工程應(yīng)用型人才的漸進(jìn)、貫通式實(shí)踐能力培養(yǎng)體系建設(shè)

李穎宏　徐繼寧　田紅芳

在當(dāng)前國內(nèi)高等教育中，實(shí)踐能力培養(yǎng)的系統(tǒng)化建設(shè)和工程應(yīng)用能力的提高，已成為工科本科生培養(yǎng)的重點(diǎn)之一。北方工業(yè)大學(xué)以自動化專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)為試點(diǎn)，從課程體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用型能力培養(yǎng)的軟環(huán)境設(shè)計、硬環(huán)境建設(shè)出發(fā)，構(gòu)建了漸進(jìn)式、貫通式實(shí)踐能力培養(yǎng)體系，在學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面取得了良好效果。

一、構(gòu)建漸進(jìn)式、貫通式工程實(shí)踐能力培養(yǎng)體系

在實(shí)踐能力培養(yǎng)體系中，工程技術(shù)實(shí)踐按基本技能訓(xùn)練、專業(yè)綜合能力訓(xùn)練和綜合工程實(shí)踐三個層次進(jìn)行規(guī)劃。針對學(xué)生的課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計、專業(yè)實(shí)習(xí)、科技活動、畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)校構(gòu)建了跨環(huán)節(jié)點(diǎn)—線—面的漸進(jìn)式、貫通式的培養(yǎng)體系，從專業(yè)實(shí)踐能力訓(xùn)練上保持了連續(xù)性、系統(tǒng)性。

1.基本技能訓(xùn)練

專業(yè)認(rèn)識實(shí)習(xí)是各類訓(xùn)練的起點(diǎn)，通過專業(yè)認(rèn)識實(shí)習(xí)幫助學(xué)生建立控制系統(tǒng)的基本概念，在此基礎(chǔ)上，注重基本電工、電子基本操作技能的自動化工程實(shí)訓(xùn)I、金工實(shí)習(xí)、電子電路基本系列實(shí)驗(yàn)課程以及部分專業(yè)基礎(chǔ)課程獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，構(gòu)成了基本技能訓(xùn)練的第一層次。實(shí)訓(xùn)采用集中培訓(xùn)與分散訓(xùn)練相結(jié)合的方法。集中培訓(xùn)一般以課堂教學(xué)方式進(jìn)行，視實(shí)訓(xùn)進(jìn)程安排不同內(nèi)容的集中培訓(xùn)。分散訓(xùn)練主要強(qiáng)調(diào)時間和環(huán)節(jié)上的分散，一類是將實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)與課程教學(xué)同步進(jìn)行，確保學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐；另一類是將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容按照環(huán)節(jié)分階段進(jìn)行，訓(xùn)練內(nèi)容分成電氣類和控制類不同菜單模塊，學(xué)校為不同專業(yè)方向的學(xué)生制定了不同的訓(xùn)練計劃，確保學(xué)生的基本技能得到鍛煉。同時，專業(yè)基礎(chǔ)課程配制了大量不同層次的課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可進(jìn)行知識點(diǎn)的驗(yàn)證和綜合應(yīng)用練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素質(zhì)和工程意識，為發(fā)展專業(yè)綜合能力打好基礎(chǔ)。

2.專業(yè)綜合能力訓(xùn)練

本階段主要以數(shù)電、PLC應(yīng)用、單片機(jī)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、開放性實(shí)驗(yàn)以及過程控制系統(tǒng)等不同方向的課程設(shè)計和程序設(shè)計實(shí)踐為主干內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)專業(yè)興趣選修一定量的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)。當(dāng)學(xué)生由大二進(jìn)入大三這一階段，應(yīng)著重培養(yǎng)專業(yè)綜合運(yùn)用能力。訓(xùn)練中要求獨(dú)立設(shè)計完成若干較為完整的模塊，旨在進(jìn)行自動化系統(tǒng)的理解性訓(xùn)練，建立工程設(shè)計的概念，強(qiáng)化工程意識。

