以大學生科技競賽為抓手 構建新型工程訓練模式

劉偉民+李耀剛+鄭愛云+裴未遲+孫秋艷+薛全會

摘要：工程素質與創新能力的培養是高等本科院校機械類專業重要的培養目標。本文以河北聯合大學機械類專業工程訓練為例，從改革思路、實踐教學方案設計、教學效果等多個角度，對新形勢下以科技競賽為抓手的工程訓練實踐教學模式進行了探討。

關鍵詞：機械專業、科技競賽、工程訓練

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）44-0062-03

一、序言

我國科技發展與綜合國力的提升，迫切需要大量工程技術人才，工科大學機械類專業的首要任務就是培養學生的工程素質和創新能力，工程素質是基礎，創新能力是內在動力，應貫穿工科大學教育的全過程。目前工程訓練中心成為工科大學生的工程培育平臺，探索新形勢下實用、高效的工程訓練模式是高校實踐教學急需解決的課題。如果在工程訓練過程中將工程素質教育與創新精神的培育有機結合，再加之大學教育各個環節的創新思維訓練，那么，大學生的創新能力將會得到巨大的提高[1]。以競賽為抓手，將工程素質教育與創新精神培育有機結合，成為工程訓練中心培養未來高質量工程技術人才的有效途徑。河北聯合大學作為河北省內重點本科高校，在機械類專業實踐教學中，以工程訓練中心為平臺，深化實踐教學改革，以大學生機械創新設計大賽、大學生工程訓練綜合能力競賽為抓手，將競賽與工程訓練教學相銜接，秉承“競賽為人才培養服務，競賽為教育質量助力，競賽為創新教育引路”的宗旨，培養學生的創新設計能力、綜合設計能力、工程實踐能力、工程管理能力和團隊合作能力，促進學生基礎知識與綜合能力的培養、理論與實踐的有機結合，養成良好的學風。本文將針對河北聯合大學機械類專業，以兩個大賽為抓手，將工程素質與創新能力培養貫穿各年級、各層次的工程訓練實踐教學模式的探索，并對教學改革效果與思考進行探討。

二、思路

科學技術是第一生產力，而工程技術是第一生產力中最重要的因素。工程師是開發和掌握核心技術、以技術創新推動國家工業發展的領軍人物[2]。作為創新能力的重要組成部分，工程素質與創新精神是工程師必備的素質，同時它又是工程訓練中心實現功能的著力點。因此，工程訓練應以培養學生的工程素質和創新精神為主要目標，并且以此為出發點設計和具體運行工程訓練中心的訓練方法。從工程素質和創新精神的內涵出發，也就是從培養工程知識、工程意識和實踐能力著眼，從培育創新意識、創新激情和創新行動開始。基于此，我校工程訓練中心提出“面向工程、依托競賽、注重實效”的實踐教學思路。

1.提高認識、轉變思路。“面向工程”就是要重視工程師基本素質的培養，工程師的基本素質中工程素質和工程意識密切相關、互為條件，工程素質中包括了知識、技能和能力三者之間的關系，在時代、競爭、實踐、經濟和社會、管理、職業道德等工程意識中最突出的就是創新意識，要使學生樹立現代工程觀念，努力學習工程基礎知識，養成較強的工程實踐能力，具備一定的工程創新能力和工程管理能力。只有這樣才能實現高等工程教育人才培養目標的要求[3]。“依托競賽”就是要實現科技競賽在工程訓練的全過程日常化、規范化、實用化。創新精神是科技競賽的核心，要將這一核心以不同形式始終貫穿工程訓練的各個層次、各個階段。

2.完善以培養工程素質、創新能力為目標的工程教育體系。“注重實效”就是要切實提高學生的動手實踐能力。提出新型的工程實踐教學理念，以學生為主體，教師為主導，實驗技術人員和實習指導人員為主力，理工與人文社會學科相貫通，知識、素質、能力協調發展，著重培養學生的工程實踐能力、綜合素質和創新精神[4]。

