面向卓越工程師培養(yǎng)的工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)模式探索

劉建偉　魏德強(qiáng)　呂汝金　廖維奇

【摘 要】針對桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，對教學(xué)模式進(jìn)行了探索，提出了面向卓越工程師培養(yǎng)的工程訓(xùn)練教學(xué)體系、教學(xué)安排、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革的新思路，以通過工程訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合培養(yǎng)無縫對接的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】卓越工程師 工程訓(xùn)練 實(shí)踐教學(xué)模式

【中圖分類號】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）07C-0046-02

為了促進(jìn)我國由工程教育大國向工程教育強(qiáng)國的過渡，教育部于2010年6月啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”）。隨后，國內(nèi)諸多“卓越計(jì)劃”高校對本科教學(xué)模式、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)管理等方面進(jìn)行了周密部署，并已取得眾多階段性成果。桂林電子科技大學(xué)作為第二批獲準(zhǔn)加入“卓越家族”的高校之一，自2011年以來相繼有6個(gè)本科專業(yè)實(shí)施“卓越計(jì)劃”，為保證此計(jì)劃的順利開展，學(xué)校對相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)模式等方面進(jìn)行了改革。

工程訓(xùn)練中心作為高等院校重要的實(shí)踐教學(xué)基地，以其獨(dú)特的實(shí)踐教學(xué)條件，為校內(nèi)教育與企業(yè)培養(yǎng)的聯(lián)合構(gòu)架了最有效的中間樞紐，肩負(fù)著大學(xué)生實(shí)踐動手能力、綜合創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)的重?fù)?dān)。然而，傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)模式存在實(shí)踐內(nèi)容單一、工程背景不足、校企嚴(yán)重脫節(jié)等問題，從而導(dǎo)致應(yīng)屆畢業(yè)生面對社會、面對企業(yè)時(shí)感到茫然，無從適應(yīng)，缺乏競爭力。為了改變當(dāng)前工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，保證“卓越計(jì)劃”的順利開展，工程訓(xùn)練中心從工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)模式方面進(jìn)行有益探索。

一、構(gòu)建分層次、遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系

為實(shí)現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)，讓學(xué)生在不同階段切身體驗(yàn)工程訓(xùn)練的真正內(nèi)涵，中心提出“以工程認(rèn)知訓(xùn)練為基礎(chǔ)，突出傳統(tǒng)工藝知識的培養(yǎng)；以工程提高訓(xùn)練為平臺，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的普及；以工程綜合創(chuàng)新訓(xùn)練為目標(biāo)，倡導(dǎo)綜合素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的全面發(fā)展”。針對不同專業(yè)、不同階段的教學(xué)需要，將傳統(tǒng)制造訓(xùn)練與先進(jìn)制造訓(xùn)練、基本技能訓(xùn)練與綜合創(chuàng)新訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建分層次、遞進(jìn)式的工程訓(xùn)練教學(xué)體系。工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)體系如圖1所示。

圖1 工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)體系

“卓越計(jì)劃”專業(yè)學(xué)生實(shí)行“集中+開放”的訓(xùn)練方式，在規(guī)定教學(xué)時(shí)間之內(nèi)完成由易到難、由淺到深、由專到綜的三層次、遞進(jìn)式訓(xùn)練內(nèi)容，各層次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分布如圖2所示。各層次具體訓(xùn)練如下：

圖2 工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分布

（一）工程認(rèn)知訓(xùn)練

工程認(rèn)知訓(xùn)練主要包括傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)訓(xùn)練和傳統(tǒng)電子制造技術(shù)訓(xùn)練。傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)訓(xùn)練通過參觀講解、演示和動手操作，使學(xué)生了解車、銑、刨、磨、鉆、鉗、鍛、焊等加工方法的基本原理、操作要領(lǐng)，熟悉各種工量具的使用方法，體會從原材料到產(chǎn)品的一般生產(chǎn)過程；傳統(tǒng)電子制造技術(shù)訓(xùn)練通過收音機(jī)、音響等電子產(chǎn)品的裝配與調(diào)試，對各種電子元器件功能、電子組成原理及控制方法有一個(gè)初步了解。

