增强高职学生工程体验感探索

2012-10-23丁度坤

职教论坛 2012年18期

□丁度坤

增强高职学生工程体验感探索

□丁度坤

针对目前高职院校在校生普遍缺乏工程体验的现状，对增强高职学生工程体验感的方法进行深入探索。以机电方向学生为研究对象，围绕工作岗位需求，对机电一体化方向主干专业课程进行整合，构建以增强学生专业技能、综合职业素养与严谨求实的敬业精神为目标的一体化的工程体验自动化生产线实训课程，着力使学生获得一种类似于真实工作环境的工程体验。

高职机电；工程体验；课程整合

高职院校承担着为国家培养高技能复合型人才的重任。高职院校的毕业生，必须在掌握相关专业技能的基础上，具备相关的工程能力；必须培养相关的职业素养与严谨求实的敬业精神；必须使其在进入工作岗位之前，具备对企业工程文化的认同感。国家工程教育专业认证标准以及美国的ABET对此都有相关的文件规定[1]。

可是目前，大多数高职院校的课程设置，均是偏重于学生专业技能方面的提升，而忽略了对其工程文化、工程能力等方面的培养。学生在进入相关工作岗位之前，普遍缺乏基本的工程经验以及对工程文化的认同和了解。从某种意义上来讲，这也是造成我国企业的产品质量不稳定的根源所在。

培养工程类毕业生的工程能力，使得在进入相关设计制造岗位之前，对企业工程文化具备一定的认同感，培养其严谨朴实的敬业精神，有利于从源头上保证产品的生产质量，具有极其重要的意义。本文将以培养学生的工程能力为主线，以机电类学生为研究对象，构建工程能力与工程文化一体化教学的自动线实训课程，着力使学生获得一种类似于实际的工程体验。

一、体验感在工程类人才培养中作用

体验感的概念来源于心理学，指的是人类在与环境的交互中所获得的个人经验。概括地讲，人的知识来源有两大途径：一是通过书籍、老师传授、图片或者文字等方式间接获得；一种是通过实践直接获得。而体验感更强调的是后者，从某种意义上来讲，通过实践直接获取的知识要比通过间接手段获取的知识更为重要。这是因为环境的信息可为学习者提供丰富的背景，方便学习者协调与更新自己的知识体系；另一方面，体验过程中获得的成功和奖励也会使学习者建立起更为浓厚的兴趣和自信，激励其不断获取新的知识。

体验感教育对工程类的人才培养尤为重要，因为工程类的课程绝大部分均是实践性相当强的课程，工程科学本身也是在不断地发明与创造新事物中得到发展的。可以说，工程知识的认知过程就是从具体到抽象，再由抽象到具体的反复过程。工程师的知识体系来源于社会生产的实际。将工程体验感融入工程类课程的教学当中，有助于学生更好地理解各种基础知识和专业知识；有助于培养学生严谨朴实的敬业精神；有助于学生正确认识理论与实际、知识与能力的关系；有助于学生发现自己的优势和兴趣，为其未来的就业奠定基础。回忆我国第一批大学生的成长历程，他们绝大部分都有工厂、农村的实践经验，所以尽管他们的理论基础不如应届高中毕业生，但他们的理解与接受能力却要比应届高中毕业生强，因此这批学生在毕业后很快就成为了各个领域的骨干，在各岗位大显身手，为我国的改革开放做出了巨大的贡献。而反观目前的大学毕业生，入学后就根据学校的人才培养计划按部就班地学习一门又一门的公共基础课和专业基础课。工程经历的缺乏使得各门课程对他们而言都是独立的，无法在相关工程背景的指导下，将各门课程有机地联系起来，构筑自己的知识体系，也就更谈不上能力的形成了。不少学生，学了一个学期的课程，都还没弄清楚这门课程的用途，要一直到走上工作岗位，从事了相关的技术岗位，参加了一些实际的工程项目，才能理解在校期间所学课程的作用，这严重制约了个人未来的发展。

为培养学生的工程能力，营造一种工程体验感，国内外许多高等院校均专门开设了相关的课程。如美国哈佛的三一学院工程系就开设了“工程设计导引—移动机器人”课程，每年选课人数约2O人。课程以灭火机器人竞赛为背景，通过研制参赛的机器人，“旨在为学生提供一年的工程经验，以培养专业技能，建立专业视角，了解工程世界的社会与人文环境”[1]。麻省理工学院的航空航天工程系开设了“航空航天与设计导引”选修课。通过课堂教学、互联网教学和航天器设计项目为学生营造了“提供真实的工程体验”[1]。瑞典的林克平大学开设了名为“Engineering Project Y”的工程导引课程，学生将用一学期四分之一的学时修该课程。课程包括讲课、讨论、项目工作和项目总结报告几个部分。每年大约有140名学生选课，来自5个系的教师参与指导，构建10个不同的项目。每5个学生为一组开展工作，完成从构思、设计、实现到评价的全过程[2]。Joy Beatty等提出了一种游戏式的教学模式，针对计算机工程需求分析师的课程特点，设计相应的游戏项目，让学生在游戏中得到相关知识的工程体验[3]。René Sallier等根据测试专业学生的特点，设计了血压测试项目，使用了NI公司的LabVIEW平台，让学生自主去构建相关的软硬件，并体验血压测量，增强其工程体验[4]。国内深圳大学的费跃农等以机器人教学套件为载体，为新生开设了灭火机器人的早期工程体验课程，旨在增强学生的学习兴趣[1]。

