基于校企聯合培養新機制的工程訓練中心建設探索

汪全友 趙建平

南京工業大學 江蘇南京 211816

工程訓練中心是我國理工科大學全面貫徹落實素質教育、質量工程和進行創新設計的教學單位和重要基地。近年來，由于各級教育部門對于實踐教育的重視，很多高校工程訓練中心也進入到一個快速發展的階段，校內實訓場地和實訓設備都得到相當大的投入，尤其是現代制造技術的教育裝備得到了極大地補充和發展。目前，江蘇省對于實驗教學與實踐教育的建設又提出了更高要求，中心建設不僅僅局限于校內部分，還積極實施教學合作企業的校外實訓基地建設，實現實踐教學校內外共同培養的新機制。因此，這種校內“中心”加校外“基地”式的工程實踐中心建設也就成為了本科人才培養模式的新探索。

1 建設的意義和必要性

現代裝備制造業是國家確立的7大類戰略性新興產業之一，是“生產機器的機器制造業”，按其產品的知識含量和技術難度可分為通用類裝備、基礎類裝備、成套類裝備、安全保障類裝備和高端裝備。高端裝備是指技術上的高端，表現為知識、技術密集，體現多學科和多領域高、精、尖技術的交叉與集成；是價值鏈的高端，具有高附加值特征。高端裝備的教學與實踐必將成為當代機械工程類專業培養的核心內容。

為了適應和滿足經濟發展，尤其是信息產業、現代制造業高速超常規發展對于高等工程技術人才的迫切需求，大力發展校內實踐教學的同時，應充分結合企業，推動關聯企業的教學合作，實現高校教學資源的優化，提高資源使用效率，推進和提高高校實驗室建設和整體管理水平；合理建設校內“培養中心”加校外“實踐基地”，實現校內工程訓練和校外基地實際生產體驗及創新設計緊密結合的培養新機制，對于高素質現代機械創新人才培養具有十分重要的意義。

1.1 是培養卓越工程師的需要

在高等工程教育中，工程實踐教學是培養學生實踐能力與創新精神的有效途徑。在培養卓越工程師思想指導下，以“學習工藝知識，增強工程實踐能力，培養創新意識和創新精神”為教學目標的工程訓練，對于培養學生工程實踐能力與創新精神具有難以替代的重要作用。因此，這種校內外共同培養新模式下的工程訓練可以成為全面貫徹落實素質教育和質量工程，培養基礎寬、能力強、素質高和具有創造性復合型應用型人才的重要實踐教學模式；所以，建立一個能向多學科多專業的“現代裝備制造工程訓練中心”對培養卓越工程師就顯得尤為迫切。

1.2 是優化整合教學資源、提高現代裝備制造技術專業實訓水平的需要

現代裝備制造工程訓練中心的進一步建設，將使實驗室儀器、設備條件在數量和質量上得以提高，在先進性和完善性上得以體現。可以將傳統技術訓練與現代技術訓練、規定性訓練與自主性訓練、實踐能力訓練與創新能力培養、課內訓練(顯性課程)與課外創新(隱性課程)有機結合，實施“大工程”過程訓練、集成訓練和“真實”訓練的改革思路；工程訓練中心的建設可以大大促進過程裝備與控制工程、機械制造及自動化、車輛工程、焊接技術及工程等機械類專業及生物工程、化學工程、熱能與動力工程、金屬材料、高分子材料、復合材料、建筑環境與設備、工業工程等專業基礎課程教學與實驗水平的提高，進一步提高本科教學的質量，提高學生的動手能力、設計能力和創新能力；為過程裝備與控制工程專業在熱力學、傳熱學、傳質學、流體力學、單元操作、壓力容器、過程裝備、流體機械、化工過程與自動化等學科領域的教學以及學生培養創造一個堅實的基礎實踐平臺。是實行資源共享的開放機制，具備全天候開放條件的綜合實踐平臺。

