基于項目教學(xué)的綜合工程訓(xùn)練改革與實踐

周國玲 張曉暉 鄭勐 何望云 尚軍

摘 要：為了使工科高校綜合性工程訓(xùn)練中心在學(xué)校的人才培養(yǎng)中發(fā)揮更大的作用，針對當前國內(nèi)工程訓(xùn)練教學(xué)體系中普遍存在的“綜合性訓(xùn)練涉及面窄、工程實踐過程不夠完整、學(xué)生受益面有限”等問題，面向全校工科學(xué)生，確立了“打破專業(yè)界限，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，注重實踐過程完整性，立足工程素質(zhì)培養(yǎng)，提高工程實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識”的工程訓(xùn)練教學(xué)改革思路，進行了基于項目教學(xué)的綜合工程訓(xùn)練改革與實踐，帶動了工程訓(xùn)練中心教學(xué)、管理、運行、建設(shè)等各方面工作的全面變革，取得了顯著的成果。

關(guān)鍵詞：綜合工程訓(xùn)練；項目教學(xué)

國民經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展對大學(xué)生的工程實踐能力和綜合素質(zhì)提出了更高的要求。工程訓(xùn)練中心作為工科高校重要的工程實踐教學(xué)基地，所具有的學(xué)科專業(yè)綜合性和教學(xué)場景真實性，決定了其能夠而且應(yīng)當在學(xué)生的工程能力及綜合素質(zhì)培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用[1]。自教育部2003年啟動高校本科教學(xué)工作水平評估，2004年啟動國家級實驗教學(xué)示范中心申報以來，國內(nèi)大部分工科大學(xué)綜合性工程訓(xùn)練中心的硬件條件有了極大的改善，但各高校工程訓(xùn)練中心如何在學(xué)校的人才培養(yǎng)中發(fā)揮更大的作用，依然是一個迫切需要解決的問題。針對當前工程訓(xùn)練教學(xué)體系中普遍存在的“綜合性訓(xùn)練涉及面窄、工程實踐過程不夠完整、學(xué)生受益面有限”等問題[2]，進行了基于項目教學(xué)的綜合工程訓(xùn)練改革與實踐，取得了顯著成果。

一、注重“學(xué)習(xí)延伸”的項目實踐教學(xué)新模式

項目教學(xué)法[3]是使學(xué)生直接參與項目全過程的一種教學(xué)方法。在項目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程就是一個人人參與的實踐創(chuàng)造活動，注重的不是最終的結(jié)果，而是完成項目的整個過程。項目教學(xué)法的教學(xué)效果與項目命題具有直接的關(guān)系。從項目教學(xué)法的基本特點來看，通過一個難度適中、完整的工程項目的真實體驗，對于學(xué)生工程能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)毋庸置疑是有益的，但若要達到激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣并明確專業(yè)學(xué)習(xí)方向的目的，卻需要認真的研究和分析。經(jīng)多次討論、研究并進行教學(xué)試點，確定了以下項目命題原則：

（一）項目命題盡量覆蓋專業(yè)大類具有共性的知識，并適合學(xué)生當前的學(xué)習(xí)階段

各大類專業(yè)均有本類學(xué)生普遍要求的專業(yè)理論與知識，項目命題盡量覆蓋專業(yè)大類具有共性的工程技術(shù)知識與理論，如電類學(xué)生主要有電路、電子學(xué)、C語言等，機類學(xué)生主要有機械制圖、電工電子基礎(chǔ)等。通過這種方式使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實際，更為牢固的掌握現(xiàn)有知識與理論，培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的橫向擴展，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（二）項目命題中加入后續(xù)專業(yè)知識的相關(guān)內(nèi)容

在滿足前面命題原則的基礎(chǔ)上，項目命題加入后續(xù)專業(yè)知識。針對現(xiàn)階段的學(xué)生而言，雖然這會導(dǎo)致項目部分內(nèi)容超出了學(xué)生現(xiàn)有知識范圍，但在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過一定的自主學(xué)習(xí)，也可完成項目。通過這種方式，使學(xué)生對這些未學(xué)知識形成初步認識，明確學(xué)習(xí)方向，實現(xiàn)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的縱向延伸。

（三）項目命題導(dǎo)致的系統(tǒng)總體設(shè)計必須適合工作任務(wù)的合理分配

系統(tǒng)總體設(shè)計必須保證項目的分部件設(shè)計、加工、制作等工作量適中，易于分配，最終的系統(tǒng)裝配、集成、調(diào)試過程要求項目組成員共同完成。

（四）項目命題鼓勵拓寬學(xué)生知識面及創(chuàng)新

項目命題通過一個完整的工程過程來實現(xiàn)，肯定會涉及到交叉專業(yè)知識，命題中有意識地強化這一點，可達到擴大學(xué)生知識面的目的。此外，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)也是課程鼓勵的方向，因此命題中一般應(yīng)具有學(xué)生自我發(fā)揮的擴展部分。

