面向“工程认证”的工程训练教学模式创新与实践

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　　摘要：针对国际、国内对高素质工程技术人才的迫切需要及高等工程教育的现状，围绕我校高素质应用型人才的培养目标。以国际工程教育认证体系为指导，以卓越人才的能力要求培养为目标，课题组就实践教学的定位、工程训练教学模式的创新、教师工程实践能力的提高以及校企合作培养方式等问题进行了重点研究和实践。收到了较好的教学效果。
　　关键词：卓越工程师；工程认证；实践教育；工程训练；教学模式
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）05-0134-03
　　一、引言
　　十几年来，我国高等工程教育得到了快速发展，取得了显著的成就。然而随着制造业全球化的要求的不断提高，我国的高等工程教育在教育理念、教育定位、培养目标、课程设置、教学方法、师资力量、考核体系等方面都存在着问题。其中，理论与实际脱节、实践环节薄弱、企业实习流于形式、毕业设计与工程实践结合不够、工科教师缺乏工程经历等问题尤为严重。用人单位的评价是：毕业生工程实践能力较弱，适应工作的过渡期长，缺乏创新能力、团队合作和敬业精神。[1]
　　工程实践教育的核心是培养大学生工程意识、实践能力和创新能力。工程训练教育是我国独具特色的工程教育方式，是高等工程教育的重要环节。它不仅包括通常的现场训练，还包括对大学生工程意识的培养；创新意识的孕育；创新能力的训练；有关知识、素质、能力的协调养成；以及对学生多学科知识融合和贯通的体验和训练等。[2]其在培养高素质应用型人才中发挥着传统理论教育和其他工程教育所不可替代的作用。
　　二、面向专业认证的工程训练
　　中国加入WTO后，跨国工程项目越来越多，工程实践教育也正在向全球化迈进。因此，工程训练的教育方式也必然与国际工程教育接轨，并以国际工程教育认证体系思想为指导。《华盛顿协议》于1989由来自美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的民间工程专业团体发起和签署。[3]该协议提出了具体的工程专业教育标准和工程师职业能力标准，对工科毕业生和工程师职业能力在国际工程界具有公认的权威性。其宗旨是通过双边或多边认可工程教育资格及工程师执业资格，促进工程师跨国执业。[4]
　　2016年2月中国正式加入《华盛顿协议》，成为第18个成员国。我国现行的工程教育认证标准（2012年7月修订）明确规定了工程毕业生应具有的10条能力要求：（1）人文素养和职业道德；（2）理科知识和经济管理知识；（3）专业知识和实践经历；（4）设计实施的分析实际问题的能力；（5）文献检索、获取信息的能力；（6）综合创新能力；（7）了解行业法规；（8）一定的组织、管理、沟通能力；（9）终身学习的能力；（10）具有国际视野和国际竞争的能力。卓越工程师应具备的能力和素质，工程实践无疑是锻炼和培养的最好途径。把工程训练纳入工程教育认证的核心实施流程是深化工程教育改革的有效途径。
　　三、更新教学观念，创新工程训练教学模式
　　1.以卓越人才培养为目标，重构实践教学课程体系。课程体系的建设关系到人才培养的质量，科学的课程体系应该注重综合素质的提高、个性能力的增强及创新意识的培养。我校是“卓越计划”的实施单位，把培养“基础扎实、适应性强、具有较强创新意识和竞争能力的高素质应用型人才”作为本科实践教学工作的目标。同时，以国际工程教育认证体系为指导，把对学生毕业要求的指标点分解落实到工程训练实践教学课程体系的每个模块中。建立了由简单到复杂、由基础到综合、由综合到创新的循序渐进的课程体系，突出“分层次、分阶段、模块化”的培养模式。每个层次又设置必做和选做的多个模块。并且，结合我校土建类学科特色，把建筑电气安装和工程机械拆装和维修纳入工程训练实训模块中。（1）工程认知教学：有制造技术认识、机械结构认识、工程管理认识、控制技术认识等环节。以图片展示、多媒体演示，现场参观为主。使学生对机械工程的发展史、机械产品的制造过程、常用工程材料性能、机械零件的加工方法、安全操作规程、工程管理等有一个基本了解。该层面面向大一、大二学生，旨在普及机械工程基本知识，初步建立工程概念，激发学习兴趣和好奇心。