| 标题 | 实践类通识工程培养的改革与实践 |
| 范文 | 张海录 罗凤利 摘要： 工程培养即工程教育，是将工程思维作为人类共性的学科基础，倡导通识性、科学性和实践性的一种教育形式。实践类通识工程教育以其特有的实践性和工程现场环境让学生身临其境的感受工程的魅力和特点。当前，我国高校实践类通识工程教育主要依托现有设备和条件，采用参观性和实践性课程的形式进行， 但因各高校场地、资金等因素的制约，使得设备和工艺讲解不全面，造成学生知识点的断裂；且由于各工种在教学环节上没有进行统筹规划，容易造成工种之间的衔接缺失或者衔接不善等问题，因此，解决由于场地和资金问题造成学生知识点缺失，优化各工种之间的衔接对实践类通识工程教育具有重要的现实意义。 Abstract： Engineering training， that is， engineering education， takes engineering thinking as the disciplinary foundation of human commons and advocates a general， scientific， and practical education form. Practice-based general engineering education， with its unique practicality and on-site environment， allows students to experience the charm and characteristics of the project. At present， practice education in China's institutions of higher learning relies mainly on existing facilities and conditions， and it uses the form of visiting and practical courses. However， due to constraints of venues and funds in various universities， equipment and craftsmanship are not fully explained， which results in the breakage of students' knowledge points， and the lack of overall planning in the teaching process of various types of work， can easily cause problems such as lack of convergence or poor convergence between work types. Therefore， it is of great practical significance to solve the lack of students' knowledge points due to the site and funding problems and to optimize the convergence between various types of work. 關键词： 工程培养；实践类；统筹规划；优化 Key words： engineering training；practice class；overall planning；optimization 中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0262-031 实践类通识工程教育改革现状 1.1 国外实践类通识工程教育改革现状 美国20世纪90年代初，为改变刻板的工程教育模式，美国开始探索一些大胆、全新、综合的本科工程教育模式。例如：麻省理工学院提出大工程观与工程集成教育，重新提倡工程教育为工程实际服务，并认为应该让学生接触大规模复杂系统的分析与管理，而不仅仅局限于有关技术科学的集成，还应包括更大的经济、社会、政治和技术系统的理解。为探索全新的、综合的本科工程教育模式，美国还成立了相应的研究机构，如 ECSEL 联合体、AYN TH ESIS 联合体、SUC-CEED 联合体等，虽然改革主题不相同，但都认为工程教育的核心是综合、创造与实践。 