高等院校低年級學(xué)生中，普遍存在著由于對本專業(yè)知識體系認識不夠，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)方向不明確的問題，大大影響了教學(xué)效果和培養(yǎng)質(zhì)量。雖然各專業(yè)在低年級學(xué)生中普遍開設(shè)了導(dǎo)論類課程，但效果并不理想。在項目命題原則中明確指出“加入后續(xù)專業(yè)知識的相關(guān)內(nèi)容”，其目的就在于通過工程實踐，使學(xué)生不僅鞏固已學(xué)知識，而且還能產(chǎn)生更多與專業(yè)后續(xù)知識點相關(guān)的問題。在此基礎(chǔ)上，通過教師指導(dǎo)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，可使其對已經(jīng)學(xué)習(xí)和將要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識有一個初步的認識，明確專業(yè)學(xué)習(xí)方向，最終實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作精神的目的，以上稱之為注重“學(xué)習(xí)延伸”的項目實踐教學(xué)模式。

二、基于新模式的綜合工程訓(xùn)練教學(xué)運行體系

基于注重“學(xué)習(xí)延伸”項目實踐教學(xué)模式的綜合工程訓(xùn)練教學(xué)運行體系通過設(shè)置《工程技術(shù)綜合實踐》課程得以實施。

（一）《工程技術(shù)綜合實踐》課程

1.課程內(nèi)容及要求

參與課程的學(xué)生分組后采用教師命題和自選項目（需通過評審）的方式確定課程項目，在中心教師及實驗技術(shù)人員指導(dǎo)下，各組學(xué)生自主完成一個涵蓋設(shè)計、開發(fā)與制造全過程的機電綜合項目（項目解決方案→設(shè)計及成本分析→零件加工、制作及采購→項目裝配、集成與調(diào)試→質(zhì)量評價及項目說明書）。

2.教學(xué)主體和授課對象

課程的教學(xué)主體由課程指導(dǎo)組、工藝組、指導(dǎo)教師組及加工指導(dǎo)人員組成。其中，課程指導(dǎo)組負責整個課程的項目評審、教學(xué)組織及進度安排等；工藝組負責加工、制造工藝的審核及加工指導(dǎo)人員的工時審核；每個指導(dǎo)教師組一般包括兩名教師（機、電專業(yè)各1名），指導(dǎo)3-6個學(xué)生項目的執(zhí)行；加工指導(dǎo)人員由一線職工擔任，承擔所有參與課程學(xué)生的加工指導(dǎo)任務(wù)。課程對象為已完成基礎(chǔ)工程訓(xùn)練的機、電類所有（三年級上學(xué)期/二年級下學(xué)期）本科學(xué)生。

3.課程目標

課程通過自主學(xué)習(xí)、自主設(shè)計、自主實踐，真實地體驗完整的工程過程，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力；通過項目執(zhí)行中的組員合作、進度控制、問題解決等培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和團隊協(xié)作精神，進而達到提升綜合素質(zhì)的目的；通過項目執(zhí)行中的問題產(chǎn)生和教師指導(dǎo)，提升學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣并明確專業(yè)學(xué)習(xí)方向。

4.教學(xué)組織形式及流程

課程采用專題講座、學(xué)生預(yù)約指導(dǎo)和自主學(xué)習(xí)、實踐相結(jié)合的教學(xué)組織形式。課程指導(dǎo)組通過一定數(shù)量的集中專題講座，控制整個課程的教學(xué)進度。學(xué)生可通過預(yù)約指導(dǎo)教師和加工指導(dǎo)人員獲取幫助，也可進行自主學(xué)習(xí)與實踐。

（二）注重“學(xué)習(xí)延伸”的教學(xué)方法

注重“學(xué)習(xí)延伸”的教學(xué)方法主要包括以下三個方面。

1.抓實項目命題

項目命題是課程教學(xué)效果的基礎(chǔ)，項目命題好壞是能否全面實現(xiàn)課程目標的基本條件。項目命題注重知識的點面結(jié)合與拓展，同時保證項目組內(nèi)任務(wù)的合理分配和考核指標分解。教師在題目申報時必須對學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格及培養(yǎng)計劃進行深入的研究，按照項目命題評審要求填寫項目申請表；課程指導(dǎo)組對項目進行答辯評審，對于題目設(shè)計不全面的提出修改意見，對于每個項目，課程指導(dǎo)組將會給出一個項目等級，只有通過評審的項目方可作為課程項目。

2.重視項目實施中的“問題產(chǎn)生”與指導(dǎo)

項目實施過程中要求學(xué)生認真完成工作日志，尤其需要記錄項目執(zhí)行中遇到的問題。教師在指導(dǎo)學(xué)生的過程中，對于超出學(xué)生知識范圍的內(nèi)容，需要進行充分的指導(dǎo)與幫助，使學(xué)生形成對未知知識的基本認識，了解產(chǎn)生的問題與相應(yīng)后續(xù)課程的關(guān)系。

3.重視課后總結(jié)

項目完成后，學(xué)生需要對項目進行全面的總結(jié)。其中，尤為重要的是以各組成員集中討論的形式，在教師的指導(dǎo)下，相互交流項目執(zhí)行中產(chǎn)生的問題。從而進一步了解產(chǎn)生問題和后續(xù)課程的關(guān)系，使所有學(xué)生對各自專業(yè)領(lǐng)域有一個初步的認識。

