工程应用型人才的渐进、贯通式实践能力培养体系建设
李颖宏 徐继宁 田红芳
在当前国内高等教育中，实践能力培养的系统化建设和工程应用能力的提高，已成为工科本科生培养的重点之一。北方工业大学以自动化专业学生实践能力培养为试点，从课程体系结构、应用型能力培养的软环境设计、硬环境建设出发，构建了渐进式、贯通式实践能力培养体系，在学生的综合实践能力和创新意识培养方面取得了良好效果。
一、构建渐进式、贯通式工程实践能力培养体系
在实践能力培养体系中，工程技术实践按基本技能训练、专业综合能力训练和综合工程实践三个层次进行规划。针对学生的课程实验、课程设计、专业实习、科技活动、毕业设计等实践环节，学校构建了跨环节点—线—面的渐进式、贯通式的培养体系，从专业实践能力训练上保持了连续性、系统性。
1.基本技能训练
专业认识实习是各类训练的起点，通过专业认识实习帮助学生建立控制系统的基本概念，在此基础上，注重基本电工、电子基本操作技能的自动化工程实训I、金工实习、电子电路基本系列实验课程以及部分专业基础课程独立实验，构成了基本技能训练的第一层次。实训采用集中培训与分散训练相结合的方法。集中培训一般以课堂教学方式进行，视实训进程安排不同内容的集中培训。分散训练主要强调时间和环节上的分散，一类是将实训环节与课程教学同步进行，确保学生边学习边实践；另一类是将实训内容按照环节分阶段进行，训练内容分成电气类和控制类不同菜单模块，学校为不同专业方向的学生制定了不同的训练计划，确保学生的基本技能得到锻炼。同时，专业基础课程配制了大量不同层次的课内外实验，学生可进行知识点的验证和综合应用练习，培养学生的基本工程素质和工程意识，为发展专业综合能力打好基础。
2.专业综合能力训练
本阶段主要以数电、PLC应用、单片机、生产实习、开放性实验以及过程控制系统等不同方向的课程设计和程序设计实践为主干内容，学生根据专业兴趣选修一定量的集中实践环节。当学生由大二进入大三这一阶段，应着重培养专业综合运用能力。训练中要求独立设计完成若干较为完整的模块，旨在进行自动化系统的理解性训练，建立工程设计的概念，强化工程意识。
3.综合工程实践
本阶段以解决实际问题为目标驱动，综合前两个阶段的成果，以毕业设计、工程实训Ⅱ、实践类选修课、大学生课外科技活动、参加教师科研项目及电子设计大赛等为载体。同时，鼓励优秀学生参加工程实际、科研及生产实际的研究课题，完成联想和创新性训练。其目的是因材施教，培养兴趣及团队合作精神，提高科研创新能力、写作能力和交流沟通能力。
整个实践能力培养体系的各层次培养目标明确、运行方式灵活，体现了连续性、渐进式、贯通式的特色，既保证了创新人才的亮点培养，又能使所有的学生历经系统性的工程实践。
二、建立“互励”的课程教学体系和实践能力培养体系
遵循认知规律，贴近学生的心理特点，建立了课程学习和实践能力的互励关系，设计了技能操作→认识学习→实践探索→理论提高→工程应用→联想创造的螺旋式上升通道。课程教学体系遵守科学性原则，注重工程目标；引导学生由做事只凭兴趣的习惯，转向以问题为导向的探究式学习，逐渐养成以工程为导向的应用创新思维。
以自动化专业的控制系统设计为例，学生在一年级的工程实训Ⅰ中可以接触到继电器和基本电机拖动操作，了解其功能，引发兴趣，带着问题进入后续电气控制技术等原理性知识的系统学习。课程学习激发实践的热情，在课程设计、综合工程训练阶段，体会如何用课程中学习到的相关理论解决实际问题。同时，对电气控制技术的深度和广度有一定的认识，进一步促进专业课程，如电机拖动、PLC应用、运动控制系统等课程的学习。在实训Ⅱ中，模仿工程项目的运行，学生在前面实践的基础上独立完成小的系统，促进了工程素质的养成。在4年连续性的培养过程中，科学思维和实践技能的提高一以贯之，互为激励，渐次提高，实现从学生到未来工程师的转变。