进入21世纪，美国工程教育改革与侧重点都很明确，即在继续保持数理基础的前提下，着重强调“加强工程实践训练，加强各种能力的培养”；在内容上强调“综合与集成，自然科学与人文社会科学的结合，工程与经济管理的结合”。其中本科课程体系、结构与内容的改革主要针对和解决工科教学课程体系中存在的以下问题：过分侧重工程科学知识，轻视工程实践训练；注重专业知识的传授，轻视综合素质与能力的培养，不重视社会、人文、经济、环保等方面知识的作用。 1979 年英国科学促进会年会呼吁建立科学、技术、经济和管理相结合的工程教育体系；法国工程教育指导思想是：着眼于未来，注重科学基础和工程技术训练，理论和实践相结合。 强调工程人员要懂得科学、技术、经济、管理、法律、人文、社会、环境和工业生态等方面的知识；在德国，人文、社科教育占有特殊重要的位置，大学对理工科学生开设人文、社会科学课程，追求通过两种文化之间的交流与对话，形成不同文化的集合，从本质上促进学生综合把握自然和技术特征，认识科学技术赖以发挥作用的社会各领域。 1.2 国内实践类通识工程教育改革现状 随着我国综合实力的不断攀升，我国机械相关行业也有了突飞猛进的发展，在这种趋势下，要求我们的机械专业教学内容的改革要紧跟行业发展，及时制定与之协调配套的教学内容体系。 通识性工程教育是“全面工程教育”理念的重要组成部分，“全面工程教育”理念中的通识教育基础是工程思维、工程文化和工程方法，其着眼点在于培养能够应对迅速变化的世界、在多学科“系统”环境下善于处理各种复杂问题的全面发展的人。提高师资队伍水平，搭建包括人文、艺术和社会科学教育在内的多层次、综合性通识教育课程平台，充分发挥非课堂教学因素的作用是以“全面工程教育”理念为参照，强化我国工程教育通识性的主要举措。 对于通识教育，我国高等教育的先驱们有过很好的见识和倡导。蔡元培提倡大学本科要 “融通文理两科之界限”；梅贻琦认为大学教育应以“通识为本，专识为末”，他认为大学教育观的核心是通才教育，强调“通识为本，专识为末”，“社会所需要者，通才为大，而专家次之。以无通才为基础之专家临民，其结果不为新民，而为扰民”；他认为“工科教育于适度的技术化之外，要取得充分的社会化与人文化”，“是工业化问题中最核心的一个问题”。 我国全日制本专科生中，工科学生占35%以上，远远高于美国、英国、德国和日本，但我国合格的工程师却相当匮乏，一些工科院校的毕业生实际上很难胜任工程师的工作。当前全球技术发展正呈现多学科和跨学科的特点，这也提高了社会对工程师的技能要求。针对我国的特殊国情，国家以科学发展观为指导，大力推广“工程教育”，特别是实践类通识工程教育。 为顺应世界工程教育的发展趋势，近年来，我国高校在学习国外先进的工程实践教学改革经验的基础上，正积极推行实践类通识工程教育教学改革。概括起来，主要有如下三种模式：寓学于研，强化创新实践的模式；以提高工程实践创新能力为主要目标的模式；以开放式自主实验教学改革为主要内容的模式。2 建立基于网络化实践类通识工程教育案例素材库 随着互联网和移动互联网技术的快速发展，建立基于互联网和移动互联网技术的教学平台已经成为开展通识工程教育的重要手段。由于限制于设备种类、技术条件、场地和资金等因素，使得設备和工艺讲解不全面，造成学生知识点的断裂，建立基于网络化实践类通识工程教育平台可以弥补这种缺失，并通过丰富的以大量视频和图片为表现形式的案例素材，让学生掌握全面的设备、工艺和应用方面的专业知识，从而使学生的知识链做到良好的衔接，提高工程教育培养质量。 2.1 建立以微信公众号为入口的登陆平台 实践类通识工程教育作为素质教育的重要载体，要覆盖到更加广泛的学生中去。实践类通识工程教育除了按照正常教学安排进行授课外，还可以通过微信公众号的形式使没有接受正常教学安排的学生进行自主网络学习，从而使实践类通识工程教育课程受众最大化。微信作为现在个人通讯使用最为广泛的手机APP已经广泛被大众应用。微信公众号是和微信绑定的具有推广属性和传播属性的一款网络产品。建立基于网络化实践类通识工程教育案例素材库，首先要解决的是素材库入口途径问题，当前手机和微信的普及使得用微信公众号作为实践类通识工程教育案例素材库的登陆入口成为最佳选择。 2.2 建立网站形式的工程教育案例素材库 工程教育案例素材库的建立是实践类通识工程教育改革与实践的重要内容。