楊樹財 郭靜蘭 夏偉 宋雙柱 董澤煜 孫守政

基金項目：2021年黑龍江省高等教育教學改革項目“新工科背景下CEEAA與ABET標準雙驅動的工程訓練混合式教學模式研究與實踐”（SJGY20210377）

第一作者簡介：楊樹財（1970-），男，漢族，黑龍江哈爾濱人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為高速銑削加工方面教學及科研。

*通信作者：郭靜蘭（1991-），女，漢族，黑龍江哈爾濱人，碩士，工程師。研究方向為特種加工教學及科研。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.12.011

摘? 要：針對高等工程教育存在“重技能、輕素養(yǎng)”問題，結合新工科建設培養(yǎng)目標，將課程思政教學理念融入工程訓練課程建設，制定機械類專業(yè)課程培養(yǎng)方案。結合基于學習產出的教育模式（OBE），通過構建面向未來能力需求的工程訓練培養(yǎng)體系，面向知識、能力、素養(yǎng)的課堂教育方式，建立更加科學全面的工程訓練課程評價體系，以及提高教師工程訓練教學的勝任力四個方面進行工程訓練課程體系建設，以期為國家培養(yǎng)出技術能力與非技術能力兼?zhèn)涞膹秃闲腿瞬拧?/p>

關鍵詞：新工科；工程訓練；課程思政；OBE；課程建設

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）12-0046-04

Abstract： In view of the problem of "emphasis on skills， light quality" in higher engineering education， combining with the training goal of new engineering construction， the curriculum ideological and political teaching concept is integrated into the construction of engineering training courses， and the training program of mechanical major courses is formulated. Combined with the education model based on learning output （OBE）， the engineering training system oriented to the future ability needs is constructed. Classroom education mode is oriented to knowledge， ability and accomplishment. The construction of engineering training course system is carried out in four aspects： establishing a more scientific and comprehensive evaluation system of engineering training course and improving teachers' competence in engineering training teaching， in order to cultivate compound talents with both technical ability and non-technical ability for the country.

Keywords： new engineering; engineering training; curriculum ideology and politics; Outcomes-based Education; curriculum construction

立德樹人是高等教育的根本任務，對于面向未來的新工科人才培養(yǎng)而言，高等工程教育應在關注知識傳授的同時，更應注重對人才理想信念、品德修養(yǎng)的傳授，以期真正培養(yǎng)出為國為民的棟梁之材[1]。2020年，教育部印發(fā)了《高等學校課程思政建設指導綱要》，明確指出全面推進高校課程思政建設是落實立德樹人，貫徹全國教育大會精神的戰(zhàn)略舉措[2]。而新工科的內涵在于以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[3-5]。新工科教育理念與課程思政建設正在同步引領著我國高等教育的發(fā)展方向，同時也引領著高校工程教育的發(fā)展方向。

在高校人才能力培養(yǎng)方面，工程訓練課程是高校培養(yǎng)本科畢業(yè)生創(chuàng)新能力，使其成為優(yōu)秀畢業(yè)生和優(yōu)質工程技術人才的重要一環(huán)，在培養(yǎng)學生利用科學方法解決復雜工程技術問題、強化實踐動手能力方面有著重要作用，是現(xiàn)階段高校培養(yǎng)本科生工程實踐能力的主要課程，為學生了解當前工業(yè)與制造業(yè)發(fā)展狀態(tài)及先進技術手段提供了重要依托[6]。工程訓練課程面向高校多個本科專業(yè)，每年實訓學生近幾千人，量大面廣，是影響學生的重要實踐課程，將課程思政融入教學全過程，可以充分發(fā)揮隱性思政的作用，達到協(xié)同育人的效果[7]。因此，在新工科背景下，工程訓練課程要充分發(fā)揮課程思政協(xié)同育人作用，全面提升人才培養(yǎng)質量。

一? 我國高等工程教育存在的問題

新工科的發(fā)展需要更加全面的復合型人才，在素質維度中，需要更高的道德修養(yǎng)，做到全球視野和家國情懷的統(tǒng)一、繼承傳統(tǒng)與創(chuàng)新創(chuàng)造的統(tǒng)一，在知識維度中，強調深厚的基礎知識、精深的專業(yè)知識、豐富的交叉知識儲備，做到專業(yè)素養(yǎng)與全面發(fā)展的統(tǒng)一[8]。這就要求新工科人才培養(yǎng)具備兩種能力：技術能力與非技術能力。

