基于能力递进模型的“回归工程”实践教学研究

于 仙，郑 伟，林育兹，陈毅龙

（厦门大学嘉庚学院 机电工程系，福建 漳州 363105）

20世纪80年代，麻省理工学院提出“回归工程”教育，它强调工程实践训练在工程教育中的作用，着重培养满足企业需求的高质量应用型工程人才［1－2］。目前，越来越多的高校将“回归工程”教育作为工程人才教育的基本理念［3－4］。但是，有调查显示：60.4%的受访企业认为现在我国的工科毕业生工程设计能力和运用综合知识解决问题的能力不强，不能满足企业岗位要求［5－6］。因此，根据企业对工程人才的需求来开展“回归工程”教育至关重要。本文通过企业对工程类人才需求的分析，建立能力递进式实践教学模型，并基于该模型进行了实践教学模块及教学改革。实践证明，该模型为实践教学改革提供了改进方向，最终使学生在实操、工程实践、创新实践方面的能力得到提升。

1 能力递进式实践教学模型构建

目前工程类企业对人才的需求主要可以分为3种，即：生产型人才、工程设计人才和研发创新人才。

生产型人才主要从事工程项目的制造、产品的生产制造或生产过程的运行，需要具有良好的理论基础和较强的工程实践能力。

工程设计人才主要从事产品、工程项目或生产过程的设计与开发，应具有扎实的理论基础、良好工程实践能力，具有设计开发拥有自主知识产权的新产品、新生产工艺或新工程项目的能力。

研发创新人才主要从事复杂产品或者大型工程项目的研究、开发及工程科学的研究，应具有精深的专业理论基础、较强的技术创新能力及丰富的工程经验，具有创造出有国际竞争力的专利技术、专有技术及高技术含量的工程项目的能力［7－9］。

从生产型人才至研发创新人才，企业对人才能力的需求逐层递进。为了能够满足企业需求、提升毕业生质量，需要采用个性化、多层次的教学模式，建立能力递进式实践教学模型（见图1）。

图1 能力递进式实践教学模型

2 实践教学模块

在图1所示的能力递进式实践教学模型中，工程人才的能力分为实操能力、工程设计能力和研发创新能力。笔者根据该教学模型中3个层次能力的要求，构建了与之相适应的实践教学模块（见图2）。从实践教学模块中“基本技能训练—工程综合能力训练—综合创新训练”的排列可以看出，该模块具有由浅入深、层次清晰、4年不间断学习、与理论课程相得益彰的特点，并形成了知识、能力、素质、个性协调发展的实践教学体系。这有利于培养学生获取知识的能力、综合应用知识的能力和探索创新的能力。

图2 实践教学模块

2.1 基本技能培训模块

基本技能培训要求学生能够分析工件的加工/成型工艺，通过实际操作设备，增强对机械制造工艺的感性认识，并具备一定的安全操作技能。传统加工工艺（如车、铣、刨、磨等）已经无法满足生产技术的发展和学生的兴趣，故在此基础上增加热加工（如焊接）及其他先进制造技术（如数控车、加工中心、电火花加工、激光加工），这使得实践教学内容更加丰富，更能激发学生在基本技能培训中的主动性。

在该学习过程中，以学生已有的专业知识和技能为培训基础，综合考虑生产岗位的技能要求、学校资源及学生需求等因素，组织学生考取职业技能证书。通过备考过程的集中训练，让学生真正提升实操能力，满足企业对生产型人才的需求。

2.2 工程项目能力训练模块

工程项目能力训练是以一个部件（如变速箱等）制造全过程为核心的综合实习，使学生对机械产品的制造过程有完整的认识，鼓励学生自己设计机械产品，制订加工工艺，在实习中独立操作。该过程将传统制造工艺与现代先进制造技术结合起来，可以培养学生的设计能力、工艺设计能力及动手实践能力。

在该训练模块中，还要组织学生参与企业的科研项目，使学生更好地接受实际工程案例的训练，对工程项目有全程的了解。教师对学生的工作进行辅导，培养学生的实践能力和创新能力，科研带动实践教学，提高学生应用理论指导实践的能力，满足企业对工程设计人才的需求。

2.3 综合创新训练模块

综合创新训练是以大学生科技活动为激励，激发学生的个人兴趣，引导学生以科研课题为基础，积极参加各类学科竞赛、各种大学生创新实践项目、企业合作项目、学生自选的科技创新项目（课题研究、工程设计、发明专利），目的是培养学生的科研兴趣、启迪科研思维、掌握科研方法，提升学生的科学研究和科技创新能力，满足企业对研发创新人才的需求。