案例素材库的建立可以弥补由于现有条件不足而带来的一系列问题，如设备种类不全使学生对相关加工技术不了解、工程工艺过程缺失使学生对工程工艺的完整性认识不足、教学效果不佳造成学生知识掌握不彻底等。工程教育案例素材库是以工程项目为导向、以典型工程工艺流程为主线、以具体项目所用设备设施的操作实施为主要内容，通过重点提炼和总结归纳整理出的一个集合不同工艺、不同学科和不同设备的综合性资源库，其以大量视频和图片的格式存放于网站空间内，并且和微信公众号进行链接，使学生用最快的速度找到所需要的案例素材。通过微信公众号和网站形式的工程教育案例素材库的组合搭配，可以使得课堂的教学活动延伸到了课后，学生可以根据自己的时间灵活选择自己要学习的专业课程和相关案例教学，工程教育案例素材库的建立为实践类工程教育的改革与实践提供了有力支持，对尝试新的教学内容和教学模式具有重要的意义。 2.3 搭建以多工艺、多工程、多案例为主的实践教学平台 实践教学的投入力度很大程度上影响学生的学习效果，搭建综合性实践教学平台对于提高人才培养质量具有重要作用。抓住产品典型工艺路线，进行深入剖析，解决学生工艺断点问题；遴选具有代表性的工程项目进行合理简化及碎片化，系统地训练学生的大工程意识和解决实际问题的能力；扩展与企业的双向合作，企业分享真实案例、实践课程和毕业设计给学校，学校聘请具有丰富现场经验的技术骨干做企业导师和兼职实践教练指导学生的实践活动，灵活采取企业技术骨干到校指导和学生到企业实习锻炼等多种校企合作机制，并探索根据不同专业的专业特点和行业特点，进行创新性的产学研联合培养模式，从而为实践类通识工程教育开辟全新的改革方案和实践环节。3 优化工艺衔接，提炼典型“工程”线路 工程教育中的实践教学是目前工科学生能力培养中最为重要的环节，也是提升学生实际动手能力和创新能力最为困难的环节。主要是因为各大高校的教学设备设施数量不多、类型不完善和重点工艺没有实践环节等，当涉及到产品完整工艺路线的讲授时，只是停留在书本上，往往缺少现场工艺演示和直观的操作体验，这就造成了毕业生对产品工艺流程的把握不完善，致使对工程的整体认知缺乏系统性。 通过对典型“工程”案例的分析，梳理出多条产品或工程的工艺路线，并结合自身的设备条件和校企合作企业的具体情况，定制出符合高校自己实际情况的“工程”教学素材，例如针对机械类的学生，结合自身的实践课程如锻造、铣床加工、车床加工、钳工加工和热处理等工艺，整理出关于工具锤子的完整的工艺路线，实践课程按照工具锤子的实际生产工艺进行安排，注重系统性和连贯性，使学生通过实际动手参与每个环节从而对工具锤子的整个生产工艺做到了解并理解。针对建筑类的学生，通过学生自主设计、材料的选取、材料的切割加工、模型的粘连拼接、电路的设计和走线规划以及后期的美化处理等，并通过和专业的建筑模型公司进行重点环节校企合作，使学生掌握建筑沙盘模型制作的全部流程。 3.1 注重工程过程教学内容改革 实践类工程教育人才培养目标的实现需要合理的实践教学内容做支撑，教学内容的安排通常是通过教学体系来体现，在实践类工程教育方面，很多高校是采用工程参观、理论结合部分实践环节的方式进行，形成层阶式的课程体系，这种教学体系有利于学生系统地掌握专业知识，但缺点是对工程实际的掌握不充分，容易造成书本知识和现场工程知识脱节。 因此，部分高校需要配套项目化的课程体系来解决这个问题。项目化的课程体系以产品或工程的全生命周期为主线，拆分成各个功能模块，如原材料模块、标准件模块、设计模块、装配模块、成本模块、质量模块等，学生可以根据自己的知识储备选择自己需要的模块，从而灵活的构建自己的工程知识体系。 3.2 从传统教学向现代化教学转变 在相当长的一段时间内，我国高校在实践类通识工程教育方面一直延续着理论教学、参观性学习和工厂实习的教学流程，当前，越来越多的现代化教学方法和手段正在逐渐兴起，并开始渗透到传统教学中去。 随着2011年教育部启动国家级大学生创新创业训练计划，越来越多的高校参与进来，在创新训练、创业训练和创业实践等方面提供了大量的训练内容，从机械、电子、控制等多学科融合的角度，设置综合性创新课程；以工程体系为背景，研发项目化训练课程。通过创新理论的支持和创新课程的带动，让大学生变成创客，让创业成为常态化。 随着计算机技术和互联网技术的快速发展，互联网和移动互联网线上教学形式已经开始成为重要的教学手段。互联网和移动互联网线上教学形式弥补了传统教学固定时间和固定地点的弊端，充分利用零散的、碎片化的时间来进行线上学习，其中以微课为代表的线上教学形式已经在全国高校中逐渐发展起来，微课利用视频、图片和音频等元素，借助互联网和移动互联网，把优质资源进行传播和分享，这种形式很好地弥补了某些高校因实践类设备设施不全造成学生知识体系不完整的问题。