面向“工程認證”的工程訓練教學模式創新與實踐

繆憲文 姚燕升

摘要：針對國際、國內對高素質工程技術人才的迫切需要及高等工程教育的現狀，圍繞我校高素質應用型人才的培養目標。以國際工程教育認證體系為指導，以卓越人才的能力要求培養為目標，課題組就實踐教學的定位、工程訓練教學模式的創新、教師工程實踐能力的提高以及校企合作培養方式等問題進行了重點研究和實踐。收到了較好的教學效果。

關鍵詞：卓越工程師；工程認證；實踐教育；工程訓練；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0134-03

一、引言

十幾年來，我國高等工程教育得到了快速發展，取得了顯著的成就。然而隨著制造業全球化的要求的不斷提高，我國的高等工程教育在教育理念、教育定位、培養目標、課程設置、教學方法、師資力量、考核體系等方面都存在著問題。其中，理論與實際脫節、實踐環節薄弱、企業實習流于形式、畢業設計與工程實踐結合不夠、工科教師缺乏工程經歷等問題尤為嚴重。用人單位的評價是：畢業生工程實踐能力較弱，適應工作的過渡期長，缺乏創新能力、團隊合作和敬業精神。[1]

工程實踐教育的核心是培養大學生工程意識、實踐能力和創新能力。工程訓練教育是我國獨具特色的工程教育方式，是高等工程教育的重要環節。它不僅包括通常的現場訓練，還包括對大學生工程意識的培養；創新意識的孕育；創新能力的訓練；有關知識、素質、能力的協調養成；以及對學生多學科知識融合和貫通的體驗和訓練等。[2]其在培養高素質應用型人才中發揮著傳統理論教育和其他工程教育所不可替代的作用。

二、面向專業認證的工程訓練

中國加入WTO后，跨國工程項目越來越多，工程實踐教育也正在向全球化邁進。因此，工程訓練的教育方式也必然與國際工程教育接軌，并以國際工程教育認證體系思想為指導。《華盛頓協議》于1989由來自美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個國家的民間工程專業團體發起和簽署。[3]該協議提出了具體的工程專業教育標準和工程師職業能力標準，對工科畢業生和工程師職業能力在國際工程界具有公認的權威性。其宗旨是通過雙邊或多邊認可工程教育資格及工程師執業資格，促進工程師跨國執業。[4]

2016年2月中國正式加入《華盛頓協議》，成為第18個成員國。我國現行的工程教育認證標準（2012年7月修訂）明確規定了工程畢業生應具有的10條能力要求：（1）人文素養和職業道德；（2）理科知識和經濟管理知識；（3）專業知識和實踐經歷；（4）設計實施的分析實際問題的能力；（5）文獻檢索、獲取信息的能力；（6）綜合創新能力；（7）了解行業法規；（8）一定的組織、管理、溝通能力；（9）終身學習的能力；（10）具有國際視野和國際競爭的能力。卓越工程師應具備的能力和素質，工程實踐無疑是鍛煉和培養的最好途徑。把工程訓練納入工程教育認證的核心實施流程是深化工程教育改革的有效途徑。

