工程训练对接工科专业创新型人才培养模式的探索
刘翔 夏绪辉 龚园 王蕾 曹建华
[摘 要]人才创新能力不足是在我国现阶段经济结构调整与产业升级的背景下亟须解决的问题。工程训练必须以提高学生的综合素质和创新思维能力为宗旨，以培养学生的创新精神和实践动手能力为重要抓手，以大工程教育理念为指导，遵循工科各学科教学规律，积极做好与相关专业学科的对接准备，扎实推进工程实践与理论课程的精准对接，为培养更多优秀的创新型工程技术人才做出应有的贡献。
[关键词]工程训练；创新；人才培养
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0129-02
在經济全球化的大背景之下，我国工业的发展面临新的挑战，这对工程教育提出了新的要求。目前，培养具有创新精神和创造性思维的创新型工程技术人才已成为国内各高校工科类专业培养目标的共识。各大高校在此方面进行了形式多样的教学模式改革，积累了丰富的经验，取得了一些可供借鉴的教学成果。[1][2]但总体而言，高校对工科创新型人才培养的力度仍显不够，经费不足、师资缺乏、教学手段落后、创新平台不健全等问题在一些高校中比较突出，工科创新型人才培养受到极大限制。[3]随着工程教育改革的不断深入，高校工程训练中心已成为高校中教学规模最大、学生受众人数最多的实践教学平台。[4]如何将工程训练中心这个目前最大的实践平台与工科创新型人才培养精准对接，充分利用工程训练中心先进的硬件设施，积极探索创新实践教学新模式，从学生兴趣培养入手，全面提高工科专业创新型人才培养水平，将是高校从事工程训练教学与管理工作者的重要研究课题之一。本文结合多年来的教学实践，以工程训练这门实践课程为出发点，对此课题进行了探索。
一、 高校工程训练人才培养模式现有的问题
高校工程训练遵循大工程的教育理念，以培养学生创新思维和较强动手实践能力为目的，逐步建立起“模块化、分层次、开放式、现代化、综合性”的人才培养模式。这样的顶层设计确实为实训教师组织教学活动提供了指导，但其在具体实施中仍然存在以下一些问题。
1.模块化的实训内容之间缺乏联系。教学内容的模块化是为了让学生在实训中体会到工程实践的系统性，工程问题是一个复杂的系统，其内在各部分之间存在着复杂的联系。因此，在进行模块化教学设计时，要将复杂的问题分割成相互联系的模块，而不是将其设计成若干个简单的缺乏联系的模块。
2.分层次的实训内容缺乏针对性。对不同专业、不同年级的学生进行分层次教学，是为了充分调动学生学习的积极性，尊重学生发展的独立性。可见，必须对学生的需求进行充分的调研，这样才能做到因材施教。但在现实中很多高校对于不同专业、不同年级的学生其培养方案基本相同，例如，对于非机类学生的培养方案只是在机类学生培养方案中删减部分内容。
3.实训平台的开放共享程度有限。工程训练中心是全校学生培养工程意识、获取工程知识、提高工程素质的公共实践平台，在提升学生学习的创造性方面具有无可替代的作用。但在环境条件、教学团队、实训经费等诸多因素的影响下，工程训练中心的开放程度和设备资源共享利用方面仍然受到不少的限制。
4.跨专业的综合训练项目不足。工程训练从单一的金工实习发展成为机械、电子、控制、计算机等诸多专业融合的实践课程，其内涵在不断发展与完善。以全国大学生机械创新能力竞赛、大学生电子设计竞赛等为代表的一批全国性竞赛活动，在推动各自专业领域中综合性训练项目的发展中起到了积极的作用，但综合性更强的跨专业训练项目却鲜有一见。
二、工程训练对接创新型人才培养的对策
培养“实用性、适应性、创新性、国际性”的工程技术人才是现阶段我国高等工程教育的目的，而在这四项能力目标中创新性又居于核心地位。[5]创新型人才对于我国经济结构调整和产业升级改造的成功起着举足轻重的作用。工程训练要主动对接工科专业创新型人才培养的改革实践，可以从下面几个方面着手。
1.充分发挥学生的个性在学习与创新中的作用。首先，在教学内容的安排上让学生根据自身兴趣与能力自主选择，并且预留出可发挥学生创造性的空间。其次，在课堂内化过程中，加工指导人员只对工艺方法给予指导，而对学生设计方案中的问题则暂不干预，尽量让每个学生团队的设计方案都能转换成现实的作品。最后，在创新实践活动中，学生按照自己的设计方案进行完全自主的项目实施与项目管理。
