王浩程, 馮志友, 王文濤

(天津工業(yè)大學(xué) a.工程教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心; b.機(jī)械工程學(xué)院,天津 300387)

0 引 言

在卓越工程師培養(yǎng)的大背景下[1]，旨在加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力鍛煉的工程實(shí)踐教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，注重知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展[2]，通過(guò)改革傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系，探索良性高效的實(shí)踐教學(xué)運(yùn)行機(jī)制，增加創(chuàng)新教育課程和設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建設(shè)創(chuàng)造教育實(shí)驗(yàn)基地，不斷增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的趣味性，使學(xué)生意識(shí)到具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力對(duì)于今后自身發(fā)展的重要性。同時(shí)達(dá)到在實(shí)踐中加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高動(dòng)手實(shí)踐能力的目的，促使學(xué)生形成主動(dòng)思考、自我創(chuàng)新的意識(shí)。

本文從探討傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系存在的問(wèn)題入手，以工程創(chuàng)新教育的實(shí)踐教學(xué)體系、方案分析為核心，研究如何構(gòu)建針對(duì)卓越工程技術(shù)人才培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地。

1 傳統(tǒng)工程實(shí)踐教學(xué)體系的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

從體系內(nèi)容上看，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)從教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面已凸顯陳舊[4]，主要表現(xiàn)在硬件設(shè)施長(zhǎng)期得不到較大改善，實(shí)習(xí)教學(xué)設(shè)備陳舊，實(shí)習(xí)教學(xué)指導(dǎo)人員對(duì)現(xiàn)代工程制造業(yè)了解少，實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容及方式單一?？傮w來(lái)說(shuō)，工程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀存在以下三方面的不相適應(yīng)。

(1) 與卓越工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)不相適應(yīng)。卓越工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)使學(xué)生在本科階段具備優(yōu)秀的工程素質(zhì)，包括知識(shí)、能力、品德；形成一定的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維[3]。要實(shí)現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo)，必須在實(shí)踐教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力的鍛煉。而目前的實(shí)習(xí)教學(xué)沿用多年不變的傳統(tǒng)過(guò)程，面對(duì)不斷擴(kuò)大的招生規(guī)模，面對(duì)應(yīng)試教育形成的學(xué)生的被動(dòng)思維，面對(duì)新技術(shù)、新工藝的不斷出現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)卓越工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)在一定程度上已成為空談。

(2) 與學(xué)生就業(yè)能力的要求不相適應(yīng)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人才的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，用人單位對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力需求越來(lái)越高。這就要求在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中能夠有針對(duì)性地調(diào)整實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更加豐富，實(shí)踐教學(xué)方式更加靈活。然而在現(xiàn)實(shí)中，實(shí)踐教學(xué)的許多方面不盡如人意，突出表現(xiàn)在固有的實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等在很大程度上不能滿(mǎn)足新形勢(shì)下龐大的學(xué)生就業(yè)群體對(duì)提高就業(yè)能力的迫切要求[5-6]。例如在在本科實(shí)踐教學(xué)體系中，畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)占有重要地位。而實(shí)際上由于就業(yè)形勢(shì)的嚴(yán)峻，找到工作的同學(xué)已經(jīng)開(kāi)始上班，沒(méi)找到工作的同學(xué)急于應(yīng)聘，因此畢業(yè)實(shí)習(xí)形同虛設(shè)，畢業(yè)設(shè)計(jì)疲于應(yīng)付。在這種情況下單純指責(zé)學(xué)生不認(rèn)真是不現(xiàn)實(shí)的，應(yīng)該認(rèn)真思考如何能夠在三年級(jí)甚至再早一些充分發(fā)揮校內(nèi)實(shí)踐基地的作用，加大對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)力度，使學(xué)生能夠盡早適應(yīng)市場(chǎng)就業(yè)對(duì)自身能力的需求[7]。

(3) 與工科學(xué)生綜合工程素質(zhì)的提高不相適應(yīng)。在大工程背景下培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，其概念遠(yuǎn)非單純指工程技術(shù)或工藝方面的能力。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境中，做為一名工科學(xué)生，除應(yīng)掌握必要的理論和實(shí)踐知識(shí)外，還應(yīng)主動(dòng)去適應(yīng)市場(chǎng)，在頭腦中樹(shù)立管理意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、安全意識(shí)、營(yíng)銷(xiāo)意識(shí)、群體意識(shí)、環(huán)境意識(shí)、法律意識(shí)等，這些都是具備優(yōu)秀綜合工程素質(zhì)的學(xué)生所不可缺少的[8]。而過(guò)于傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程已經(jīng)不能有效地促進(jìn)學(xué)生綜合工程素質(zhì)的鍛煉和提高。

2 基于工程創(chuàng)新教育的實(shí)踐教學(xué)體系改革

基于工程創(chuàng)新教育的實(shí)踐教學(xué)體系的建立將有效地促進(jìn)學(xué)生優(yōu)秀工程素質(zhì)的提高[9]。工程實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)。創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)體系體現(xiàn)在工程實(shí)踐教學(xué)中就是打破陳規(guī)，在要求學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的同時(shí)，更加注重學(xué)生動(dòng)腦思考，變被動(dòng)為主動(dòng)，變要我做為我要做[10]。工程實(shí)踐的過(guò)程是了解工業(yè)生產(chǎn)的方法和過(guò)程，更是了解技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造的方法和過(guò)程。通過(guò)特色實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)突出展示工程創(chuàng)新教育的實(shí)效。

