基于新工科的工程訓(xùn)練課程教學(xué)模式探索*

何 平 （浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院機(jī)電與能源工程學(xué)院）

一 引言

面向未來(lái)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)和新需求，高等工程教育正面臨著新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，推動(dòng)工程教育改革對(duì)于高校改革有著非常重要意義，但目前工程教育存在工程人才綜合實(shí)踐能力缺乏，所學(xué)知識(shí)技能無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展需要等問題?！靶鹿た啤钡奶岢鯷1]，正是基于對(duì)工程教育現(xiàn)狀和工程學(xué)科發(fā)展規(guī)律綜合認(rèn)知的反思，更加強(qiáng)調(diào)不同領(lǐng)域、不同層次、不同能力的人才培養(yǎng)。

工程訓(xùn)練是工科類專業(yè)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的實(shí)踐課程，在設(shè)備的正確操作和零部件的生產(chǎn)加工過程中使學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、認(rèn)真的工作作風(fēng)。以工程應(yīng)用為支撐的工程訓(xùn)練課程為學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)提供了重要平臺(tái)，工程訓(xùn)練課程必須科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)考核內(nèi)容與方式，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方式方法。

二 工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

工程訓(xùn)練教學(xué)改革需要培養(yǎng)符合不同工程人才需求的實(shí)踐能力[2]，但傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)由于存在學(xué)習(xí)氛圍不濃，教學(xué)內(nèi)容陳舊和教學(xué)資源不足等問題。雖然工程訓(xùn)練教學(xué)經(jīng)過一系列的改革，但學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中仍以接收式學(xué)習(xí)為主，主動(dòng)探究問題的意識(shí)薄弱，使得工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生的工程能力培養(yǎng)逐漸跟不上時(shí)代的步伐，存在諸多亟待解決的問題[3]。

1 工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)脫節(jié)，不能滿足社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人才需求。學(xué)校工程訓(xùn)練中心建設(shè)過多注重形式，不能從實(shí)際需求出發(fā)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，欠缺面向工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，無(wú)法適應(yīng)社會(huì)需求。

2 教學(xué)內(nèi)容和訓(xùn)練模式機(jī)械化，教學(xué)形式過于單一，以被動(dòng)式學(xué)習(xí)為主[4]。工程訓(xùn)練內(nèi)容仍延續(xù)傳統(tǒng)的制造觀念，局限于單學(xué)科技能訓(xùn)練，各工種教學(xué)環(huán)節(jié)之間缺乏關(guān)聯(lián)性，無(wú)法形成工程訓(xùn)練綜合創(chuàng)新體系。

3 現(xiàn)有工程訓(xùn)練內(nèi)容全部在課堂上完成，實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)時(shí)間和內(nèi)容有限，課程存在封閉性[5]。由于受到設(shè)備、場(chǎng)地和指導(dǎo)教師人數(shù)的限制，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐訓(xùn)練有限，創(chuàng)新能力訓(xùn)練不足，導(dǎo)致工程訓(xùn)練內(nèi)容和工程訓(xùn)練質(zhì)量無(wú)法滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求。

三 基于新工科的工程訓(xùn)練教學(xué)模式構(gòu)建內(nèi)容

為提升學(xué)生綜合素質(zhì)，強(qiáng)化能力培養(yǎng)，根據(jù)新工科工程訓(xùn)練創(chuàng)新教學(xué)模式要求，在原有工程訓(xùn)練教學(xué)基礎(chǔ)上更新教學(xué)理念，調(diào)整實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，將實(shí)訓(xùn)模塊分為基礎(chǔ)工程能力訓(xùn)練、專業(yè)工程能力訓(xùn)練和綜合工程能力訓(xùn)練，將在線學(xué)習(xí)課程和學(xué)科競(jìng)賽融入課程體系，實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)跨界融合，形成分層次遞進(jìn)式課程知識(shí)體系。

1 構(gòu)建基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的工程訓(xùn)練課程內(nèi)容新體系，強(qiáng)化能力訓(xùn)練導(dǎo)向

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)取決于其功能需要和制造條件，但一般的工程訓(xùn)練教學(xué)課程僅對(duì)已有產(chǎn)品開展加工制作，且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏思考和工藝要求缺乏理解，難以使學(xué)生掌握實(shí)訓(xùn)課程的整體性和工程性，靠機(jī)械記憶機(jī)床的操作流程及產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程，難以達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。因此，構(gòu)建全新的、基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的工程訓(xùn)練課程內(nèi)容新體系，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)及生產(chǎn)制造工藝的整體性和工程性的理解，充分利用所學(xué)知識(shí)強(qiáng)化工程訓(xùn)練能力，并與后續(xù)課程實(shí)現(xiàn)平滑銜接。

2 構(gòu)建全過程工程訓(xùn)練教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有效提升工程訓(xùn)練課程教學(xué)質(zhì)量

根據(jù)新工科工程訓(xùn)練課程教學(xué)要求，整合大量?jī)?yōu)秀教學(xué)資源，構(gòu)建全過程工程訓(xùn)練教學(xué)模式，將工程訓(xùn)練教學(xué)過程分為課前、課中和課后三個(gè)階段。在課前，學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)完成教師布置的預(yù)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)視頻，并反饋學(xué)習(xí)效果；在課中，學(xué)生主要完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)，師生互動(dòng)解決工程訓(xùn)練教學(xué)過程的主要內(nèi)容和難點(diǎn)；在課后，學(xué)生可在學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐室拓展工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容，對(duì)課堂實(shí)訓(xùn)內(nèi)容討論總結(jié)。