（二）工程提高訓(xùn)練

以現(xiàn)代制造技術(shù)為平臺，對學(xué)生進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)、電子組裝與封裝技術(shù)、特種加工技術(shù)等方面的訓(xùn)練，以達(dá)到開拓學(xué)生工程視野、培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的目標(biāo)。現(xiàn)代機(jī)械制造訓(xùn)練主要完成數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心、數(shù)控沖壓等任務(wù)；現(xiàn)代電子制造技術(shù)訓(xùn)練主要進(jìn)行電路板的設(shè)計(jì)、PCB板的制作、元器件的裝配、模塊和系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)集成電路設(shè)計(jì)、制作、裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)全過程的訓(xùn)練；特種加工技術(shù)訓(xùn)練主要完成電火花成形加工、線切割加工、激光加工、超聲波加工、快速成形等內(nèi)容。

（三）工程綜合創(chuàng)新訓(xùn)練

工程綜合創(chuàng)新訓(xùn)練是在工程認(rèn)知和工程提高訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，以任務(wù)驅(qū)動方式開展的一種創(chuàng)新實(shí)踐活動。任務(wù)源自于指導(dǎo)教師命題和指導(dǎo)教師審核通過的學(xué)生自由命題，內(nèi)容涉及大賽命題、典型產(chǎn)品、創(chuàng)新作品等諸多方面，學(xué)生利用已學(xué)知識積極主動地探索各種解決任務(wù)的途徑，選擇最佳方案，最終實(shí)現(xiàn)解決問題的目標(biāo)。在工程綜合創(chuàng)新訓(xùn)練過程中，以學(xué)生為主體，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，通過“自由組隊(duì)——選定題目——自行設(shè)計(jì)與制作——技術(shù)文件撰寫——答辯——自我總結(jié)”六環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，大大提高了學(xué)生綜合創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也為學(xué)生步入企業(yè)自主學(xué)習(xí)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

二、實(shí)行跨學(xué)科、寬平臺的交叉工程訓(xùn)練

學(xué)科間的交叉滲透、相輔相成是現(xiàn)代工程學(xué)科的重要特征，是卓越工程師培養(yǎng)的基本要求。目前，我校的“卓越計(jì)劃”涉及機(jī)械、電子、通信、計(jì)算機(jī)、測控、材料等6個(gè)專業(yè)，按照傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練安排，各專業(yè)單獨(dú)訓(xùn)練和考核。為了更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情、拓展學(xué)生的專業(yè)視野，針對卓越專業(yè)擬采取多學(xué)科訓(xùn)練交叉進(jìn)行的方式，表1為兩種訓(xùn)練方式的比較。

表1 單專業(yè)與多專業(yè)訓(xùn)練方式比較

訓(xùn)練方式 單專業(yè)逐一訓(xùn)練（傳統(tǒng)） 多專業(yè)交叉訓(xùn)練（改進(jìn)）

特點(diǎn) 耗財(cái)：本中心每批次正常訓(xùn)練容納量為180人，目前各卓越專業(yè)年均招生人數(shù)為60人，單一專業(yè)訓(xùn)練勢必造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地的大量閑置； 優(yōu)化資源配置：以3個(gè)專業(yè)為一批次進(jìn)行訓(xùn)練，每批訓(xùn)練人數(shù)180人，達(dá)到了最佳的資源配備條件；

耗時(shí)：以每個(gè)專業(yè)訓(xùn)練年均70學(xué)時(shí)為例，6個(gè)專業(yè)年訓(xùn)練為420學(xué)時(shí)，這將導(dǎo)致本中心實(shí)踐教學(xué)任務(wù)繁重的現(xiàn)象更加嚴(yán)重； 緩解教學(xué)安排壓力：以3個(gè)專業(yè)同時(shí)訓(xùn)練為例，6個(gè)專業(yè)分成兩大批即可完成訓(xùn)練任務(wù)，年訓(xùn)練為140學(xué)時(shí)，大大緩解了教學(xué)任務(wù)繁重的現(xiàn)狀；

