新工科要求下的地方本科高校工程训练建设研究

朱 民

(南昌航空大学 工程训练中心, 江西 南昌 330063)

1 新工科对高校工程实践教学的新要求

新经济、新业态的快速发展和新技术的不断涌现,工科(工程学科)这门应用数学、物理学、化学等基础科学的原理,结合生产实践所积累的技术经验而发展起来的、作为研究应用技术和工艺的学科得到不断的丰富和发展。《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》中提出了工程教育新思路、学科专业新结构、人才培养新模式、教育教学新质量、分类发展新体系,其中重中之重的是教育教学新质量,培养出来的人才能够快速适应企业和社会的需要,具备扎实的基础知识功底和再学习并迅速掌握新技术的能力[1]。

产教融合、校企合作是学校人才培养的重要组成部分。但受到多方面的限制,一方面企业接待在校生实习的时间、人数、内容和安排不能完全按照学校的计划加以保证,同时企业经营对效率、质量又有着严格的刚性要求；另一方面学校和企业的关系不可能再回到学校内部办工厂或工厂内部办学校这种状态。因此,充分发挥和建设好校内的工程实践教学平台,保证理论、实践、再理论、再实践的不断融合施教,对大学4年工程教育不断线极为重要。

经过近20年的本科高校工程训练中心快速建设和发展,从原校办工厂式的传统制造技术和工艺的实习逐步发展为拥有数万m2场地、实习设备数百乃至上千台/套的大型综合性工程实践教学基地。实习教学内容也逐步扩展到数控加工、机电一体化、3D打印及许多新技术新工艺,近年来又拓展了虚拟仿真、创新创业等实训项目。但在不断丰富增加实习内容的情况下,学校教学管理部门设置的实习时间(学分或课时)基本没有增加。新工科关注新产业、新技术的多学科交叉融合发展,很多内容超越了传统工科的内容范围,是继续增加实习内容还是积极改进、创新工程实践教学组织和内容,特别是地方高校应当怎样努力找到一条适合本校人才培养的工程实践教学路子,需要认真思考和积极实践。

2 科学设置与改进创新工程实践训练内容

我国高校工程实践教学的主要阵地在工程训练中心,地方本科高校工程训练中心建设的主要内容一般有:满足学校人才培养应具备的工程实践教学硬件条件；具有一支专业化水平较高的教师队伍；具有比较完备的实践教学体系、教学方法科学；教育教学具备信息化、网络化、智能化条件；安全保障体系严谨规范。新工科对工程教育提出了新的要求,在建立相应的工程实践教学保障措施时,应当认真思考并落实6个方面的问题。

2.1 注重顶层设计,把握理论与实践的融合施教

学校在制订人才培养方案时,通常按照特定的培养目标和人才标准,以相对稳定的教学内容和课程体系、管理制度和评估方式实施人才教育。新工科是以新技术新经济的要求带动新的人才培养要求[2],需要适时增设新的教学内容和调整课程体系。同理论教学一样,工程实践教学也需改革现有的教学模式。我国高校长期以来坚持了学生入学后学军、学工等人才培养要求,通过军训和下厂劳动锻炼学生的意志品质,金工实习也一直延续至今。但金工实习与对应的理论课程在时间安排上不能很好对应,4年培养方案中也仅仅安排一次,学生掌握实践知识的能力自然不足。与此同时,金工实习时间大幅压缩,以及虚拟仿真教学的出现,有可能把学生培养成只会动鼠标和键盘的新一代“工程人才”。理论课程教学和实践课程教学应该有效地融合,理论课教师应该具备丰富的实践知识,掌握相应的技术和工艺知识,实践课教师也应当不断学习新知识新技术,理论课与实践课教师相互往来,学校应当鼓励理论课教师到实践教学中兼课。

2.2 把能力培养作为实践教学的关键要素

世界各国都非常重视大学生工程能力的培育。近些年来,从政府到社会和企业,对学生的综合能力,特别是实践能力和动手能力都给予很大的重视。比如国家领导人倡导“大众创业、万众创新”及在高校中蓬勃兴起的创新创业教育、组建创客团队和创新学院等,以及教育部在高校推动的质量工程,特别是加强学生在校期间的实践能力要求,组织推进应用型大学的定位、测评和考核等[3]。