二、机电类专业人才培养目标探索

近年来，随着我国制造业的持续发展以及国家产业政策的调整，各企业普遍出现了“招工难、用工难”的困境，生产设备的自动化是解决上述问题的最佳途径。它能有效地缓解企业“用工难”的困境，提高劳动生产率，保证产品质量的一致性，且能将人类从单调、恶劣的生产环境中解放出来，是未来制造企业的发展方向。全球知名的制造企业—富士康甚至提出了百万“机器人大军”计划，计划在未来十年内，在生产线上配置百万台机器人，用来代替人工进行生产、搬运。而以单片机技术、液压气动技术、电气控制技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等多学科交叉的机电一体化方向正好顺应了这一趋势，在近年来也得到了迅猛的发展。

现在，基本每个工科类的高职院校都开设了机电一体化专业方向，可是目前国家却没有关于机电一体化方向的专业标准出台，这使得各院校在机电一体化专业的课程设置方面，各有特色，有的偏机械方向，而有的偏重于电气方面。同时，由于缺少机电一体化的职业技能评价体系，以及机电产品本身的复杂多样性，使得机电一体化方向在人才培养方面存在很多急待解决的问题。如何明确机电人才的培养目标、加强专业建设、并以此制定相关的人才培养方案成为了摆在各院校面前的一道研究课题[5-7]。

培养目标的确定对高职院校而言是非常重要的，它直接关系到后续专业课程的设置，直接影响到学生在校期间学到知识的多少、掌握职业技能的深浅、毕业时能从事的岗位以及是否能较好地胜任相应岗位的工作等实际问题。

我院近年来非常重视对机电方向人才培养目标的修订，通过召开培养方案研讨会、到相关企业调研、毕业生信息反馈等方式，着力于制定最合理的人才培养方案。从调研的情况来看，目前，机电一体化方向毕业生的就业岗位群主要有：（1）机电一体化设备和自动生产线的运行、安装、调试和维护；（2）各种机械设备的自动化、数字化改造；（3）自动化生产车间的生产工艺设计、质量管理、生产管理等岗位；（4）新兴的岗位如机器人的维护、维修技术员等。

据此确定了我院机电一体化方向的人才培养目标为：自动化生产设备的安装、调试、操作、维护与管理。围绕此培养目标，我院将机电类的课程划分为四大模块，分别为：职业工具课模块、职业基础课模块、职业核心课程模块以及职业选修课模块，如图1所示。

三、机电类工程体验一体化实训课教学设计

图1 机电专业课程体系图

为使学生获得一种更为真实的工程体验，我院从多个方面进行了探索。选取了“自动线的安装与调试”实训课作为试点，将工程文化课也融入其中，如图2所示。将其贯穿于整个实训课的开始、实施以及最终的课程评价当中，极力营造一种类似于实际生产的全过程，使得学生获得一种接近于未来实际工作岗位的工程体验，培养其团队协作能力、沟通能力以及严谨朴实的工作作风。

图2 工程体验感实训课程设计

（一）工程文化课程的选取

工程文化是指企业在实际的生产经营活动中，逐步形成的、为全部员工所认同的、带有特色的价值观、生产作风、经营理念、企业精神、企业道德准则等各方面的总和[8-9]。它是企业全体成员在长期的生产与经营活动中日积月累而形成的，是企业的灵魂所在。优秀的工程文化是企业在激烈的市场竞争中出奇制胜的法宝，是企业实现可持续发展的软实力。从目前许多院校毕业生顶岗实习与就业情况发现，大多数毕业生并不能适应企业的要求，难以真正转变为一名合格的企业员工，适应岗位需求。而从用人单位反馈来的意见又可看出，毕业生的专业技能并不是当前用人企业看重的第一要素，企业更为重视的是员工的基本职业素质、对企业的忠诚感以及对企业工程文化的认同程度。所以，在校期间提前对学生进行企业工程文化的相关教育，培养他们对工程文化的认同感就显得非常重要。