3.綜合工程實(shí)踐

本階段以解決實(shí)際問題為目標(biāo)驅(qū)動，綜合前兩個階段的成果，以畢業(yè)設(shè)計、工程實(shí)訓(xùn)Ⅱ、實(shí)踐類選修課、大學(xué)生課外科技活動、參加教師科研項(xiàng)目及電子設(shè)計大賽等為載體。同時，鼓勵優(yōu)秀學(xué)生參加工程實(shí)際、科研及生產(chǎn)實(shí)際的研究課題，完成聯(lián)想和創(chuàng)新性訓(xùn)練。其目的是因材施教，培養(yǎng)興趣及團(tuán)隊(duì)合作精神，提高科研創(chuàng)新能力、寫作能力和交流溝通能力。

整個實(shí)踐能力培養(yǎng)體系的各層次培養(yǎng)目標(biāo)明確、運(yùn)行方式靈活，體現(xiàn)了連續(xù)性、漸進(jìn)式、貫通式的特色，既保證了創(chuàng)新人才的亮點(diǎn)培養(yǎng)，又能使所有的學(xué)生歷經(jīng)系統(tǒng)性的工程實(shí)踐。

二、建立“互勵”的課程教學(xué)體系和實(shí)踐能力培養(yǎng)體系

遵循認(rèn)知規(guī)律，貼近學(xué)生的心理特點(diǎn)，建立了課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力的互勵關(guān)系，設(shè)計了技能操作→認(rèn)識學(xué)習(xí)→實(shí)踐探索→理論提高→工程應(yīng)用→聯(lián)想創(chuàng)造的螺旋式上升通道。課程教學(xué)體系遵守科學(xué)性原則，注重工程目標(biāo)；引導(dǎo)學(xué)生由做事只憑興趣的習(xí)慣，轉(zhuǎn)向以問題為導(dǎo)向的探究式學(xué)習(xí)，逐漸養(yǎng)成以工程為導(dǎo)向的應(yīng)用創(chuàng)新思維。

以自動化專業(yè)的控制系統(tǒng)設(shè)計為例，學(xué)生在一年級的工程實(shí)訓(xùn)Ⅰ中可以接觸到繼電器和基本電機(jī)拖動操作，了解其功能，引發(fā)興趣，帶著問題進(jìn)入后續(xù)電氣控制技術(shù)等原理性知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。課程學(xué)習(xí)激發(fā)實(shí)踐的熱情，在課程設(shè)計、綜合工程訓(xùn)練階段，體會如何用課程中學(xué)習(xí)到的相關(guān)理論解決實(shí)際問題。同時，對電氣控制技術(shù)的深度和廣度有一定的認(rèn)識，進(jìn)一步促進(jìn)專業(yè)課程，如電機(jī)拖動、PLC應(yīng)用、運(yùn)動控制系統(tǒng)等課程的學(xué)習(xí)。在實(shí)訓(xùn)Ⅱ中，模仿工程項(xiàng)目的運(yùn)行，學(xué)生在前面實(shí)踐的基礎(chǔ)上獨(dú)立完成小的系統(tǒng)，促進(jìn)了工程素質(zhì)的養(yǎng)成。在4年連續(xù)性的培養(yǎng)過程中，科學(xué)思維和實(shí)踐技能的提高一以貫之，互為激勵，漸次提高，實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到未來工程師的轉(zhuǎn)變。

三、構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)“大平臺”

1.建立校內(nèi)實(shí)習(xí)基地，營造真實(shí)的工程環(huán)境

學(xué)校從實(shí)踐教學(xué)的基本要求出發(fā)，于2002年建設(shè)了一條完整的電線自動化生產(chǎn)線（1-6mm2單芯低壓線）。該生產(chǎn)線能滿足兩個基本條件：一是學(xué)生能操作生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝簡單；二是生產(chǎn)線包括了工業(yè)自動化各個基本控制環(huán)節(jié)和典型的控制系統(tǒng)，如調(diào)速系統(tǒng)，溫度、液位、流量控制系統(tǒng)，速度、張力控制系統(tǒng)等20多個環(huán)節(jié)和子系統(tǒng)，涵蓋了從基本控制到計算機(jī)控制的各類層次的技術(shù)，部分滿足了學(xué)生進(jìn)行認(rèn)識實(shí)習(xí)、課程設(shè)計、實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的技術(shù)要求。該生產(chǎn)線建成6年來，每年均有2名~3名研究生和20名~30名的本科畢業(yè)生以生產(chǎn)線為控制對象進(jìn)行實(shí)習(xí)、實(shí)踐活動，先后獲得專利3項(xiàng)，發(fā)表論文10余篇。