（三）學(xué)生成績綜合評定方法

評定團隊由指導(dǎo)教師組、加工指導(dǎo)人員和組內(nèi)成員組成，針對組內(nèi)成員任務(wù)完成情況、課后總結(jié)、誠信意識、團隊意識、安全意識、質(zhì)量意識、責任意識、管理意識、競爭意識和創(chuàng)新意識等方面進行綜合評價，從而促進學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

三、基于新模式的綜合工程訓(xùn)練教學(xué)保障體系

綜合工程訓(xùn)練的綜合性、系統(tǒng)性、整體性等特點決定了中心的教學(xué)改革勢必會推動中心各方面工作的變革。

（一）加強學(xué)生自主工作區(qū)建設(shè)，推進實驗室開放、共享與復(fù)用，建立有利于學(xué)生自主實踐、資源豐富的先進綜合工程訓(xùn)練教學(xué)平臺

近年來，工程訓(xùn)練中心大力推進學(xué)生開放實驗室建設(shè)，建成了校內(nèi)規(guī)模最大、專業(yè)覆蓋面最寬、設(shè)備配置齊全、環(huán)境優(yōu)良的學(xué)生自主工作區(qū)，為學(xué)生的工程實踐提供了充足、先進的開放平臺；此外與專業(yè)院系開展了設(shè)備共享合作（工程機械展室、機械加工工作區(qū)的小型多功能車床等），節(jié)約了建設(shè)成本、提高了設(shè)備利用率和使用效益；根據(jù)教師自身專業(yè)特色和學(xué)生需求，投入專項經(jīng)費，建立了多個特色開放平臺；完成了“教學(xué)運行及綜合管理系統(tǒng)”及“資源信息化共享系統(tǒng)”，保證了中心高效率的運行。

（二）以注重工程實踐能力、提倡一專多能為指導(dǎo)思想，加強師資隊伍建設(shè)

采用外出培訓(xùn)和內(nèi)部培訓(xùn)相結(jié)合的方式，大力挖潛，提高現(xiàn)有實驗技術(shù)隊伍的專業(yè)技術(shù)水平。形成“專家組+中心專職隊伍+兼職指導(dǎo)教師”的實踐教學(xué)指導(dǎo)隊伍。高水平的專家組為中心教學(xué)改革指明了方向，穩(wěn)定的專職指導(dǎo)隊伍為教學(xué)運行提供了強有力的保障，學(xué)科門類齊全的兼職指導(dǎo)教師豐富了中心的實踐教學(xué)內(nèi)容。通過這些措施建立起了一支愛崗敬業(yè)、團結(jié)協(xié)作、結(jié)構(gòu)合理、工程實踐能力強的穩(wěn)定實驗教學(xué)隊伍。

（三）采取有效措施，真正實現(xiàn)了全面開放的運行機制

綜合工程訓(xùn)練教學(xué)的自主分散教學(xué)模式，要求工程訓(xùn)練中心必須采用全面開放的運行機制。

1.學(xué)生助管員制度確保了中心全時段的開放.中心實行了學(xué)生助管員制度，從研究生和本科生中聘請了一批學(xué)生助管員，進行培訓(xùn)后參與中心主要開放區(qū)的管理，保證了中心的全時段開放。

2.實驗室開放與教師考核掛鉤，增強了學(xué)生自主實踐中教師的指導(dǎo)力度.學(xué)生開放活動中教師指導(dǎo)的程度直接決定了開放效果的好壞，必須鼓勵并保證教師投身于學(xué)生的工程技術(shù)實踐開放活動中。

3.依托學(xué)生科技社團開展的課外科技活動提高了學(xué)生受益面.為了提高學(xué)生課外科技活動的受益面，緊密依托學(xué)生科技社團，為他們（?？茀f(xié)、各學(xué)院科協(xié)等）在中心建立活動基地，開展了一系列培訓(xùn)、競賽、講座、學(xué)生創(chuàng)新實踐等活動，提高了學(xué)生受益面。

（四）建立了多方位教學(xué)效果評價的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系

在教學(xué)效果評價中，學(xué)生需要對自己的指導(dǎo)教師、加工指導(dǎo)人員、教學(xué)調(diào)度情況、專題講座效果、預(yù)約系統(tǒng)、物流管理等多方面進行評價。這種評價對于提高教學(xué)效果，發(fā)現(xiàn)整個教學(xué)系統(tǒng)中存在的問題，提高教學(xué)系統(tǒng)運行效率等方面都具有重要意義。

四、結(jié)語

本文提出的注重“學(xué)習(xí)延伸”的項目實踐教學(xué)新模式突出體現(xiàn)為在適應(yīng)學(xué)生當前知識水平的基礎(chǔ)上，盡量覆蓋專業(yè)大類具有共性的知識，重視橫向擴展，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；同時加入后續(xù)專業(yè)知識的相關(guān)內(nèi)容，以實現(xiàn)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的縱向延伸，明確學(xué)習(xí)方向。從而達到拓寬知識面、深入后續(xù)專業(yè)知識的“學(xué)習(xí)延伸”目的。

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