依托工程训练中心的创新型工程训练体系构建

高占凤，张建超，吴文江，尉耀元

摘要：石家庄铁道大学工程训练中心以培养高素质应用型人才为目标，建立分阶段、多层次、模块化、综合性、开放式的创新型工程训练教学模式，实现“工程训练四年不断线”，提高学生的实践能力和工程综合素质，培养其创新能力。

关键词：工程训练；实践教学；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）50-0026-03

工程训练作为实践教学课程，在开展教学活动中，如何引发学生的探索和研究兴趣，提高学生的实践能力、工程素质和创新精神成为教学改革的重要内容，提高学生的工程实践能力和创新能力，运用现代科学技术的理论知识去解决工程实践问题成为主要教学目标。近年来，工程训练中心已经成为工科院校培养学生实践动手和创新能力训练的重要基地。如何更好地发挥工程训练中心在大学生创新思维训练和创新能力培养中的作用，在工程训练的实践教学过程中，如何把实际产品实践、先进制造技术实践、创新设计与制作实践以及专业技能培训等内容引入到工程训练中，以提高学生分析解决问题能力和创新能力，从而提高学生的工程素质成为工程训练中心的主要教学目标。因此，结合各个院校的具体情况进行工程训练创新训练模式的探索与实践已成为目前亟待解决的问题。

一、工程训练教学体系的构建

为了加强学生的实践动手能力，培养其工程意识，加强其综合能力培养，我校于2006年成立工程训练中心。在近几年的教学实践中，积极拓展实践教学的内涵，探索把人才培养方案中规定的实践教学与学生自主创新实践活动相结合的实践教学新模式。在保持原有金工实习内容的基础上，增加一些先进制造技术内容，统称为“制造技术实习”，并新增了“工程实践能力训练”、“工程技术训练”、“专业生产实习”和“创新训练”等项目，建成具有鲜明铁道特色的分阶段、多层次、模块化、开放式综合性工程训练实践教学体系，实现“工程训练四年不断线”。所谓“分阶段”就是指将本科生的实践训练划分为两个阶段，大学一、二年级为第一阶段，在第一阶段重点培养学生的实践动手能力、工程意识和工程素养，拓宽学生的视野，提高学生的综合素质，同时也为学生后续课程的学习打下基础；大学三、四年级为第二个阶段，在第二阶段重点培养学生的工程实践能力和创新精神。所谓“多层次”是指将工程训练内容划分为五个层面，由低到高依次为等。训练内容跨学科设置，训练课程面向全校开设，实训室实行开放式管理。工程训练的内容由低级到高级，由单一到综合，每一层面的训练内容都和学生的学习阶段、知识水平和专业特点相适应，以达到逐步提高学生工程实践能力，增强学生就业竞争能力的目的。

二、体系内容及运行模式

（一）“工程实践能力训练”教学中培养学生工程意识和创新意识

刚迈入大学校园的一年级新生很少有机会参加各种实践动手性项目研究与训练，对制造设备、机电产品、基本零部件的认知比较模糊，不能正确使用常用的工具和办公设备。对工程的认知比较肤浅，视野不够开阔，多数学生动手能力差，缺乏创造力。因此，为了提高学生的实践动手能力，培养学生的工程意识和创新意识，拓宽学生的视野，提高学生的综合素质，我校面向一年级学生开设“工程实践能力训练”课程。主要从培养学生的观察能力人手，破除学生对创新的神秘感，帮助他们建立创新意识。以“展板+多媒体+操作示范”等演示、参观实训现场和简单动手操作相结合的方式进行，面向全校一年级学生，以实践必修课的形式开设，时间为1周。具体安排在大一第2学期，具体实施时间由教务处在编排课表时预留出来，中心再根据不同专业的实训目的和中心的软硬件资源制定具体实施计划。

根据各专业的特点，不同专业的训练内容由不同的实训模块组成，学生也可以根据自己的兴趣爱好和专业特点选择实训模块。根据实训内容的不同，将工程实践能力训练划分为“工程实践能力训练A”、“工程实践能力训练B”、“工程实践能力训练C”等三类。使学生对现代企业的生产设备、生产过程、常见零部件、典型工业产品的基本结构和工作原理有一个初步了解和认识；熟悉铁路线路、铁道信号、牵引供电、机车车辆、桥梁和隧道、铁道施工设备等基本常识；掌握常用机械工具、电工工具和办公设备的使用；通过实际组装和调试，建立机电一体化的概念；奠定学生的基本工程背景，培养学生的工程意识和创新意识。

（二）“制造技术实习”教学中培养学生的工程实践和创新能力

“制造技术实习”是工科专业重要的实践教学环节，对于学生的知识结构和未来的职业发展具有重要的影响。该实习主要面向机械、材料、电气等工科专业二年级学生开设，以实践必修课的形式开设，实习内容包含了传统制造技术、数控制造技术、材料成型技术和特种加工技术等实习内容。依据各专业的实际需要安排具体的实习内容，不同专业类型安排的实习内容和时间也不同，实习内容划分为“制造技术实习A”（机械工程自动化专业，5周）、“制造技术实习B”（材料类专业，4周）、“制造技术实习C”（电气等其他理工类专业，周）等3种类型。首先在绪论课中布置学生在实习中的任务和要求，强调不仅要动手实践，而且要积极思考，仔细观察实习过程中设备、工具、量具、夹具以及工艺方法的每一个细节，发现问题、提出问题及改进方案，甚至对制造行业的发展进行思考。锻炼学生发现问题、大胆创新和解决实际问题的能力。