2.加强与相关学院的交流，联合制定实训教学培养方案，真正做到因材施教。这种“走出去”与“请进来”的培养方案制定方法，解决了由工程训练中心闭门造车制定全校各专业学生培养方案的突出问题。只有加强与参训学生的交流，了解学生的学习需求，才能设计出能够调动学生主动学习的实训教学内容；只有加强不同专业的实训指导教师之间的交流，让不同专业的指导教师在相互交流之中碰撞出灵感的火花，才有利于设计跨专业的综合训练项目。
3.利用现代教育技术完善工程训练中心教学管理手段，大力推进开放式工程训练中心建设。开放式工程训练不是放任自流式的工程训练，它需要教师在开放工程训练中认真组织、严格要求、积极引导。[6][7]我们以现代网络技术与教育技术为依托，在学生选课、课前预习、实训课程预约、实训指导教师预约、实训考核与答辩等方面为开放式工程训练顺利实施提供技术保障。
4.进一步改善工程训练中心的硬件条件。近几年来，国内各高校的工程训练中心在硬件条件改善方面取得了长足的进步。但在高等教育大众化，高校不断扩招的社会背景之下，多数高校工程训练中心硬件条件的改善仍显得捉襟见肘。同时，技术与工艺的生命周期越来越短，新技术与新工艺不断涌现，并且付诸实践的领域越来越广，这些都对进一步改善工程训练的硬件条件提出了新的要求。
5.建设一支具有较高专业知识和工程实践能力的“双师型”实训指导教师队伍。一方面，实训指导教师可以在很大程度上启发参训学生的创造性思维，并且能够在学生将构思付诸实践的过程中给予指导。具有创新意识和创造性思维的实训指导教师能够用自己的正能量引导学生在工程训练中积极探索、努力创新。另一方面，在设计具有跨专业综合性的工程训练项目和不断研究完善工程训练教学模式的过程中，也都需要一支高水平、富有创造性的指导教师队伍作为课程改革的中坚力量。
三、改革的意义
进行工程训练对接工科专业创新型人才培养模式的改革具有以下几点意义。
1.有利于学生积累工程知识，理论与实践结合，构建完整的知识框架。之前的课堂教学主要以理论知识为主，与理论课程相配套的实验课程则主要以对现有经典理论的验证為主，很少涉及工程实际问题。而工程训练是将基本工程知识与技术模块化成实践项目，让学生通过构思产品结构、设计产品制造步骤、动手完成产品制造、撰写产品生产文档等一系列工程生产制造过程获取工程知识。让学生在做中学，在做中加深对理论知识的理解，能让学生对基本工程过程有较深刻的体会，从而改善自身对工程问题的认知。
2.有利于让学生发现问题，促进创新。创新源于对问题的发现与解决。我国大学生发现问题的能力普遍不高，这与基础教育阶段长期的应试教育模式不无关系。现在大学工程训练中心的硬件设施条件得到了较大改善，还有一些能够体现当今工程科学技术较新研究成果的设备资源，如加工中心、激光切割、3D打印、快速成型、机器人、计算机辅助设计制造及仿真软件等。这些先进的设备对提高学生的专研兴趣有很大的作用，并且能为他们独立解决研究中发现的问题提供支持。
3.有利于工程训练课程本身回归工程的本质。改革从工程训练项目的构思、设计阶段开始就按照现代工程的实施方式逐步推进，期间学生要掌握工程管理的方法，养成工艺成本分析的习惯；项目实施完成后，学生还要对其进行调试与维护。这体现了工程教育中的CDIO理念，达到了使工程训练回归工程的本质目的。
四、结束语
工程训练必须以提高学生的综合素质和创新思维能力为宗旨，以培养学生的创新精神和实践动手能力为重要抓手，以大工程教育理念为指导，遵循工科各学科的教学规律，积极做好与相关专业学科的对接准备，扎实推进工程实践与理论课程的精准对接，为培养更多优秀的创新型工程技术人才做出应有的贡献。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 吕孝敏，阚绪平，朱华炳.“发现式”实践教学模式探索[J]. 实验技术与管理，2015（1）：41-43.
[2] 胡大超，程奕鸣，黄云明，等.高校工程训练中心建设的模式与思考[J].高等工程教育研究，2006（3）：33-36.
[3] 傅水根.创建有中国特色的工程实践教学体系[J].中国大学教学，2004（7）：24-26.
[4] 梁延德.我国高校工程训练中心的建设与发展[J].实验技术与管理，2013（6）：6-8.
[5] 陈劲，胡建雄.面向创新型国家的工程教育改革研究[M]. 北京：中国人民大学出版社.
[6] 曹雪璐，郑志军，项聪. 开放式工程训练建设的探索[J]. 实验室研究与探索，2015（10）：139-141.
