李文芳，林金忠，肖鄭穎

依托“新工科”，構(gòu)建“夢幻工廠”，培養(yǎng)工程型素質(zhì)人才的探索與實(shí)踐——以莆田學(xué)院工程實(shí)訓(xùn)中心為例＊

李文芳，林金忠，肖鄭穎

（莆田學(xué)院，福建 莆田 351100）

結(jié)合新工科背景下人才培養(yǎng)需求和莆田學(xué)院自身特點(diǎn)，依托工程實(shí)訓(xùn)中心這一校內(nèi)工程實(shí)訓(xùn)基地，探索并構(gòu)建了分層次、模塊化的“夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，創(chuàng)建了生產(chǎn)性課堂一體化實(shí)訓(xùn)基地，推行三結(jié)合課外科技活動模式，為培養(yǎng)具有多學(xué)科思維、復(fù)合型知識、創(chuàng)新性能力與工程型素質(zhì)人才提供參考。

“新工科”；夢幻工廠；工程實(shí)訓(xùn)；教學(xué)模式

1 引言

目前，教育部提出了“新工科”的建設(shè)指導(dǎo)方針，通過對傳統(tǒng)工科專業(yè)培養(yǎng)體系尤其是傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行深入剖析[1]，革除原先專業(yè)培養(yǎng)中知識面過于單一、沒有橫向和縱向拓展的弊病，通過促進(jìn)不同專業(yè)學(xué)科之間的知識進(jìn)行交叉運(yùn)用，運(yùn)用多種教學(xué)手段進(jìn)行不同層次的培養(yǎng)，使學(xué)生在不同層次的教育資源下獲得不同層次的知識、能力、素質(zhì)能力，是“新工科”建設(shè)的重要方向[2]。

莆田學(xué)院工程實(shí)訓(xùn)中心是校內(nèi)的綜合實(shí)踐基地，“夢幻工廠”生產(chǎn)性課堂一體化實(shí)訓(xùn)基地依托工程實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)?！皦艋霉S”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式有利于提高實(shí)訓(xùn)中心整體的實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量，同時在此基礎(chǔ)上可以橫向拓展，服務(wù)于地方的職業(yè)教育以及企業(yè)發(fā)展[3]，同時創(chuàng)新的培養(yǎng)體系與培養(yǎng)理念有助于培養(yǎng)一批優(yōu)秀的工科大學(xué)生。

在“新工科”的大背景下，如何緊隨先進(jìn)制造業(yè)的飛速發(fā)展，變革傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系，提升教學(xué)手段；如何依托實(shí)訓(xùn)中心的開源平臺，推行“夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，優(yōu)化地方高校工科人才培養(yǎng)方案；如何將實(shí)踐教育改革做精做細(xì)，融入地域特色，使實(shí)訓(xùn)中心成為培養(yǎng)工程型素質(zhì)人才的搖籃，是值得和必須探討的重要課題。

2 “夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 構(gòu)建“夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系

構(gòu)建“堅實(shí)基礎(chǔ)、錘煉技能、融合設(shè)計、挑戰(zhàn)創(chuàng)新”的分層次、模塊化的“夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系。根據(jù)認(rèn)知規(guī)律，工程訓(xùn)練教學(xué)應(yīng)當(dāng)是由淺入深、由表及里的分階段、分層次的開展，讓不同階段的學(xué)生接受不同層次的工程訓(xùn)練，構(gòu)建“工程認(rèn)知—基本能力—綜合能力—創(chuàng)新能力”為主線的，開放式、多層次、模塊化、循序漸進(jìn)的工程能力訓(xùn)練體系。