三、更新教學觀念，創新工程訓練教學模式

1.以卓越人才培養為目標，重構實踐教學課程體系。課程體系的建設關系到人才培養的質量，科學的課程體系應該注重綜合素質的提高、個性能力的增強及創新意識的培養。我校是“卓越計劃”的實施單位，把培養“基礎扎實、適應性強、具有較強創新意識和競爭能力的高素質應用型人才”作為本科實踐教學工作的目標。同時，以國際工程教育認證體系為指導，把對學生畢業要求的指標點分解落實到工程訓練實踐教學課程體系的每個模塊中。建立了由簡單到復雜、由基礎到綜合、由綜合到創新的循序漸進的課程體系，突出“分層次、分階段、模塊化”的培養模式。每個層次又設置必做和選做的多個模塊。并且，結合我校土建類學科特色，把建筑電氣安裝和工程機械拆裝和維修納入工程訓練實訓模塊中。（1）工程認知教學：有制造技術認識、機械結構認識、工程管理認識、控制技術認識等環節。以圖片展示、多媒體演示，現場參觀為主。使學生對機械工程的發展史、機械產品的制造過程、常用工程材料性能、機械零件的加工方法、安全操作規程、工程管理等有一個基本了解。該層面面向大一、大二學生，旨在普及機械工程基本知識，初步建立工程概念，激發學習興趣和好奇心。（2）工程實踐教學：包括鉗工、銑刨磨、車工、焊接、數控加工、電加工、鈑金、電工電子技術、工藝設計、建筑電氣安裝等模塊供不同專業選擇。以實踐操作為主，同時融入一定的工程管理、成本分析等內容。該層面面向大二、大三學生，通過學生動手操作，加工簡單零部件，掌握設備的操作技能，培養工程實踐能力。[5]（3）工程綜合教學：有數字化加工、零件工藝設計、工程機械拆裝和維修、工裝模具設計、無線電測向、機器人大賽等模塊供學生選擇。以產品設計開發為基礎，兼顧成本分析及工程管理。該層面面向大三、大四年級學生。旨在激發學生創新潛能，體驗產品研發過程，熟悉和掌握項目研發程序。[5]（4）工程創新教學：設置的目的是為全面提升學生創新能力，面向全校不同年級、不同專業學生。該層面面向大三、大四年級學生，為學生開設創新訓練課程或學生利用課余時間參加中心的開放訓練項目、科技創新活動、學科競賽等，以提高學生的綜合素質及創新能力。

2.在工程訓練教學中強化學生創新能力培養。實踐出真知，創新思維不可能憑空產生。課題組在工程訓練每個層次的實訓教學中，有目的地安排能夠激發大膽探索的興趣和自主創新的潛能的環節。多渠道多舉措的實施人才創新、人才培養。（1）在工程訓練模塊中融入創新環節，如在數控實訓中，讓學生自己設計零件形狀，自己編程加工完成。要求學生在“學中做、做中想、想中改、改中創”。讓學生創造“奇思妙想”，從而迸發出創新思維的火花。[6]（2）設置創新必修學分，拓寬學生視野。要求學生完成創新課程，在觀察和實踐的基礎上綜合運用所學知識進行工藝設計或創意設計，撰寫創新思維報告，實現“面”上創新。成立課外興趣小組，讓學有余力的學生自主創新，倡導個性發展，實現“點”上創新。[5]（3）設置創新工作坊，向全校學生的創新活動開放。配備有豐富實踐經驗的老師專門指導學生的創新制作。指導、鼓勵學生積極參加課外科技活動，學科競賽等創新活動。（4）以項目為驅動，培養學生的創新能力。倡導、組織學生參加校級大學生科研立項課題、全國大學生“機械創新設計大賽”、“挑戰杯大賽”、“機器人大賽”等。鼓勵組建跨專業、跨年級、跨學院的創新團隊，讓學生自行構思、設計，自行選擇材料、加工工藝和工具設備，自己動手加工零件和裝配機器。從而培養分析、解決工程實際問題的能力、創新能力和團隊協作精神。[5]

3.以大工程觀為指導，構建多學科交叉的實踐平臺。現代工程是一個非常復雜的系統，涉及多個學科的知識背景及社會、政治、經濟、文化等非技術要素。[7]這就需要我們轉變觀念，改變現行的以學科專業為基本教學單位組織教學活動的定式，打破專業壁壘，資源共享。以大工程觀理念，站在全校通盤的角度，整合學科專業、科研和企業與社會等各類資源，建立跨學科、多學科交叉融合的實踐教學平臺，統一教學、設備、師資等管理。改變過去訓練項目獨立，學科之間沒有聯系的格局。開發多學科交叉融合的綜合性訓練項目。以培養學生解決綜合問題的能力和創新能力。

我校機電學院正在建設集機械、過程裝備、電工電子、自動化、工業設計、智能建筑、測控工程、材料、工程管理于一體的多學科交叉、機電結合、強電弱電結合、建筑和電器結合的實踐教學平臺。使工程教育向著多元化、復合化、完整化的方向發展，與國際機械類工程認證接軌。

四、加強教師的工程經歷，提高教師的實踐能力

目前工科教師隊伍普遍缺乏工程經歷，他們主要依靠計算機解決軟問題，而不能根據社會實際需要完成真刀真槍的工程任務。在這種工程教育環境下熏染出來的一批碩士、博士走上教師崗位后，自然就將工程實踐能力不足的特征遺傳給下一代的學生。[8]這已成為制約工程實踐教育的內在阻力。筆者建議，必須采取有力措施，來提升他們的工程實踐能力。