三、构建实践教学“大平台”
1.建立校内实习基地，营造真实的工程环境
学校从实践教学的基本要求出发，于2002年建设了一条完整的电线自动化生产线（1-6mm2单芯低压线）。该生产线能满足两个基本条件：一是学生能操作生产，生产工艺简单；二是生产线包括了工业自动化各个基本控制环节和典型的控制系统，如调速系统，温度、液位、流量控制系统，速度、张力控制系统等20多个环节和子系统，涵盖了从基本控制到计算机控制的各类层次的技术，部分满足了学生进行认识实习、课程设计、实训和毕业设计等实践教学内容的技术要求。该生产线建成6年来，每年均有2名~3名研究生和20名~30名的本科毕业生以生产线为控制对象进行实习、实践活动，先后获得专利3项，发表论文10余篇。
2.充分利用社会资源，构建产学研基地
2007年，学校与北京天华博实电气技术有限公司签订产学研合作协议，建立产学研基地。目前，正在合作开发交流变频设备和装置，5名教师参与课题研究，共同培养了多名本科生和研究生。同时，自动化系与首钢电控设备厂、首钢机电设备公司保持长期合作，每年为生产实习提供一个校外实践场所。
通过校内外实践基地的建设，实现了在真实工程环境下培养学生实践能力的目的，确立了工程应用型人才培养的模式。
3.构建开放灵活的实践教学管理机制
学校采取了“分散、自主、细化、开放和全员参与”的原则，保证实践、实训质量。
分散：人员分散、时间分散。将某些按教学计划集中进行的实训、设计环节，按现有的硬件资源条件，分散进行。
自主：部分设计环节由学生自主选题、自主选定时间，系里安排教师指导。责任教师统筹管理，保证分组的合理性、时间安排上的可行性及选题的科学性。
细化：是指实训内容细化，从方案设计、实际操作、装配调试到说明书撰写、报告答辩等环节均有明确要求，有效保障实训、实习内容的深度，达到经历完整的工程训练目的。
开放：学生可以在任何约定时间进入实践基地，部分实验室做到全天开放。
全员参与：打破教师与教辅人员的界限，全体分散至各个实验室、研究室，全员参与实验室建设和学生实践能力的培养。
这种教学管理方法，充分保证了实践能力培养的效果和教学资源的最大化利用。
四、取得的成效
该教学改革思路已在学校自动化系各年级、近千名学生的教学活动中实施，学生的综合实践能力显著提高。如在2006年和2007年北京市大学生电子设计大赛中，获奖15项，其中获全国二等奖1项；6人获得全国第二届“飞思卡尔”杯智能汽车设计大赛华北地区二等奖；10人在第四届“挑战杯”首都大学生课外科技活动中获奖；20余人在石景山区“科园杯”大学生科技活动中获奖；由学生创作、教师指导获得发明专利、实用新型专利4项。自动化专业学生考研率在全校各专业一直名列前茅，每年均有15%~20%的学生考取名校研究生；学生就业率和就业质量均较高，学校作为北京经济技术开发区人力资源供给基地，每年为开发区高新技术企业输送百余名毕业生，其中自动化专业毕业生占1/3，学生的工程能力和综合素质得到了用人单位的好评。
学校开创的渐进、系统培养应用型人才综合实践能力的新途径，将学生实践能力培养贯穿于人才培养的全过程，实现了在真实工程环境下培养学生的实践能力，在提高学生工程技术能力和创新能力上凸显了优势和作用，对我国高校应用型人才培养模式的确立具有示范作用。■