三、方案

工程訓練的教學目的是使學生建立工程概念，體驗工程過程，增強工程實踐能力，培養創新精神和創新能力，從而提高學生的綜合素質。教學中結合我校自身特點，將依托競賽的創新訓練融入工程訓練的全過程。除訓練學生的基本工程意識與能力以外，培養學生的創新思維，使學生在實踐中發現問題、分析問題并解決問題[5]。將競賽精神創新意識貫穿課程各個階段、各個層面的競賽式工程訓練，也恰恰能夠解決目前以競賽作為面子工程、亮點工程而不能面向大多數學生，使大多數學生的整體素質得到提升，解決工程訓練普遍存在的共性問題。

1.環境建設。我校工程訓練中心的前身為校辦工廠，在學校和學院的關注與大力支持下，經過近十年的發展，形成面積3500m2，加工中心、3D打印機、特種加工設備等各種培訓設備百余臺套，能夠承擔全校機械類20個班、近機類約40個班、模塊類40個班的制造技術基礎訓練教學工作的綜合實訓基地。信息化建設。建立中網站，搭建功能涵蓋教學信息發布、教學運行管理與教學評估的開放式信息平臺，建設網絡化的設計制造系統，實現數控設備的遠程編程和加工，建成加工與控制仿真教學平臺。突破傳統金工實習單工種、純技能訓練，在構建現代工業培訓的基礎綜合硬件平臺上，精選傳統訓練內容，重點加強“新技術、新設備、新工藝”的應用，并利用工程訓練中心建設的網絡系統，結合數控技術和網絡技術，實現遠程設計、網絡傳輸、數字化制造等現代制造理念。創新實訓園地建設。為鼓勵學生創新，工訓中心專門開辟面積為50m2的創新實訓園地，配備網絡電視、10臺微機、局域網和各種機電實驗設備，對全校所有學生開放，實行項目進入、學生自主管理制度，為學生自主性學習、研究性學習和創新性學習提供了一塊試驗基地。開放型工訓基地建設。創新實訓園地、材料庫、工具庫向全校開放。工程訓練與學科和科研建設密切結合，利用大實訓平臺的概念，開設綜合性、開放性和研究性的實訓內容，提供包括認識實習，工程技能訓練，開放實驗，學生創新課外活動小組，教師教改基地，直至專業課程設計和畢業設計等多種實訓任務，使學生掌握系統工程技術知識與技能，提高學生素質，啟發學生的創新思維。

2.課程建設。目前建設形成分階段、模塊化、多模式的實踐課程體系，全過程突出日常教學競賽化，以大學生團隊為基礎，分階段進行能力訓練。基礎訓練階段，主要面向大一學生，包括鑄、鍛、焊、車、銑、鉗等模塊，以觀摩模式和操作模式為主，在操作模式中，學生以小組為單位在掌握基本操作基礎上開展工種競賽，優勝小組獲得自主加工自創零件的機會，以此達到接觸工程概念，普及基本工程知識，激發工程學習興趣和形成創新熱情的目的。技能訓練階段，主要面向二三年級學生，包含電子組裝與設計模塊、數控模塊、電火花線加工模塊、冷熱加工模塊，以操作模式和創新設計模式為主。在操作模式下，指導教師除進行示范性教學，對學生小組分項目指導，小組每人設計工藝方案，推選最優方案，鼓勵創新，充分發揮學生的想象力。在創新設計模式下，指導教師對學生小組進行啟發式指導，充分發揮學生的創造性，獨立完成產品的設計、加工全過程，提高學生參加實踐活動的興趣，培養學生的創新意識和綜合能力。同時充分發掘學生的創新潛能，培養學生的團隊意識、組織管理能力和綜合實踐能力，進而達到建立工程概念，掌握基本工程知識，形成創新視角的目的。能力提升階段，主要面向三四年級學生，包含加工中心模塊、機電一體化模塊、裝配模塊等，以創新設計模式為主。通過課內外結合、校企結合、課程與競賽結合的教學模式，鼓勵學生跨學科、跨專業自主選題，綜合運用工程知識，激發創新思維，分項目小組完成產品設計制作全過程，在教學過程中有意識選拔全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽參賽團隊，將競賽與教學有機結合在一起，使競賽成為串聯各階段、各模塊的主線，從低年級就開始競賽意識、創新意識和團隊意識的訓練。此外，以三年級學生為主體的大學生創新試驗計劃項目入駐工訓中心，依托創新平臺開展研究；以四年級學生為主體的認證化的大學生職業技能培訓納入機械類專業培養方案，以職業活動為導向，以職業能力為核心，學生通過聽講解、看過程、親動手，強化對理論知識的理解和認知，小組操作競賽、工種技術比武等多種形式，既激發了學生的興趣又提高了學生的技能水平。endprint