2.1 創(chuàng)新型工程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程的建立

創(chuàng)新型的工程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程應(yīng)著眼于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[11]，通過(guò)改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的趣味性，使學(xué)生意識(shí)到具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力對(duì)于今后自身發(fā)展的重要性。同時(shí)達(dá)到在實(shí)踐中加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高動(dòng)手實(shí)踐能力的目的，促使學(xué)生形成主動(dòng)思考、自我創(chuàng)新的意識(shí)。教學(xué)過(guò)程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)課程內(nèi)容的建設(shè)。涉及到教學(xué)大綱的完善、教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，課件的制作，以及學(xué)生從自主設(shè)計(jì)到動(dòng)手操作加工出工件的過(guò)程。

此外，刨新型的工程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程還應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生就業(yè)能力提高的實(shí)際效果。就業(yè)能力的強(qiáng)與弱，直接體現(xiàn)在接受四年本科教育后學(xué)生在求職過(guò)程中社會(huì)對(duì)其認(rèn)可的程度，亦反映出學(xué)生在畢業(yè)時(shí)自身綜合素質(zhì)的高與低。學(xué)生就業(yè)能力不斷提高應(yīng)該是新型的工程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程在實(shí)施過(guò)程中所取得的最直接的教學(xué)成果。為達(dá)到這一教學(xué)目的，應(yīng)在本科四年的工程實(shí)踐教學(xué)中，圍繞“體驗(yàn)教育—工程素質(zhì)教育—?jiǎng)?chuàng)新教育”的階梯上升教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生在工程實(shí)踐的氛圍中去體驗(yàn)，在模擬生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)境中去體驗(yàn)，在體驗(yàn)過(guò)程中提高自身的工程素質(zhì)，鍛煉自身的創(chuàng)新能力。唯有這樣，學(xué)生才能在參與工程實(shí)踐的同時(shí)，不斷提高認(rèn)識(shí)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，增強(qiáng)參與社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的信心。

由此可見(jiàn)，創(chuàng)新型的工程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程應(yīng)體現(xiàn)出三方面的特點(diǎn)：① 工程實(shí)踐課程的教學(xué)計(jì)劃應(yīng)有連續(xù)性，應(yīng)貫穿本科學(xué)生四年的培養(yǎng)過(guò)程。學(xué)生在一至四年級(jí)均有機(jī)會(huì)參加工程實(shí)踐活動(dòng)，工程實(shí)踐可分為認(rèn)知實(shí)習(xí)、制造過(guò)程實(shí)習(xí)、創(chuàng)新制作、技能培訓(xùn)等若干步驟。② 工程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容應(yīng)緊跟形勢(shì)，在保留必要傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的前提下，應(yīng)突出強(qiáng)調(diào)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新技術(shù)、新工藝。③ 工程實(shí)踐教學(xué)方式應(yīng)靈活多樣。其出發(fā)點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生參加工程實(shí)踐活動(dòng)的興趣，促使他們積極思考，主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2.2 創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)體系

工程實(shí)踐教學(xué)體系的改革創(chuàng)新，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要前提。它涉及到教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面，要建立分層次、連續(xù)性的工程技術(shù)人才培養(yǎng)體系[12]。教學(xué)內(nèi)容的合理設(shè)置設(shè)置，形成一個(gè)連續(xù)性的、貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)生涯的實(shí)踐教學(xué)體系并形成有效的質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，對(duì)于學(xué)生全面穩(wěn)固地鍛煉自身工程素質(zhì)是至關(guān)重要的[13]。必須細(xì)致疏理學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的教學(xué)環(huán)節(jié)，將其分為基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)三部分，結(jié)合知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)，在組織教學(xué)中確定工程項(xiàng)目，將其有機(jī)融入工程教學(xué)活動(dòng)中。創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)體系如圖1所示。

圖1 創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)體系

適應(yīng)社會(huì)的需求，創(chuàng)新型工程實(shí)踐教學(xué)體系應(yīng)該具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：

(1) 具有工程創(chuàng)新教育的教學(xué)內(nèi)容。必須認(rèn)識(shí)到，創(chuàng)新教育不能僅僅停留在宣傳層面上，創(chuàng)新課程(包括創(chuàng)造學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新方法論)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是實(shí)質(zhì)性地推進(jìn)創(chuàng)新教育的必經(jīng)之路。引導(dǎo)學(xué)生參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，從思維和方法兩個(gè)角度學(xué)習(xí)工程創(chuàng)新知識(shí)，對(duì)于提高學(xué)生的工程素質(zhì)是非常重要的。

