论文部分内容阅读
摘 要：工程训练教学作为实施“卓越工程师教育培养计划”的重要载体，主要是提高学生的工程素质、工程实践能力和创新能力。对现阶段工程训练教学模式存在的不足进行了分析，以培養应用型卓越工程师为目标，构建了以基础制造训练为基础、工程综合训练为主体、创新设计为目标的分阶段分层次的工程训练教学新模式。以提高学生综合素质、增强工程实践能力为宗旨，研究和探索了加强学生工程能力培养的创新实践教学方法。
关键词：卓越工程师 工程训练 创新教育 教学模式
中图分类号：G642.0 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）09-235-02
引言
教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”旨在强化培养学生的工程实践能力和创新能力，培养未来优秀的工程师后备人才，为解决现阶段高等工程教育中存在的“工程性”和“创新性”不足提供有效途径{1}{2}。
目前，由于各方面因素的影响，工科学生走进企业进行生产实习的难度较大，学生在校期间真正接触工程实践的机会很少，即便去了企业也仅仅是参观的性质，缺乏让大学生发挥主观能动性实践操作的空间。而学校的工程实训中心恰好可以弥补这一缺憾，可以为学生提供一个理论知识和工程实践相结合的平台。工程训练作为一项生产技能培训，可以培养学生的工程意识。进行工程训练，缩短了课堂和工程实际的距离，可以提高学生的工程实践能力{3}。对教师而言，可以利用良好的工程环境，更有力地将理论与实践相结合，将动脑与动手相结合，将知识与技能相结合，引导学生进入到认知现代工业文明的实践课堂中。在高校，作为工程素质教育和技能训练的综合性开放平台，工程训练中心是实施卓越计划的理想教育实践基地。
一、工程训练现有教学模式存在的不足
现有工程训练教学模式能够适应实习教学工作量要求，满足学生对全面认识各实习工种的需要。但该模式仍存在不足之处{4}{5}。
1.我国的高等教育由于在理念、机制、模式和方法等方面存在的问题，普遍存在重视基础理论教学，而对专业技能的训练和培养有所忽视。即使设置了实践教学环节，也仅仅是进行示范性的实验演示。
2.参加训练的学生，有一些是抱着混学分的态度，没有认识到工程训练的重要性，学生在上课时普遍存在不注意听讲、不愿意动手操作等。
3.训练中心只是偶尔协助学校师生加工制作科研或教学用品，开放度小且被动，教学资源得不到充分利用，学生难以有效利用其进行课外科技制作和创新实践活动。
因此，学生虽然进行了工程训练，但是达不到理想的效果。实践动手能力较弱，缺乏主观能动性，缺乏创新精神和创新能力等仍是毕业生普遍存在的问题，将来走向工作岗位还要从头学起，并未培养出学生较为完善的工程意识和技能，难以适应现代企业的需要，与工科专业对卓越人才的培养目标存在较大差距。而“卓越工程师教育培养计划”，侧重于培养工科大学生的工程实践能力、创新能力、团队合作精神和密切联系产业等特点，对目前我国卓越人才的培养起到了很好的启示作用。
二、分阶段分层次工程训练教学模式的构建
将实践教育与理论教育相结合的CDIO工程教育理念，强调学生能够以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式去学习工程理论、技术与经验，使学生最终成为具备扎实的专业知识和工程基础知识，具有社会协调能力，具有创新实践能力和价值判断能力的高水平现代工程技术人才。在构建机械工程训练教学模式时，可以借鉴CDIO的成功经验，改革教学模式，将工程训练层次化、模块化、系统化，建立既能体现大工程观的现代工程教育理念，又能反映“卓越工程师教育培养计划”要求的工程训练教学新模式{6}。
建立工程训练与科技协同创新体系，将工程训练从工程认识到工程创新分为三个层次，每个层次内建立若干个相对独立的核心模块，层次间依次提升。根据不同学习阶段的需要，学生可以任意选择和组合模块，实现自主性与系统性的高度融合，以达到提升学生的工程素质、工程实践能力和创新能力的目的。
首先是基本技能和基础知识的训练阶段。学校配备了数控车床、激光雕刻、加工中心等先进制造技术加工设备以营造模拟的工业环境，使学生了解现代机械制造工业的主流技术和工艺过程。目的是使学生对工程制造有初步的了解，建立感性认识；锻炼动手能力，为下一步的综合创新训练奠定基础。
其次是工程综合训练阶段。在该阶段，学生可对各模块的技术进行遴选、整合，充分利用已掌握的基本操作技能和工艺知识来解决实际问题，主要体现在先进制造技术、数字化产品开发等方面，养成学生的工程系统观念及优化思想。通过这一阶段的训练，学生可以完整地了解到现代工业的生产方法和制造工艺流程，有利于对学生工程意识的培养。