學(xué)科結(jié)構(gòu)單一：以單個(gè)專業(yè)進(jìn)行訓(xùn)練，導(dǎo)致了學(xué)生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)狹窄。 跨學(xué)科卓越團(tuán)隊(duì)：在多專業(yè)訓(xùn)練過程中，鼓勵(lì)跨學(xué)科組隊(duì)開展綜合創(chuàng)新活動，通過多學(xué)科的交叉、滲透、融合，為學(xué)生的創(chuàng)新提供了新視角、新思路和新途徑。

三、開展真實(shí)企業(yè)生產(chǎn)模式的工程實(shí)踐教學(xué)

企業(yè)作為市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主體，了解本行業(yè)的發(fā)展趨勢、掌握本行業(yè)的前沿技術(shù)，是檢驗(yàn)高校人才培養(yǎng)成效的最佳“裁判”。因此，“卓越計(jì)劃”明確提出建立高校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制、企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)過程的要求。在工程訓(xùn)練過程中，必須摒棄過時(shí)的、缺乏工程背景的訓(xùn)練內(nèi)容，通過深入企業(yè)一線，了解當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)所需，并結(jié)合學(xué)校所處地域特點(diǎn)，為學(xué)生開設(shè)具有企業(yè)背景的真實(shí)工程訓(xùn)練內(nèi)容， 通過“真刀真槍”的磨練為“卓越計(jì)劃”學(xué)生步入企業(yè)提前營造一種真實(shí)的企業(yè)生產(chǎn)模式。

四、豐富工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)方法

良好的教學(xué)方法是提高實(shí)踐教學(xué)效果的重要因素之一。傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練主要采用指導(dǎo)教師講解、演示，學(xué)生模仿操作的教學(xué)方法。但是隨著工程訓(xùn)練內(nèi)容的不斷擴(kuò)充、操作難度的不斷增大，學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)消化、掌握具有較大的難度，為此本中心對現(xiàn)有工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行了如下補(bǔ)充。

（一）引入微課教學(xué)手段，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)要求

針對工程訓(xùn)練內(nèi)容繁雜、操作性較強(qiáng)的特點(diǎn)，將各個(gè)訓(xùn)練內(nèi)容制作成微課上傳至工程訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫，以保證自主學(xué)習(xí)的學(xué)生不受時(shí)間、空間、場地的限制，實(shí)時(shí)開展在線學(xué)習(xí)。

（二）開發(fā)虛擬仿真教學(xué)平臺，開闊學(xué)生工程視野

針對一些難以實(shí)現(xiàn)的訓(xùn)練項(xiàng)目（如高危、高要求、高成本、高損耗等項(xiàng)目），通過開發(fā)虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺，讓學(xué)生身臨其境地完成訓(xùn)練內(nèi)容，同時(shí)開闊了學(xué)生的工程視野。

（三）開展先進(jìn)技術(shù)專題講座，培養(yǎng)學(xué)生大工程意識

聘請企業(yè)技術(shù)骨干開展先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備和典型加工過程的專題講座，使學(xué)生感受真實(shí)的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)境，真正體會和培養(yǎng)大工程意識。

工程訓(xùn)練作為“卓越計(jì)劃”專業(yè)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的必修課，在卓越工程人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮著重要的作用，通過對工程訓(xùn)練教學(xué)體系、教學(xué)安排、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等內(nèi)容的探索，提出了符合本校“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)的新思路、新方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學(xué)教育研究，2011（2）

【基金項(xiàng)目】廣西高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2014JGB139）；國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心教學(xué)改革項(xiàng)目（ZJW11051和ZJW11055）

【作者簡介】劉建偉（1978- ），男，江西萍鄉(xiāng)人，博士，桂林電子科技大學(xué)高級實(shí)驗(yàn)師，碩士生導(dǎo)師，研究方向：工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)。

（責(zé)編 丁 夢）