工程能力训练视域下实践教学体系构建研究

徐立娟 雷翔霄 唐春霞

[摘           要]  为培养高素质技术技能型工程应用人才，以电气自动化技术专业为例，构建了“五层次多模块四融合”的实践教学体系。坚持立德树人在实践教学中的核心地位，将专业思政目标融入实践教学体系各层次和具体项目当中，将技能训练目标与工程实践、创新创业有机融合，提升了实践教学在立德树人、工程实践能力和创新创业能力培养中的作用。

[关    键   词]  工程能力;实践体系;教学改革;立德树人

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）24-0015-03

工程能力是指应用工程科学和技术，解决企业实际工程问题，创造经济和社会效益的能力，即解决企业实际工程实践问题的能力。它通常包括：知识的学习与应用能力、思维判断与分析能力、工程设计与实践能力等[1]。制造业是国民经济发展的重要支撑和国家安全的重要保障，是立国之本、兴国之器、强国之基[2]。从某种意义上可以说，中国制造业要形成一定的优势，从业人员综合工程能力的高低是关键性因素[3]。

学生工程能力的培养取决于实践教学体系，美国宾州州立大学工学院通过学习工厂模式培养学生的工程能力，给学生在真实的制造环境中创造实践学习的机会，是综合性的实践模式[4]。德国的双元制和行动导向教学法，采用工程性较强的实训设备开展教学，培养学生的工程能力[5]。袁华[6]依据OBE原则，构建了“实验、实习、实训+创新、创业”的“三实两创”的实践教学体系。从2019年高职质量年报的数据来看，高职院校成为制造业技术技能人才培养的主阵地，但目前高职院校的工程教育实践环节薄弱[7]。

上述研究对学生实践能力培养起到了相当重要的作用，但对立德树人着墨相对不足，尤其是实践课程如何落实立德树人的研究较少。本文在上述研究的基础上，坚持立德树人在实践教学体系中的核心地位，以学生工程能力培养为主线，构建了高职电气自动化技术专业“五层次多模块四融合”的实践教学体系，将思政元素、职业素养培养融于实践教學体系中，将实践环节的能力培养目标分解到不同层次的实践教学项目中，为学生提供更多的工程实践机会，提升实践教学在工程能力培养中的作用。

一、“五层次多模块四融合”的实践教学体系构建

（一）确定高职电气自动化技术专业人才培养目标

本专业以适应中国制造2025背景下企业自动化、智能化转型发展需要，以企业工程能力需求为指导，以培养理想信念坚定、德技并修、实践能力强、具备较强学习能力、创新务实的高素质技术技能型专门人才为目标，实现学生的自主学习能力、工程实践能力和创新能力全面发展（人才培养目标如下表所示）。

（二）构建“五层次多模块四融合”实践教学体系

为践行人才培养目标，电气自动化技术专业融入立德树人、工匠精神培育、专业素质培养和思维习惯养成，构建了思政实践、专业基础技能实践、专业技能实践、专业工程实践和创新创业实践五个层次，强调专业教学与思政元素融合、思政元素与技能训练融合、技能训练与工程实践融合、工程实践与创新创业融合的“五层次多模块四融合”的实践教学体系（如下图所示）。通过实践教学体系的有效实施，培养学生的思维习惯、工程实践能力和创新创业意识，提高实践操作能力、分析解决问题能力以及团队合作能力。

1.思政实践

将立德树人落到实处，培养担当民族复兴大任的时代新人，培养德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人。把思政元素融入专业教学体系，贯穿学生三年的大学生活。通过军事理论、军事技能、思想政治理论课实践、形势与政策、大学生社团活动、专业深度社会实践等，引导学生树立远大理想和信念，努力将个人职业发展与国家需要相融合。专业课教师将思政元素与课程有机融合，各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。

2.专业基础技能实践

专业基础技能主要是在学习电工基础、模拟电子技术、数字电子技术等课程时，进行基础技能训练，使学生养成良好的基础规范和职业素养，掌握常规仪器仪表和设备的使用方法，以及实验数据处理和实验报告撰写方法，培养批判性思维、求真务实精神和学术诚信。开设电工基础实验、电气信号测量实验、电子线路设计实验等专业基础技能实训。

3.专业技能实践

专业技能实训主要面向大二学生开设。在学习了基础理论和掌握了基本技能后，通过自己设计实训项目，进行专业技术技能实训。掌握专业技能培育工匠精神，培养创新意识，提高综合素质。开设了电气装配、电路焊接、机械加工、电路装调、故障维修、PLC基本操作、MCU与智能检测等专业技能实训项目。

4.专业工程实践

工程实践是为体验产品研发、先进技术和生产过程，提高综合运用知识解决工程实际问题的能力，培养团队合作精神，提高项目管理与协调能力。主要面向大三学生，开设校企合作的实践项目、毕业设计等项目，培养系统思维、工程能力而设置。近三年师生共同为企业研发隧道二衬台车智能分料系统、非接触式智能洗车机控制系统等多个项目。

5.创新创业实践

大学阶段是培养创新创业人才的重要阶段，学院已建立协同创新实训室、创新创业协会等。以大学生创新创业训练项目为驱动，以大赛为抓手，强化学生的创新创业能力训练，培养创新意识和开拓进取精神，增强学生的创新能力和在创新基础上的创业能力。学院为学生搭建的平台有全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生“互联网+”创新创业大赛、全国大学生电子设计竞赛、全国职业院校技能竞赛相关赛项、西门子杯中国智能制造挑战赛、全国大学生服务机器人大赛等。

