基于提高學(xué)生工程能力培養(yǎng)模式的探究與實(shí)踐

張會(huì)利，屈斌文

(江漢大學(xué)工程訓(xùn)練中心，武漢430056)

隨著教育的不斷改革，各大工科類和綜合類院校不斷加強(qiáng)對本科教育中工程訓(xùn)練的投入，包括課程體系的建設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的采購、專任教師的培訓(xùn)以及學(xué)科競賽的鼓勵(lì)等。對于如何更好地利用工程訓(xùn)練的投入，培養(yǎng)出專業(yè)技能扎實(shí)且自主創(chuàng)新意識強(qiáng)的學(xué)生，本研究提出了一種以興趣為導(dǎo)向，以課余時(shí)間為載體，以賽促練，賽練結(jié)合的培養(yǎng)模式。

1 國內(nèi)外工程能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

國外一些著名高等院校，非常注重對學(xué)生工程訓(xùn)練實(shí)踐能力的培養(yǎng)，大學(xué)畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力較強(qiáng)，像麻省理工學(xué)院，主要利用課余及假期時(shí)間加強(qiáng)對學(xué)生工程訓(xùn)練實(shí)踐的培養(yǎng)。法國高等教育工程注重實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)“五位一體”培訓(xùn)體系，強(qiáng)調(diào)學(xué)生要接受大量工程實(shí)踐訓(xùn)練。

通過對國內(nèi)部分高校工程能力訓(xùn)練的調(diào)研以及自我教學(xué)環(huán)境的分析，工程訓(xùn)練培養(yǎng)存在幾點(diǎn)不合理之處：其一，實(shí)踐環(huán)節(jié)安排不合理。實(shí)踐課程應(yīng)該安排在專業(yè)理論課程之后，應(yīng)處于本科三年級期間，但大部分高校將工程能力環(huán)節(jié)安排在前，此時(shí)的學(xué)生對專業(yè)知識沒有一定的認(rèn)知，對工程訓(xùn)練的概念較為模糊。其二，實(shí)踐課程針對性不強(qiáng)。工程能力課程的開展以面概全，專業(yè)性針對不強(qiáng)，如：人文社科專業(yè)和機(jī)械類專業(yè)以及近機(jī)類專業(yè)的工程訓(xùn)練實(shí)踐環(huán)節(jié)區(qū)分不明確。其三，實(shí)踐環(huán)節(jié)周期安排不合理。實(shí)踐周期短，導(dǎo)致任務(wù)過于簡單化，學(xué)生僅是達(dá)到認(rèn)知的程度，對于實(shí)踐產(chǎn)生效果的運(yùn)用不強(qiáng)，經(jīng)過工程能力訓(xùn)練之后，學(xué)生運(yùn)用實(shí)踐所得知識解決不了科研及科技競賽中遇到的難題。

2 新培養(yǎng)模式的提出

在我國大多數(shù)院校中，很多課程偏向理論化，學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)較少，因此，依托學(xué)科競賽開展實(shí)踐類培養(yǎng)迫在眉睫。

A.學(xué)科競賽的意義。參加學(xué)科競賽有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在參加學(xué)科競賽過程中，從設(shè)計(jì)到制造，從不斷優(yōu)化到結(jié)果，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。經(jīng)過這一完整的過程，學(xué)生在創(chuàng)新能力方面將得到很大提升。其一，參加學(xué)科競賽能夠增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識。參賽過程中，團(tuán)隊(duì)成員分工不同，需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能完成比賽，這種團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神，能夠?qū)W(xué)生今后走向社會(huì)，面對形形色色的工作環(huán)境提供很大幫助。其二，學(xué)科競賽有利于夯實(shí)專業(yè)理論知識。參加學(xué)科競賽需要系統(tǒng)和全面的理論知識與專業(yè)技能，學(xué)生要能夠在賽事準(zhǔn)備中利用所學(xué)知識去解決各種難題，用實(shí)踐去檢驗(yàn)和夯實(shí)理論知識。其三，學(xué)科競賽有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識更好地落實(shí)到本科教育中。

B.競賽過程遇到的問題。全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力大賽從2009年的58支隊(duì)伍，發(fā)展到2019年的498支隊(duì)伍，該項(xiàng)賽事頗受高校師生的歡迎。但指導(dǎo)教師發(fā)現(xiàn)在賽事準(zhǔn)備期間，學(xué)生對于參賽作品零部件的設(shè)計(jì)與加工較為被動(dòng)，原因有以下三點(diǎn)：其一，學(xué)生的知識范圍受限于課堂理論知識，不能將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。其二，學(xué)生缺乏一定的設(shè)計(jì)和加工能力，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與加工不符。其三，受時(shí)間和課程安排的限制，學(xué)生沒有足夠的時(shí)間去熟悉操作設(shè)備和學(xué)習(xí)加工技術(shù)，不能獨(dú)立完成零部件的加工，只得依靠指導(dǎo)教師完成加工任務(wù)。

基于以上問題，提出了一種以興趣為導(dǎo)向，以課余時(shí)間為載體，以賽促練，賽練結(jié)合且具有推廣性和延續(xù)性的培養(yǎng)模式，即在課余及假期，將部分對工程能力充滿興趣的學(xué)生進(jìn)行專業(yè)理論知識和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，隨即以這部分學(xué)生去帶動(dòng)整體，以此延續(xù)，擴(kuò)充到學(xué)生群體中。在整個(gè)教學(xué)體系中，學(xué)生率先充當(dāng)?shù)氖菍W(xué)者，先接受專業(yè)教師的集中培訓(xùn)，然后又充當(dāng)師者，去培訓(xùn)后續(xù)的學(xué)者，這樣一種循環(huán)模式既培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，又激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。