3 实践教学方法

教学方法是否合适会直接影响教学效果。应选用合适的教学方法激发学生的求知欲及创造性，引导学生主动学习［10－12］。在应用递进式实践教学模型进行基本技能、工程项目能力和综合创新能力等3个模块的训练时，也应对教学方法进行变革。在启发式教学、多媒体教学、数字化学习等传统教学方法的基础上，形成了适应新型能力递进式实践教学模型的教学方法（见图3）。

该教学方法配合了能力递进式、模块化实践教学改革，对不同层次、不同能力要求的实践教学模块采用不同的教学方法，根据企业需求组织考工培训，集中训练、培养学生的实操能力。通过项目模拟及校内、企业的双师指导，让学生接触企业项目或到企业中去，培养学生的工程实践能力；通过以赛代练、促学促创的方法让学生参与竞赛，在其中激发创新思维，提高创新能力，从而培养出满足企业需要的工程人才。

图3 递进的教学方法

3.1 现场授课，组织考工

鉴于基本技能模块培养目标为提高学生实际操作能力，故采用现场授课、组织考工的教学方法。

现场授课、组织考工，主要指“专场培训＋集中训练”的方法。教师根据企业对工程人才的技能的要求，结合对学校及合作企业的硬件资源统计，对教师资源进行评估，最终确定考工项目及培训内容。学生在该过程中可以通过集中强化训练的方式熟练掌握实操技能，并通过获取技能证书，更好地满足企业对工程人才的需求。

3.2 项目模拟，双师指导

工程项目能力训练模块的目标是提高学生的工程实践能力，故采用工程项目转化成实践课题，由学校、企业双师指导的教学方法。

项目模拟主要指“校企项目＋转化实践课题＋兴趣小组实践”的教学方法，是以科研成果及企业项目转化成的教学实例为基础，通过科创中心、CAD协会、学生会等学生组织来吸收更多学生参加课题研究，实现师生的科技互动。通过这种方法使学生掌握工程问题的解决流程和方法。

“双师”指导是指“外挂式实践基地实践＋业界导师项目指导＋学校导师跟踪指导”的实习教学方法，让学生到企业的实际工程设计岗位，亲自体验和实现生产过程，通过学校及企业双导师的辅导，提升解决实际问题的能力，真正做到“回归工程”。

除此之外，请企业技术骨干走进校园向学生介绍实践经验、研究方法以及科技最新成果，拓展学生的视野和科研途径，力求做到学习和应用结合、应用与项目结合、项目与产品结合、产品与市场结合。

3.3 以赛代练，促学促创

综合创新能力训练模块的设立是要培养学生的创新能力，通过鼓励学生参加各项大学生创新竞赛，使学生在教师的引导下不断强化理论知识、开发其创新思维、提高实践能力、提升团队合作精神。

学校重视“学会组织＋以赛代练＋教师团队”相结合的教学方法，组织学生通过全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生数学建模竞赛、福建省大学生工程训练综合能力竞赛、飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛、信息技术应用水平大赛和大学生创新实验项目、挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛等系列学科竞赛和科技实践活动，强化学生实践能力的培养。通过开放性的竞赛和实践创新活动，在一定程度上弥补了课堂实践教学的局限，激发了学生的创新热情和思维，同时也提高了学生自主学习和自主创新能力。

4 教学改革成果

近年来，厦门大学嘉庚学院的实践教学体系不断完善，实践教学改革与学生创新实践能力的培养成效显著。目前仅参加机电类兴趣小组的学生就有300多人，在省级以上实操能力类竞赛中获各项奖励23项；在省级及以上工程实践类竞赛中获各项奖励141项。另外，通过参加创新大赛、校企合作项目等取得的成果还有大学生创新项目获奖75项，申请国家专利32项，发表论文5篇（见表1）。

表1 学生主要学术类成果统计

除上述成绩外，在2012年度以“专注，为明天”的中国平安励志计划颁奖典礼中，厦门大学嘉庚学院的“疯行者”创业团队晋级2012年全国十强总决赛，并获3万元创业基金。2013年的“水下清洁机械人”项目获得（全国）海峡两岸创新大赛决赛（仅有3支高校队入选）的优秀奖等。2012年光明日报、海峡导报等6家媒体先后报道了中心的学生创新实践事迹，称赞2009级机械设计制造及其自动化专业2班为“发明班”。

5 结束语

通过对工程人才需求的分析，建立了新型能力递进式实践教学模型，并完成对实践教学模块及教学方法、手段的改革。经过探索与实践，学院在工程实践教学中取得了诸多成绩，培养了学生实操能力、工程设计能力、研发创新能力，更好地满足了企业对人才的需求。科学技术飞速发展的今天，高校必须根据企业对工程人才的需求，与时俱进地对实践教学进行改革，提升工程人才质量、满足企业需求，真正实现“回归工程”教育。

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