基于學科競賽的項目驅動式工程訓練教學改革與探索

楊興文 王文勝

摘 要

本文以中原工學院工程訓練課程教學改革實踐為例，分析了目前工程訓練在高素質創新性人才培養方面存在的問題和不足，并結合我校在學科競賽上的優勢經驗，將學科競賽引入常規的工程訓練，通過以學科競賽的項目驅動式工程訓練開展，將孤立的各工種密切聯系起來，并充分地調動了學生參與競賽項目的熱情和興趣，促使學生在知識儲備、創新能力、工程素養、動手實踐能力的綜合能力提升，并取得了豐碩成果，同時找出了項目運行出現的問題并給出下一步努力的方向。

關鍵詞

工程訓練;學科競賽;項目驅動;教學改革;成效

中圖分類號： G451.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.07.007

Abstract

This article takes the teaching reform practice of the Engineering Training Course of Zhongyuan Institute of Technology as an example，analyzes the problems and deficiencies of high-quality innovative talents in engineering training，and combines the advantages and experience of our university in the discipline competition to introduce the discipline competition into the routine project training，Through project-driven engineering training based on discipline competitions，which closely connects isolated types of work， students'enthusiasm and interest in participating in competition projects were stimulated，The comprehensive abilities of Students' knowledge reserve，innovation ability，and engineering literacy，hands-on practical ability have been improved，And the project has achieved fruitful results. At the same time，Problems in project operation have been identified and the direction of further efforts has been given.

Key Words

Engineering training;Discipline competition;Project-driven;Teaching Reform;Effect

0 引言

隨著經濟全球化、信息化、網絡化及科學技術的快速發展，如何高速、高質量地培養學生的工程意識、創新意識和科技創新能力，使之既具備專業知識，又具有較強的實踐動手能力，已成為我國高等工程教育界研究的一項重要議題[1]。尤其是我國在2013年加入《華盛頓協議》后，將工程教育逐漸推向全球化，協議中提出的本科畢業生應具備的11種能力，可以認為是國際工程界及國內高等工程教育對新世紀人才培養的新要求[2]。正是在這樣的背景下，工程訓練作為一門集知識、技能、創新、實踐性于一體的綜合性工程實踐技術基礎課[3-4]，其承擔的使命越來越重，現代科技的飛速發展，新材料、新技術、新工藝的不斷涌現，新產品更新換代時間明顯縮短，使得工程訓練課程必須緊扣時代，不斷更新和豐富教學內容，才能滿足現代社會發展對高素質創新性工科人才的需要[5]。本文以中原工學院工程訓練課程教學改革實踐為例，重點闡述本校在基于學科競賽的項目驅動工程訓練方面做一些工作。

1 常規工程訓練現存的問題和不足

隨著現在經濟的發展，中國加入《華盛頓協議》，工程教育越來越注重培養學生工程意識、創新意識及科技創新能力，再加上復旦共識、天大行動、北京指南等新工科三部曲的推動下，新工科建設如火如荼地開展[3]，不僅僅要求學生具有完備的知識體系結構，而且學生還要具備較強的實踐能力、創新能力，這也就進一步加速了傳統的金工實習向綜合性的工程訓練轉變[6]。

但是目前的工程訓練課程存在著很多問題和不足：

（1）課程的定位仍比較模糊，新工科建設培養人才的創新實踐效應仍未凸顯

工程訓練中心是我國工程教育的重要載體，本應在新工科人才培養中起到關鍵性作用，但是事實證明，國內的工程訓練中心改革比較滯后，工程訓練課程定位仍比較模糊，課題培養體系遵循的仍是傳統的人才實踐培養體系。雖然在課程內容上進行了豐富和融合，但是其實質沒有太多的改變，教學模式和手段上仍較為單一，就本校工程訓練來看，仍舊是針對某一專業統一排課，模塊化實習，并未凸顯出培養學生復合型、創新性能力的積極轉變，人才創新實踐培養仍比較初級。

（2）教學模式單一化嚴重，創新性缺乏

對于我校機械類學生工程訓練，在實習內容上，突破了傳統的金工實習單工種、純技能式的訓練，通過精選傳統訓練內容，補充“新技術、新設備、新工藝”，將金工實習與電工電子實習相結合，實現機電一體化訓練，同時升級補充了部分數控、數銑、加工中心、機器人等實習項目，在量上確有較大提升;但是教學模式上卻仍單一，仍是以教為主的教學模式，由教學團隊根據學生人數、師資情況統一編排實習;比如訓練的項目、內容、時間都是提前規劃好的，再加上設備的限制，為了便于排課，使得人員和設備效率最大化，基本上各個工種之間的密切聯系都被人為的分割開了，使得車、銑、刨、磨、鉗等工種做出來都是獨立的工件，這種模式最大的問題就是導致學生學習的積極性、自主性、創新性不夠，容易使學生形成固化的思維模式，從而限制學生的創新性思維發展，也不利于學生工程意識、工程素養的培養。這也是目前絕大多數工程訓練中心面對的共性問題，亟待解決。

（3）師資水平不高，教師觀念轉變困難

師資水平也是影響新工科背景下高素質創新性工科人才培養的關鍵。目前包括我校在內的國內絕大多數的工訓實踐指導教師為“工勤人員”，這些人員雖然具有較高的機床實際操作能力，但是在新形勢下，其思想觀念、知識水平、學習新事物能力的興趣都不容樂觀，相當多的教師已經執教近二三十年，傳統的固化金工實習思維、安全意識大于天、教學改革意愿不高等現實因素制約了工程訓練課程的品質提升。

