基于关键能力培养的工程训练模块化课程体系建构

陆兴发

[摘 要] 以综合创新能力为核心的关键能力是实现创新发展的重要途径。面对激烈的全球制造业竞争，全力打造现代大学生的工程训练综合创新能力是高校的重要历史使命和历史担当。阐述了建构工程训练模块化课程体系的必要性和紧迫性，建构了基于大工程背景的四层五级工程训练模块化课程体系。实践证明，四层五级模块化课程体系能够显著提升大学生的综合创新能力。

[关 键 词] 关键能力；工程训练；模块化课程；建构

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）16-0114-02

制造业是一个国家国民经济的重要基础和支柱产业，更是一个国家经济实力和核心竞争力的集中体现和重要标志。正是得益于强大的制造业优势德国平稳度过了国际金融危机，成为受危机冲击最小的国家。受此启发，危机过后世界各国开始高度重视制造业的发展。德国率先提出了以智能制造为主导的“工业4.0计划”，美国提出了“先进制造业国家战略计划”，英国提出了“高价值制造业战略”，日本提出了“产业复兴计划”，法国提出了“新工业法国”等。

制造业竞争已成为未来大国竞争的关键。中国作为全球制造业中心，一直陷于“大而不强”的窘境，产品附加值严重低下，绝大多数产业在国际产业分工体系中处于价值链低端。为此，2015年5月，中国政府在颁布的“中国制造2025”中明确提出“实现中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变，完成中国制造由大变强的任务、重点领域和重大工程”。通过实施“中国制造2025”战略，旨在迅速提升中国制造业的国际分工和全球价值链地位，抢占国际竞争制高点。只有提升我国制造业的发展层级，才能在激烈的国际市场竞争中保持和获得更大的发展空间。提升创新能力是“中国制造2025”的核心任务和首要目标，实现这一目标的唯一途径就在于创新人才的培养，这才是真正的“固本培元”。无疑，高校担负着培养具备先进技术和创新能力人才的重任。

一、工程训练的综合优势

工程训练是一种通过学生参与具体的工程实践活动而开展训练的一种教学活动，通过工程训练培养学生具有较强的工程素养和工程综合创新能力。工程改变世界，行动创造未来。清华大学副校长杨斌教授指出：“要改变工科人才培养不接地气的现状，只有靠‘产业高手进入校园课堂，学生走入产业真刀真枪。大学也许应该强制性地让学生拿出一到两个学期的时间，完全泡在实践中。”

目前，国内高校的工程训练及其工程训练中心建设已实现了质的转化，“由常规的金工实习和电子工艺实习向现代工程实践教学转化，由单机技能培训向局域网络条件下技术集成培训转化，由操作技能培训向技能与综合实践、创新实践相结合转化，是以大工程为背景，以学生为中心，以工程技能训练为基础，以培养过程能力为目标，以创新思维训练为核心，多元化、开放型工程实践创新训练”[1]。可以说，国内各高校的工程训练中心已经成为我国高校开展大学生工程技术、工艺实训与工程创新实践的重要基地，是国内各大工科院校中教学规模最大、学生受众人数最多的实践教学基地，更是在校大学生课外科技创新实践的主要训练和活动基地，是在校大学生体验和完成发明创造和科技竞赛作品设计与制作的第一场所[2]。

二、工程训练模块化课程体系建构

毋庸置疑，大学生关键能力的培养离不开科学的工程训练课程体系。但纵观我国现阶段绝大多数高校的工程训练中心的课程体系，“主要训练内容仍为机械制造”[3]，即便是在我国发展水平高端的上海高校，“总体尚处于由传统单一的技能训练向现代的工程实践综合训练的发展、提高阶段”[4]，根本谈不上创新、创造、创业，最终导致“我国工科大学毕业生大多缺乏实践能力和创新精神，缺乏解决工程实际问题特别是综合性较强的复杂的工程技术问题的能力”[5]。为此，必须充分利用新工科建设的历史机遇期，从快、从速扭转目前高校工程训练中心功能单一的局面，建构科学的工程训练模块化课程体系，以适应未来发展的需求。

大学生关键能力的培养必须以现代制造业的大工程为背景，使课程体系建设置于大工程的现实背景，才能确保大学生关键能力的培养具有坚实的实践依据。如果离开了现代制造业的大工程背景，無疑使大学生关键能力的培养成为无源之水，无本之木。现代制造业的突出特点是以制造工程为基础，以数字化、信息化为主导，融产业开发设计、技术工艺、生产管理和市场营销等环节于一体的协同工况流程系统。因此，设计开发科学的工程训练模块化课程体系必须建构于这种背景之上。

总结国内高校工程训练教学实际，我们认为建构四层五级的模块化工程训练课程体系是非常必要和恰当的。

第一层课程是基于大工程背景的工程认知课程，这一层级课程里包括现代大工程背景介绍和工程认知两个部分。着重向学生介绍现代大工程背景，包括加工目标任务、图纸设计、工艺设计、材料选择与控制、加工技术选择等，还需向学生介绍生产过程必需的生产系统、信息系统、能源系统以及销售系统和服务系统等。在此基础上，向学生详细介绍工业加工过程、生产安全、生产设备操作规程、质量体系及其监控检验技术、环境保护、工程伦理以及现代清洁生产的基本理念和相关技术。

第二层课程是以传统加工技术为基础的相关加工技术、质量保障技术、管理技术等。

第三层课程是拓展综合实践课程，重点通过工程实践向学生传授先进制造技术、增材制造技术（additive manufacturing，AM）以及清洁制造技术。

第四层课程是创新实践课程，主要由通过设计现实工程实践背景的项目，当然最好是能够让学生适度参与工程实践，使学生在真实情景中感受、体验实际生产过程。鉴于国内各高校所处地域不同、高校工程训练水平不同以及国情不同等客观原因，目前一条理想的途径便是通过组建大学生创新团队参加国家举办的各类大学生创新竞赛，进而培养学生的综合创新能力。当然也可以通过设计开发综合实验培养大学生的综合创新能力。

通过上述工程训练模块化课程体系，我们卓有成效地培养了以大学生实践综合创新能力为核心的关键能力。仅2017年我们组建了9个大学生创新团队，参加了全国3D十周年精英联赛和全国3D大赛，获得了吉林省赛区特等奖1项、一等奖4项、二等奖3项、三等奖4项。通过创新大赛，学生获得了成功的体验，获得了创新的兴趣与动力。

参考文献：

[1]张戈.智能制造背景下工程训练中心建设探究[J].实验技术与管理，2017，34（2）：209-213.

[2]梁延德.我国高校工程训练中心的建设与发展[J].实验技术与管理，2013，30（6）：6-8.

[3]朱瑞富，孙康宁，贺建业，等.综合性大学工程训练中心发展模式设计与实践[J].实验师研究与探索，2011（4）：86-99.

[4]吴国兴，符跃鸣，李忠唐.上海市高校工程训练的现状、问题与发展[J].实验室研究与探索，2013，32（9）：149-153.

[5]徐建中.创建国内一流的工程训练中心的建设实践[J].实验技术与管理，2006，8（1）：76-80.