第三是创新设计训练阶段。该阶段强调工程训练的应用性和创新性，通过为学生提供丰富多元的创新项目和技术指导，训练中心积极开展创新试验，不断改进创新设计内容，通过拟定方案、加工制造、性能测试等一系列的工程实训活动，激发灵感和热情，锻炼学生的创新思维方法、创新设计能力和项目领导力。
三、工程训练中心创新实践教学方法
工程创新人才培养模式应注重学生全面素质的提高、创新能力的培养及个性发展等。在创新人才的培养途径方面，采用灵活多样的培养方式，因材施教。
1.多场次、多渠道培养学生创新能力。以工程训练中心为依托，按照培养应用型创新本科人才的目标，鼓励学生参与到教师的科研项目中，积极参加各级各类创新大赛，如国家级、省级大学生创新项目和工程训练大赛等实践活动。教师的科研项目为强化实践教学和培养创新能力提供了良好的平台，各类大学生创新实践活动和技能大赛可以检验创新实践的教学效果。在课内外多层次的创新实践过程中，学生从起初对创新过程的挑战，克服困难，直到把方案转化为作品并取得预期成就，拓展了学生的思路，切实加强了动手操作能力，对学生创新思维习惯的养成和创新能力的培养起到重要的作用。 2.具有创新意识和创新能力的“双师型”教师队伍建设。建设一支既有较高文化和专业理论水平，又具有创新意识和创新能力的“双师型”高素质教师队伍，是工程训练中心实现培养“卓越工程师”目标的重要保证。
积极引进企业单位实践经验丰富、懂技术并具有一定学历的工程技术人员担任兼职教师，有计划地安排教师利用寒暑假期到先进企业实地调查，获得企业工程项目经历，培养和提升教师的实践能力。在学校内部，教师间可以通过以老带新、“拜师结对”等方式，促进教师整体素质的提高。以拥有基础理论扎实、创新理念较强、学术知识渊博和综合实践能力较强的师资团队来为大学生科技创新活动提供更好的服务，既有利于培养学生的创新素质，又有利于科技成果的推陈出新。
3.实施职业资格证书鉴定。推行职业资格证书，有利于调动学生参与实践的积极性和对该教学环节的认识和重视程度。学生积极和主动地参与实践，有利于提高实践教学质量。
职业技能证书的鉴定，就是利用生产实习或实践技能培训，对学生进行职业资格训练，在真实或模拟的生产工作环境中培养学生独立运用科学知识和方法来解决实际问题的能力。按照培养方案，工程实训中心为学生提供必要的训练手段，学生对设备和工艺等生产要素有了进一步了解，为今后的工程设计奠定良好基础。通过职业技能鉴定，也会促进在校学生在学习掌握扎实基础理论的同时，增强工程知识，有目的地去培养和锻炼实际操作技能、综合能力、合作精神等，有助于学生将来工作时能够快速适应岗位工作，縮短适应期。实践证明，持有职业资格证书的大学毕业生，其职业技能有显著提高，在就业过程中表现出较强的竞争优势。
四、结语
作为高校实施“卓越工程师教育培养计划”的重要组成部分，“工程训练”与“工程创新”的目标就是要培养造就一大批创新实践能力较强，能够适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。学校制订的以工程技术认知为起点，基础制造训练为基础，综合创新试验为目标的分阶段、分层次工程训练教学模式，理论教学与实践教学相结合，实践教学与技能训练相融合；对学生而言，扎实了基础工程知识理论，实践了工程操作，增强了团队协作能力和交流沟通能力，具备灵活运用工程创新的素质，能够反映出以实践性、开放性、综合性为特点的工程训练体系具有较强的可操作性，切实符合卓越工程师教育的培养计划。同时，对教师自身的专业知识和技能的扩展也起到了积极的作用，对进一步提高工程实训教学水平提供了有力的保障。
[基金项目：黑龙江省高等教育科学研究课题（14G136），黑龙江省高等教育教学改革项目（JG2014011027）]
注释：
{1}张建超，吴文江，高占凤等.基于“卓越工程师”培养理念下的工程训练与创新平台建设[J].教育教学论坛，2015（48）
{2}王浩程，冯志友，王文涛.针对卓越工程技术人才培养的工程训练平台研究[J].实验科学与技术，2013，11（5）
{3}胡义华，方华，尹辉俊.基于“应用技能型人才培养”的工程训练模式改革与实践的研究[J].轻工科技，2015（9）
{4}毛杰，李敏.卓越工程师计划中工程训练中心建设与教改[J].河南科技，2014（9）
{5}李蓓，姚庆，管图华.工程训练中心平台在实施“卓越工程师计划”中的作用探析[J].实验技术与管理，2014（5）
{6}刘燕.面向卓越工程师培养构建校企合作工程实践平台的探索[J].中国电力教育，2012，（27）