3 工程能力培養(yǎng)模式的實(shí)施

以江漢大學(xué)政策作為出發(fā)點(diǎn)，成立以培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)操作技能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的學(xué)生社團(tuán)，掛靠工程訓(xùn)練中心，依托學(xué)校公共平臺，申請開放實(shí)驗(yàn)室，以興趣為導(dǎo)向，以課余時(shí)間為載體，采取以賽促練，賽練結(jié)合的模式，培養(yǎng)理實(shí)一體的高素質(zhì)學(xué)生。

A.針對對象。以江漢大學(xué)學(xué)生為主，利用學(xué)校關(guān)于學(xué)科競賽和創(chuàng)新學(xué)分的相關(guān)鼓勵(lì)政策，激勵(lì)并選拔一些學(xué)習(xí)興趣高且主動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)生。學(xué)生選拔活動(dòng)定在大二第二學(xué)期，選擇這樣的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，是因?yàn)檫@一時(shí)期的學(xué)生對自己所屬專業(yè)領(lǐng)域有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，具備一定的專業(yè)理論知識，對自己未來規(guī)劃也有了較為明確的方向。

B.培養(yǎng)模式。采用模塊化培養(yǎng)方式，包含繪圖軟件的學(xué)習(xí)、傳統(tǒng)加工、先進(jìn)制造、PLC、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐五大模塊。繪圖軟件包含AUTOCAD、UGNX；傳統(tǒng)加工主要包括車削、銑削、鉗工；先進(jìn)制造包含加工中心、數(shù)控車床、特種加工、3D打印、激光雕刻。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)則是將所學(xué)內(nèi)容與各項(xiàng)科研競賽相結(jié)合，設(shè)計(jì)并制作項(xiàng)目參加學(xué)科競賽，通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的訓(xùn)練進(jìn)一步細(xì)化出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)品，以此申請大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和大學(xué)生科研立項(xiàng)。為盡快適應(yīng)學(xué)科競賽的團(tuán)隊(duì)模式，團(tuán)隊(duì)中的各成員都必須各有所長，因此，除繪圖軟件和創(chuàng)新環(huán)節(jié)外，每位學(xué)生只能選擇傳統(tǒng)加工、先進(jìn)制造、PLC模塊中的一種，經(jīng)過專任教師穩(wěn)定長時(shí)間的培養(yǎng)，具備專業(yè)高級水平。在創(chuàng)新環(huán)節(jié)中，三大模塊中的學(xué)生交叉組合，取長補(bǔ)短，相互交流，更有利于競賽的籌備和推進(jìn)。

C.教學(xué)安排。培養(yǎng)周期為一年，培訓(xùn)課時(shí)約為160～180 h，主要利用學(xué)生和專任教師的課余時(shí)間或假期開展。學(xué)生社團(tuán)成立初期，聘請工程訓(xùn)練中心專任教師展開培訓(xùn)，經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)的學(xué)生，具備了一定的專業(yè)知識和技能之后，可充當(dāng)助教輔助教師開展培訓(xùn)，減輕教師的授課壓力，為學(xué)生提供良好的試教平臺。

D.教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。培訓(xùn)啟動(dòng)前期，各模塊將制定統(tǒng)一教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，從專業(yè)的理論知識到操作，各專任指導(dǎo)教師根據(jù)所受課程制定出詳細(xì)的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，使學(xué)生經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)后，能達(dá)到中高級的水平。

E.培養(yǎng)目的。教學(xué)計(jì)劃的制定和實(shí)施與學(xué)生科研競賽有機(jī)結(jié)合，注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，以項(xiàng)目為導(dǎo)向展開培訓(xùn)，這樣經(jīng)過工程能力培養(yǎng)的學(xué)生，增強(qiáng)了動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，能將自己所學(xué)運(yùn)用到實(shí)際科研競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目中，做到學(xué)以致用。

F.達(dá)到的效果。第一，經(jīng)過工程訓(xùn)練的培養(yǎng)，學(xué)生具有較強(qiáng)的專業(yè)技能水平和一定的創(chuàng)新性，能夠利用所學(xué)內(nèi)容自主參與到科研與學(xué)科競賽中，并取得一定名次；第二，學(xué)生可將參賽作品申請專利或發(fā)表到學(xué)術(shù)期刊，實(shí)現(xiàn)成果的轉(zhuǎn)化；第三，經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)的學(xué)生在具有一定的基礎(chǔ)和能力之后，需擴(kuò)充教學(xué)對象，以學(xué)生帶動(dòng)學(xué)生，延續(xù)該培養(yǎng)模式。

4 結(jié)語

在培訓(xùn)過程中，該模式注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，包含基礎(chǔ)操作技能、設(shè)計(jì)技能、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，對學(xué)生進(jìn)行分階段重點(diǎn)培養(yǎng)，從建立創(chuàng)新能力意識到擁有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，逐漸打造理實(shí)一體的高素質(zhì)學(xué)生，使學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到提升，發(fā)揮了更好的教學(xué)作用。