对学生进行工程技能基础训练，使学生学习金属工艺、加工制作等基本知识；熟悉常见的制造技术设备；掌握基本的制造工艺；通过亲自动手加工制作，使学生掌握制造设备的基本操作技能，提高工程实践能力，培养工程素质、创新意识和能力。训练以工程技能训练为主，采用集中训练的方式进行。具体安排在大二结束后第3学期，即暑期集中实践学期。

（三）“工程技术训练”教学中培养学生专业技能和创新能力

工程技术训练层面课程以工程、制造技术为背景，充分体现现代设计、现代制造技术、机电控制技术，为学生提供一个较为完备的、能亲身经历、亲自参与的产品设计、制造加工的专业工程训练环境；对学生进行工程综合思维能力与创新能力训练，结合先进技术和专业教学。学生通过对机电、电子和控制等工程技术的学习，掌握较为前沿的、技术含量高的实用技术，从而使学生具有较强的动手实践能力和工程开发能力，全面提高学生的工程实践能力和创新思维能力。同时通过训练使学生积累一定的工程实践经验，为参加更高层面的创新训练奠定基础。目前已开设的工程技术训练课程：《数字化设计实训》、《单片机技术实训》、《机器人技术实训》、《工程创新实训》、《先进制造技术实训》；计划逐步开设的工程技术实训课程：《工程机械维修技术》、《数控制造技术》、《铁道信号控制技术》、《牵引供电技术》、《铁道线路铺设技术》、《铁路快速救援技术》等。

“工程技术训练”课程性质为选修课，面向工科专业大三、大四学生。具体实施以实践动手为主，一般以设计或完成预期目标的项目为目的，在实训室完成整个学习过程。除了课程要求和前期基本理论讲解需集中外，其他时间有学生自主安排训练时间并预约。

（四）“专业生产实习”教学中培养学生专业技能与实际操作能力

依托工程训练中心的制造技术实训基地、工程技术实训基地和铁道实训基地，充分利用中心的实践教学资源，与各教学分院合作开展各种形式的专业生产实习。通过生产实习达到以下教学目的：了解实际生产过程的组织与管理；掌握实际设备的操作与使用；加强对工程实际的理解。目前与土木、交通、机械学院合作开展的专业实习有：混凝土梁制作实习、铁路线路实习、工程机械拆装实习。

（五）“工程创新实训”教学中培养学生的创新与创业能力

组织学生开展丰富多彩的创新与创业训练活动，结合课程设计、毕业设计、校级、省级、国家级的各类创新大赛，为学生提供设计、制造所必备的、基本的、相对独立、相对集中的工作环境、条件和实践场所。在模拟工业产品开发、设计、制造全过程的训练中对工程师应具备的工程能力和素质进行训练，或者结合校内立项的创新课题对项目研发的全过程开展训练，通过实践培养锻炼学生的综合工程实践能力，培养学生的创新与创业能力；发现和选拔创新与创业型人才。面向的对象是大三、大四的学生，可以以选修学分、创新实践、就业能力培养等多种方式进行。具体措施如下：

1.结合我校创新课题立项项目、教师科研立项项目、学生科研立项项目等进行；

2.结合我校工程训练综合能力竞赛、机械创新设计大赛、智能机器人大赛、电子设计大赛、课外科技作品竞赛等进行；

3.工程训练中心积极为二级学院的课程设计、毕业设计作好硬件和软件上的准备，共同承担部分机械类、电子类专业的课程设计和毕业设计的指导工作；

4.为学生自主创意设计提供软硬件平台支持和制造技术指导。

三、结束语

所构建的分阶段、多层次、模块化、开放性的创新型工程训练教学体系，将大学生工程实践训练分为5个不同层面融入到大学四年的教学过程中，保障“工程训练四年不断线”。满足不同专业、不同层次学生对程实践训练教学内容的需求，教学方式灵活，有利于培养学生实践能力、创新意识和工程综合素质，有利于提高工程综合训练水平。

参考文献：

[1]吴文江，高占凤，张建超，王翠艳.工程训练中心教学体系的构建与实践[J].实验技术与管理，20l0，（11）.

[2]安连锁，王秀梅，杨红霞，张文建.将工程训练中心建成大学生创新实践的乐园[J].实验技术与管理，20l0，（3）.

[3]高占凤，吴文江，等.工业认识实习的探索与实践[J].中国电力教育，2010，（3）.

基金项目：石家庄铁道大学十二五教育科学研究规划课题校级资助立项：工程训练中心创新训练模式研究（110217）；2012年河北省高等教育教学改革研究项目：工程训练实践课程差异化教学的研究与实践（2012GJJG086）