技術能力包括學科知識、跨學科知識、研究能力、開發(fā)設計能力、現(xiàn)代工具使用能力，以及發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，學生不僅需要掌握相關工程理論知識，而且還應具備相當?shù)墓こ虒嵺`技能，能夠綜合運用人工智能新知識、新技術、新方法解決復雜工程問題，并為深入學習本專業(yè)有關后續(xù)課程和未來承擔相關復雜工程技術工作打下堅實的基礎[9]。非技術能力主要包括設計思維、自主學習及跨學科知識遷移、好奇心和想象力、大工程觀、工程倫理、有效溝通、洞察力及之后的行動力、長期主動學習的能力、經濟思維、判斷力與決策力、項目管控能力、批判性思維和創(chuàng)造性思維等能力。

通過對比美國工程與技術認證委員會（ABET）和中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會（CEEAA）提出的工程訓練畢業(yè)要求發(fā)現(xiàn)，我國工程教育優(yōu)秀畢業(yè)生的優(yōu)點主要是工科基礎扎實、解決復雜工程問題的能力較強，善于深挖技術難題的技術能力較強，但對于跨文化溝通、社交技巧、談判能力及團隊合作等非技術能力尚有不足，德智體美勞沒有充分得到發(fā)展，缺少技術能力與非技術能力兼?zhèn)涞木C合型復合人才，這是我國高等工程教育的弱項。究其原因是由于工程訓練在培養(yǎng)高校本科生工程能力、創(chuàng)新能力及大工程意識等方面忽略了學生的主體地位，學生的主動性沒有得到提升，教學設計中缺乏能激發(fā)學生創(chuàng)新能力的環(huán)節(jié)，課程體系構建中并沒有融入思政教育及提高綜合素養(yǎng)和能力的課程內容，非技術能力沒有獲得鍛煉和提升[10]。此外，高校的思政教育主要以思政課的形式開展，教學形式單一，與工程訓練課程內容完全脫節(jié)，沒有達到理想的綜合育人效果。

二? 工程訓練課程培養(yǎng)目標分析

工程訓練課程涉及機械類、近機械類、非機械類和文史類共四大類，培養(yǎng)目標中首先要考慮不同專業(yè)之間的行業(yè)需求及各專業(yè)特色來制定通識課程內容，還應重視學生設計思維、自主學習及跨學科知識遷移、好奇心和想象力、大工程觀、有效溝通、洞察力及之后的行動力、經濟思維、判斷力與決策力、項目管控能力、批判性思維和創(chuàng)造性思維等綜合素質的培養(yǎng)，以此制定各專業(yè)培養(yǎng)方案。通過與企業(yè)建立長期合作調研走訪了解學生畢業(yè)后的中長期發(fā)展變化，進而評價培養(yǎng)目標的達成情況，收集相關數(shù)據(jù)持續(xù)改進培養(yǎng)目標及定期更新培養(yǎng)方案，如圖1所示。

機械類專業(yè)作為工科類“第一專業(yè)”，要培養(yǎng)熱愛祖國、堅持社會主義道路、適應國家發(fā)展需要、德智體美勞全面發(fā)展、具有扎實的機械學科理論基礎和專業(yè)知識與基本技能，能在知名的科研院所和企事業(yè)單位從事科學研究、工程設計、制造生產、技術開發(fā)、營銷和管理等方面工作的創(chuàng)新型復合人才[11]。培養(yǎng)方案中明確學生畢業(yè)后在進入工程專業(yè)實踐必須具備的能力，同時要跟蹤和評價學生的進步，圖2為機械類專業(yè)培養(yǎng)方案。

圖1? 培養(yǎng)目標

三? 工程訓練課程體系建設

工程訓練課程體系中要給予學生充足的時間進行動手操作，以保證教學效果的達成。課程內容要與培養(yǎng)目標及培養(yǎng)方案相一致，加強藝術、人文等專業(yè)的融合，拓寬工程視野，結合基于學習產出的教育模式（Outcomes-based Education，OBE）理念進行工程訓練課程體系建設。

