新工科背景下地方院校“五融合”工程训练体系的构建与实践

李疆 左成光 金开军 杨秋萍 安金亮 李佳霖 石文昌

摘要：工程训练是给大学生以工程实践的教育、工业制造的了解、工业文化的体验，是培养学生实践能力和创新意识的重要教育环节，更新工程训练体系成为新工科建设的重要内容。文章在分析选择工程训练体系建设作为新工科改革试点必要性的基础之上，对标新工科建设要求，构建了训练平台校企融合、训练内容多学科融合、训练对象多专业融合、训练环境虚实融合、训练指导“双师”融合的“五融合”新工科工程训练体系，最后讨论了新工科工程训练体系实践中存在的问题及对策。

关键词：新工科;工程训练体系;地方院校

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）50-0175-03

为了迎接当前世界范围内新一轮科技革命和产业变革，适应面向未来技术和产业发展的新趋势和新要求，我国正在积极探索工程教育改革（简称“新工科”）。复旦共识、天大行动和北京指南，构成了新工科建设的“三部曲”，开拓了工程教育改革新路径。工程训练是给大学生以工程实践的教育、工业制造的了解、工业文化的体验，是培养学生实践能力和创新意识的重要教育环节，[1]故而重构工程训练体系成为新工科建设的重要内容。地方院校的主要任务是培养大批具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才[2]，因此地方院校构建新工程训练体系成为新工科建设的重要内容。

一、地方院校选择工程训练体系建设作为新工科改革试点的原因探析

1.地方院校短期内开设新专业实现专业融合存在困难。由于大多数应用型地方高校办学时间较短，与“新工科”相关联的学科和专业发展不均衡，要将这些专业在短时间内融合起来开办新专业，还存在师资队伍工程能力不足、校企协同机制不健全以及人才培养模式滞后等问题。“新工科”工程教育改革对地方高校来说，是一个实现自我提升、特色发展的最佳时机，不能因为存在困难而错失良机，改革需要找到一个突破口、一个支撑点。工程训练中心是一个面向全校各专业开放的综合性工程训练场所，拥有独立的教学管理体系，以此为依托开展新工科教学改革，可以避开很多管理交叉问题，各二级学院学科、专业融合的矛盾。

2.地方院校为提升学生工程能力需要寻求新的突破口。长期以来，大多数地方应用型高校借鉴研究型高校的建设发展经验，按照学术型人才培养模式开展教学工作，使得工科人才培养体系不能适应产业发展需求，教学内容严重滞后于高新产业技术发展，学生应用所学知识进行工程实践的环节严重不足，故而出现了企业招不到满意的人才，学生找不到工作的人才供需错位现象。一直以来，工程训练体系过分强调机械加工技能训练，将工程理念狭隘化，未充分体现将科学原理转化为工程设计、工作规划和运行决策的工程能力训练内容，达不到与国际工程教育接轨、与行业前沿技术同步的要求。

3.地方院校工程训练平台能迅速融合新产业、新技术。现阶段高校教学工作必须严格依照教学大纲和教材开展，教材开发具有一定的滞后性，使得教学内容滞后行业发展的情况普遍存在。此外，受到教材编写人员与行业的脱节、行业技术更新较快等因素影响，这种滞后现象不可能在短时间内得到解决。工程训练与企业有长期的合作、交流基础，可随时邀请一线技术人员将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的新要求引入课堂，并将一线技术方案转换为教学资源开展工程训练，因此工程训练平台在教学方式上具有较大的自主空间，在教学内容上更易于与新产业、新技术接轨。

4.地方高校工程训练平台为新工科教育提供具有工程背景的师资。由于大多数高校受到人才引进制度的限制，只能引进具有硕士和博士学位的研究型人才，人才来源单一，且这些研究型人才，大多数是由学校到学校，不具备行业经历和工程背景，而真正具有工程背景的高级技术人员却受到体制的限制无法进入高校执教，这种现状也是在短期之内无法改变的。而工程训练平台可以充分利用长期与企业的合作关系，将行业专家请进课堂，承担部分工程训练任務，在短时间内解决师资工程能力不足的问题，也可以通过校企项目合作提高高校教师的工程能力。

