新工科背景下地州高校工程训练课程教学模式改革探索

李疆 金开军 石文昌 杨秋萍 安金亮

摘  要：在新工科背景下，分析了地州高校工程训练课程存在的问题，结合工程教育改革的要求，提出以工程训练课程为突破口，加强与地区行业、企业协作，优化工程训练教学环境、开展工程训练项目库建设、强化工程型师资队伍培养、打通线上线下教学资源的改革思路。通过构建虚实结合、校企融合的工程训练环境，创新教学方法，探索校企协同育人新模式，进一步提升地州高校学生的工程意识和工程能力。

关键词：新工科;地州高校;校企合作;工程训练;工程能力

中图分类号：G642 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）32-0122-04

Abstract： This paper analyzes the problems of engineering training courses in regional universities in the context of new engineering. Therefore， combined with the requirements of engineering education reform， the paper puts forward the engineering training courses as a breakthrough point to strengthen cooperation with regional industries and enterprises， and also optimizes the engineering training teaching environment. Meanwhile， it canwork in carrying out the construction of engineering training project library， strengthening the training of engineering teachers， and opening up the reform ideas of online and offline teaching resources as well. By establishing an engineering training environment combining school with enterprise， integrating teaching and innovation， and innovating teaching methods， exploring a new model of school-enterprise collaboration and educating people to further improve the engineering awareness and engineering ability of college students in regional universities.

Keywords： new engineering; regional university; university-enterprise cooperation; engineering training; engineering ability

一、概述

随着我国创新驱动发展战略的持续推进，经济社会发展对工程科技人才的需求日显突出，如何培养造就一批多样化、创新型卓越工程科技人才[1]，成为高等教育工程教育改革的当务之急。地州应用型高校由于办学时间短、办学缺乏特色、服务对象不明确等原因，在工程教育改革上进展较为缓慢，学生解决工程问题的能力、工程创新能力都有待进一步提高。工程训练教学是高校人才培养中重要的实践教学环节[3]，对于提高学生工程实践能力、创新创业能力有着不可或缺的作用。但是传统工程训练的内容、模式和方法已不能适应新经济、新产业高速发展对工程人才的要求。在教学过程中通过工程训练过程中让学生了解行业背景知识、培养较强的工程实践和创新能力，从而能在地区行业发展、企业转型中发挥作用，成为工程训练类课程教学改革研究的重要课题。

二、地方高校工程训练存在的问题

工程训练是培养具有创新意识、工程素养、工程能力的重要实践教学环节，根据《高等学校工程训练类课程教学质量标准》的要求，高校工程训练课程体系分为工程认知训练、工程技能训练、工程综合训练、工程创新训练四个层次，并要求按照学生知识、能力和素质的培养规律，针对不同专业有针对性地开设工程训练类课程。但是由于工程训练作为校内工程实践教学模式，存在教学内容与技术发展脱节、教学方式滞后、指导教师工程能力不足、教学环境局限等问题，从而导致学生工程综合能力训练缺乏針对性，学生工程能力提升有限[1]。

（一）训练内容问题

由于工程训练源于金工实习，很多学校仍以“制作榔头”作为工程训练项目，重点进行车、钳、铣、电焊、热处理等机械加工工艺实习，有的学校增加了数控加工、3D打印等加工方法，并未从提高学生工程能力这个出发点进行工程训练项目的开发和优化，加上指导教师长期与企业一线脱节，对新技术、新工艺、新标准不了解，导致教学内容严重滞后于行业、企业技术发展;由于训练内容与学生专业的契合度不够、与区域产业衔接不足，导致工程训练流于形式，影响了学生的专业工程能力和就业竞争力的提升。

（二）指导师资问题

大多数高校工程训练教师分两大类，一类是从校办工厂转制过来的工勤技术岗位人员，这些人员年纪偏大，知识陈旧，缺乏先进的教学方法和教学理念，不可能完成新工科背景下的知识更新;另一类是引进的研究型人才，这些研究型人才由于是从学校到学校，没有经过企业锻炼，缺乏工程经历，工程意识和工程能力缺乏，教学过程只能照本宣科，很难吸引学生主动参与工程训练活动。这两类指导教师存在的问题都严重影响了工程训练的教学质量和教学效果。