莆田學(xué)院工程實(shí)踐中心根據(jù)教育部的指導(dǎo)方針以及學(xué)校的發(fā)展需求，于2017年獨(dú)立，建設(shè)并完善4個層次的實(shí)踐教學(xué)體系，服務(wù)于全校7大學(xué)科門類、15個本科專業(yè)的學(xué)生。教學(xué)內(nèi)容在中心開設(shè)的所有工訓(xùn)項目范圍內(nèi)，采用菜單式組合，由二級學(xué)院和中心共同根據(jù)各自學(xué)科的學(xué)生特點(diǎn)，選擇不同的工程訓(xùn)練項目。項目的開設(shè)及項目訓(xùn)練的具體內(nèi)容，也根據(jù)科技的發(fā)展，院系的要求，不斷地更新迭代。中心還推出了課內(nèi)選修，允許學(xué)生在一定范圍內(nèi)，按照自己的興趣愛好，選擇工訓(xùn)項目?！皦艋霉S”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式如圖1所示。

圖1 “夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式框架

第一層次的工程認(rèn)知以“堅實(shí)基礎(chǔ)”為導(dǎo)向，重點(diǎn)在于對學(xué)生宣貫學(xué)科涉及的一些基本工程知識以及目前科技發(fā)展前沿的一些技術(shù)，如目前的新能源、新材料、3D打印等技術(shù)，穿插進(jìn)行，前沿技術(shù)是學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)可以經(jīng)常接觸到的一些名詞，可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時穿插講解基礎(chǔ)工程知識可以讓學(xué)生有意識地認(rèn)識到新技術(shù)是建立在一些基礎(chǔ)的工程能力之上才能發(fā)展起來的?？梢宰寣W(xué)生初步建立工程概念，拓寬學(xué)生眼界，激發(fā)學(xué)生對相關(guān)理論和工程技術(shù)的興趣，并為后續(xù)學(xué)生開展創(chuàng)新訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。在教學(xué)手段上，中心依托各實(shí)訓(xùn)室展示區(qū)域，采用“圖文—模型—視頻”三者相結(jié)合的方式，最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二層次的基本能力層，以“錘煉技能”為導(dǎo)向，依托實(shí)訓(xùn)中心目前的師資力量以及相應(yīng)的設(shè)備，開展面向莆田學(xué)院全部專業(yè)的基礎(chǔ)能力實(shí)訓(xùn)項目。

根據(jù)高校素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要，實(shí)訓(xùn)中心根據(jù)不同專業(yè)的學(xué)生量身定制了不同工種搭配的的實(shí)訓(xùn)套餐，開發(fā)包含不同訓(xùn)練時長和訓(xùn)練內(nèi)容的各工種教學(xué)大綱菜單，供不同專業(yè)、不同訓(xùn)練時長的學(xué)生進(jìn)行組合選擇。后續(xù)根據(jù)項目的建設(shè)情況，不斷優(yōu)化工種課時配比，使學(xué)生在有限的時間內(nèi)盡可能得到足夠的訓(xùn)練。

第三層次的綜合能力層，以“融合設(shè)計”為導(dǎo)向，融入團(tuán)隊合作以及項目管理等理念，更加貼合實(shí)際企業(yè)管理模式。本層次主要面向工科類學(xué)生，確定一個成熟產(chǎn)品的開發(fā)場景，采用學(xué)生組隊、教師指導(dǎo)、項目管理模式驅(qū)動的訓(xùn)練模式，學(xué)生利用之前所學(xué)的各學(xué)科知識完成既定的設(shè)計開發(fā)任務(wù)，使學(xué)生提前在學(xué)校體驗工程師的角色，掌握工程師應(yīng)當(dāng)具備的素質(zhì)。

第四個層次的創(chuàng)新能力層以“挑戰(zhàn)創(chuàng)新”為導(dǎo)向，本中心以“兩臺小車”——無碳小車和智能小車為驅(qū)動，在前三個層次的基礎(chǔ)上遴選一批優(yōu)秀的學(xué)生開展創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動，“兩臺小車”的設(shè)計制造過程融合了各方面的工程知識，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計制造、電路設(shè)計控制、CAD/CAM以及快速成型設(shè)計等知識。學(xué)生可以在這個過程中不斷挑戰(zhàn)自我，提升創(chuàng)新實(shí)踐能力。同時在“兩臺小車”的基礎(chǔ)上開展更多的創(chuàng)新課題，課題可來源于學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、教師的縱向橫向課題等。學(xué)生可自行組隊，進(jìn)入中心全開放的創(chuàng)新實(shí)驗室，中心配備指導(dǎo)教師并提供相關(guān)耗材和元器件，全方位支持學(xué)生的創(chuàng)意活動[4]。

