基于新工科的工程訓練課程教學模式探索*

何 平 （浙江大學寧波理工學院機電與能源工程學院）

一 引言

面向未來科技和產業發展的新趨勢和新需求，高等工程教育正面臨著新機遇、新挑戰，推動工程教育改革對于高校改革有著非常重要意義，但目前工程教育存在工程人才綜合實踐能力缺乏，所學知識技能無法滿足社會發展需要等問題。“新工科”的提出[1]，正是基于對工程教育現狀和工程學科發展規律綜合認知的反思，更加強調不同領域、不同層次、不同能力的人才培養。

工程訓練是工科類專業教學過程中培養學生工程意識、創新思維和動手能力的實踐課程，在設備的正確操作和零部件的生產加工過程中使學生形成嚴謹、規范、認真的工作作風。以工程應用為支撐的工程訓練課程為學生的實踐能力培養提供了重要平臺，工程訓練課程必須科學設計教學考核內容與方式，創新實踐教學方式方法。

二 工程訓練實踐教學現狀分析

工程訓練教學改革需要培養符合不同工程人才需求的實踐能力[2]，但傳統的工程訓練實踐教學由于存在學習氛圍不濃，教學內容陳舊和教學資源不足等問題。雖然工程訓練教學經過一系列的改革，但學生在實踐教學中仍以接收式學習為主，主動探究問題的意識薄弱，使得工程訓練實踐教學對學生的工程能力培養逐漸跟不上時代的步伐，存在諸多亟待解決的問題[3]。

1 工程訓練教學內容與社會脫節，不能滿足社會對工程技術人才需求。學校工程訓練中心建設過多注重形式，不能從實際需求出發設計開發實踐教學內容，欠缺面向工程實踐環節，無法適應社會需求。

2 教學內容和訓練模式機械化，教學形式過于單一，以被動式學習為主[4]。工程訓練內容仍延續傳統的制造觀念，局限于單學科技能訓練，各工種教學環節之間缺乏關聯性，無法形成工程訓練綜合創新體系。

3 現有工程訓練內容全部在課堂上完成，實踐訓練教學時間和內容有限，課程存在封閉性[5]。由于受到設備、場地和指導教師人數的限制，學生動手實踐訓練有限，創新能力訓練不足，導致工程訓練內容和工程訓練質量無法滿足創新型人才培養要求。

三 基于新工科的工程訓練教學模式構建內容

為提升學生綜合素質，強化能力培養，根據新工科工程訓練創新教學模式要求，在原有工程訓練教學基礎上更新教學理念，調整實訓內容，將實訓模塊分為基礎工程能力訓練、專業工程能力訓練和綜合工程能力訓練，將在線學習課程和學科競賽融入課程體系，實現課程知識跨界融合，形成分層次遞進式課程知識體系。

1 構建基于產品設計制造的工程訓練課程內容新體系，強化能力訓練導向

產品的設計開發取決于其功能需要和制造條件，但一般的工程訓練教學課程僅對已有產品開展加工制作，且產品結構簡單，導致對產品的結構設計缺乏思考和工藝要求缺乏理解，難以使學生掌握實訓課程的整體性和工程性，靠機械記憶機床的操作流程及產品的生產制造過程，難以達到預期教學效果。因此，構建全新的、基于產品設計制造的工程訓練課程內容新體系，加強學生對產品的設計開發及生產制造工藝的整體性和工程性的理解，充分利用所學知識強化工程訓練能力，并與后續課程實現平滑銜接。

2 構建全過程工程訓練教學模式，促進學生自主學習，有效提升工程訓練課程教學質量

根據新工科工程訓練課程教學要求，整合大量優秀教學資源，構建全過程工程訓練教學模式，將工程訓練教學過程分為課前、課中和課后三個階段。在課前，學生借助實驗中心網絡教學平臺完成教師布置的預習內容和教學視頻，并反饋學習效果；在課中，學生主要完成實訓教學，師生互動解決工程訓練教學過程的主要內容和難點；在課后，學生可在學生技術創新實踐室拓展工程訓練教學內容，對課堂實訓內容討論總結。