（一）? 構建面向未來能力需求的工程訓練培養(yǎng)體系

1）在獲得基本工程知識和技能的基礎上，以全國大學生結構設計競賽、中國國際“互聯(lián)網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽及全國大學生工程訓練綜合能力競賽為依托，以工程訓練中心為實踐平臺，設立工程訓練競賽課程，課程主要涵蓋機械制圖-二維實踐、機械制圖-三維實踐、模擬仿真實踐、數(shù)學建模實踐、數(shù)控車削實踐、數(shù)控銑削實踐、電火花線切割實踐、3D打印實踐、激光切割實踐、鉗工拆裝實踐、成本分析實踐、電機電路拆裝實訓、計算機編程實踐和機器人拆裝實踐等訓練課程，學生可以根據(jù)不同專業(yè)定位選擇相關課程，對于參與競賽的學生要求所有課程都要學習，快速提高使用現(xiàn)代工程工具的能力。

2）以科研項目為依托構建綜合集成訓練課程。將工程倫理融入工程訓練，培養(yǎng)學生的工程思維，課程內容既要涵蓋專業(yè)知識和實踐操作、工藝卡工序卡的制作、成本分析和社會效益等內容，也要讓學生在實訓全過程中形成批判性思維和創(chuàng)造性思維。產教融合，通過分析科研項目完成過程中對社會的影響拓寬學生的全局視野及提升職業(yè)道德等綜合素養(yǎng)，在正確理解客戶需求的基礎上提出問題，最終給出最佳的解決方案，這一過程涵蓋了戰(zhàn)略目標的制定、團隊的組建和溝通管理合作等綜合能力，培養(yǎng)基于歷史使命感和社會責任心的大工程觀。

3）通過與馬克思主義學院等人文學院進行深度合作，在工程訓練安全教育中融入人文精神和藝術素養(yǎng)課程，促進人文與工程訓練的融合。加入由于責任缺失、忽略實操流程、不重視安全隱患造成的生產事故案例，培養(yǎng)學生的安全生產意識，引導學生從廣義上理解生產安全，了解安全生產管理理念，培養(yǎng)學生崗位責任意識和勞動紀律意識。按照一院一方案的原則給出具體教學實施計劃，建立工程與社會的聯(lián)結，結合工程訓練實訓項目，培養(yǎng)工程師的職業(yè)操守。

（二）? 構建面向知識、能力、素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂教育方式

1）工程訓練教學包含學科全面，蘊含基礎理論知識繁多，教學內容層次、模塊復雜，涉及全校本科生實踐操作實訓任務，單一的教學方式和內容不利于激發(fā)學生的學習興趣。伴隨互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)技術在教學方法上的運用，使“線上-線下”混合式教學模式成為工程訓練教學重點研究方向，通過線上課程可完成個性化、可實時評價的基礎知識傳授。具體操作是：在各個課程模塊中將理論知識及二維建模實踐、三維建模實踐、模擬仿真實踐和數(shù)學建模實踐等課程以線上課程的方式進行教學，便于學生快速掌握相關知識點和了解操作要點。將教學資源存儲到線上課程中，學生可以隨時翻閱復習，更有利于知識的掌握，同時實訓指導教師可以動態(tài)了解當前的學習狀態(tài)，與學生在課前、課中、課后進行交流互動，及時掌握學生的學習情況，以便進行課程反思和持續(xù)改進教學。

2）要體現(xiàn)“以學生為中心”來改革教育方式，授課前可以與學生通過話題研討的形式設計課程導入環(huán)節(jié)；授課過程中學生通過演繹真實工程問題案例，將真實工程場景帶入課堂，使學生帶著解決問題的想法進行工程訓練內容的學習，激發(fā)頭腦風暴，引出課程的重點。針對不同專業(yè)特點通過設置高階綜合實踐課程體現(xiàn)學科專業(yè)特色。在教學全過程中，教師的用詞要嚴謹、概念要準確，通過與學生交流互動啟發(fā)學生對知識嚴謹?shù)膽B(tài)度和精益求精的精神，體會工程倫理的情感價值和大工程觀的社會意義。在各工種授課環(huán)節(jié)，增加本領域高精尖技術，通過對比差距，激發(fā)學生創(chuàng)新創(chuàng)造精神，進而努力探索不斷縮小差距，提升學生綜合能力素養(yǎng)，培養(yǎng)學生愛國精神和家國情懷。在2023年全國大學生工程訓練綜合能力競賽的新能源小車競賽題目中要求設計的小車走過紅軍長征的路線，在每個關鍵點進行標記并語音播報，在小車的外觀設計中，學生們將中國元素融入其中，既能拓展其創(chuàng)新思維又能激發(fā)他們的愛國情懷。在機械結構設計環(huán)節(jié)中，不僅要具備機械等相關專業(yè)知識，又與藝術、人文等專業(yè)進行了深度融合，達到了繼承與創(chuàng)新、交叉與融合的良好效果。