培养学生工程能力应该是通过对工业生产过程中人机料法环(5M1E)的认识和掌握，提高对工艺技术、经济分析(成本核算)、生产组织、团队意识和安全保障等综合运用的能力。通常对学生的工程能力培养(训练)一般是工艺技术和技能的认知传授,是单一的、分割式的流水作业教学模式,而让学生掌握系统的、关联的、综合的相关知识是学校培养具有科学创新能力的关键所在[4]。不同的实践方式会出不同的认识效果,即使采用同样的教学方法,学生的基础不同也会收效不一样。在批量生产教学模式下,保证必要的实习时间,设置好典型性和发展性的实践项目内容,教会学生认识问题、分析问题和解决问题的方法,能综合运用所学到的相关知识解决工程问题,以及进一步再学习的能力,决定着人才培养的最终效果。

2.3 打造适合本校人才培养的实训体系

在保证高校人才培养基本要求的前提下,地方高校应当围绕本校特色和地方经济建设的要求,建设好适合本校人才培养的工程实训新体系。原有的高校工程实践教学通常围绕着“金属工艺学”这门课程以及相关的机床设计、切削原理及刀具设计、互换性与技术测量等专业知识来设置实习项目,为数不多的冷热加工实训项目在实习指导师傅的指导下,用8周左右的金工实习给当时的学生留下了难忘的记忆。学生在学习工艺知识的同时,指导教师优秀的品德和作风也印在了他们的脑海里。

在新技术、新工艺不断涌现的今天,科学设置好实训项目和内容尤显重要。一是合理增加实习时间,二是科学制定实训项目内容,同时要给学生留有自主学习发挥的空间,搭建新技术,特别是信息技术、多学科交叉应用的综合实践条件,利用“慕课”和在线学习拓展教学时空、增强教学吸引力、为个性化培养模式提供有力支撑。地方高校特别要注意学校特色发展的问题,注意通才与专才培养。要防止别人有什么我也要上什么,也要防止重冷轻热(冷或热加工),以及重现代制造技术轻传统加工工艺的倾向,从而规避“千校一面”“千人一面”的教学模式。

2.4 建立健全科学的实训质量保证体系

全面提升学生的工程实践能力和创新精神,是衡量学校工程技术人才培养质量的根本标准。通过工程实践教学,抓住质量这个牛鼻子,准确地评价学习效果、更好地提高教学质量、构建科学有效的质量评价体系,在工程实践教学中非常重要。在保证达到国家和行业对人才要求评价标准的同时,学校应建立具有自己特色的人才培养质量标准。实践教学质量评价应当由学生、学校教学管理部门、第三方评估单位和用户(理论课教师或工作单位)进行,学生从进入实践环节起,就应当处于这个系统的监控中。每一实训项目要有目标要求,有测评标准和手段,建立实践教学质量管理保障框图和实践教学管理档案库。教师评学、学生评教是促进教学质量和教学水平提升的有效途径,实习指导教师和学生要建立起良好的知识沟通渠道,在规定实习时间外要积极参与网上教学和答疑。建立网上预习、经典案例、工程技术进展和考核测评等工程教育信息化窗口,把质量管理控制延伸到课外,鼓励学生预约学习和教师应约施教,把课外的教学作为考核教师工作量的测算因子之一。注重综合性训练和考评,提高学生运用所学到的技术知识解决综合工程问题的能力,通过各种竞赛提升学生运用知识的本领和创新实践能力,加强师生的情感交流,磨练并树立正确的人生品格和价值观,提高应对各种复杂问题的能力。

2.5 成为学校育人的重要平台

立德树人是高校人才培养的基石。党的十八大提出“把立德树人作为教育的根本任务”,教育部于2014年颁发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》指出,立德树人是发展中国特色社会主义教育事业的核心所在,是培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人的本质要求。作为有着产业工人血脉、组织管理相通的工程实践教学平台,应该为学校立德树人发挥重要的作用。