4 建立跨专业综合工程训练平台 跨专业综合工程訓练平台是一种侧重动手能力和综合工程能力的教学平台。它从实际的工程问题出发，在实际的工程项目的基础上总结归纳出专业知识点和核心的技术技能，以微型工程教具和训练套件为载体，搭建与真实专业工程高度仿真的作业作品，完成技术指标和技术条件，从而实现在以实际工程为导向的创新课程和教学模式改革中培养学生动手能力和综合工程能力的教学目标。 4.1 开展跨专业工程实践创新课程 跨专业工程实践创新课程是一门系统的、综合的教学环节，其侧重培养学生解决实际工程问题的能力。传统的工程实训课程如钳工训练、车工训练、铣工训练等注重单项技能的训练，训练科目之间缺少系统的连贯性，容易造成工程环节衔接不当，从而造成学生知识体系和技能体系不健全。而开展跨专业工程实践创新课程也不是简单的单项技能的叠加，要根据实际工程项目的具体情况进行有效衔接和工艺设计，从而满足实际工程项目的系统性和综合性要求。 学校以工程训练与实验中心为教学主阵地，整合哈尔滨市机械加工、电子类和软件类企业和高校的教学资源，以当前行业对技能应用型人才的需求和重要工程类训练大赛为出发点，详细了解行业产品和技术，按照不同岗位需求、相关技术规范和岗位要求制定了详细的跨专业工程实践创新课程的任务书及教学产品技术要求，把课程中设计的工程项目进行合理的碎片化处理和阶段性处理等教学改造，结合现有工艺条件和设备条件，重新搭建新的跨专业实训课程。课程项目包括“微信公众号管理与运营”、“FDM型3D打印机”和“月球灯”等一系列贴近生活和工程实际的项目。在教学过程中，通过“任务分配”、“方案制定”、“技术路线”、“加工制作”、“产品演示及路演”等教学环节，让学生体验真实的职业流程，培养良好的职业规范性，从而更好地调动学生学习的积极性和创造性。 4.2 跨专业工程实践创新课程课堂教学模式改革 传统工程训练课堂教学主要采用“先讲授，再示范”的形式进行，跨专业工程实践创新课程要在此基础上，根据专业特点和工程需要，添加标准规范、成分分析、工艺及时间安排和统筹外购和装配制作教学内容，以小组的形式进行任务拆分和分配，模拟“公司化运行”模式，制定任务时间节点和工作内容审核制度，定期以口头和书面汇报的形式公布任务进展和成果，这种“公司化”的课堂教学模式可以极大地发挥学生的学习主动性和创造性，充分释放学生独立完成任务的能力。尝试通过校企合作，把企业一线的技术骨干聘为跨专业工程实践创新课程的企业指导教师，把企业和实际工程的现场经验带到课堂中来，指导学校的实践课程。 4.3 建设跨专业工程实践基地 跨专业工程实践创新课程的开展需要配套的软硬件设备设施平台作为支撑。黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心拥有车、钳、铣、激光切割、3D打印、焊接、铸造、电子、软件等多工种教学实验平台，能够为开展机械设计、电子设计、软件设计和综合性创新工程课程提供必要的硬件及设备支持；中心具有众多具有多年加工经验和产品开发经验的指导教师，为跨专业工程实践创新课程的开展提供技术指导和实践指导；通过校企合作搭建校企共建实习实践平台，聘请企业一线技术骨干参与指导大学生跨专业工程实践创新课程，从现场经验和产品开发经验两方面为课程的顺利开展提供强有力的技术支持；通过整合学校各专业的实验室资源，搭建多专业联合培养平台，组建多专业联合培养师资力量。多途径多角度的建设跨专业工程实践基地，为培养创新型人才和应用型人才搭建行之有效的实践平台。参考文献： [1]盖江南，赵自强，姜广峰.“大化工”工程创新人才培养新模式的探索与实践[J].高等工程教育研究，2016（2）. [2]孙康宁，张景德，李爱菊.高校工程实践教学改革的探究与实践[J].山东高等教育，2015（1）. [3]姜海丽，孙秋华，赵言诚.工程教育专业认证背景下工程实例教学模式的探析[J].黑龙江高教研究，2017（2）. [4]周绪红.中国工程教育人才培养模式改革创新的现状与展望[J].高等工程教育研究，2016（1）. [5]高夕庆.浅谈如何在实训教学中开展工程实践创新项目教学[J].天津职业院校联合学报，2017（2）. |
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