综上所述，利用工程训练平台开展“新工科”工程教育改革试点，可以避开制度和体制产生的障碍，在短时间内形成合力，是地方高校新工科建设的突破口，为下一步全面推进新工科改革积累经验，锻炼师资队伍，找到适合新工科改革的方向。同时，通过新工科改革试点，也为工程训练工作在新工科背景下重新定位，打造适应新工科建设发展需要的新型工程训练教学体系奠定基础。

二、对标新工科建设要求，构建“五融合”新工科工程训练体系

“新工科”建设复旦共识指出：“新工科建设要求地方高校要主动对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，把握行业人才需求方向，培养大批具有行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的工程型人才。”针对新工科的建设和工程教育认证的要求，地方院校应立足学校实际和地方经济需要，依托工程训练中心现有的软硬件条件和现有专业及学生工程能力状况，以新工科建设为契机，构建新工科工程训练体系，全面推进工程教育改革，提高工程教育质量。贵阳学院工程训练中心智能制造新工科实验班以“新工科”建设行动路线（“天大行动”）[3]为标准，构建了“五融合”新工科工程训练体系。

1.训练平台校企融合。新工科建设要求“向内容资源创条件，打造工程教育开放融合新生态”。工程训练中心是高校重要的工程通识教育平台和工程训练平台，但大多数高校的工程实践教学仅停留在操作技能训练的层面，工程综合能力的训练很少，工程实践教学难以真正走出校门，实现与企业融合协同育人，这种脱离生产实际的工程训练模式是不能适应“新工科”建设发展需要的。因此在贵阳学院的新工科建设试点中，将工程训练平台分成学校、企业两个层面进行建设，以校内工程训练中心为依托，建设工程技能训练基地;以企业生产现场和工程任务为依托，建设工程项目实践基地。工程技术训练基地紧密围绕新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用，搭建以智能制造为主线，并以数字化工厂软件技术、数控加工技术、自动控制技术、机器人技术、特种加工技术等为分模块的新工科工程训练教学实训室，各实训室与相关企业建立校企共建实训室，实训室不仅面向学生进行教学，还作为合作企业技术人员培训基地，为企业技术人员开展技术培训。并与省内外相关智能制造企业建立工程项目实践基地，将这些企业中的工程案例转化为教学资源，让学生将所学知识应用于真实工程项目，真正实现校企协同育人。

2.训练内容多学科融合。新工科建设要求“问技术发展改内容，更新工程人才知识体系”，基于新工科背景的工程训练，在教学方式和教学内容上应进行相应的调整，不以专业课程为线索组织工程训练，而是以企业工程案例作为教学内容，采取项目式训练方式，有效地将智能制造相关技术最新发展引入教学过程，从而实现训练内容多学科融合。在校内工程技能训练基地中关注学生在工训过程中的跨专业学习能力、学科交叉整合能力、创新能力的培养和评价;在企业工程项目实践基地的训练中，更注重对学生设计能力、工艺能力、加工能力和管理能力的评价。

3.训练对象多专业融合。新工科建设要求“要推动现有工科交叉复合、工科与其他学科交叉融合”，组织项目式工程训练，彻底改变过去以专业、班级为单位的组织模式，采取项目为引导，多专业协作，分组承担任务的方式开展工作，可实现多专业、模块化，按需求开展工程训练，既有效提高了工程训练的效率，也模拟实际工程模式开展训练，同时让学生在工程训练过程中了解不同专业在智能制造体系内所起的作用，起到相互学习、交叉融合的目的。

4.训练环境虚实融合。新工科建设要求“要推进信息技术和教育教学深度融合，建设和推广应用在线开放课程，充分利用虚拟仿真等技术创新工程实践教学方式”。在以智能制造为主线的工程训练过程中，加强信息技术、教育技术和工程技术的深度融合，构建线上自主学习交流平台、线下虚拟仿真+实操指导平台、企业工程项目实践平台，既注重线下“实体”实训平臺的建设，同时注重线上“虚拟”实训平台的建设工作，打造虚实融合的工程训练环境，为学生提供自主学习、自我实践、自主创新的条件，提高工程训练方式的“兴趣度”和工程训练内容的“挑战度”。