（三）训练环境问题

工程训练教学是“以实际工业环境为背景，以产品全生命周期为主线，对学生开展工程实践教育的方法”[1]。90年代根据工程教学需要，高校将校办工厂改造成工程训练中心，解决了工程训练需要的“实际工业环境”的问题，但随着产业的变革、科技的发展，传统工程训练中心提供的工程训练环境、设备已严重滞后于经济社会的发展;由于受到学校经费投入的制约，工程训练中心也不可能随着工业技术的高速发展，随时保证工训条件与技术发展相匹配。

（四）教学方法问题

长期以来，工程训练教学沿袭了企业中“师带徒”的教学模式，教学以指导老师的讲授和示范为主，学生模仿进行操作、加工，学生未从工程的角度对开展的训练进行自主、深入的思考;由于指导教师知识面的局限性，无法让学生了解行业的前沿技术及其应用情况，更无法开展“跨学科、跨专业、跨行业”的工程训练项目整合，学生的工程训练停留于最表浅的操作学习。

三、地州高校工程项目综合训练教学模式改革

地方高校在新工科工程教育改革中的首要任务是“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]。因此工程训练课程在工程类专业的教学过程中具有不可替代的作用。要达到新工科工程教育改革的要求，工程训练课程需要立足地方行业需求、借鉴国内外先进经验、做好专业衔接、开展校企协同育人，探索地州应用型高校工程训练的新模式、新方法、新路径。

（一）新工科工程训练课程环境的打造

鉴于传统工程训练中心的局限性，新工科工程训练课程环境应做到“虚-实结合”“校-企”融合（如图1所示）。

1. 训练环境虚-实结合：

训练“虚”环境包括虚拟仿真环境SPOC课程环境。虚拟仿真环境提供虚拟仿真操作，如安全教育、数控加工、电气装调、虚拟数字化工厂管理等，通过虚拟环境、虚拟设备可解决设备更新投入过大、大型设备操作安全等问题，可让学生尽快了解、掌握最新的设备、技术和工艺，并开展跨学科、跨专业知识学习，同时利用虚拟仿真系统的测试功能，了解学生的编程能力、操作能力，为进入训练“实”环境进行实操打下基础，进一步保障工程训练过程的安全性。SPOC课程环境为学生提供与指导教师、企业工程师之间交流学习的平台。

2. 训练环境“校-企”融合

德国在工程教育过程中采用双元制教学模式，即实践-理论-再实践-再理论的循环教学，让学生在企业进行实践训练，同时熟悉企业对知识、技能的要求，了解企业解决工程问题的方法和路径，带着问题开展理论学习;英国采用工学交替“三明治”的模式，在校期间1年半时间在企业进行工程训练，同时在大学内设立工业中心，让学生将企业了解的工程问题在指导教师的帮助下开展项目式工程训练，并在企业内进行验证;日本也通过校实习工厂和企业训练相结合的方式提高学生的工程能力并满足企业和社会发展对工程人才的需求[4]。

从国外大学工程训练的环境条件来看，高校与企业在人才培养上搭建良性的互动平台，工程训练平台与行业或企业的实际状况联系紧密，学生对企业的设备状况、技术条件、能力要求有准确的了解，有利于明确学习的目标，有利于提高学生学习的主动性;同时有利于学校工程训练平台的建设规划，引导校内训练环境向“教育、培训、研发一体的共享型协同育人实践平台”进行建设和发展[3]。因此要为学生提供有效的工程训练环境，离不开“校-企”融合，校内工程训练教学将行业典型案例进行归纳，利用“虚-实”结合的工程训练条件，开展系统分析、优化设计，为学生开展“间接工程训练”，校外企业工程训练则让学生参与到真正的工程项目设计、制造、管理过程中，培养学生发现问题、解决问题的能力，完成“直接工程训练”[4]。