3 構建以賽促練，以證促學的實踐教學體系，促進學生工程訓練技能提升

針對工程訓練教學特點，設計了系列實踐環節，如：典型零部件生產制造、無碳小車設計制作、智能物流小車設計制作、數控等級考試等。教師根據學科競賽宗旨和內容，有針對性地設計并完善工程訓練教學內容，實現在實訓中促進競賽水平的提升；學生以競賽要求為目標，認真學習理論知識和實踐技能，扎實掌握基礎工程訓練能力，運用綜合知識完成實訓內容。成立工程訓練技能創新實驗室，打造開放型工程訓練平臺，引導學生自主學習探討，有效培養學生的創新能力和實踐能力。

4 構建網絡教學信息交流平臺和骨干教師“師帶徒”計劃，多方面提升教師教學水平

教師教學水平很大程度上決定了課程的教學質量，工程訓練實踐教學不僅需要指導教師有扎實的機械設計制造理論知識，深入淺出的表達能力，更要求教師具備創新設計能力和較高的操作水平。由具備多年實踐教學經驗的骨干教師定期為新教師講授教學方法和體會，對新教師在工程訓練教學過程中的不足和遇到的困難及時給予中肯地建議和幫助，并將優秀教學視頻上傳到實驗中心教學信息共享平臺供教師學習交流，從而提升教師的教學水平，更好地為學生服務。

四 基于新工科的工程訓練教學效果分析

本課程適應新工科之所需，將智能制造和學科交叉融合新理念新技術融入工程訓練教學中，課程框架涵蓋相關學科專業，不同專業的學生根據教學大綱的要求進行課前學習和課后復習。本課程以新工科工程訓練教學改革為切入點，通過教學理念更新，教學內容調整，教學方法改革，從根本上解決“為什么學”“學什么”和“如何學”的問題。

1 更新工程訓練教學理念，注重創新教學

突破工程訓練課程的常規教學理念，通過實訓教學課程現場講授、實踐訓練、操作技能競賽、綜合創新工程能力訓練等多種形式，從而掌握基本的工程實踐與創新方法，培養解決工程實際問題能力的高水平應用型人才。

2 改革工程訓練教學內容，將創新設計和學科競賽融入教學

建立以提高學生實踐能力、培養學生工程思維、創新精神和綜合能力為目標，強化創新實踐，形成綜合型工程訓練實踐教學體系。從工程訓練實際出發，將創新設計和學科競賽融入到工程訓練教學過程中，推行以學科競賽為載體，教師為主導，學生為主體的訓練模式，把傳統的依附于理論的、分散的、被動的、相對封閉的實踐教學模式轉變為學生自主為主、相對集成和開放的實踐教學模式，給予學生更多的自主學習空間，分層次分階段培養學生解決工程實踐的能力。

3 改革教學方法，深化課堂教學模式轉變

通過構建新工科工程訓練課程資源體系，深化課堂教學方法改革，實現“四個轉變”。即：從工程訓練教學重形式向重綜合能力轉變；從照本宣科向自主創新設計教學轉變；從課堂教學為主向課內和課外結合轉變；從個體能力培養向團隊協作能力培養模式教學的轉變。在實踐教學過程中，通過師生之間的互評，學生之間的互學，學生與課堂之間的互動，第一課堂和第二課堂之間的互補，推動課堂教學模式轉變。

五 結語

本文對新工科建設和課程體系改革過程中工程訓練教學面臨的新問題、新挑戰進行總結分析，并提出了相應的解決思路和措施。以新工科工程訓練課程教學模式建設為突破口，構建適應多專業、學科交叉融合、綜合性創新性的新工科工程訓練課程資源體系，轉變課堂教學觀念，實施以學生為中心的教學模式，實現以“教”為主向以“學”為主的轉變。整合工程訓練實踐教學跨學科課程資源，將產品設計制造、學科競賽及全過程教學模式等融入工程訓練教學過程中，實現學生工程訓練綜合能力提升，完善工程訓練實踐教學體系。