1.安排年輕教師到企業頂崗掛職，讓他們全過程參與企業生產、管理、營銷、售后服務等工作，也可聘請企業專家來學校培訓教師。

2.積極引進企業專家來校做兼職教師，引入企業工程項目與年輕教師共同開發。

3.安排年輕教師到校內的工程訓練中心，在有工程經驗的教師指導下，協助指導學生工程訓練，參與工程項目的開發。

4.建立一系列制度政策和激勵措施，以調動和激勵工科教師提高工程實踐能力、豐富工程實踐經歷、提升工程實踐能力的主動性和積極性。[9]

五、集約校外優質資源，加強同企業的深度合作

“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是教育部2010年6月23日啟動的工程教育領域的重大改革項目。“卓越計劃”具有三個特點：一是行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力[10]。通過校企的深度合作，讓學生學習企業的先進技術和企業文化，參與企業技術創新和工程開發，著力提高學生勇于創新的精神和善于解決問題的工程實踐能力，這是培養卓越工程人才的關鍵。

1.開發工程訓練合作項目，實行校企聯合培養。2011年2月我校依托工程訓練中心平臺，與日立建機（上海）有限公司簽約共同培養挖掘機維修人員，把企業對人才培養的要求直接納入我校的辦學理念之中。校企雙方制定培養方案，共同為學生配備導師，共同制定課程體系，共同編制教學文件，共同評價培養質量。日企派出資深專家分別在企業駐地上海和學校為我校培訓挖掘機維修方面的實訓講師，同時提高了我校青年教師的工程實踐能力。[6]

2012年5月我校與合肥叉車集團“高級營銷本科班”的創辦是高校、企業聯合培養人才的又一次嘗試，是創新我校工程訓練教學體系構建的又一次實踐。采取訂單式培養模式，學生大四在企業實習一年，實行頂崗制、雙導師制和準員工制。在企業完成畢業設計，畢業后直接進入企業工作。

2.拓展校外實習基地。我們在省內外建立了一批校外實習基地，讓學生在企業進行生產實習、畢業實習等，由校企雙方共同配備指導教師，共同對學生實習的安全和質量負責。

3.聘請企業專家來校指導畢業生的畢業設計，畢業設計的題目是企業生產實際中需要解決的實際問題。學生通過在企業帶著問題的研究、測試，熟悉了工程設計、工程研究的基本方法，分析解決問題的能力、團結協作能力、溝通表達能力等大大提高，完成畢業設計的質量也大大提高。

六、結束語

工程訓練是我國特有的工程實踐教育方式，是落實工程教育、實現工程教育認證能力標準的重要環節。課題組就實踐教學的定位，工程訓練教學模式的創新，教師工程實踐能力的提高，以及校企合作培養方式等問題進行了重點研究和實踐。構建了以工程訓練實景式訓練為內容，以多學科交叉融合的實踐平臺為支撐，以學科競賽為驅動，以企業項目型畢業設計為效果檢驗，以學生自主創新—創業實踐為補充的工程訓練創新教學體系。實施過程中，突出學生的主體地位，著力倡導基于問題的學習，基于項目的學習，學生在主動實踐的過程中，得到了工程實踐能力、創新能力、團隊協作能力、溝通能力的培養，收到了前所未有的效果。我校機械制造及自動化專業已通過中國工程教育認證委員會的認證。

參考文獻：

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[3]陳雯柏，曹榮敏，吳細寶.面向專業認證的工程訓練模式與創新體系構建[J].計算機教育，2014，（10）：47-50.

[4]張艷蕊，畢海霞，等.基于《華盛頓協議》的工程訓練開放教學體系的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2015，（3）：199-202.

[5]繆憲文.應用型工科高校應重視學生工程實踐能力的培養[J].實驗室研究與探索，2012，（07）：304-307.

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[8]傅水根.我國高等工程實踐教育的歷史回顧與展望[J].實驗技術與管理，2011，（2）：1-4.

[9]林健.勝任卓越工程師培養的工科教師隊伍建[J].高等工程教育研究，2012，（1）：1-14.

[10]李永堅，黃介紹，等.“卓越工程師”校企聯合培養模式的探索[J].湖南工程學院學報，2012，（3）：107-1094.