基于智能车模的多学科融合工程实训教学模式的探索与实践

郭大林 王军

摘要：培养创新能力強、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才是高等工科院校的首要责任。工程实训是高等院校中锻炼学生应用专业知识解决工程实际问题的重要实践类课程，当前工程实训课程存在教学形式单一，工程能力培养效果不显著的问题。本文基于多学科交叉融合的教育理念，提出了基于智能车模项目驱动的工程实训教学模式，为工程实训课程的改革提供了新方法、新思路。

关键词：智能车模;工程实训;金工实习;多学科融合;教学模式

高等工科院校是我国工程技术人才培养的练兵场，担负着为国家输送具备创新创业能力的应用型新工科人才的重任。《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》中指出，高校应当培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1]。高等工科院校中工程实训课程在锻炼学生工程意识和工程能力的同时，重点培养学生创新意识和创业能力。结合我国高等教育改革与发展的要求，工程实训在高校人才培养中的重要性显得尤为重要。本文基于多学科交叉融合的教育理念，针对高等工科院校工程实训教学形式单一，工程能力培养效果不足的问题，提出了基于智能车模项目驱动的工程实训教学模式。

一、高校工程实训教学中普遍存在的问题

在对国内一些高等工科院校的工程训练中心的建设水平以及教学模式的调研中发现，当前高校工程实训教学在人才培养功能中普遍存在以下问题。

第一，工程实训教学受重视程度不高，学生学习积极性不高。工程实训教学是实践类课程，在高校学科建设和专业排名中所占比重较低，由此导致学校对工程实训中心建设的投入不够，对课程的要求较低，进一步地，导致任课教师对教学的热情不足，学生学习的积极性不高。

第二，工程实训教学设备陈旧，与社会主流设备脱节[2]。目前，一些非重点高校，尤其是西部地区的地方性高校，工程实训教学设备陈旧，更新换代跟不上社会主流设备的发展速度，与社会脱节，影响教学质量。

第三，教学模式单一。目前，在调研的工科院校中开展的各类工程实训教学项目仍主要以单一的功能零部件设计制造为主。金工实习（冷）主要以简单的零件加工和相关产品装配训练为主;金工实习（热）主要以铸造、焊接、热处理等加工工艺的认知学习为主;电工电子实习也主要以功能单一的电子元器件焊接组装为主。教学模式单一，缺乏探索性和创新性，与其他专业互动融合不够。

二、多学科融合理念在工程实训教学中的应用

1多学科融合的目标

多学科融合的目的是统整多学科资源，有效地解决问题，进而在问题探究的过程中全面培养和训练学生的学习能力和综合素养，更好地达成教育目标[3]。工程实训是高等院校中锻炼学生应用所学专业知识解决工程实际问题的重要实践类课程，着重培养学生的工程意识和工程能力，多学科融合教育理念很好的契合了工程实训的教育目标。

2基于智能车模的多学科融合工程实训教学模式

我校自2011年入选“卓越计划”高校以来，不断探索贴近工程实际的实践教学模式。智能卡车模型贴近生活实际，零部件种类多样，加工制造工艺难度适中，基于卡车车模零部件加工制造与装配的多学科融合的工程实训教学已开展多年。

（1）智能车模设计、零件工艺选择及课程安排

智能车模机械部分的三维模型如图1所示，主要零部件有：驾驶室、底盘、前轮、后轮、前轴、后轴以及车标等附件。

冷金工实习课程内容包括：车削（包括数控车）、数控铣、钳工、特种加工（线切割、电火花、3D打印），热金工实习课程内容包括：铸造、冲压、冲折、热处理、焊接等。综合工程实训课程中的各类制造工艺进行考虑，车模主要零部件的工艺选择及课程安排如表1所示。

（2）教学设计

基于智能车模的工程实训教学模式是以机械学院为主导，将工科院校的机械、材料、电子等专业进行多学科融合的实践教学项目。通过智能车模项目将机械专业主导的冷金工实习、材料专业主导的热金工实习以及电子与信息工程学院主导的电工电子实习等三大工程实践课程进行有效结合，培养学生综合应用各学科专业知识解决工程实际问题的能力。基于智能车模的工程实训教学设计规划示意图如图2所示。

智能车模的工程实训课程由三部分实习组成，分别是：冷金工实习（机械学院）、热金工实习（材料学院）、电工电子实习（电子与信息工程学院）。各学院在基础技能训练教学任务完成后，指导学生进行智能车模零件的设计与制造，零部件制造完成后，由机械学院进行整体装配。

智能车模的机械类零部件设计制造在冷金工实习和热金工实习课程中进行，时间安排在大一（下）、大二（上）学期完成。冷金工实习主要负责车模零件的粗、精加工，车身附件的设计制作以及整车装配。热金工实习主要负责底盘的铸造），车头和车厢的冲压、冲折、焊接，以及后轴热处理。车模控制单元的设计制作在电工电子实习课程中进行，时间安排在大二（下）学期完成。电工电子实习主要负责完成电子元器件的选配及现有接口的安装，控制系统设计等工作。

（3）考核评价方式

智能车模的工程实训综合性强，是对学生综合能力应用的有效锻炼，不能采用单一的评价指标来评定。车模的最终成绩评定创新采用工程实际中“答辩+专家评审”的模式，学生现场进行作品展示、答辩，邀请各学科的专业教师和企业高级工程师对学生的作品进行现场指导打分。

此外，为培养学生的创新能力，设置有加分项，包括：车身造型设计、各类附件设计制作、车模的装配连接改进以及涂装造型创意设计等。最终成绩评价方式如图3所示。

三、教学实践效果

我校自2011年开展基于卡车车模的多学科融合的工程实训试点班教学以来，获得了学校、教师和学生的一致好评。通过智能车模项目训练，能够锻炼学生将机械、材料、电工电子等专业课程知识综合应用解决工程实际问题的能力。

在后续追踪调查中发现，参训学生获得优秀毕业论文在整个专业中占比超过40%，在校园招聘中凭借良好的专业综合能力得到企业的优先聘用，试点班级考研深造的比率平均在36%以上，复试通过率达到78%以上。

四、结语

在国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略的大背景下，培养出创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才是高等工科院校的首要任务。基于智能车模的工程实训教学模式能够有效培养学生应用多学科专业解决实际问题的能力，对学生的创新能力、工程能力的锻炼效果明显，能够更好的适应行业发展的需要。该模式为其他工科院校提供了一种新的工程实训教学方法，值得被大力推广，以更好的为工程技术人才培养服务。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》[EB/OL].（2011-01-08）http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201101/t20110108_115066.html.

[2]姜爱莉，林剑，鞠宝，陈磊.地方高校多学科融合的综合实验教学体系的构建及应用[J].教育教学论坛，2019（20）：272-274.

[3]韦学飞.学科融合的价值、目标与途径[J].教育理论与实践，2021，41（17）：7-10.

作者简介：郭大林（1973-），男，湖北十堰人，初级实验师，硕士，研究方向为先进制造技术。