2.2 創(chuàng)建“夢幻工廠”生產(chǎn)性課堂一體化實(shí)訓(xùn)基地

“夢幻工廠”生產(chǎn)性課堂一體化實(shí)踐訓(xùn)練基地是認(rèn)知工程環(huán)境、感知工業(yè)生產(chǎn)過程、培訓(xùn)工程基本能力以及拓展工程綜合創(chuàng)新實(shí)踐的主要支撐，是實(shí)現(xiàn)本項目建設(shè)理念的必備基礎(chǔ)。以“引企入校、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”為指導(dǎo)思想，把企業(yè)的生產(chǎn)理念及管理方式引入學(xué)校，創(chuàng)建“夢幻工廠”生產(chǎn)性課堂一體化實(shí)訓(xùn)基地，使學(xué)校實(shí)踐活動與企業(yè)生產(chǎn)接軌，通過在實(shí)訓(xùn)中心復(fù)制企業(yè)的生產(chǎn)場景以及相應(yīng)的管理制度，讓學(xué)生提前體驗企業(yè)的生產(chǎn)生活以及標(biāo)準(zhǔn)的加工制作流程，逐步創(chuàng)建“夢幻工廠”工程實(shí)訓(xùn)基地。實(shí)訓(xùn)基地根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)進(jìn)行規(guī)劃，使學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練能夠像企業(yè)的崗前培訓(xùn)一樣進(jìn)行開展。

在此基礎(chǔ)上，未來3年本項目計劃建設(shè)焊接實(shí)訓(xùn)室、快速成型實(shí)訓(xùn)室、機(jī)器人創(chuàng)新訓(xùn)練室等實(shí)訓(xùn)室，并不斷完善硬件設(shè)施建設(shè)，引入新技術(shù)，增加新項目，努力構(gòu)建適合學(xué)生開放性、創(chuàng)新性、實(shí)踐性、綜合性學(xué)習(xí)的工程訓(xùn)練環(huán)境。

2.3 推行三結(jié)合課外科技活動模式，營造濃郁創(chuàng)新實(shí)踐氛圍

進(jìn)一步，“夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式通過課內(nèi)外結(jié)合、訓(xùn)賽結(jié)合、師生結(jié)合，以項目為抓手，以競賽為依托，探索課外科技活動新模式。以學(xué)生為主體、教師為輔導(dǎo)，在課余時間針對各類學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽開展活動，探索跨學(xué)科人才培養(yǎng)的嘗試，既要滿足全體學(xué)生的需要，又要為優(yōu)秀學(xué)生提供展示能力的平臺。項目通過一段時間的探索，組建了一支由不同學(xué)科學(xué)生組成的創(chuàng)新團(tuán)隊，針對各類學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽開展活動，包括大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽等。通過定期進(jìn)行競賽培訓(xùn)和創(chuàng)客大賽，形成了一個共同協(xié)作、良性循環(huán)的團(tuán)隊，在團(tuán)隊中分享創(chuàng)意、完善創(chuàng)意、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意，有效地提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和成就感，激發(fā)了創(chuàng)新思維意識。

在學(xué)生的競賽組織方面，工訓(xùn)中心專門成立了相應(yīng)的創(chuàng)新大賽協(xié)會，通過協(xié)會的作用，引導(dǎo)有興趣的學(xué)生參與到學(xué)科競賽中，同時在日常實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)一些優(yōu)秀拔尖的學(xué)生引入?yún)f(xié)會。協(xié)會堅持老帶新制度，往屆的獲獎學(xué)生會將比賽的經(jīng)驗與教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)，以便為后面參賽的學(xué)生提供經(jīng)驗。

3 “夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式成效

3.1 “以賽促學(xué)”