（二）分層次工程训练案例项目库的建设

传统工程训练主要按工序或工种开展工程训练，训练以掌握机床或设备操作为主，这种训练方式只能完成工程认知训练和工程技能训练这两个环节的学习，无法完成工程综合训练和工程创新训练。通过对行业、企业真实工程案例进行分析、综合、提炼，建立分层次工程训练案例项目库，可有效解决现在学用脱节的问题;同时根据行业的发展和技术的进步，不断更新项目库的内容，让学生学习相关行业解决工程问题的最新方法、熟悉相关行业的国家标准和行业标准。

所谓分层次工程训练案例项目库（见图2）是由标准工程项目案例库、新技术工程项目案例库、研究工程项目库组成。标准案例库是企业已完成的、可公开的成熟工程项目内容，学生可以进行学习、模仿，并了解工程实现的路径、标准、方法;新技术案例库是随着行业技术发展，用新技术解决老问题的工程方案或技术改造方案，学生通过该案例库可以了解行业现有的新技术以及应用情况;研究工程项目例库是行业或企业尚未解决的共性问题、难点问题，主要作为校企合作研发的项目，此案例库可让学生了解行业内的前沿问题，并让学习情况较好的同学与教师、企业工程师共同攻关，完成相关工程项目，真正让工程项目来源于企业、应用于企业[5]。

工程综合训练或创新训练，一般都采取团队模式开展训练，由指导教师与项目团队共同确定训练项目内容，根据训练项目内容在三个案例库中找到工程资料进行学习、模仿、设计、验证，直至完成既定的工程训练内容。对于学习效果好、工程能力强的学生可参与到校企协同创新团队中解决实际工程问题。

（三）工程型师资队伍建设

为解决工程训练教师存在的知识老化或工程能力不足等问题，应从政策上激励高校教师进企业进项目提升工程能力，企业工程师进课程进课堂参与校企协同育人。通过双方合作互动，企业为高校教师提供参与技改、产品研发的机会，为工训教师了解行业标准、企业标准，建立工程训练案例项目库、提高工程项目指导能力创造条件。只有这样，才能培养出一批了解企业需求、了解前沿技术状况的工程型师资队伍，促进工程训练课程的教学质量，提高工程训练教学水平。

（四）线上-线下相结合的教学方法

随着新工科工程教育改革的推进，跨学科、跨专业学习将成为工程训练的常态，传统“师带徒”工程训练教学模式已不能满足教学的需要。为提高学生自主学习能力，适应各行业技术的快速发展，对新知识、新理论的学习可采取提供线上学习资源，线下教师辅导的方式，同时利用工程项目案例库，让学生学以致用，迅速将所学知识应用于工程训练项目的实施中。在实施过程中，可利用SPOC平台打通工程训练学生与企业工程师之间的交流平台，提高学生、指导教师、企业工程师之间交流的即时性、交互性，满足学生个性化学习需求。

对学生学习成效的评价也可采用线上-线下相结合的过程性多元评价体系，即线上对学生理论知识的学习成效、交流沟通频次进行综合评价，线下对学生的操作能力、设计能力、协作能力进行客观评价，线上-线下相结合的评价模式可以客观反映学生工程训练的成效，并对学生工程能力评定提供依据[5]。

四、结束语

地州高校以培养服务地方行业企业的人才作为人才培养的主要目标，要在新工科工程教育改革中与工科优高校和综合高校实现错位发展、特色发展，地州高校必须主动对接行业企业，将企业工程技术人员引进课堂，尤其在工程训练课程中要加强校企协同工程训练环境建设、工程型师资队伍建设，通过校企合作开展与行业、企业紧密相关的工程训练项目库建设，改进教学模式、教学方法，加强学生、教师、工程师三方沟通学习，创新校企协同育人模式，探索新经济、新业态、新工科背景下工程型技术人才的培养方法，为中国制造2025计划的实施提供创新能力强、工程素养高的优秀建设者。

参考文献：

[1]教育部工程訓练教学指导委员会课程建设组.高等学校工程类课程教学质量标准[Z].2014-12-3.

[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）：10-11.

[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.

[3]华尔天.地方工科院校产出导向的工程类专业创新人才培养研究与实践[M].杭州：浙江大学出版社，2018.

[4]胡珏.工程教育改革背景下的工程训练平台研究[D].浙江：浙江大学公共管理学院，2009：15-18.

[5]李疆，等.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[J].教育教学论坛，2019（50）：175-177.