強化工程訓練的應用型人才培養模式研究和改革

盧滿懷　劉保軍　劉金華　李 博　倪利勇

電子科技大學中山學院機電工程學院　廣東中山　528402

強化工程訓練的應用型人才培養模式研究和改革

盧滿懷劉保軍劉金華李 博倪利勇

電子科技大學中山學院機電工程學院廣東中山528402

地方高校（特別是獨立學院）在應用型人才培養過程中實驗實踐教學環節受各方面因素的影響，往往難以做實。探討了機電類專業強化工程訓練的應用型人才培養模式研究和改革。

應用型；人才培養；工程訓練；獨立學院

作為一所獨立學院，在機電類專業應用型人才培養過程中，遇到了與普通地方高校相似的問題，主要存在于辦學經費、師資等方面。為解決些問題，提高應用型人培養質量，立足于中山市制造業產業轉型升級的實際需要，我院在機電類專業人才培養過程中，結合我校的生源情況、師資等軟硬件情況，以“學以致用、活學活用”為原則，以進一步提高適應地方經濟社會發展的應用型本科人才培養質量為目標，通過不斷的探索與實踐，近年來逐漸探索出一種強化工程訓練的應用型人才培養模式，通過“課程改革→基于自主創新能力培養為核心的綜合實踐→工程體驗式實訓的生產實習”，為學生專業學習提供了一條有效的晉升路徑，取得了豐碩的果。

1　教學問題描述

傳統的機電類本科教學以理論教學為主，實踐教學為輔，通過“基礎知識點傳授→實驗實踐驗證式教學→本科畢業設計”等環節，基本停留在讓學生對書上的內容“走一遍”的情況，學生創新思維難以充分展開，特別是基礎相對薄弱的“三本學生”，導致學生學習積極性不高，理論課程教學內容授課困難，師生叫苦；實驗實踐類教學流于形式，大部分學生敷衍了事；生產環節更是觸目驚心，經常出現“放羊”等情況。

1.1理論教學內容和形式陳舊教學方法脫離學生實情

例如機械制圖課程，以往學生反映該課程很難，主要原因是課程內容具有較強的抽象性，對空間想象能力要求較高。傳統的機械制圖教學方式，由于課程內容具有直觀性較差，抽象難學的特點，因此，主要以教師講授為主，學生在課堂上處于被動接受地位，盡管教師講得很賣力，學生的掌握情況與教師的期望值仍有不少差距。

再如傳統的班級授課制，教學活動多由教師主導，學生學習的主動性和獨立性受到一定程度的限制，它的時間、內容和進程都固定化、形式化，不能夠容納和適應更多的教學內容和方法，強調的是統一，齊步走，難以照顧學生的個別差異，不利于因材施教。

1.2實踐教學形式單一學生缺少創新驅動力

傳統教學將學生的思維局限于“消化”先驗過的舊知識，如何使學生將先驗知識有效“消化”并“吸收”轉化為自身的營養，并發揮個人的潛能實現創新呢？傳統的實踐教學體系中機電類學生實踐能力的培養主要集中在金工車間、各類實驗室等，這一體系可以訓練學生的基本實踐和操作能力，但缺乏新穎性和創新性是其不足之處，因而無法有效地激發學生的創新思維。

傳統的生產實習，主要是以參觀游學為主，學生走馬觀花，對專業技能提升收效甚微，學校耗費頗大。

2　解決問題的方法與實踐

2.1計算機繪圖軟件在機械制圖教學中的應用

通過在課程中引入計算機軟件（AutoCAD）解決上述問題［1］。例如在講解立體表面交線的內容時，以如圖1所示的相交圓柱體為例講解相貫線的求取。根據投影的積聚性，兩形體相貫線的正面投影、水平投影均與形體輪廓線的投影重合，要作出側面投影的相貫線可以運用表面取點法。在AutoCAD軟件中設置好點樣式，首先作出A，B，C，D四個特殊位置點的投影，然后利用輔助線作出4個一般點E，F，G，H的投影，根據投影的可見性采用粗實線和虛線線型，在AutoCAD軟件中使用樣條曲線連接各個特殊點與一般點的投影，從而得到兩形體的相貫線。整個繪圖過程均在AutoCAD軟件環境中完成，可以讓學生清楚了解作圖的方法和步驟，形體表面取點的方法和位置也一目了然。

圖1　圓柱體截交線

應用AutoCAD軟件取代傳統的木制圓規、三角板、粉筆等輔助工具進行機械制圖的教學，大大提高了作圖的準確性與效率，也有助于對圖樣中重點、難點的細節問題進行演示、講解，增加了教學的靈活性，從而提高了教學效率，改善了教學的效果。

將計算機二維、三維設計繪圖軟件應用于機械制圖課程的教學，是時代科技發展對課程提出的要求。實踐證明，這樣可以提高教學時的作圖效率與作圖質量，能使抽象、靜態的教學內容以形象、直觀的方式向學生展示，使學生更容易理解、接受課程的知識，并激發了學習興趣，大大改善了教與學的效果。