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（第一作者简介：丁海娟（1975—），女，山东省日照人，副教授，工学博士，主要研究方向：微细特种加工技术、工程教育教学等。）（责编：若佳）
关键词：卓越工程师 工程训练 创新教育 教学模式
中图分类号：G642.0 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）09-235-02
引言
教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”旨在强化培养学生的工程实践能力和创新能力，培养未来优秀的工程师后备人才，为解决现阶段高等工程教育中存在的“工程性”和“创新性”不足提供有效途径{1}{2}。
目前，由于各方面因素的影响，工科学生走进企业进行生产实习的难度较大，学生在校期间真正接触工程实践的机会很少，即便去了企业也仅仅是参观的性质，缺乏让大学生发挥主观能动性实践操作的空间。而学校的工程实训中心恰好可以弥补这一缺憾，可以为学生提供一个理论知识和工程实践相结合的平台。工程训练作为一项生产技能培训，可以培养学生的工程意识。进行工程训练，缩短了课堂和工程实际的距离，可以提高学生的工程实践能力{3}。对教师而言，可以利用良好的工程环境，更有力地将理论与实践相结合，将动脑与动手相结合，将知识与技能相结合，引导学生进入到认知现代工业文明的实践课堂中。在高校，作为工程素质教育和技能训练的综合性开放平台，工程训练中心是实施卓越计划的理想教育实践基地。
一、工程训练现有教学模式存在的不足
现有工程训练教学模式能够适应实习教学工作量要求，满足学生对全面认识各实习工种的需要。但该模式仍存在不足之处{4}{5}。
1.我国的高等教育由于在理念、机制、模式和方法等方面存在的问题，普遍存在重视基础理论教学，而对专业技能的训练和培养有所忽视。即使设置了实践教学环节，也仅仅是进行示范性的实验演示。
2.参加训练的学生，有一些是抱着混学分的态度，没有认识到工程训练的重要性，学生在上课时普遍存在不注意听讲、不愿意动手操作等。
3.训练中心只是偶尔协助学校师生加工制作科研或教学用品，开放度小且被动，教学资源得不到充分利用，学生难以有效利用其进行课外科技制作和创新实践活动。
因此，学生虽然进行了工程训练，但是达不到理想的效果。实践动手能力较弱，缺乏主观能动性，缺乏创新精神和创新能力等仍是毕业生普遍存在的问题，将来走向工作岗位还要从头学起，并未培养出学生较为完善的工程意识和技能，难以适应现代企业的需要，与工科专业对卓越人才的培养目标存在较大差距。而“卓越工程师教育培养计划”，侧重于培养工科大学生的工程实践能力、创新能力、团队合作精神和密切联系产业等特点，对目前我国卓越人才的培养起到了很好的启示作用。
二、分阶段分层次工程训练教学模式的构建
将实践教育与理论教育相结合的CDIO工程教育理念，强调学生能够以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式去学习工程理论、技术与经验，使学生最终成为具备扎实的专业知识和工程基础知识，具有社会协调能力，具有创新实践能力和价值判断能力的高水平现代工程技术人才。在构建机械工程训练教学模式时，可以借鉴CDIO的成功经验，改革教学模式，将工程训练层次化、模块化、系统化，建立既能体现大工程观的现代工程教育理念，又能反映“卓越工程师教育培养计划”要求的工程训练教学新模式{6}。
建立工程训练与科技协同创新体系，将工程训练从工程认识到工程创新分为三个层次，每个层次内建立若干个相对独立的核心模块，层次间依次提升。根据不同学习阶段的需要，学生可以任意选择和组合模块，实现自主性与系统性的高度融合，以达到提升学生的工程素质、工程实践能力和创新能力的目的。
首先是基本技能和基础知识的训练阶段。学校配备了数控车床、激光雕刻、加工中心等先进制造技术加工设备以营造模拟的工业环境，使学生了解现代机械制造工业的主流技术和工艺过程。目的是使学生对工程制造有初步的了解，建立感性认识；锻炼动手能力，为下一步的综合创新训练奠定基础。
其次是工程综合训练阶段。在该阶段，学生可对各模块的技术进行遴选、整合，充分利用已掌握的基本操作技能和工艺知识来解决实际问题，主要体现在先进制造技术、数字化产品开发等方面，养成学生的工程系统观念及优化思想。通过这一阶段的训练，学生可以完整地了解到现代工业的生产方法和制造工艺流程，有利于对学生工程意识的培养。
第三是创新设计训练阶段。该阶段强调工程训练的应用性和创新性，通过为学生提供丰富多元的创新项目和技术指导，训练中心积极开展创新试验，不断改进创新设计内容，通过拟定方案、加工制造、性能测试等一系列的工程实训活动，激发灵感和热情，锻炼学生的创新思维方法、创新设计能力和项目领导力。