2 建設目標和思路

在卓越工程師培養的思想指導下，按照《普通高等學校工程訓練中心建設基本要求》的建設理念，現代裝備制造工程訓練中心的建設目標是：以工科學生為基本對象，以大工程意識、創新意識和實踐綜合能力培養為核心，以培養素質高、能力強、復合型高級工程技術人才為宗旨，能夠基本涵蓋現代工業體系內容并能適應現代裝備技術發展需要的實踐教育基地，將實踐教育中心建設成為：校企聯合培養模式下的工程訓練實踐教學示范基地和相關專業教學與科研的創新基地。

以現代裝備制造工程訓練中心現有工程實驗和實驗教學成果為基礎，以創新性、示范性、知識復合工程設計為指導思想，圍繞Process和Product的教學目標，注重學科交叉，培養學生的創新能力、綜合分析能力、工程設計能力和動手實踐能力。進一步提升高校過程裝備與控制工程、機械制造及自動化、生物工程、化學工程、熱能與動力工程、金屬材料、高分子材料、復合材料、建筑環境與設備、工業工程等本科生的教學實驗手段，保證并進而增加實驗數量，豐富實驗內容，增強學生的動手實踐、工程設計和創新能力，為國家培養高水平的合格創新人才，實現學校整體建設的跨越式發展，對周邊高校產生示范作用。

以提高實踐教學質量為目標，充實、加強機械工程實踐教學師資隊伍的工程實踐能力。抓緊建設一支教學經驗和學術水平兼備的教師隊伍；通過健全、落實教師參與實踐教學與實驗開發的有關政策和制度，擴大實踐教學隊伍的規模，尤其是使科研基礎好和工程實踐能力強的高水平教師及企業導師投入實踐教學和實驗改革，增強實踐教學改革和開發的活力，帶動實踐教學整體水平的提高。

以加強實踐教學的研究性、創新性和實效性為目標，進一步對實踐教學體系進行系統化的深層次改造和建設。在現有機械類課程實踐教學體系的基礎上深入研究與現代裝備設計制造相適應的實踐課程體系、教學內容、教學條件、教學方式。以典型過程裝備及機電產品的設計、制造、裝配、調試和經濟成本分析為實踐教學創新內容，培養學生的創新能力、系統分析能力、工程設計能力和動手實踐能力。

加強信息平臺建設，全面實現實踐教學的開放式管理。建立和完善工程訓練中心網站，采取有效措施，按照開放式教學的要求改進中心信息管理系統的設計，為全面實現實踐教學的開放管理提供保障；充實網絡輔助教學資源，大幅度提高網絡輔助教學系統的使用效益。

加強與兄弟院校的交流，擴大示范輻射作用，使之成為實踐教學改革和示范基地。總結以往實踐教學改革經驗及存在的問題，按照數字化、標準化、制式化、系統化的要求，開展下一階段的實踐教學改革，建立校企合作的實踐教學基地，努力創造精品，使中心的實踐教學水平再上一個新臺階。

具體建設思路是：在實驗教學體系建設上，準確把握現代工程的內涵，明確提出“以工程認知訓練為基礎，突出認知能力培養；以工程實踐能力訓練為重點，突出關鍵能力培養；以工程創新能力訓練為核心，突出創新精神培養”；樹立“機械制造大工程、大系統”的意識，在現有基礎上進行擴展和提升，按三個實踐平臺、四個訓練教學層次，將現代裝備制造工程訓練中心建設成具有涵蓋完整現代工業體系內容的工程訓練實驗教學基地，成為學生的“三個實踐平臺”：

“工業系統認知實踐”平臺：讓學生了解工業發展過程，激發學習興趣，確定學習方向和今后努力的目標。

“技術實踐”平臺：了解和掌握傳統與現代制造加工方法，金屬切削原理、工藝編制等，提高動手操作能力和協調能力，培養學生的“責任、安全、質量、群體、環保、經濟、競爭、市場、管理、社會、法律、創新”等大工程、大系統意識。

“綜合創新實踐”平臺：學生進行課內外科技創新、自主研學的基地。組織、引導并鼓勵學生利用平臺資源進行課外科技創新，參加各級相關創新設計大賽，培養創新思維和創新能力，促進優秀生拔尖生脫穎而出。