（2）工程实践教学：包括钳工、铣刨磨、车工、焊接、数控加工、电加工、钣金、电工电子技术、工艺设计、建筑电气安装等模块供不同专业选择。以实践操作为主，同时融入一定的工程管理、成本分析等内容。该层面面向大二、大三學生，通过学生动手操作，加工简单零部件，掌握设备的操作技能，培养工程实践能力。[5]（3）工程综合教学：有数字化加工、零件工艺设计、工程机械拆装和维修、工装模具设计、无线电测向、机器人大赛等模块供学生选择。以产品设计开发为基础，兼顾成本分析及工程管理。该层面面向大三、大四年级学生。旨在激发学生创新潜能，体验产品研发过程，熟悉和掌握项目研发程序。[5]（4）工程创新教学：设置的目的是为全面提升学生创新能力，面向全校不同年级、不同专业学生。该层面面向大三、大四年级学生，为学生开设创新训练课程或学生利用课余时间参加中心的开放训练项目、科技创新活动、学科竞赛等，以提高学生的综合素质及创新能力。
　　2.在工程训练教学中强化学生创新能力培养。实践出真知，创新思维不可能凭空产生。课题组在工程训练每个层次的实训教学中，有目的地安排能够激发大胆探索的兴趣和自主创新的潜能的环节。多渠道多举措的实施人才创新、人才培养。（1）在工程训练模块中融入创新环节，如在数控实训中，让学生自己设计零件形状，自己编程加工完成。要求学生在“学中做、做中想、想中改、改中创”。让学生创造“奇思妙想”，从而迸发出创新思维的火花。[6]（2）设置创新必修学分，拓宽学生视野。要求学生完成创新课程，在观察和实践的基础上综合运用所学知识进行工艺设计或创意设计，撰写创新思维报告，实现“面”上创新。成立课外兴趣小组，让学有余力的学生自主创新，倡导个性发展，实现“点”上创新。[5]（3）设置创新工作坊，向全校学生的创新活动开放。配备有丰富实践经验的老师专门指导学生的创新制作。指导、鼓励学生积极参加课外科技活动，学科竞赛等创新活动。（4）以项目为驱动，培养学生的创新能力。倡导、组织学生参加校级大学生科研立项课题、全国大学生“机械创新设计大赛”、“挑战杯大赛”、“机器人大赛”等。鼓励组建跨专业、跨年级、跨学院的创新团队，让学生自行构思、设计，自行选择材料、加工工艺和工具设备，自己动手加工零件和装配机器。从而培养分析、解决工程实际问题的能力、创新能力和团队协作精神。[5] 　　3.以大工程观为指导，构建多学科交叉的实践平台。现代工程是一个非常复杂的系统，涉及多个学科的知识背景及社会、政治、经济、文化等非技术要素。[7]这就需要我们转变观念，改变现行的以学科专业为基本教学单位组织教学活动的定式，打破专业壁垒，资源共享。以大工程观理念，站在全校通盘的角度，整合学科专业、科研和企业与社会等各类资源，建立跨学科、多学科交叉融合的实践教学平台，统一教学、设备、师资等管理。改变过去训练项目独立，学科之间没有联系的格局。开发多学科交叉融合的综合性训练项目。以培养学生解决综合问题的能力和创新能力。
　　我校机电学院正在建设集机械、过程装备、电工电子、自动化、工业设计、智能建筑、测控工程、材料、工程管理于一体的多学科交叉、机电结合、强电弱电结合、建筑和电器结合的实践教学平台。使工程教育向着多元化、复合化、完整化的方向发展，与国际机械类工程认证接轨。
　　四、加强教师的工程经历，提高教师的实践能力
　　目前工科教师队伍普遍缺乏工程经历，他们主要依靠计算机解决软问题，而不能根据社会实际需要完成真刀真枪的工程任务。在这种工程教育环境下熏染出来的一批硕士、博士走上教师岗位后，自然就将工程实践能力不足的特征遗传给下一代的学生。[8]这已成为制约工程实践教育的内在阻力。笔者建议，必须采取有力措施，来提升他们的工程实践能力。
　　1.安排年轻教师到企业顶岗挂职，让他们全过程参与企业生产、管理、营销、售后服务等工作，也可聘请企业专家来学校培训教师。
　　2.积极引进企业专家来校做兼职教师，引入企业工程项目与年轻教师共同开发。
　　3.安排年轻教师到校内的工程训练中心，在有工程经验的教师指导下，协助指导学生工程训练，参与工程项目的开发。
　　4.建立一系列制度政策和激励措施，以调动和激励工科教师提高工程实践能力、丰富工程实践经历、提升工程实践能力的主动性和积极性。[9]
　　五、集约校外优质资源，加强同企業的深度合作