5.训练指导“双师”（教师、工程师）融合。新工科建设要求“探索高校教师与行业人才双向交流的机制”，要实现这种双向交流与合作，必须建立在有利于校企双方的建设和发展的基础上，这种交流和合作才能长久。一方面为行业专家走进高校提供平台，利用工训平台拥有的教学设备和条件服务企业，为企业培训技术人员提供条件;另一方面，通过在企业建设的工程项目实践基地，搭建教师和企业之间工程项目合作交流平台，在为企业提供技术服务的同时，提高教师的工程能力和科研水平。通过双方互动，真正实现训练指导“双师”（教师、工程师）融合。

三、“五融合”新工科工程训练体系面临的挑战及应对措施

1.学生线上自主学习推进难度较大。长期以来，学生受到传统教育模式的影响，对“面授”的教学方式依赖度较高，一旦脱离教师监督进行线上自主学习，容易出现精力不集中、“打卡”学习等现象，主要原因是线上教学资源的互动性不够，学生的学习仍然以“听课”为主，线上教学也以“教”为主。因此，线上教学资源也要随新工科的建设进程进行全面改革，利用人工智能技术增加与学生的互动和交流，引导学生拓展学习、回答学生问题、解决工程难题、提供工程案例解决方案等;教学内容应配套线下工程训练设备，同时利用虚拟仿真技术，完成线上操作模拟练习，以此提高学生学习兴趣度和参与度。

2.校企师资融合还需要体制和机制的支持。担任工程助教的企业工程师在新工科工程训练中具有重要的作用，但作为长期进行的工程训练教学工作，企业工程师进入高校任教需要得到体制和机制上的支持。高校现有的师资来源单一，均是刚走出校门的博士或硕士，基本上没有工程经验，难以承担以项目为背景的工程训练工作。从现行的高校体制来说，由于编制问题，不可能直接引进工程技术人员进入高校从事教学工作，因此一方面需要从机制上为工程技术人员参与教学工作创造条件，如提供线上工程指导、开设新工科专题讲座和短期工程项目指导等，还要提供政策鼓励青年教师进入企业一线参与技术研发、技术改造等，逐步提高专职教师的工程背景和经历。

3.校企融合训练平台的运行需要实现双方互利。在很多高校都开展了校企融合工作，但实施效果并不理想，地方高校情况尤其突出。校企融合开展新工科教育，其融合或合作的基础是双方能实现互利共赢，现实状况是学校急需企业提供平台、教学资源和工程师资，而企业希望从合作中获得优质人力资源和学校的科研帮助，协助企业开展新产品研发、新技术应用等，但由于很多地方高校办学历史短、基础薄弱，自身服务社会、服务企业的能力有限，企业在合作中获得有限，因此企业参与校企融合的积极性不高。为改变这一局面，需要学校进一步开放学校资源，各实验、实训室不仅面向学生进行教学，还作为合作企业技术人员培训基地，为企业技术人员开展技术培训;从制度上搭建教师和企业之间工程项目合作机制，在科学研究、产品研发、技术革新等方面开展深度合作，高校在服务企业的同时，提高教师的工程能力和科研水平，打造共享型协同育人工程创新教育平台，实现协同技术创新和协同育人。

此外，新工科工程训练协同育人平台的共建应该是开放多元的。由于地方应用型高校要对“区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用”，本科高校是培养将科学原理转化为工程设计、工作规划、运行决策的“工程型”人才，面向个别和少数企业来建设校企协同育人平台，容易走向“技术技能型”人才培养的方向，因此地方应用型高校应面向行业共建开放多元的协同育人平台，才能更好地服务于地方经济社会发展和行业发展，才能更好地拓宽学生的就业前景。

参考文献：

[1]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（06）：6-8.

[2]“新工科研究与实践”项目组.“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017，（01）：11.

[3]“新工科”建设行动路线项目组.“新工科”建设行动路线（“天大行动”）[J].高等工程教育研究，2017，（02）：29-30.