2 基于學科競賽的項目驅動工程訓練模式構建與運行

2.1 基于學科競賽的項目驅動工程訓練理念構建

為突破上述的工程訓練人才培養困境，我校工程訓練中心課題組多次開會研討工程訓練的改革方向和思路，最終確定工程訓練要實行多方的協同育人、學科交叉融合、創新人才與個性化人才培養、以學科競賽項目驅動為抓手的人才培養模式，緊緊依托我中心在學科競賽上的優勢經驗，將學科競賽融入日常的工程訓練培養模式中來，通過學科競賽的項目驅動形式，在工程訓練中注重培養學生解決實際工程問題的能力，注重對學生創新意識和創新思維培養，同時培養學生的團隊協作精神、組織和競爭意識、實踐和科研能力，為新工科人才培養探索出一條可行的道路。

2.2 基于學科競賽的項目驅動工程訓練運行模式

我校將歷年參加的大學生工程訓練綜合能力競賽和大學生機械創新設計大賽的比賽項目融入日常的工程訓練中來，根據大賽和工程訓練項目的相關度，將工程訓練科目分為四大項目，分別為機械創新、無碳小車、智能物流、機器人等。每個項目組組建教師團隊，由教師團隊發布項目任務要求、實習安排、考核指標等;在學生來實習之前，將項目課題發布給學生，讓學生根據自己的興趣愛好進行項目選擇，為避免項目人數過度不均，一般會設置人數上限;根據所選的項目不同，其實習工種的種類、次序也略有不同，這樣做的目的就是改善之前實習項目數量過多，但相關性差，以至于學生短時間內不能將相關工種有機地結合起來;在工程訓練期間，將學科競賽的項目貫穿始終，使得學生的學習目標非常明確，整個實習過程圍繞著做成一個完整的競賽作品（如停車助力裝置等）展開，同時在實習過程期間，引入專題討論環節，學生需要根據實習進度、項目進度合理安排時間，分組討論并制作PPT，按時進行匯報，在這個過程中不僅鍛煉了學生的時間自主分配能力，也培養了學生的溝通、協調、總結、演講等各方面的綜合素質;在工程訓練的最后一周為競賽作品制作時間，所有的同學都需要參與到作品的制作中去，真正地將學科競賽項目驅動惠及每一個同學，以往的學科競賽往往是選拔進階式的，相當多的同學都沒有參加的機會，更談不上能力鍛煉，而經過這種競賽形式的項目驅動工程訓練，使得學生全員參與，大大提高了學生的項目參與感、榮譽感;在工程訓練最后階段，根據項目組的不同，會進行最終的作品展示、設計答辯、專家點評等環節，真正地使學生在這個過程中知識儲備、創新能力、工程素養、動手實踐能力都能得到長足的進步。

3 取得的成效及存在問題

關于學科競賽的項目驅動式工程訓練教學模式，我校已運行兩年。這種依靠競賽進行項目規劃和設計，構建“賽訓結合，項目驅動”的創新性教學理念，讓學生在日常工種的實訓中去考慮設計、加工、制作工藝、裝配、創新等各方面內容，使得日常的實習教學不再是按部就班、冰冷孤立的教學單元，而是活靈活現、充滿生機、充滿創新的有機創新工場，真正實現了工程訓練的“邊做邊學，邊學邊做”，有意識培養了學生需具備的工程意識、創新思維，為人才的復合型、創新型、應用型人才培養提供了一條實用可行的新路子。在項目運行兩年中，通過競賽項目驅動選拔的優秀學生在第八屆大學生機械創新設計大賽中榮獲國家級二等獎1項，省級一等獎2項，二等獎4項，三等獎7項;在2019年6月份的大學生工程訓練綜合能力競賽中榮獲國家級特等獎2項，一等獎2項，二等獎3項，三等獎4項，成果豐碩。而且在開展學科競賽項目驅動的過程中，也極大地激發了教師的參與熱情，而且部分教師還主動自我學習，更新知識儲備，與學生共同尋找解決問題的方法和創新點，師生合作聯動效應初顯。

當然，在項目運行過程中，也存在一些實際問題，比如學生以項目團隊形式進行，可能會出現部分學生渾水摸魚，不參與團隊活動卻享受團隊成果的情況;另外出現部分優秀學生在工程訓練過程中項目做得非常成功，但隨著實習的結束，沒有繼續深入下去，致使優秀的成果沒有更好地展現出來;下一步將根據項目驅動的運行情況，繼續深化項目驅動的工程訓練模式，從多方面去出臺、完善更好的項目運行體制，為新工科下人才培養模式繼續探索。

參考文獻

[1]于兆勤，吳福根，郭鐘寧，等.基于項目驅動的現代工程訓練方法研究[J].實驗室研究與探索，2012（8）：131-133.

[2]張艷蕊，畢海霞，王偉，馬玉瓊.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，2015，32（03）：199-202.

[3]葉曉勤.新工科背景下工程訓練中心創新人才培養探究[J].實驗技術與管理2019（12）：274-277.

[4]張紅梅，孫永吉，王棟梁，等.提高工程訓練水平 培養創新人才發展——新工科背景下先進制造工程訓練基地建設的探索與實踐[J].教育現代化，2018，5（53）：26-27+32.

[5]郭莉，陶玉貴，許家寶.新工科背景下工程訓練體系建構的路徑思考[J].教育現代化，2019，6（61）：101-102+113.

[6]王秀梅，韓靖然.新工科背景下工程訓練中心存在的問題與實踐轉向[J].實驗技術與管理，2019，36（09）：8-11+18.