3）利用翻轉課堂讓學生分享觸動其心靈的大國工匠人物，可以用詩歌朗誦、舞臺表演等形式演繹，提高學生團隊合作、溝通交流能力與傳承創(chuàng)新精神；增加或恢復課堂問好環(huán)節(jié)，形成課堂儀式感，使學生敬畏課堂、敬畏老師、敬畏知識。授課過程中引入歷史名人的經典案例，引導學生形成正確的人生觀、價值觀，如蘇軾的《定風波》中表現(xiàn)了他雖處逆境屢遭挫折卻不畏懼、不頹喪的倔強性格和曠達胸懷，提升學生的理想信念、責任意識及使命擔當。課程結束后通過發(fā)放相應專業(yè)實訓證書，認可其在工程訓練中所做的付出和努力，激勵學生繼續(xù)奮進，讓學生真正地感悟到正確的人生觀、價值觀、世界觀和職業(yè)觀帶給他們的內在前進動力，熱愛祖國，報效國家。

（三）? 建立更加科學全面的工程訓練課程評價體系

新工科背景下工程訓練的評價應當是一種動態(tài)的發(fā)展性評價模式，關注教育教學效果的持續(xù)改進[12]。教學活動評價，通過反向驅動組織教學，既評價學生也需要評價老師，將向學生發(fā)放調查問卷、開展師生座談會、與學生談心和鼓勵學生整理學習筆記等環(huán)節(jié)作為評價的多種形式，教師要在每個環(huán)節(jié)結束后向學生發(fā)布學生本人的得分情況，以便激勵學生進行主動式學習，解決其在實訓過程中參與度不高，沒有積極性的問題。教學成果評價，評價內容要多元化、規(guī)范化、標準化，以及可操作。學生可以通過操作情況、作業(yè)完成質量、實訓過程中安全作業(yè)、老師與學生的互動及與同學的討論等方式評估學生們的動手能力、批判性思維和創(chuàng)新思維、團隊精神及領導力，全方位評估學生的知識、能力、素養(yǎng)。

（四）? 提高教師工程訓練教學的勝任力

工程訓練指導教師必須具備相應的資格，融合不同教育實訓程度、不同專業(yè)背景、覆蓋工程訓練課程的所有專業(yè)領域并保持緊密的聯(lián)系，同時在團隊中包含不同年齡和職稱形成梯隊，保證教學活動的持續(xù)改進，不斷提高教師工程訓練教學的勝任力。招聘實訓教師時優(yōu)先考慮有企業(yè)或科研院所工作經驗的，以便將工程案例融入教學課程內容，提升學生的工程實踐經驗。實訓指導教師可以融合機械、材料、自動化等專業(yè)組成團隊進行教學環(huán)節(jié)設計，縮短工程教育與工程實際之間的差距。同時，教師具有言傳身教的特質，學生的人生觀、價值觀、世界觀的養(yǎng)成取決于教師具備什么樣的素養(yǎng)。要鼓勵教師進行課程思政教學案例相關研究成果的學習，不斷豐富、充實、提高教師的教學勝任力。青年教師教學有熱情，備課認真、講課熟練，要鼓勵青年教師進行基礎教學工作及課程思政教學研究。要充分發(fā)揮黨員先鋒作用，不斷學習提高思政理論知識，做好課程思政的宣傳工作。定期組織教師進行先進科技工作者、大國工匠人物的學習，撰寫心得體會，精心總結課程思政教學案例來激發(fā)學生的科技報國情懷。

四? 結束語

工科大學生將是建國百年時國家建設的中流砥柱，工程教育承擔著培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義合格建設者與可靠接班人的重任。工程訓練作為規(guī)模最大，實訓人數(shù)最多的實踐課程，在培養(yǎng)學生科研能力、管理能力、創(chuàng)造能力、溝通能力及解決工程實際問題方面發(fā)揮著不可替代的作用。思政課程的育人功能可以使畢業(yè)生樹立正確的社會主義核心價值觀，既能提高學生的技術能力，又能提升其文化辨別能力與愛國意識，使人的情感、價值觀、好奇心、創(chuàng)造力和交際能力均得到提升，促進工程與人文、經管的融合，探索面向知識、能力、素養(yǎng)的教學方式，達到工程訓練非技術能力的培養(yǎng)目標。

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