本項目有效提升了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新興趣，常年參加創(chuàng)新團(tuán)隊的學(xué)生達(dá)到400人/年，為近年來莆田學(xué)院學(xué)生參加工程訓(xùn)練綜合能力競賽、機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽等學(xué)生學(xué)科競賽取得不俗成績作出了重要貢獻(xiàn)。以工程訓(xùn)練綜合能力競賽為例，項目實(shí)施以來，參賽成績逐年提升。工程訓(xùn)練綜合能力競賽在2015年第三屆省賽沒有取得獎項，2019年參加國賽，獲得國賽一等獎1項，二等獎1項，機(jī)械創(chuàng)新比賽也在2018年首次參加國賽，并獲國賽二等獎1項。同時2019年莆田學(xué)院工程實(shí)訓(xùn)中心承辦第八屆福建省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽，在省內(nèi)產(chǎn)生了很好的示范輻射作用。

3.2 惠及多學(xué)科學(xué)生

工程實(shí)訓(xùn)中心上課年人時數(shù)達(dá)20多萬，從認(rèn)知到創(chuàng)新、從課內(nèi)到課外，學(xué)生對工程訓(xùn)練的內(nèi)容和模式給予高度評價，反饋在工程實(shí)訓(xùn)中心知識和能力得到全面提升。過去的工訓(xùn)中心，工程訓(xùn)練教學(xué)完成后，就大門緊鎖，不再接待任何的實(shí)踐活動?！皦艋霉S”項目建設(shè)后，極大地方便了學(xué)生業(yè)余時間的工程實(shí)踐及創(chuàng)新活動，在提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的同時，也為各類大學(xué)生科技競賽培養(yǎng)了大批后備力量。

3.3 營造濃厚創(chuàng)新活動氛圍

依托“夢幻工廠”項目，工程實(shí)訓(xùn)中心積極開展創(chuàng)客大賽，目前已舉辦三屆。創(chuàng)客大賽面向莆田學(xué)院在校本科生。在網(wǎng)絡(luò)封閉的現(xiàn)場，選手們根據(jù)已給的題目畫設(shè)計圖、規(guī)劃數(shù)據(jù)、確定參數(shù)、設(shè)計模型，經(jīng)過教師的指導(dǎo)，現(xiàn)場制作加工模型。賽事主要是為全校師生的創(chuàng)新、創(chuàng)意、創(chuàng)業(yè)服務(wù)，提升學(xué)生的實(shí)踐技能，拓展學(xué)生的設(shè)計經(jīng)驗。以一個題目多個方向的形式，促進(jìn)各專業(yè)學(xué)生專業(yè)技能的發(fā)展，經(jīng)過這樣的比賽，學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力大幅度提高。創(chuàng)客大賽還獲得了福建省教育廳網(wǎng)站、福建日報多家媒體的報道。通過長期實(shí)踐，工程實(shí)訓(xùn)中心探索并構(gòu)建了分層次、模塊化的“夢幻工廠”實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，創(chuàng)建生產(chǎn)性課堂一體化實(shí)訓(xùn)基地，推行三結(jié)合課外科技活動模式，有效提升了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

［1］王保建，王永泉，段玉崗，等.“新工科”背景下國家級實(shí)驗教學(xué)示范中心建設(shè)與實(shí)踐［J］.高等工程教育研究，2018（6）：47-54.

［2］史洪偉，卓馨，徐基貴，等.略論新工科建設(shè)背景下高校教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.赤峰學(xué)院學(xué)報（漢文哲學(xué)社會科學(xué)版），2019，40（4）：139-141.

［3］馮勝清.產(chǎn)教融合暢通學(xué)用通道［N］.中國教師報，2015-09-16（015）.

［4］林金忠，肖鄭穎，林荔.地方高校工程實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)與探索——以福建莆田學(xué)院工程實(shí)訓(xùn)中心為例［J］.職業(yè)，2016（6）：99-100.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.032

2095－6835（2021）08－0087－02

福建省本科高校教育教學(xué)改革項目（編號：FBJG20190104、FBJG20170195）；莆田學(xué)院校級教改項目（編號：JG201962、JG201729）

李文芳（1964—），男，福建莆田人，教授，研究方向為機(jī)電一體化。

〔編輯：王霞〕