學生在“三個實踐平臺”上，結合教學任務和創新人才培養目標，展開“四個訓練層次”：

工業系統認識訓練：使低年級學生通過工業系統的認知訓練，了解工業發展過程、工業生產工藝流程及生產管理，激發學習興趣，為以后專業課學習打下良好的基礎。

傳統制造技術訓練：學習傳統金屬加工方法、工藝知識、各種加工設備的使用及其基本操作方法和操作技能，培養學生的基本工程素質，實踐動手能力，基本分析和解決問題的能力。

現代制造技術訓練：主要學習以數控技術為特征的現代制造技術基本原理、工藝知識、各種數控加工設備的使用及其基本操作方法和操作技能；在教師的引導下，應用已掌握的基本知識和基本技能，自行設計、仿真、制作等。在此過程中學習CAD/CAM設計、仿真及制造技術，了解先進測試儀器的應用，提高對各種制造設備的應用能力，開闊知識視野，提升學習興趣和熱情。

創新思維綜合訓練：主要采取學生自主選題、自主設計、自主加工裝配和調試、教師適當引導的開放式教學方法。引導學生經過需求分析、資料查詢、發散思維，提出創新構思；綜合應用所學知識提出創新設計方案，經討論分析、方案論證、確定設計方案；再完成設計、仿真、制造、裝配、調試和分析總結全過程的訓練。培養學生自主學習、知識更新、提出問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生創新精神、創新思維和自主創新實踐的能力，激發發明創造的潛能，培養和造就創新性人才。

3 主要建設內容(校外實踐教育基地)

3.1 主要建設內容

3.1.1 構建面向工程過程綜合性的工程訓練課程體系，分層次模塊化設置實驗項目

以營造大工程、大系統背景為指導，以提高學生工程實踐能力和綜合工程素質為主線，按照“模塊化、組合式、開放型”的思路，進一步完善工程訓練課程體系的四個層次，進行模塊化設置，由淺入深，由簡單到綜合，逐步培養學生的實踐動手能力、創新意識和創新能力。將中心建設成以培養學生實踐能力、創新能力為主線，具備基礎性、綜合型、設計型多層次、多模塊的實踐教學體系，并對校內外開放、共享的綜合實踐教學平臺。

3.1.2 多樣化的培養模式

以“發展個性、因材施教”為基本原則，以“分層培養、啟發創新”為基本教學思路，實行必修與選修相結合，課內學習和課外創新相結合，創建多樣化的培養模式。狠抓基礎、拓寬提高，保證大面積成才；充分利用現代化技術及先進的實驗教學手段，虛擬仿真實驗與實踐相結合，實現計算機網絡與多媒體輔助教學，為學生自主學習創造條件。組織、引導并鼓勵學生利用平臺資源進行課外科技創新，參加各級相關創新設計大賽，培養創新思維和創新能力，促進優秀生拔尖生脫穎而出。

3.1.3 訓練內容的集成性

工程訓練不再僅僅局限于常規制造技術基礎訓練，而是多學科融合相關工程技術的集成訓練，即機械工程、工程材料、自動化、電子技術和信息技術等多方面融合的集成訓練；同時，工程訓練不再僅僅是傳統意義上的純機械設計與加工訓練，而是融工程設計、工程制造、工程管理和創新實踐于一體的集成性訓練。

3.1.4 多元化的訓練形式

對不同的專業有不同的實習要求，對不同層次學生設置不同的實習項目。對不同的實習項目采用不同的訓練形式。采用規定性訓練與自主性訓練、個體訓練與團隊訓練等形式，供學生選擇。

3.1.5 加強教學過程的質量管理，建立完善的教學過程質量保障機制

堅持“以人為本，質量至上”的方針，不斷完善教學管理的制度化、系統化、程序化建設，修訂實習教材和拓展學生工業生產過程認知的深度。積極探索教學方法和手段，創建先進的教學體系，總結教學經驗，形成有影響的教學成果；通過省級實踐教學中心與基地的建設，為學生提供科技創新的實驗環境和條件，使學生的自主學習能力、合作學習能力、實踐能力和創新能力得到顯著提高。