（作者单位：北方工业大学）
[责任编辑：张 雯]
在当前国内高等教育中，实践能力培养的系统化建设和工程应用能力的提高，已成为工科本科生培养的重点之一。北方工业大学以自动化专业学生实践能力培养为试点，从课程体系结构、应用型能力培养的软环境设计、硬环境建设出发，构建了渐进式、贯通式实践能力培养体系，在学生的综合实践能力和创新意识培养方面取得了良好效果。
一、构建渐进式、贯通式工程实践能力培养体系
在实践能力培养体系中，工程技术实践按基本技能训练、专业综合能力训练和综合工程实践三个层次进行规划。针对学生的课程实验、课程设计、专业实习、科技活动、毕业设计等实践环节，学校构建了跨环节点—线—面的渐进式、贯通式的培养体系，从专业实践能力训练上保持了连续性、系统性。
1.基本技能训练
专业认识实习是各类训练的起点，通过专业认识实习帮助学生建立控制系统的基本概念，在此基础上，注重基本电工、电子基本操作技能的自动化工程实训I、金工实习、电子电路基本系列实验课程以及部分专业基础课程独立实验，构成了基本技能训练的第一层次。实训采用集中培训与分散训练相结合的方法。集中培训一般以课堂教学方式进行，视实训进程安排不同内容的集中培训。分散训练主要强调时间和环节上的分散，一类是将实训环节与课程教学同步进行，确保学生边学习边实践；另一类是将实训内容按照环节分阶段进行，训练内容分成电气类和控制类不同菜单模块，学校为不同专业方向的学生制定了不同的训练计划，确保学生的基本技能得到锻炼。同时，专业基础课程配制了大量不同层次的课内外实验，学生可进行知识点的验证和综合应用练习，培养学生的基本工程素质和工程意识，为发展专业综合能力打好基础。
2.专业综合能力训练
本阶段主要以数电、PLC应用、单片机、生产实习、开放性实验以及过程控制系统等不同方向的课程设计和程序设计实践为主干内容，学生根据专业兴趣选修一定量的集中实践环节。当学生由大二进入大三这一阶段，应着重培养专业综合运用能力。训练中要求独立设计完成若干较为完整的模块，旨在进行自动化系统的理解性训练，建立工程设计的概念，强化工程意识。
3.综合工程实践
本阶段以解决实际问题为目标驱动，综合前两个阶段的成果，以毕业设计、工程实训Ⅱ、实践类选修课、大学生课外科技活动、参加教师科研项目及电子设计大赛等为载体。同时，鼓励优秀学生参加工程实际、科研及生产实际的研究课题，完成联想和创新性训练。其目的是因材施教，培养兴趣及团队合作精神，提高科研创新能力、写作能力和交流沟通能力。
整个实践能力培养体系的各层次培养目标明确、运行方式灵活，体现了连续性、渐进式、贯通式的特色，既保证了创新人才的亮点培养，又能使所有的学生历经系统性的工程实践。
二、建立“互励”的课程教学体系和实践能力培养体系
遵循认知规律，贴近学生的心理特点，建立了课程学习和实践能力的互励关系，设计了技能操作→认识学习→实践探索→理论提高→工程应用→联想创造的螺旋式上升通道。课程教学体系遵守科学性原则，注重工程目标；引导学生由做事只凭兴趣的习惯，转向以问题为导向的探究式学习，逐渐养成以工程为导向的应用创新思维。
以自动化专业的控制系统设计为例，学生在一年级的工程实训Ⅰ中可以接触到继电器和基本电机拖动操作，了解其功能，引发兴趣，带着问题进入后续电气控制技术等原理性知识的系统学习。课程学习激发实践的热情，在课程设计、综合工程训练阶段，体会如何用课程中学习到的相关理论解决实际问题。同时，对电气控制技术的深度和广度有一定的认识，进一步促进专业课程，如电机拖动、PLC应用、运动控制系统等课程的学习。在实训Ⅱ中，模仿工程项目的运行，学生在前面实践的基础上独立完成小的系统，促进了工程素质的养成。在4年连续性的培养过程中，科学思维和实践技能的提高一以贯之，互为激励，渐次提高，实现从学生到未来工程师的转变。