　　“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是教育部2010年6月23日启动的工程教育领域的重大改革项目。“卓越计划”具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力[10]。通过校企的深度合作，让学生学习企业的先进技术和企业文化，参与企业技术创新和工程开发，着力提高学生勇于创新的精神和善于解决问题的工程实践能力，这是培养卓越工程人才的关键。
　　1.开发工程训练合作项目，实行校企联合培养。2011年2月我校依托工程训练中心平台，与日立建机（上海）有限公司签约共同培养挖掘机维修人员，把企业对人才培养的要求直接纳入我校的办学理念之中。校企双方制定培养方案，共同为学生配备导师，共同制定课程体系，共同编制教学文件，共同评价培养质量。日企派出资深专家分别在企业驻地上海和学校为我校培训挖掘机维修方面的实训讲师，同时提高了我校青年教师的工程实践能力。[6]
　　2012年5月我校与合肥叉车集团“高级营销本科班”的创办是高校、企业联合培养人才的又一次尝试，是创新我校工程训练教学体系构建的又一次实践。采取订单式培养模式，学生大四在企业实习一年，实行顶岗制、双导师制和准员工制。在企业完成毕业设计，毕业后直接进入企业工作。
　　2.拓展校外实习基地。我们在省内外建立了一批校外实习基地，让学生在企业进行生产实习、毕业实习等，由校企双方共同配备指导教师，共同对学生实习的安全和质量负责。
　　3.聘请企业专家来校指导毕业生的毕业设计，毕业设计的题目是企业生产实际中需要解决的实际问题。学生通过在企业带着问题的研究、测试，熟悉了工程设计、工程研究的基本方法，分析解决问题的能力、团结协作能力、沟通表达能力等大大提高，完成毕业设计的质量也大大提高。
　　六、结束语
　　工程训练是我国特有的工程实践教育方式，是落实工程教育、实现工程教育认证能力标准的重要环节。课题组就实践教学的定位，工程训练教学模式的创新，教师工程实践能力的提高，以及校企合作培养方式等问题进行了重点研究和实践。构建了以工程训练实景式训练为内容，以多学科交叉融合的实践平台为支撑，以学科竞赛为驱动，以企业项目型毕业设计为效果检验，以学生自主创新—创业实践为补充的工程训练创新教学体系。实施过程中，突出学生的主体地位，着力倡导基于问题的学习，基于项目的学习，学生在主动实践的过程中，得到了工程实践能力、创新能力、团队协作能力、沟通能力的培养，收到了前所未有的效果。我校机械制造及自动化专业已通过中国工程教育认证委员会的认证。
　　参考文献：
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　　[2]孙康宁，傅水根，等.浅谈工程实践教育中的问题、对策及通识教育属性[J].中国大学教育，2011，（9）：17-20.
　　[3]陈雯柏，曹荣敏，吴细宝.面向专业认证的工程训练模式与创新体系构建[J].计算机教育，2014，（10）：47-50.
　　[4]张艳蕊，毕海霞，等.基于《华盛顿协议》的工程训练开放教学体系的构建与实践[J].实验技术与管理，2015，（3）：199-202.
　　[5]缪宪文.应用型工科高校应重视学生工程实践能力的培养[J].实验室研究与探索，2012，（07）：304-307.
　　[6]周娅，魏德强，等.机电综合工程训练中心建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2011，（12）：9-11.
　　[7]居里锴，徐建成.“大工程观”下工程实践教学改革的探索与实践[J].中国大学教学，2013，（10）：68-70.
　　[8]傅水根.我国高等工程实践教育的历史回顾与展望[J].实验技术与管理，2011，（2）：1-4.
　　[9]林健.胜任卓越工程师培养的工科教师队伍建[J].高等工程教育研究，2012，（1）：1-14.
　　[10]李永坚，黄介绍，等.“卓越工程师”校企联合培养模式的探索[J].湖南工程学院学报，2012，（3）：107-1094.
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