學生的綜合能力訓練效果不斷提升

課程的實施過程中，學生在指導教師的要求下，依據分組及組內學生各自的特長和意愿進行分工協作。組內學生全體參與到零件設計、制造的過程中。

圖1、圖3和圖3 是部分不同種類的學生實踐作品。教學過程中避免了單一的按圖加工模式，學生參與了模型建立、數控加工編程、制造過程仿真、下料加工等較為完整的流程。學生綜合運用建模、制造仿真等先進技術，并融入到實踐中，綜合能力訓練的效果明顯提升。

圖1 學生實訓加工實物

圖2 軸類零件

圖3 鐵藝制品

（二）課堂參與度提高

在整個實訓的過程中，學生的積極性和學習興趣被充分調動，很多學生甚至在課后休息時間主動要求加班實訓。實訓項目的完成情況也要比傳統項目的完成情況好，學生主動獲取知識的積極性很高。

雖然在相互協作的過程中還會出現一些不愉快的事情，但通過相互協調、溝通，最終都能配合完成實訓任務，學生相互溝通和協調配合的能力得到了鍛煉。

結語

新工科建設背景下，基于現在產業學院的應用型本科人才培養，目的在于培養知識多元化、創新型的卓越工程技術人才。“工程訓練”作為工科機械類專業學生學習應用機械制造基礎知識、鍛煉應用實踐能力的基礎課程，不僅要讓學生熟悉、掌握已學習的知識，還要有承上啟下的教育作用，以激發學生學習的積極性，引導學生自主學習，鍛煉學生綜合應用知識的能力。

以拓展項目的形式開展的教學探索，在一定程度上綜合應用了學生所掌握的基礎課程，鍛煉了學生運用知識、自主獲取新知識的能力。從單一零件加工的分離實訓方式轉變為注重設計制造過程的多工種的協作，從簡單基礎操作的技能訓練逐步發展到設計與加工并重的綜合訓練，提升了課程基礎教學功能和綜合能力培養的雙重作用。通過對工程基礎知識的擴充，學生初步建立了有關市場、信息、成本、效益、質量、環保、安全等工程管理概念，其工程意識和素養得到了培養。但從教學過程看，綜合性強的實踐應用實訓，指導教師需要具備豐富的理論知識和實踐能力，對教師的基本能力提出了更高的要求，而對多數教師來說，理實結合方面的知識和能力還有待加強；而對學生來說，短期內獲得的知識較多，對于部分底子差的學生，往往存在跟不上的現象，所以在教學過程還需均衡不同學生理解、消化知識的能力和過程。