三、工程训练中心创新实践教学方法
工程创新人才培养模式应注重学生全面素质的提高、创新能力的培养及个性发展等。在创新人才的培养途径方面，采用灵活多样的培养方式，因材施教。
1.多场次、多渠道培养学生创新能力。以工程训练中心为依托，按照培养应用型创新本科人才的目标，鼓励学生参与到教师的科研项目中，积极参加各级各类创新大赛，如国家级、省级大学生创新项目和工程训练大赛等实践活动。教师的科研项目为强化实践教学和培养创新能力提供了良好的平台，各类大学生创新实践活动和技能大赛可以检验创新实践的教学效果。在课内外多层次的创新实践过程中，学生从起初对创新过程的挑战，克服困难，直到把方案转化为作品并取得预期成就，拓展了学生的思路，切实加强了动手操作能力，对学生创新思维习惯的养成和创新能力的培养起到重要的作用。 2.具有创新意识和创新能力的“双师型”教师队伍建设。建设一支既有较高文化和专业理论水平，又具有创新意识和创新能力的“双师型”高素质教师队伍，是工程训练中心实现培养“卓越工程师”目标的重要保证。
积极引进企业单位实践经验丰富、懂技术并具有一定学历的工程技术人员担任兼职教师，有计划地安排教师利用寒暑假期到先进企业实地调查，获得企业工程项目经历，培养和提升教师的实践能力。在学校内部，教师间可以通过以老带新、“拜师结对”等方式，促进教师整体素质的提高。以拥有基础理论扎实、创新理念较强、学术知识渊博和综合实践能力较强的师资团队来为大学生科技创新活动提供更好的服务，既有利于培养学生的创新素质，又有利于科技成果的推陈出新。
3.实施职业资格证书鉴定。推行职业资格证书，有利于调动学生参与实践的积极性和对该教学环节的认识和重视程度。学生积极和主动地参与实践，有利于提高实践教学质量。
职业技能证书的鉴定，就是利用生产实习或实践技能培训，对学生进行职业资格训练，在真实或模拟的生产工作环境中培养学生独立运用科学知识和方法来解决实际问题的能力。按照培养方案，工程实训中心为学生提供必要的训练手段，学生对设备和工艺等生产要素有了进一步了解，为今后的工程设计奠定良好基础。通过职业技能鉴定，也会促进在校学生在学习掌握扎实基础理论的同时，增强工程知识，有目的地去培养和锻炼实际操作技能、综合能力、合作精神等，有助于学生将来工作时能够快速适应岗位工作，縮短适应期。实践证明，持有职业资格证书的大学毕业生，其职业技能有显著提高，在就业过程中表现出较强的竞争优势。
四、结语
作为高校实施“卓越工程师教育培养计划”的重要组成部分，“工程训练”与“工程创新”的目标就是要培养造就一大批创新实践能力较强，能够适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。学校制订的以工程技术认知为起点，基础制造训练为基础，综合创新试验为目标的分阶段、分层次工程训练教学模式，理论教学与实践教学相结合，实践教学与技能训练相融合；对学生而言，扎实了基础工程知识理论，实践了工程操作，增强了团队协作能力和交流沟通能力，具备灵活运用工程创新的素质，能够反映出以实践性、开放性、综合性为特点的工程训练体系具有较强的可操作性，切实符合卓越工程师教育的培养计划。同时，对教师自身的专业知识和技能的扩展也起到了积极的作用，对进一步提高工程实训教学水平提供了有力的保障。
[基金项目：黑龙江省高等教育科学研究课题（14G136），黑龙江省高等教育教学改革项目（JG2014011027）]
注释：
{1}张建超，吴文江，高占凤等.基于“卓越工程师”培养理念下的工程训练与创新平台建设[J].教育教学论坛，2015（48）
{2}王浩程，冯志友，王文涛.针对卓越工程技术人才培养的工程训练平台研究[J].实验科学与技术，2013，11（5）
{3}胡义华，方华，尹辉俊.基于“应用技能型人才培养”的工程训练模式改革与实践的研究[J].轻工科技，2015（9）
{4}毛杰，李敏.卓越工程师计划中工程训练中心建设与教改[J].河南科技，2014（9）
{5}李蓓，姚庆，管图华.工程训练中心平台在实施“卓越工程师计划”中的作用探析[J].实验技术与管理，2014（5）
{6}刘燕.面向卓越工程师培养构建校企合作工程实践平台的探索[J].中国电力教育，2012，（27）
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（第一作者简介：丁海娟（1975—），女，山东省日照人，副教授，工学博士，主要研究方向：微细特种加工技术、工程教育教学等。）（责编：若佳）