2.2電力電子技術綜合創新性實驗教學改革

電力電子技術實驗教學對幫助學生理解和鞏固課堂理論知識，培養學生的操作技能、創新意識和探索精神具有重要的作用。在工程實踐中，該課程始終呈現高速發展趨勢，不斷有新的器件、新的電路拓撲結構與新的控制方法問世。這些因素決定了對該課程的實踐環節進行改革勢在必行［2］。

通過分層分類教學，開展綜合創新性實驗教學改革。保留3個驗證性實驗（包括整流、斬波、調壓、逆變4個基本電路拓撲）；根據學生的情況分為兩個層次：欠缺電路制作經驗的學生選做教師提供的課題、有基礎的學生可以自主設計產品（如學生制作小功率輔助開關電源，輸入為36 V直流電，輸出為5 V直流電，選用PI公司的DPA-Switch系列，基于PI Expert v9.0進行電路設計）。

通過以2011級、2012級、2013級自動化、電氣工程及其自動化專業的學生為教學改革對象，完成電力電子電路制作的完整工藝流程。為學校組織廣東省機電產品創新大賽、全國電子設計大賽等各類型學科競賽培養人才，促進我院工科類教學質量的提高。同時也為學生的畢業設計打下良好的基礎。根據這幾年帶畢業設計的經驗，很多學生到大四都無法獨立進行硬件電路制作，只是停留在簡單的電裝實習階段，所以一到畢業設計，遇到綜合性較強的硬件制作，根本無法下手。通過此訓練，這種情況得到了較大改善。

2.3移動學習與傳統學習相結合的混合學習模式改革實踐

針對工程材料與材料成型課程群教學過程常常遇到的點名考勤太費時間、批改作業單調乏味費時間、復習寫作業受環境影響和過程考核需要處理的數據量龐大等問題，依托于移動學習平臺的材料成型課程群學習資源，主要使用流程分為下面幾個步驟。

（1）在線設計資源，提供了所見即所得的設計問卷界面。

（2）發布問卷并設置屬性，例如問卷分類、說明、公開級別、訪問密碼等。

（3）公布問卷并設置必要的限制。

（4）通過柱狀圖和餅狀圖查看統計圖表，卡片式查看答卷詳情。

（5）設置篩選條件并創建自定義報表。

（6）下載調查數據，以圖表方式通過Word文件保存、打印，或者下載原始數據到Excel導入SPSS等調查分析軟件做進一步的分析。

采用混合教學模式，結合移動平臺教學，實現了快速準確考勤、學生在線限時獨立完成作業、智能化統計匯總過程考核數據等一系列目標，把教師從煩瑣的重復工作中解放出來，所獲得的數據還可以用于針對性的教學，進行“精準教學”，獲得了授課班級學生的普遍歡迎。

2.4以自主創新能力培養為核心的綜合實踐

立足于現有的機電創新實踐基地，為學生提供一個不同于普通實驗室的活動空間，而是一個更加自我、開放、創新的活動場所［3］；學生在這里可以開展各類設計、訓練和制作活動，訓練工程實踐能力、創新能力甚至一定的管理能力，實現創新的思維和夢想，學生持續地吸引到創新實踐活動、并上升到自主創新的高度，實現“全過程、階梯式”的能力培養，機電創新實踐基地的實踐體系主要包括四方面的內容：基礎工程實踐、專項強化實踐、自主創新實踐、綜合項目實踐。學生通過工程訓練選拔后參加機器人國賽。而教師在這里主要起引導者、輔導者或指導者的作用，甚至只是協作者的角色。

經過基地訓練的優秀學生因具備卓越工程能力和創新能力而在就業時深受用人單位青睞，很多畢業生進入上海、深圳的機器人公司，與研究生享受同等工資待遇。

2.5探索工程體驗式的生產實習實訓

自2014年開始，我院2011和2012級學生先后到東莞高訓中心、洛陽第一拖拉機廠、十堰東風汽車發動機制造公司、丹江口水力發電廠等地開展集中生產實習。其中，2012級自動化專業（工業自動化方向）在東莞高訓中心開展的“智能樓宇工程體驗式實訓”成效顯著。

2015年7月6日，由高訓中心和匯思職業教育事業部聯合舉行的智能樓宇工程體驗式實訓第一期順利開班。我院12級自動化專業99名學生在東莞高新技術實訓中心開展為期12天的智能樓宇工程體驗式實訓。高新技術實訓中心工程師與學員分享智能建筑的發展及工程實施經驗，讓學員對智能樓宇有初步的認識之后，接下來將進行7天的智能樓宇實操課程實訓，分組輪換學習智能化樓宇BA和智能安防、智能家居等智能樓宇實訓設備的工作原理并“動手動腦”進行操作。最后4天，學生們將自行組成項目團隊，高訓中心作為“工程甲方”發布招標需求，學生通過組建項目組，競爭招標設定項目，按工程項目實施流程組織推進項目實施，體驗智能化工程實施中各種崗位角色，最后由高訓中心組成評標專家組對投標文件進行評審，對優秀“中標單位”給予獎勵。