3.1.6 實現全方位開放實驗室

構建在時間、內容和資源上實行全方位開放式、綜合型的多層次實踐訓練課程體系和實踐教學質量監督機制。將平臺資源及實習項目在時間和內容上全方位開放，服務全校師生，為地方經濟建設作貢獻。進一步完善平臺管理體制的改革，健全規章制度，實現管理網絡化。

3.2 實踐教學培養計劃

按照“四年一貫制”的專業課程教育體系建設模式，以“過程”和“產品”作為綜合與集成的主線，針對一年級學生開設“專業概論”、二年級開設“現代機械制造技術”、三年級開設“現代裝備設計”、四年級開設“現代裝備制造”等課程，并通過相關課程的建設，進行理論教學與實踐教學合理配置。

一年級開設“概論”課使學生初步建立工程觀念，了解工業發展過程、工業生產工藝流程及生產管理，激發學習興趣，為后續專業課學習打下良好的基礎，確定學習方向和今后努力的目標。

二年級開設“現代機械制造技術”使學生了解和掌握傳統和現代制造加工方法，金屬切削原理、工藝編制等，提高動手操作能力和協調能力，培養學生大工程、大系統意識。“技術實踐”教學環節包括傳統制造技術訓練、現代制造技術訓練。現代制造技術訓練主要學習以數控技術為特征的現代制造技術基本原理、工藝知識、各種數控加工設備的使用及其基本操作方法和操作技能。

三年級開設“現代裝備設計”，在工程力學和工程材料教學基礎上，學習CAD/CAM 技術、仿真技術，完成典型機械產品的設計與分析。

四年級開設“現代裝備制造技術”，在典型產品設計基礎上，完成加工工藝編制、材料選擇、加工制造、裝配、經濟性分析等。

3.3 聯合制定的校外實踐階段培養方案

為適應新世紀高素質人才培養要求，凸顯“依托工程，融合工程，培養學生的綜合能力，注重地方，迎合需求，設立特色專業方向”的專業特色，人才培養緊密結合國家經濟社會發展需要。校外實踐環節緊緊圍繞Process和Product，以典型機械產品的設計、加工、制造、裝配、檢測、經濟性分析為主要教學內容，在企業工程中實踐現代裝備制造實習和創新設計等。

4 預期效益與建設成果

隨著社會經濟和科學技術的發展，平臺在高等工程教育中，作為基本的技能培訓和培養學生工程素質、創新意識、創新能力的基地，必將發揮越來越大的作用。其效益和成果具體表現在：

(1)現實效益：可以滿足高校學生進行工程實踐訓練所必需的軟硬件條件。隨著中心的建成、訓練項目的拓展，年接待學生實習能力將大大提高。除滿足正常的實踐教學任務外，還可為相關專業的生產實習、畢業實習和專業設計提供條件，進一步提高畢業設計水平和質量。

(2)示范中心的建成，為培養學生的實踐能力與創新精神提供各學科相互結合相互滲透的教學背景，為應用型復合型人才的培養提供有效的支撐。

(3)為相關教師和實驗技術人員進行教學和科研提供可靠的軟硬件條件。

(4)有利于指導教師隊伍的穩定。沒有良好的教學環境和科研平臺，引進不了也留不住高水平的教師。

(5)有利于校企合作，把產品生產管理引進工程訓練中，讓學生在校期間就能進入模擬工廠的管理系統，豐富其實踐工作經驗，為今后走向社會，提高就業能力增強信心；同時也能幫助企業進行合理的技術改造，提高經濟效益。

參考資料

[1]教育部高等學校機械基礎課程教學指導分委員會.高等機械基礎系列課程現狀調查分析報告暨機械基礎系列課程教學基本要求[M].北京:高等教育出版社,2012.

[2]張輝,樊澤恒,孔垂謙.高校“工程訓練中心”功能定位與特色追求[J].江蘇高教,2007(3):68-71.