早前校办实习工厂具有实习教学和生产经营两项任务,实习指导教师基本是具有较高技术水平的工人师傅。他们在完成实训教学任务的同时,还需要承担一定的生产任务。他们身上具备的优秀品德和工作作风、坚强的意志和对工作精益求精的精神,以及严守纪律、互帮互助的团队意识渗透到了工程训练中心的教学实践中。中心严格的纪律和规范的制度要求是学生必须适应的,也是他们进入社会的第一个“见面礼”,更是培养社会主义事业接班人的基本要求。

教师的言传身教直接影响着学生做人做事的态度和作风,工程训练中心(平台)打造的工程文化氛围也会激励学生树立坚定的意志和追求扎实学识的意愿。对工程训练师资的有效管理是学校教师队伍建设的重要组成部分,把有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心作为实习指导教师热爱本职、勇于奉献的职业要求。通过良好的耳濡目染、言传身教的学习过程,社会主义核心价值观会得到较好的传承。

2.6 创新创业教育贯穿始终

新工科应对的“学科交叉融合”特征,特别是信息技术、智能装备、机器人等新技术、新业态的出现，为知识的传授和培育学生的创造性思维提供了广泛的空间。从思考问题着手,到制定解决路径,再到实践运作实现,再不断反复思考,这个过程就是能力养成的基本过程。工程实践中每一种工艺技术的学习都会引发学生的思考和探究,实践中一连串的问题将引导学生更好地掌握工程知识,也为创新教育注入良好的契机。实践的目的是为了更好地学习和研究,在工程实践教学中也应该让学生充分掌握材料成型机理、制造过程相互关联因素、经济分析对方案决策的影响等综合处理问题的能力,实现从“实践认识—思考比较—再实践认识—理解掌握—提升创新”的认知规律。

3 地方高校工程训练建设还需注意的问题

3.1 发挥对地区经济建设的重要作用

围绕地方经济建设和行业发展的需要,顺应区域发展的优势,理清思路,重点建设相关专业和交叉学科以及配套的教学保障[5],努力争取地方政府、行业和社会资金的支持,重点依托区域产业优势,积极推进校企合作、产教融合,确定并执行好学校和企业在人才培养中的分工、职责和要求,并制定相关考核内容,探索成立新工科范式下的工程创新训练中心,不断提升人才培养质量。

3.2 不盲目跟风,科学规划,特色发展

随着在新工科范式下新技术新工艺和交叉学科的发展,学校应当认真、科学地规划好实训内容。一是针对学校办学特色,着力建设好相关教学实训内容；二是要为学生搭建深入学习知识的梯子和脚手架[6-10],让学生通过学校时间不长的工程实践，掌握必需的技术知识和具备再学习能力,为今后的发展打下基础；三是要科学论证教学项目,切忌不要建成“杂货铺”,什么都有、什么都不精,造成摊子大、消耗多，学生看似都学了,但什么都没有真正掌握；四是仍然要把传统制造技术放在工程实践的重要位置,不能因为追求新的、高大上的先进加工集成技术而忽视基本的传统制造技术,应该在精选的“传统制造技术+”上构建新工科要求下的工程实践体系；五是本着能实不虚、以虚补实的原则,正确、适度运用虚拟仿真教学手段。

3.3 为地方经济社会发展做出贡献

地方高校在地区经济建设中可以做的事情很多,工程训练中心这个校内工程实践教学的平台在保证学校教育教学任务的条件下,可以为地方企业开展科技合作(转化)、产品研制、技能人才培养,以及对社会开放等。有序地与地方政府人力资源部门深度融合,开展各类工程技术人员的培训,既可满足地方政府和社会对技能人才的需要,也能提升学校实践教学师资队伍的水平和能力。与地方经济建设融入得越好,就越能体现高校的价值,就越能真正实现产教融合、校企合作,就越能发挥高校在科研、人才培养中的优势,就越能得到地方政府、行业和社会的支持[11-13]。

按照新经济、新业态的要求,加快地方高校对工程技术人才的培养,提升本科毕业生适应社会、融入社会的能力,迅速在企业和工作岗位中发挥作用,是高校工程教育的最终目的所在。沉下心来抓好高等教育工程实践教学领域各个环节的建设、跟踪社会发展的趋势和新技术的发展、密切与政府和企业的联系,高校在新工科范式下的发展中一定会取得丰硕的成果。