二、不同层级实践教学的融合

（一）专业教学与思政元素融合

挖掘专业的思政元素，将思政元素融入专业课程教学中。通过大学生“三下乡”、师生志愿服务评价认证、专业深度社会实践、社团活动等思政实践，鼓励学生走入社会，培养学生的爱国心，树立正确的世界观、价值观、人生观。在科技文献写作中，引导学生恪守学术诚信，提高知识产权意识;在工厂电气控制中，援引电气事故案例，提高学生的用电安全意识，使其养成严谨、细致的工作作风。通过小组教学法、教学做一体化教学法，培养学生的团队意识。

（二）思政元素与技能训练融合

通过在技能训练及报告撰写过程中强调工匠精神、工艺要求、安全意识、职业素养、批判性思维、求真务实、学术诚信、系统思维、热爱劳动等，实现思政元素与技能训练融合，在提高学生动手实践能力、分析解决问题能力及团队能力的同时，培养学生树立正确的职业理想和信念，形成良好的职业道德。

通过现代学徒制等模式建设校内实习基地，校外实践基地，提高学生的实践动手能力，培养学生热爱劳动、勤于思考、勇于探索的品格。在实习实训管理中引入6S标准，培养学生的安全意识与规矩意识。定期安排学生到校外实践基地进行专业见习、专业基础和深度社会实践等，采用校企双指导老师指导，培养学生爱岗敬业、吃苦耐劳的精神品质。在技能训练类课程中融入工艺要求、邀请国家技术能手、企业技术能手、优秀校友进课堂，让学生真切感受到精益求精的工艺魅力，增强质量意识。

（三）技能训练与工程实践融合

通过将企业实际工程案例开发为实训设备、毕业设计课题与教师的横向科研项目结合，培养学生的实际分析问题、解决问题的能力。与博世汽车部件有限公司等共建校外实践基地，为学生提供亲历工程实践的机会，直接服务企业的生产一线，解决企业工程实际问题，通过顶岗实践，提高学生的工程实践能力。近三年，不同程度参与隧道二衬台车智能分料系统、非接触式智能洗车机、电动车智能充电器等教师横向课题研究的学生数达到了专业学生数的12%，其中全程參与一个横向项目研究的学生占到了参与学生数的50%以上。这些拓宽了学生视野，激发了学生学习专业的兴趣，提高了学生的工程实践能力和工程素质，利于学生养成良好的思维习惯。

（四）工程实践与创新创业融合

与企业共建校内协同创新研发中心作为企业新产品孵化基地和学生创新创业的实践基地。学生从大一第二个学期开始有机会进入协同创新研发中心进行训练，依托合作企业的横向科研项目，参与企业技术改造、新产品研发，提升工程实践能力。并将技术改造、产品研发积累的经验拓展到学生的技术技能竞赛与创新创业大赛，这极大地充实了创新创业教学环节，培养了学生渴望技术、追求创新的思想。实现了工程实践与创新创业的融合，培养学生的工程意识，提高学生的科技创新创业意识和创新创业能力。

经过近几年的努力，通过深化校企合作、产教融合，与企业共建校内外实践基地，构建并实施了“五层次多模块四融合”的实践教学体系。近三年培养的学生在省级技能抽查中通过率为100%，优秀率超过70%;在全国“互联网+”创新创业大赛中获金奖1项，全国大学生电子设计竞赛全国一等奖1项、二等奖1项，职业院校技能大赛全国二等奖5项，西门子杯中国智能制造挑战赛特等奖2项、一等奖5项，服务机器人全国一等奖4项。学生申请专利10余项。

此外，还利用mulitsim、ProE等虚拟仿真软件、数字双胞胎、多媒体实验教学课件、AR/VR技术，推广运用虚拟、仿真等实验实训技术手段，拓展实验实训的时空域，构建立体化的实验实训场景，为培养思想素质高、工程实践能力强、思维习惯好、创新务实的高素质技术技能型人才提供支撑。

参考文献：

[1]陈波，王玲，张旭伟，等.基于“N-CDIO”理念构建培养学生工程能力新模式[J].高等工程教育研究，2017（5）：145-149，168.

[2]李平，高东峰，王森.主动适应产业转型升级 提高大学生综合工程能力[J].中国高教研究，2015（12）：45-48.

[3]许艳丽，李资成.中国制造2025背景下高职院校复合型人才能力培养研究[J].中国职业技术教育，2017（20）：5-9.

[4]张竞，梁喜凤，李孝禄.学习工厂：培养适应全球先进制造的卓越人才[J].高等工程教育，2018（2）：125-128.

[5]殷永生，李洁晶.高职院校实训设备工程性缺失的案例分析与对策研究[J].延安职业技术学院学报，2018，32（1）：99-102.

[6]袁华，陈伟，郁先哲，等.基于OBE原则的实践教学体系再构[J].实验技术与管理，2019，36（7）：206-209.

[7]席东梅，任占营，徐刚.支撑国家战略：做强“中国制造”的职教担当：职业教育支撑国家战略：中国制造2025座谈会综述[J].中国职业技术教育，2017（28）：30-37.

编辑 武生智