[7] 魏领会，徐宏海，张超英，等.开放式工程训练教学探索与实践[J].实验技术与管理，2015（11）：191-193.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]人才创新能力不足是在我国现阶段经济结构调整与产业升级的背景下亟须解决的问题。工程训练必须以提高学生的综合素质和创新思维能力为宗旨，以培养学生的创新精神和实践动手能力为重要抓手，以大工程教育理念为指导，遵循工科各学科教学规律，积极做好与相关专业学科的对接准备，扎实推进工程实践与理论课程的精准对接，为培养更多优秀的创新型工程技术人才做出应有的贡献。
[关键词]工程训练；创新；人才培养
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0129-02
在經济全球化的大背景之下，我国工业的发展面临新的挑战，这对工程教育提出了新的要求。目前，培养具有创新精神和创造性思维的创新型工程技术人才已成为国内各高校工科类专业培养目标的共识。各大高校在此方面进行了形式多样的教学模式改革，积累了丰富的经验，取得了一些可供借鉴的教学成果。[1][2]但总体而言，高校对工科创新型人才培养的力度仍显不够，经费不足、师资缺乏、教学手段落后、创新平台不健全等问题在一些高校中比较突出，工科创新型人才培养受到极大限制。[3]随着工程教育改革的不断深入，高校工程训练中心已成为高校中教学规模最大、学生受众人数最多的实践教学平台。[4]如何将工程训练中心这个目前最大的实践平台与工科创新型人才培养精准对接，充分利用工程训练中心先进的硬件设施，积极探索创新实践教学新模式，从学生兴趣培养入手，全面提高工科专业创新型人才培养水平，将是高校从事工程训练教学与管理工作者的重要研究课题之一。本文结合多年来的教学实践，以工程训练这门实践课程为出发点，对此课题进行了探索。
一、 高校工程训练人才培养模式现有的问题
高校工程训练遵循大工程的教育理念，以培养学生创新思维和较强动手实践能力为目的，逐步建立起“模块化、分层次、开放式、现代化、综合性”的人才培养模式。这样的顶层设计确实为实训教师组织教学活动提供了指导，但其在具体实施中仍然存在以下一些问题。
1.模块化的实训内容之间缺乏联系。教学内容的模块化是为了让学生在实训中体会到工程实践的系统性，工程问题是一个复杂的系统，其内在各部分之间存在着复杂的联系。因此，在进行模块化教学设计时，要将复杂的问题分割成相互联系的模块，而不是将其设计成若干个简单的缺乏联系的模块。
2.分层次的实训内容缺乏针对性。对不同专业、不同年级的学生进行分层次教学，是为了充分调动学生学习的积极性，尊重学生发展的独立性。可见，必须对学生的需求进行充分的调研，这样才能做到因材施教。但在现实中很多高校对于不同专业、不同年级的学生其培养方案基本相同，例如，对于非机类学生的培养方案只是在机类学生培养方案中删减部分内容。
3.实训平台的开放共享程度有限。工程训练中心是全校学生培养工程意识、获取工程知识、提高工程素质的公共实践平台，在提升学生学习的创造性方面具有无可替代的作用。但在环境条件、教学团队、实训经费等诸多因素的影响下，工程训练中心的开放程度和设备资源共享利用方面仍然受到不少的限制。
4.跨专业的综合训练项目不足。工程训练从单一的金工实习发展成为机械、电子、控制、计算机等诸多专业融合的实践课程，其内涵在不断发展与完善。以全国大学生机械创新能力竞赛、大学生电子设计竞赛等为代表的一批全国性竞赛活动，在推动各自专业领域中综合性训练项目的发展中起到了积极的作用，但综合性更强的跨专业训练项目却鲜有一见。
二、工程训练对接创新型人才培养的对策
培养“实用性、适应性、创新性、国际性”的工程技术人才是现阶段我国高等工程教育的目的，而在这四项能力目标中创新性又居于核心地位。[5]创新型人才对于我国经济结构调整和产业升级改造的成功起着举足轻重的作用。工程训练要主动对接工科专业创新型人才培养的改革实践，可以从下面几个方面着手。
1.充分发挥学生的个性在学习与创新中的作用。首先，在教学内容的安排上让学生根据自身兴趣与能力自主选择，并且预留出可发挥学生创造性的空间。其次，在课堂内化过程中，加工指导人员只对工艺方法给予指导，而对学生设计方案中的问题则暂不干预，尽量让每个学生团队的设计方案都能转换成现实的作品。最后，在创新实践活动中，学生按照自己的设计方案进行完全自主的项目实施与项目管理。
