面向工程應用型人才培養工程實踐訓練體系構建的研究與實踐

呂勇軍　祝尚臻　雷彥華　于宏濤

[摘 要]構建以培養工程應用人才為目標的工程訓練體系是當前應用型本科院校的一個重要課題。闡述如何構建科學實用的實踐能力培養體系;論述對現有訓練體系進行改革，按照“分層遞進”原理，將實踐訓練環節劃分為循環漸進的多個層次，構建一個多層次、螺旋遞進的工程實踐訓練體系。

[關鍵詞]工程人才 工程實踐 訓練體系 開放實驗室

[中圖分類號] C961[文獻標識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）12-0155-02

一、前言

應用型本科是本科教育中的一種類別。它培養的是，面對現代社會的高新技術產業，在工業、工程領域的生產、建設、管理、服務等第一線崗位，直接從事解決實際問題、維持工作正常進行的高等技術型人才。這種人才既掌握某一技術學科的基本知識和基本技能，同時也具有包含在技術應用中不可缺少的非技術知識，他們最大的特點是具有較強的技術思維能力，擅長技術的應用，能夠解決生產實際中的具體技術問題，他們是現代技術的應用者、實施者和實現者。因此，應用型本科學校所培養的是“實用型人才”，主要是應用知識而非科學發現和創造新知識。

沈陽工程學院測控技術專業于2013年被遼寧省教育廳批準為遼寧省高等學校本科工程人才培養模式改革試點專業。結合本專業近兩年改革情況，介紹一下工程訓練體系構建思路與做法。

二、構建科學實用的實踐能力培養體系

培養適應社會需求的應用型人才，首先要把握培養學生實踐能力的環節，構建科學實用、切實可行的實踐能力培養體系。注重培養學生在理論知識的基礎上的工程意識、工程實踐能力和創新能力，提高工程訓練在整個培養方案中的比重。科學的實踐訓練需要循序漸進的訓練方式，因此，在實踐能力培養體系中，將實踐環節分為五個模塊。參見圖1。

模塊1——工程基礎實踐訓練模塊。這一模塊目的是打造學生工程應用的基本技能。主要包括計算機實訓、C語言上機、金工實訓、鉗工實訓、電工實習、電子工藝實習等基本工程應用能力訓練。

模塊2——學科基礎實踐訓練模塊。這一模塊目的是訓練學生電子技術應用以及嵌入式應用技術工程能力。主要包括模擬電子技術、數字電子技術、電路原理、單片機原理、DSP原理與應用、ARM原理與編程等課程實驗、課程設計及實訓。

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圖1 ? 實踐能力培養體系示意圖

模塊3——專業基礎實踐訓練模塊。這一模塊是為了培養學生的測控技術工程實踐能力。主要包括傳感器技術、電子測量技術、智能儀器原理、控制電機原理、通信原理等課程實驗、課程設計及實訓。

模塊4——專業工程實踐訓練模塊。這一模塊是為了鍛煉學生的綜合實踐應用能力和面向專業崗位的應用能力。主要包括太陽能應用檢測及控制技術實驗和實訓、風電機組檢測與控制技術實驗、虛擬儀器課程設計、智能機器人實驗、畢業實習、畢業設計、到企業參加工程實踐、頂崗實習等環節。

模塊5——能力擴展實踐訓練模塊。該模塊意在培養學生獨立思考、分析問題、解決問題能力和創新能力。主要包括創新實踐課、創新創業項目和大學生競賽等課外實踐活動以及社會實踐等。

三、改革現有實踐教學體系

（一）改革實踐訓練體系，培養工程能力

目前，高校的專業實驗室的實驗設備絕大部分采用整體實驗臺，所有實驗內容都集成在實驗臺上。這樣的實驗設備無法進行電路的實際搭接與調試，學生得不到電路方面的訓練。此外，針對培養學生工程應用能力的綜合性、創新性訓練也無法進行。這樣的實驗顯得十分單調，無法滿足應用型人才培養的要求。

為此，我們對現有訓練體系進行改革，按照“分層遞進”原理，將實踐訓練環節劃分為循環漸進的多個層次，構建一個多層次、螺旋遞進的工程實踐訓練體系。該體系中每一個層次需要打造一個與之相對應的硬件平臺去支撐。

以傳感器技術課程的實踐過程為例，將所有實踐訓練分為4層次：電路層→整機層→系統層→應用層。

電路層訓練在實驗板或實驗箱上進行，主要進行原理性驗證、基礎電路調試及傳感器補償等實驗。學生自己動手設計參數，搭接電路，調試電路及測試等。通過該層次的訓練，培養學生掌握測控專業最基本的電路基礎實踐能力。