三、构建实践教学“大平台”
1.建立校内实习基地，营造真实的工程环境
学校从实践教学的基本要求出发，于2002年建设了一条完整的电线自动化生产线（1-6mm2单芯低压线）。该生产线能满足两个基本条件：一是学生能操作生产，生产工艺简单；二是生产线包括了工业自动化各个基本控制环节和典型的控制系统，如调速系统，温度、液位、流量控制系统，速度、张力控制系统等20多个环节和子系统，涵盖了从基本控制到计算机控制的各类层次的技术，部分满足了学生进行认识实习、课程设计、实训和毕业设计等实践教学内容的技术要求。该生产线建成6年来，每年均有2名~3名研究生和20名~30名的本科毕业生以生产线为控制对象进行实习、实践活动，先后获得专利3项，发表论文10余篇。
2.充分利用社会资源，构建产学研基地
2007年，学校与北京天华博实电气技术有限公司签订产学研合作协议，建立产学研基地。目前，正在合作开发交流变频设备和装置，5名教师参与课题研究，共同培养了多名本科生和研究生。同时，自动化系与首钢电控设备厂、首钢机电设备公司保持长期合作，每年为生产实习提供一个校外实践场所。
通过校内外实践基地的建设，实现了在真实工程环境下培养学生实践能力的目的，确立了工程应用型人才培养的模式。
3.构建开放灵活的实践教学管理机制
学校采取了“分散、自主、细化、开放和全员参与”的原则，保证实践、实训质量。
分散：人员分散、时间分散。将某些按教学计划集中进行的实训、设计环节，按现有的硬件资源条件，分散进行。
自主：部分设计环节由学生自主选题、自主选定时间，系里安排教师指导。责任教师统筹管理，保证分组的合理性、时间安排上的可行性及选题的科学性。
细化：是指实训内容细化，从方案设计、实际操作、装配调试到说明书撰写、报告答辩等环节均有明确要求，有效保障实训、实习内容的深度，达到经历完整的工程训练目的。
开放：学生可以在任何约定时间进入实践基地，部分实验室做到全天开放。
全员参与：打破教师与教辅人员的界限，全体分散至各个实验室、研究室，全员参与实验室建设和学生实践能力的培养。
这种教学管理方法，充分保证了实践能力培养的效果和教学资源的最大化利用。
四、取得的成效
该教学改革思路已在学校自动化系各年级、近千名学生的教学活动中实施，学生的综合实践能力显著提高。如在2006年和2007年北京市大学生电子设计大赛中，获奖15项，其中获全国二等奖1项；6人获得全国第二届“飞思卡尔”杯智能汽车设计大赛华北地区二等奖；10人在第四届“挑战杯”首都大学生课外科技活动中获奖；20余人在石景山区“科园杯”大学生科技活动中获奖；由学生创作、教师指导获得发明专利、实用新型专利4项。自动化专业学生考研率在全校各专业一直名列前茅，每年均有15%~20%的学生考取名校研究生；学生就业率和就业质量均较高，学校作为北京经济技术开发区人力资源供给基地，每年为开发区高新技术企业输送百余名毕业生，其中自动化专业毕业生占1/3，学生的工程能力和综合素质得到了用人单位的好评。
学校开创的渐进、系统培养应用型人才综合实践能力的新途径，将学生实践能力培养贯穿于人才培养的全过程，实现了在真实工程环境下培养学生的实践能力，在提高学生工程技术能力和创新能力上凸显了优势和作用，对我国高校应用型人才培养模式的确立具有示范作用。■
（作者单位：北方工业大学）
[责任编辑：张 雯]