2.加强与相关学院的交流，联合制定实训教学培养方案，真正做到因材施教。这种“走出去”与“请进来”的培养方案制定方法，解决了由工程训练中心闭门造车制定全校各专业学生培养方案的突出问题。只有加强与参训学生的交流，了解学生的学习需求，才能设计出能够调动学生主动学习的实训教学内容；只有加强不同专业的实训指导教师之间的交流，让不同专业的指导教师在相互交流之中碰撞出灵感的火花，才有利于设计跨专业的综合训练项目。
3.利用现代教育技术完善工程训练中心教学管理手段，大力推进开放式工程训练中心建设。开放式工程训练不是放任自流式的工程训练，它需要教师在开放工程训练中认真组织、严格要求、积极引导。[6][7]我们以现代网络技术与教育技术为依托，在学生选课、课前预习、实训课程预约、实训指导教师预约、实训考核与答辩等方面为开放式工程训练顺利实施提供技术保障。
4.进一步改善工程训练中心的硬件条件。近几年来，国内各高校的工程训练中心在硬件条件改善方面取得了长足的进步。但在高等教育大众化，高校不断扩招的社会背景之下，多数高校工程训练中心硬件条件的改善仍显得捉襟见肘。同时，技术与工艺的生命周期越来越短，新技术与新工艺不断涌现，并且付诸实践的领域越来越广，这些都对进一步改善工程训练的硬件条件提出了新的要求。
5.建设一支具有较高专业知识和工程实践能力的“双师型”实训指导教师队伍。一方面，实训指导教师可以在很大程度上启发参训学生的创造性思维，并且能够在学生将构思付诸实践的过程中给予指导。具有创新意识和创造性思维的实训指导教师能够用自己的正能量引导学生在工程训练中积极探索、努力创新。另一方面，在设计具有跨专业综合性的工程训练项目和不断研究完善工程训练教学模式的过程中，也都需要一支高水平、富有创造性的指导教师队伍作为课程改革的中坚力量。
三、改革的意义
进行工程训练对接工科专业创新型人才培养模式的改革具有以下几点意义。
1.有利于学生积累工程知识，理论与实践结合，构建完整的知识框架。之前的课堂教学主要以理论知识为主，与理论课程相配套的实验课程则主要以对现有经典理论的验证為主，很少涉及工程实际问题。而工程训练是将基本工程知识与技术模块化成实践项目，让学生通过构思产品结构、设计产品制造步骤、动手完成产品制造、撰写产品生产文档等一系列工程生产制造过程获取工程知识。让学生在做中学，在做中加深对理论知识的理解，能让学生对基本工程过程有较深刻的体会，从而改善自身对工程问题的认知。
2.有利于让学生发现问题，促进创新。创新源于对问题的发现与解决。我国大学生发现问题的能力普遍不高，这与基础教育阶段长期的应试教育模式不无关系。现在大学工程训练中心的硬件设施条件得到了较大改善，还有一些能够体现当今工程科学技术较新研究成果的设备资源，如加工中心、激光切割、3D打印、快速成型、机器人、计算机辅助设计制造及仿真软件等。这些先进的设备对提高学生的专研兴趣有很大的作用，并且能为他们独立解决研究中发现的问题提供支持。
3.有利于工程训练课程本身回归工程的本质。改革从工程训练项目的构思、设计阶段开始就按照现代工程的实施方式逐步推进，期间学生要掌握工程管理的方法，养成工艺成本分析的习惯；项目实施完成后，学生还要对其进行调试与维护。这体现了工程教育中的CDIO理念，达到了使工程训练回归工程的本质目的。
四、结束语
工程训练必须以提高学生的综合素质和创新思维能力为宗旨，以培养学生的创新精神和实践动手能力为重要抓手，以大工程教育理念为指导，遵循工科各学科的教学规律，积极做好与相关专业学科的对接准备，扎实推进工程实践与理论课程的精准对接，为培养更多优秀的创新型工程技术人才做出应有的贡献。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 吕孝敏，阚绪平，朱华炳.“发现式”实践教学模式探索[J]. 实验技术与管理，2015（1）：41-43.
[2] 胡大超，程奕鸣，黄云明，等.高校工程训练中心建设的模式与思考[J].高等工程教育研究，2006（3）：33-36.
[3] 傅水根.创建有中国特色的工程实践教学体系[J].中国大学教学，2004（7）：24-26.
[4] 梁延德.我国高校工程训练中心的建设与发展[J].实验技术与管理，2013（6）：6-8.
[5] 陈劲，胡建雄.面向创新型国家的工程教育改革研究[M]. 北京：中国人民大学出版社.
[6] 曹雪璐，郑志军，项聪. 开放式工程训练建设的探索[J]. 实验室研究与探索，2015（10）：139-141.
[7] 魏领会，徐宏海，张超英，等.开放式工程训练教学探索与实践[J].实验技术与管理，2015（11）：191-193.
[责任编辑：陈 明]