2.充分利用社會資源，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研基地

2007年，學(xué)校與北京天華博實(shí)電氣技術(shù)有限公司簽訂產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議，建立產(chǎn)學(xué)研基地。目前，正在合作開發(fā)交流變頻設(shè)備和裝置，5名教師參與課題研究，共同培養(yǎng)了多名本科生和研究生。同時，自動化系與首鋼電控設(shè)備廠、首鋼機(jī)電設(shè)備公司保持長期合作，每年為生產(chǎn)實(shí)習(xí)提供一個校外實(shí)踐場所。

通過校內(nèi)外實(shí)踐基地的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了在真實(shí)工程環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目的，確立了工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式。

3.構(gòu)建開放靈活的實(shí)踐教學(xué)管理機(jī)制

學(xué)校采取了“分散、自主、細(xì)化、開放和全員參與”的原則，保證實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。

分散：人員分散、時間分散。將某些按教學(xué)計劃集中進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)、設(shè)計環(huán)節(jié)，按現(xiàn)有的硬件資源條件，分散進(jìn)行。

自主：部分設(shè)計環(huán)節(jié)由學(xué)生自主選題、自主選定時間，系里安排教師指導(dǎo)。責(zé)任教師統(tǒng)籌管理，保證分組的合理性、時間安排上的可行性及選題的科學(xué)性。

細(xì)化：是指實(shí)訓(xùn)內(nèi)容細(xì)化，從方案設(shè)計、實(shí)際操作、裝配調(diào)試到說明書撰寫、報告答辯等環(huán)節(jié)均有明確要求，有效保障實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)內(nèi)容的深度，達(dá)到經(jīng)歷完整的工程訓(xùn)練目的。

開放：學(xué)生可以在任何約定時間進(jìn)入實(shí)踐基地，部分實(shí)驗(yàn)室做到全天開放。

全員參與：打破教師與教輔人員的界限，全體分散至各個實(shí)驗(yàn)室、研究室，全員參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

這種教學(xué)管理方法，充分保證了實(shí)踐能力培養(yǎng)的效果和教學(xué)資源的最大化利用。

四、取得的成效

該教學(xué)改革思路已在學(xué)校自動化系各年級、近千名學(xué)生的教學(xué)活動中實(shí)施，學(xué)生的綜合實(shí)踐能力顯著提高。如在2006年和2007年北京市大學(xué)生電子設(shè)計大賽中，獲獎15項(xiàng)，其中獲全國二等獎1項(xiàng)；6人獲得全國第二屆“飛思卡爾”杯智能汽車設(shè)計大賽華北地區(qū)二等獎；10人在第四屆“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外科技活動中獲獎；20余人在石景山區(qū)“科園杯”大學(xué)生科技活動中獲獎；由學(xué)生創(chuàng)作、教師指導(dǎo)獲得發(fā)明專利、實(shí)用新型專利4項(xiàng)。自動化專業(yè)學(xué)生考研率在全校各專業(yè)一直名列前茅，每年均有15%~20%的學(xué)生考取名校研究生；學(xué)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量均較高，學(xué)校作為北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)人力資源供給基地，每年為開發(fā)區(qū)高新技術(shù)企業(yè)輸送百余名畢業(yè)生，其中自動化專業(yè)畢業(yè)生占1/3，學(xué)生的工程能力和綜合素質(zhì)得到了用人單位的好評。

學(xué)校開創(chuàng)的漸進(jìn)、系統(tǒng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才綜合實(shí)踐能力的新途徑，將學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)貫穿于人才培養(yǎng)的全過程，實(shí)現(xiàn)了在真實(shí)工程環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，在提高學(xué)生工程技術(shù)能力和創(chuàng)新能力上凸顯了優(yōu)勢和作用，對我國高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的確立具有示范作用。■

（作者單位：北方工業(yè)大學(xué)）

[責(zé)任編輯：張 雯]