智能樓宇工程體驗式實訓目標是讓學生通過對智能化工程項目實施的體驗，了解集成公司各崗位的職責、需要的知識、技能，同時培養項目組團隊合作精神。

圖2　實訓中心工程師與學員分享智能建筑的發展及工程實施經驗

7月17日上午，我院學員智能樓宇工程體驗式實訓工程設計實戰答辯會在東莞高訓中心多功能報告廳舉行。本次實訓由高訓中心以及東莞市匯思教育咨詢有限公司合作舉辦。

工程設計實戰體驗是本次工程體驗式實訓第三階段的任務。參與實訓的學員在工程設計中扮演不同的角色，按項目組長責任制，分工協調，控制設計質量、項目進度和項目造價等，按發包方要求時間完成設計任務；設計工程師用CAD軟件按工程規范設計圖紙；技術工程師編寫項目設計技術方案，售前工程師產品選型詢價等；最后提交設計圖紙、技術方案設計書、項目報價3個文檔成果參與競標。

本次體驗由發包方在7月13日下午發布并講解幼兒園智能系統工程的任務需求，設計某幼兒園智能化系統工程中的安防監控、綜合布線布兩個子系統。要求學員用4天時間完成該項目工程設計。發布會后，學員開始組建實施幼兒園工程的項目組，項目組長組織成員分工合作，完成發包方給出的項目需求任務書的要求，提交設計圖紙、技術方案、工程報價3個文檔。通過4天的項目組長責任制自主管理的實訓體驗，教師以答疑方式解決學員在實戰體驗中的問題，12個項目組順利提交了項目成果。答辯會上，12組學員分別上臺講述自己的方案設計，接受評委們提問。評委提的問題既專業又廣泛，學員應對巧妙，答辯會氣氛熱烈而生動。最終評審結果，脫穎而出獲得第一名的項目組獲得匯思教育提供的一千元現金大獎。這次智能樓宇工程體驗式的實訓，旨在探索培養智能樓宇高技能人才的實訓方法。

在體驗實訓過程中，學員以巨大熱情參與實戰體驗，他們不僅白天非常投入，晚上實訓室仍燈火通明，各組學員專心進行CAD圖紙設計和網上資料查詢。各組學員還時不時進行熱烈的討論，場景感人。學員在短短的幾天時間里，分工合作，體驗智能樓宇工程設計的多學科知識，多角色參與和多技能培養，掌握多種設計工具，查閱了大量的產品資料，經過討論、加工、編輯，設計提交工程設計成果。工程體驗式實訓使學生深刻體會工程設計中對知識、技能、設計方法要求以及實際運用，不再簡單地進行紙上談兵，使學員們沒有參加工作就獲得了工程設計實際崗位的體驗。

圖3　答辯會上學員上臺講述自己的方案設計

3　結束語

通過對專業培養定位的分析，結合人才培養質量的實際需求，從理論授課到實習實踐等環節入手，確立了應用型人才培養模式，通過改革教學方法、加強實踐教學，強化工程訓練的應用型人才培養，通過“課程改革→基于自主創新能力培養為核心的綜合實踐→工程體驗式實訓的生產實習”，為學生專業學習能力的提升提供了一條有效的晉升路徑，實踐證明本案例的嘗試是富有成效的！

與此同時，進一步優化了我們的人才培養方案，理論和實驗實踐課程體系得到進一步完善，組建了4個教學團隊，獲得23項省校級教研教改項目的立項和資助，所取得的教研成果已在其他專業和兄弟院校得以推廣應用。

［1］ 李博，顧曉勤，盧滿懷.計算機繪圖軟件在機械制圖教學中的應用［J］.中國現代教育裝備，2013（15）：14-15.

［2］ 劉金華，朱春媚.電力電子技術的小功率開關電源設計［J］.中國教育技術裝備，2015（14）：157-159.

［3］ 教育部高等教育教學評估中心.新機制、新模式、新探索：獨立學院辦學經驗啟示錄［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［4］ 邵紅，黃鎮宇，萬玲莉.應用型人才培養的理論與實踐［M］.武漢：武漢出版社，2012.

Research and Reform about the Reinforced Engineering Training of the Applied Talents Cultivation Pattern

Lu Manhuai， Liu Baojun， Liu Jinhua， Li Bo， Ni Liyong
University of electronic science and technology of China， Zhongshan， 528402， China

The local university （especially the independent college） in the process of applied talents cultivation experiment practice teaching link is affected by various factors， often diffcult to do， this paper discusses the mechanical and electrical engineering to research and reform about the reinforced engineering training of the applied talents cultivation pattern.

applied； talent training； engineering training； independent college

2016-03-21

盧滿懷，碩士，副教授，二級學院副院長。劉保軍，碩士，副教授，系主任。劉金華，碩士，副教授，系主任。李博，碩士，副教授。倪利勇，博士，副教授。

2013年廣東省本科高校教學質量與教學改革工程（粵教高函［2013］113號，SSJJD201301）；2015年廣東省本科高校教學質量與教學改革工程（粵教高函〔2015〕133號，S-JY201501）；電子科技大學中山學院教學質量與教學改革工程（ZYGX201405）；廣東省教育教學成果獎（高等教育）培育項目（Z-SCG201405）。