而一个企业的工程文化，往往是各具特色的，但也有其共性所在。因此，选取了最具代表性的工程文化四大共性部分作为我院学生的工程文化培训课程，它们分别为：企业对员工的职业素养要求；6S 理念（即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全）；企业的品质理念；企业的生产管理理念（选取了丰田的看板管理方法）。将这些共性的企业文化贯穿于实训课的全过程，培养学生对工程文化的认同感。

（二）工程体验实训课的设计

为使学生获得一种类似于实际生产的工程体验，选取了“自动线的安装与调试”实训课作为实施载体，并在其中贯穿了相关的企业文化课程。我院的“自动线安装与调试”实训是作为“机电一体技术”理论课的实训课程而专门开设的，课时为84学时，共历时3周时间。要求学生在实训前必须具备电工电子基础、传感检测基础、PLC编程基础、电机原理与驱动等前期知识。

实训课选取的设备是亚龙公司的YL-335B自动化生产线实训台，如图3所示。它模拟了一条自动化生产线的下料、搬运、加工、装配、分拣的全过程。

图3 自动线拆装实训台

整条生产线包括了5个工作分站（即供料站、搬运站、加工站、装配站与分拣站），各分站使用了西门子的S7-200PLC进行控制，可对其进行单独控制，也可将各PLC组合起来，进行联网控制。根据实验台特点，将实训课划分为供料站、搬运站、加工站、装配站、分拣站的拆装与调试，以及整线的安装与调试六大实训模块，每个模块均可自成一体，对学生的机械拆装、电气路连接、PLC编程、触摸屏技术等多个方面进行训练，提高其专业技能。以其中的“供料站拆装与调试”实训课为例，其具体的教学过程如表1所示。

表1 供料站实训教学过程表

（三）课程的实施与评价

课程的具体实施过程是先由指导老师讲授企业工程文化课，以及讲解体现企业工程文化的实训注意事项，总共为12学时。然后进入实训环节，实训环节极力模拟实际自动化生产设备的安装调试过程，采用采用小班制，每班学生数在40～50人之间，以小组形式进行实训，各组配备一台实训台，各小组的学生数为5人左右，配备2名专业教师进行指导。

对每一模块的实训，其教学实施过程是先由指导教师对实训内容做简单讲解，然后并对各组下发任务书，最后对各小组的完成情况进行评价，相关的评价标准如表2所示。

表2 项目评价标准

四、结束语

工程能力的匮乏是我国高职院校学生普遍存在的问题，直接影响了学生对未来的岗位适应程度，乃至企业产品的品质等方面。因此，本文以“自动线安装与调试”实训课为载体，融入了职业素养、企业6s理念、企业的品质理念以及丰田的看板管理模式等共性的工程文化课程，极力营造一种类似于实际的工程环境，进行工程体验一体化实训课教学的探索，使学生在实训的同时获得一种工程体验感。

从实施的效果看，参加过工程体验实训的同学，其对未来工作岗位的适应能力明显增强了许多，实训的效果也有了显著提高。去年我院第一次参加“自动线的安装与调试”全国技能大赛，就取得了团体三等奖的良好成绩，这也从另一侧面说明工程体验一体化教学的有效性。

[1]费跃农，邱建，李卫民，等.早期工程体验课程的设计与实践[J].实验技术与管理，2008,25（12）.

[2]Edward Crawley eta1.Rethinking Engineeirng Education：The CDIO Approach[M].NewYork：Springer，2007.

[3]Joy Beatty，Mike Alexander.Games-Based Requirements Engineering Training:An Initial Experience Report[C].NewYork:IEEE press,2008.

[4]René Sallier,Rüdiger Miβler,Andreas Schütze.VenDASys–aversatileexperimentationplatformforeducationalpurposes[C].NewYork:IEEE press,2010.

[5]林昌杰.高职机电类专业学生能力培养的探讨[J].武汉交通职业学院学报,2004,6(04).

[6]孙余一，黄玮，杨普国，等.机电一体化技术专业顶岗实习质量保障体系的建设[J].昆明冶金高等专科学校学报，2010，26（06）.

[7]谭宪云.论高职院校机电一体化专业建设[J].高教高职研究,2010(26).

[8]戴维海，黄春，高振华.高职教育文化引进融合企业文化的认知与运作[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2010,15(04).

[9]戴维海，黄春，高振华.高职教育文化引进融合企业文化简析[J].中国职业技术教育，2011(12).

丁度坤（1981-），男，广东汕头人，东莞职业技术学院教师，博士，研究方向为机器人技术、光机电一体化，高职教育。

课题项目：广东高职研究会重点课题“增强高职院校工科类学生工程体验方法研究”（编号：GDGZ11Z001），主持人：丁度坤；东莞职业技术学院校级课题“PCB板微钻视觉检测方法研究”（编号：2011c13），主持人：丁度坤。