3.師資隊伍建設。在師資隊伍建設中，注重引進具有碩士、博士學位的青年教師和企業中具有實際工程經驗的工程師。目前教學團隊中有高級職稱以上5人，中級職稱2人，高級技師1人，技師8人，高級技術工人7人。已初步形成“三師型”（講師型、工程師型、技師型）師資隊伍，師資結構趨于合理，逐步形成由高水平學術帶頭人領銜，理論課教師、實驗教師、技術人員、助教組成的階梯式實踐教學隊伍。學院對工訓中心教學、科研項目建立激勵機制，實行校院兩級立項獎勵，全額資助教工發表學術論文，支持教工參加研討會、調研、培訓、進修等學術活動等。競賽指導教師團隊穩定化。競賽指導要求教師既要有扎實而寬泛的專業系統知識，又要有敏銳的學術眼光與創新思維，這需要指導教師在課內外付出大量心血和勞動。通過指導教師引進與聘用制度和研究型工程訓練教師隊伍兩條腿建設，逐步構建了穩定的競賽指導團隊，使得以競賽為主線的實踐教學有了制度和組織的雙重保障。

四、效果

通過近年來持續不斷的建設推進，我校學生形成依托工程訓練中心，關注競賽，積極參加競賽，以競賽提高自身綜合素質的創新活動熱潮。近三年，我校學生獲得全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽省級以上一等獎7項，二三等獎12項。創新作品已獲發明專利5項，實用新型專利30余項。畢業生工程素質與創新能力得到企業認可，機械類專業學生的“雙證率”（畢業證書和高級技術或技能證書）達65%，機械專業就業率年均95%以上，機械類專業就業率年均91%以上，學生走上工作崗位后能夠很快適應角色、發揮專長，為地方經濟發展提供了有力的人才支持。

五、結語

高校工程訓練中心建設與工程訓練教學體系構建是一個系統工程，工程訓練實踐教學要緊緊圍繞工程能力培養和創新能力培養這個核心任務。我校工程訓練教學理念先行，走內涵式發展道路，創建了以科技競賽為抓手，體現工程素質與創新能力培養的，分階段、模塊化、分模式的工程實踐教學體系，搭建了學生個性化創新實踐平臺。同時從學校現有教學條件出發，從環境建設、師資隊伍建設等多個方面逐步推進，使工程訓練為培養具有工程素質和創新能力，適應企業需求的合格工程技術人才發揮越來越大的作用。我校將進一步總結經驗，深化工程訓練教學改革，將改革推廣到理、工、文、管等各個專業，使我校成為地方經濟發展的人才培養搖籃。

參考文獻：

[1]崔海，任正義，韓永杰.基于創新人才培養工程訓練體系的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2008，（5）：29-30.

[2]姜嘉樂.工程教育永遠要面向工程實踐——萬鋼校長訪談錄[J].高等工程教育研究，2006，（4）：1-7.

[3]蘇玉波，梁莉，朱正威.工科大學生工程意識與工程素質的培養[J].西安交通大學學報（社會科學版），1999，（6）：73-75，78.

[4]傅水根，武靜.深化工程實踐教學改革，全面促進可持續發展[J].實驗技術與管理，2008，（1）：7-10.

[5]馬鵬舉，王亮，胡殿明.工程實踐教學的現狀分析與對策研究[J].高等工程教育研究，2011，（1）：143-147.

基金項目：河北省省級教改項目“大工程訓練教育教學模式的改革與應用”（104023）

作者簡介：劉偉民（1974-），男，博士，講師，教學秘書；李耀剛（1962-），男，博士，教授，教學副院長，工程訓練中心主任。endprint