整機層訓練在傳感器實驗臺上進行，要進行傳感器外部特性、工程測試及參數分析等實驗。由于實驗臺已經將各個實驗內容及電路均集成在一起，學生不需要搭接電路，而只需要進行改變傳感器測量對象的參數，測量其結果即可。可以通過此層面的實驗，讓學生掌握傳感器的測試方法;通過對測量數據進行分析，讓學生掌握誤差分析方法;通過分析結果，讓學生掌握傳感器外部特性及其修正方法。

系統層訓練需要在自行開發的傳感器綜合應用實驗臺上進行，進行傳感器與被控對象結合起來構成閉環系統的傳感器綜合應用實驗。為了實現該層面訓練，我們正在開發傳感器綜合應用實驗臺。該實驗臺主要特點是：①可以程控被測對象;②自由選擇測量傳感器及測量電路;③開放式系統，可以隨意選擇單片機、DSP、PLC等作為系統控制單元。在該層面上訓練，學生可以綜合進行各種實踐活動：可以進行嵌入式處理器、傳感器、伺服系統等諸多方面的訓練;可以自由組建測控系統，充分發揮學生的自主想象力與設計空間能力。

應用層則是在創新機器人開放平臺上進行的學生工程應用和創新實踐活動。機器人包含的技術體現了各學科的關聯、交融，包括了機械、電子、計算機、網絡、程序設計、傳感器、自動控制等多門類學科，充分體現了系統設計的現代理念。該層面訓練過程，是學生綜合素質提升的過程，也是工程意識培養和強化的過程。

（二）加強環節管理及考核

1.課內實驗

通過管理改變學生輕視課內實驗的現狀。課內實驗要強化學生獨立操作過程，培養獨立思考能力。每個實驗項目都要對學生進行單獨驗收，保證不會走過場。

2.課程設計

通常課程設計都是學生自由組合來完成的。課程設計題目要有縱深變化，給學生自由發揮空間。學生可以根據自身情況，設計出難度不同的成品。設計強化學生協作和完整的設計過程，以培養學生的創新意識、信息檢索能力、綜合應用能力和團隊協作能力。考核成績以設計過程、設計答辯和設計報告相結合綜合評定。

3.畢業實習

畢業實習主要以校內實習為主。實習內容是設計與制作完整的作品，包括原理圖設計、線路板設計、線路板焊接、硬件調試、軟件編寫及調試等全過程。每個學生必須獨立完成設計的全過程。實習目的是培養學生工程意識、創新意識、綜合運用知識解決實際問題能力以及實踐動手能力。考核成績以作品實物驗收、實習過程和論文相結合綜合評定。

4.畢業設計

為提高學生工程實踐和動手能力，達到培養應用型人才目的，我們將畢業設計題目劃分為作品實物設計和理論設計兩大類。實物設計類題目要求學生設計并制作出成品，即不僅把作品設計出來，還需要把它制作出來。這個過程除了理論設計外，還包括硬件原理設計、PCB版設計、元器件選擇和采購、軟硬件調試及整機功能測試等全部過程。對實物設計的學生來講，需要有比較全面的知識基礎與實踐動手能力。考核成績以實物成品功能、指標、難度等方面驗收，設計過程，工作量和論文相結合綜合評定。

（三）建立開放性實驗室，完善實驗室開放管理制度

目前高校實驗室都是由實驗教師進行管理，教師下班后學生是無法使用實驗室進行實踐活動的。因此，實驗室的使用率受到了限制，也影響了學生參與實踐活動，提高實踐能力。為保證實驗室開放取得更好的效果，我們開發了實驗室智能管理系統，并申報了國家專利。智能管理系統通過識別學生的指紋，實現實驗室的門禁及實驗室設備等自動管理。改變傳統的人工管理的方式，實現實驗室的智能化管理，減輕實驗室管理人員負擔。

四、結束語

中國社會經濟發展需要大量的高級應用型人才，轉變觀念、培養滿足社會需要的應用型人才是高等學校義不容辭的責任。為此，我們努力探索應用型人才培養方案，圍繞應用型本科人才的專業培養方案，構建科學實用的實踐能力培養體系，改革現有的實踐教學體系，使學生在學校可以接受到系統的基本知識和基本技能訓練，使他們具有一定的技術思維能力，擅長技術的應用，能夠解決生產實際中的具體技術問題，從而達到培養具有掌握應用性知識，具有復合能力的應用型人才的目的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 林克江.組建工程訓練中心的多重視角分析[J].實驗技術與管理，2008（4）：120-125.

[2] 李勇，黃炳輝，殷凱.完善工程訓練體系 培養高素質人才[J].實驗室研究與探索，2009（5）：143-145.

[3] 吳霞，沈小麗，李敏，等.電工電子實驗教學體系的建立和實驗開放模式初探[J].中國電力教育，2009（7）：125-12.

[4] 袁秀孌，范新愛.創新型本科人才培養模式的探索與實現[J].新聞傳播，2009（9）：21-22.

[責任編輯：鐘 嵐]