(2) 具有產(chǎn)學(xué)結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容。產(chǎn)學(xué)合作是工程教育改革的一大戰(zhàn)略[14]?；诠こ虅?chuàng)新教育的實(shí)踐教學(xué)如無(wú)產(chǎn)業(yè)內(nèi)容，特別是不能將產(chǎn)業(yè)內(nèi)容有機(jī)地融入工程教學(xué)活動(dòng)中，卓越工程技術(shù)人才的培養(yǎng)就有可能成為紙上談兵。需要重視的問(wèn)題是，應(yīng)正確對(duì)待產(chǎn)業(yè)在工程素質(zhì)培養(yǎng)的教學(xué)中所處的位置。如果兩者的關(guān)系處理不當(dāng)，則產(chǎn)業(yè)不僅起不到對(duì)工程教育過(guò)程的促進(jìn)作用，相反在很大程度上會(huì)對(duì)工程教育過(guò)程產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3 工程實(shí)踐教學(xué)的平臺(tái)建設(shè)

在創(chuàng)新型工程實(shí)踐教學(xué)體系的指導(dǎo)下，應(yīng)著力構(gòu)建基于卓越工程師培養(yǎng)的工程能力訓(xùn)練平臺(tái)[15-16]。工程訓(xùn)練中心的建設(shè)和發(fā)展應(yīng)以機(jī)電控結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容為核心，與機(jī)械、自動(dòng)化等學(xué)院密切合作，搭建設(shè)施先進(jìn)、管理科學(xué)、內(nèi)容豐富，能夠培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才的現(xiàn)代工程實(shí)訓(xùn)大平臺(tái)。在從管理機(jī)制、運(yùn)行模式、內(nèi)涵外延等方面抓好這個(gè)大平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)上，必須努力推進(jìn)所涵蓋創(chuàng)新教育、就業(yè)能力教育、產(chǎn)學(xué)合作教育三個(gè)平臺(tái)的構(gòu)建。這三個(gè)平臺(tái)既是現(xiàn)代機(jī)電工程實(shí)踐教學(xué)大平臺(tái)的具體內(nèi)容，也是其重要支撐。工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)如圖2所示。

圖2 工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

3 創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)體系應(yīng)用成效

立足于卓越工程師的培養(yǎng)，天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心在探索工程創(chuàng)新教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、實(shí)踐教學(xué)體系的改革等方面取得了很大成效，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

(1) 基于工程創(chuàng)新教育的實(shí)踐教學(xué)課程體系已經(jīng)建立。以思維創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室有關(guān)創(chuàng)新方法和創(chuàng)新思維的教學(xué)內(nèi)容為依托改革傳統(tǒng)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)項(xiàng)目，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維能力方面，著力促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)實(shí)踐，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)。

(2) 以創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)為引導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)取得成效。在傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革方面，采用課堂及模型演示與多媒體教學(xué)相結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)模式；建立了思維創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新方法和思維方式的實(shí)踐訓(xùn)練，注重加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)；在先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中采用自制設(shè)備實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)—編程—加工的一體化教學(xué)進(jìn)程；線(xiàn)切割實(shí)習(xí)中，指導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生掌握基本操作技能后，讓學(xué)生發(fā)揮想象力，切出各種圖案；機(jī)電控制實(shí)踐教學(xué)方面，以機(jī)器人為工程對(duì)象引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(3) 構(gòu)建起面向卓越工程師培養(yǎng)的工程能力訓(xùn)練平臺(tái)。平臺(tái)建設(shè)集中體現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生綜合工程素質(zhì)的工作上；體現(xiàn)在開(kāi)展創(chuàng)新教育、企業(yè)模擬運(yùn)營(yíng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和在項(xiàng)目教學(xué)中團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的鍛煉。

(4) 形成了分層次、連續(xù)性、模塊化的工程實(shí)踐教學(xué)格局。經(jīng)過(guò)建設(shè)，工程實(shí)訓(xùn)中心已經(jīng)形成基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新實(shí)踐3個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)層次。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，中心在實(shí)訓(xùn)大樓專(zhuān)門(mén)辟出約300 m2的創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)區(qū)，開(kāi)展種類(lèi)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目。

(5) 形成了以創(chuàng)新教育為引導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)特色。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、自制設(shè)備、設(shè)備項(xiàng)目教學(xué)、產(chǎn)學(xué)合作、國(guó)際交流等工作的有效推進(jìn)，凸顯了開(kāi)展工程創(chuàng)新教育所形成的工程實(shí)踐教學(xué)特色。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于工程創(chuàng)新教育的實(shí)踐教學(xué)體系改革要以培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代工程意識(shí)和能力為核心，將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高融為一體，構(gòu)建起國(guó)內(nèi)先進(jìn)的開(kāi)放型機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)幾年的努力，天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心在實(shí)踐教學(xué)方面形成了工程創(chuàng)新教育模式、傳統(tǒng)計(jì)劃教學(xué)模式及學(xué)生第二課堂活動(dòng)運(yùn)行模式相融合的實(shí)踐教學(xué)體系，結(jié)合創(chuàng)造教育實(shí)驗(yàn)基地和高技能人才培訓(xùn)基地的建設(shè)，促進(jìn)卓越工程技術(shù)人才的培養(yǎng)，有效地提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。

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