3 構(gòu)建以賽促練，以證促學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生工程訓(xùn)練技能提升

針對(duì)工程訓(xùn)練教學(xué)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了系列實(shí)踐環(huán)節(jié)，如：典型零部件生產(chǎn)制造、無(wú)碳小車設(shè)計(jì)制作、智能物流小車設(shè)計(jì)制作、數(shù)控等級(jí)考試等。教師根據(jù)學(xué)科競(jìng)賽宗旨和內(nèi)容，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)并完善工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)中促進(jìn)競(jìng)賽水平的提升；學(xué)生以競(jìng)賽要求為目標(biāo)，認(rèn)真學(xué)習(xí)理論知識(shí)和實(shí)踐技能，扎實(shí)掌握基礎(chǔ)工程訓(xùn)練能力，運(yùn)用綜合知識(shí)完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。成立工程訓(xùn)練技能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，打造開放型工程訓(xùn)練平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探討，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

4 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息交流平臺(tái)和骨干教師“師帶徒”計(jì)劃，多方面提升教師教學(xué)水平

教師教學(xué)水平很大程度上決定了課程的教學(xué)質(zhì)量，工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)不僅需要指導(dǎo)教師有扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造理論知識(shí)，深入淺出的表達(dá)能力，更要求教師具備創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和較高的操作水平。由具備多年實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的骨干教師定期為新教師講授教學(xué)方法和體會(huì)，對(duì)新教師在工程訓(xùn)練教學(xué)過程中的不足和遇到的困難及時(shí)給予中肯地建議和幫助，并將優(yōu)秀教學(xué)視頻上傳到實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)信息共享平臺(tái)供教師學(xué)習(xí)交流，從而提升教師的教學(xué)水平，更好地為學(xué)生服務(wù)。

四 基于新工科的工程訓(xùn)練教學(xué)效果分析

本課程適應(yīng)新工科之所需，將智能制造和學(xué)科交叉融合新理念新技術(shù)融入工程訓(xùn)練教學(xué)中，課程框架涵蓋相關(guān)學(xué)科專業(yè)，不同專業(yè)的學(xué)生根據(jù)教學(xué)大綱的要求進(jìn)行課前學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。本課程以新工科工程訓(xùn)練教學(xué)改革為切入點(diǎn)，通過教學(xué)理念更新，教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，教學(xué)方法改革，從根本上解決“為什么學(xué)”“學(xué)什么”和“如何學(xué)”的問題。

1 更新工程訓(xùn)練教學(xué)理念，注重創(chuàng)新教學(xué)

突破工程訓(xùn)練課程的常規(guī)教學(xué)理念，通過實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程現(xiàn)場(chǎng)講授、實(shí)踐訓(xùn)練、操作技能競(jìng)賽、綜合創(chuàng)新工程能力訓(xùn)練等多種形式，從而掌握基本的工程實(shí)踐與創(chuàng)新方法，培養(yǎng)解決工程實(shí)際問題能力的高水平應(yīng)用型人才。

2 改革工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)和學(xué)科競(jìng)賽融入教學(xué)

建立以提高學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生工程思維、創(chuàng)新精神和綜合能力為目標(biāo)，強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐，形成綜合型工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)體系。從工程訓(xùn)練實(shí)際出發(fā)，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)和學(xué)科競(jìng)賽融入到工程訓(xùn)練教學(xué)過程中，推行以學(xué)科競(jìng)賽為載體，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的訓(xùn)練模式，把傳統(tǒng)的依附于理論的、分散的、被動(dòng)的、相對(duì)封閉的實(shí)踐教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主為主、相對(duì)集成和開放的實(shí)踐教學(xué)模式，給予學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)空間，分層次分階段培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)踐的能力。

3 改革教學(xué)方法，深化課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變

通過構(gòu)建新工科工程訓(xùn)練課程資源體系，深化課堂教學(xué)方法改革，實(shí)現(xiàn)“四個(gè)轉(zhuǎn)變”。即：從工程訓(xùn)練教學(xué)重形式向重綜合能力轉(zhuǎn)變；從照本宣科向自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)轉(zhuǎn)變；從課堂教學(xué)為主向課內(nèi)和課外結(jié)合轉(zhuǎn)變；從個(gè)體能力培養(yǎng)向團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)模式教學(xué)的轉(zhuǎn)變。在實(shí)踐教學(xué)過程中，通過師生之間的互評(píng)，學(xué)生之間的互學(xué)，學(xué)生與課堂之間的互動(dòng)，第一課堂和第二課堂之間的互補(bǔ)，推動(dòng)課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。

五 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)新工科建設(shè)和課程體系改革過程中工程訓(xùn)練教學(xué)面臨的新問題、新挑戰(zhàn)進(jìn)行總結(jié)分析，并提出了相應(yīng)的解決思路和措施。以新工科工程訓(xùn)練課程教學(xué)模式建設(shè)為突破口，構(gòu)建適應(yīng)多專業(yè)、學(xué)科交叉融合、綜合性創(chuàng)新性的新工科工程訓(xùn)練課程資源體系，轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)觀念，實(shí)施以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)以“教”為主向以“學(xué)”為主的轉(zhuǎn)變。整合工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)跨學(xué)科課程資源，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、學(xué)科競(jìng)賽及全過程教學(xué)模式等融入工程訓(xùn)練教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力提升，完善工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)體系。