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打造工程实践教学新体系的若干思考与实践

2020-02-25

实验技术与管理 2020年10期
关键词:中心工程专业

朱 民

(南昌航空大学 工程训练中心,江西 南昌 330063)

随着新技术新工艺不断进步和大量涌现,新时代制造业的快速发展催促着与企业发展相适应的高等工程教育体系进行改革。创新是高等教育的本质特征[1],新工科的研究与实践为拓展、综(融)合工程教育知识内容正在起到积极的促进作用,产教融合、校企合作正在影响着高等学校工程教育教学理念和办学思路。

高等工程教育的目的是为国家培养德才兼备、理论基础扎实、实践能力强和敢于创新的工程技术人才。原有的教育教学体系、内容和方式方法在社会进步面前需要改善,以更好地满足社会和企业对毕业生能力的迫切需求,特别是大量的新技术新工艺连高校教师都感到陌生和欠缺,当然许多高校在工程实践教学领域及平台建设方面则更需改造。

近些年来地方高校的工程实践综合教学平台——工程训练中心的建设有了较大的投入和发展,新技术新工艺教学项目和内容得到了较快的提升,学生在工程实践中获得的视野和触及的知识面越来越丰富,但与企业和社会要求仍存在较大的差距。究其原因与高校的整个教育教学体系特别是工程实践体系的建立、运行和保障紧密相关,因此,地方高校工程训练中心在发展和建设整个实践教学体系时应当认真思考并解决好以下问题。

1 培养目标与实践方案的关系

高校都有自己的人才培养目标和方案,各有侧重,人才培养特色往往决定着一个高校的发展方向。理论教学与实践教学围绕着这个目标进行设计、运行和检测,以期实现好这个目标。工程教育内容有产品设计、材料成型与加工、制造工艺、现场管理、经济分析、市场信息、运营及服务等,每个领域都有成体系的知识需要传授,办学特色决定了哪个方面更具优势。

高校的培养目标是指依据国家的高等教育要求和各级各类学校的性质、任务提出的具体人才培养目标,本科高校教育的培养目标是较好地掌握本专业的基础理论、专业知识和基本技能,具有从事本专业工作的能力和初步科学研究能力[2]。各高校的类型、层次和不同的所属领域对人才培养的要求自然也不尽相同,如 “985 工 程” 和 “211 工 程 ” 高校 与普 通 地方 高 校、工科类高校与非工科类高校有所不同。就是在同一所高校内,机械类专业学生与非机械类的学生的工程实践要求也不可能相同。因此,在各高校工程教育实践教学环节的设置上也就应该不同。

从高校培养国家建设人才的属性上来看,各高校在学生实践动手、劳动育人和团队精神等方面对工程实践教育环节——工程训练中心的要求应该是一致的。在设置工程实践方案中应该真正在手把手实践操作、项目设计和制作上全力保证,力戒以虚换实、以理论讲授代替真实动手,确保人才培养目标的实现。

2 实训时间与实训内容的关系

高校工程教育体系中工程实践环节起着非常重要的作用。科学设置实训内容,在有限的时间内,在校内工程训练平台——工程训练中心内是否完成工程教育(教学大纲)所要求的知识、能力等基本内容,决定着学校人才培养基础能否扎实有效,也影响着学生掌握工程知识、工程创新意识和处理复杂工程问题的能力。

在教学安排上,本科学生进入工程实践训练的时间非常有限,随着新技术新工艺的快速发展和大量涌现,新工科以新技术新经济的要求带动新的人才培养要求[3],工程实践教学内容也在不断增加,合理安排和设置实习内容尤显重要。把基础工程制造技术与信息智能制造技术、传统工艺制造过程与现代技术制造系统实习项目合理安排,既要注重基础知识的实践和劳动过程的感受,也要了解掌握新技术、新工艺的发展和应用,当然还要与本校人才培养方向、行业特性和专业发展特色有机结合起来,分轻和重、多和少进行设置。实习时间长短对不同的专业要求不一样,通常按学分或集中实习周数实现,在短暂的实践教学过程中要把越来越多的实习内容都安排下去显然有悖教学常识,或变成了走马观花、以虚换实,因此在实训时间设置上要有序安排重点实践内容,通过反转课堂、慕课等多媒体信息化教学手段,让学生在预习具备一定的认识后进入实训操作。指导教师应尽可能缩短实践课的理论讲课时间,学生多在教师手把手教的过程中加深对知识的掌握。

在制定不同专业和不同要求的学生实习大纲时我们通常会采用A、B、C 等不同类别的实习方案,在这些方案中我们按照知识结构增加了大量选修项目,学生根据自己的兴趣爱好参照实习项目菜单完成实习要求。当然一些实习项目可以在非指定的实习时间通过网上预约,在教师的指导下完成。

3 线上教学与实践动手的关系

在传统课堂教学之外,不断增多的多媒体教学课件通过网络信息化给学生以更多的自主学习条件。把金课、优质课程以及拓展的工程技术工艺实践课程制作成慕课或视频上传到网上教学系统,把不易实现现场教学、危险性高(易燃易爆)等的工程技术实践课程制作成动画、虚拟仿真软件链接到网上教学系统,让学生通过预习感知这些工程实践课程的概念和基本内容,加深对工程知识的理解。

线上教学不能替代工程实践真实的教学效果。我们不能把工程实践变成仅会玩鼠标、游戏手柄的 “工程人才”[4],却感受不到工件的重量、切削温度和机床运动副间隙造成的误差等真实的工作环境。劳动情操的培育、安全意识的养成和良好工作作风的塑造以及团队精神都需要大量工程实践的动手才能实现。不怕脏、不怕累、不怕苦是劳动育人的基本环节,是培养国家建设人才和优秀工程技术人员的基本素质。

作为现代教学的重要手段,网络空间的线上教学能够很好地弥补传统教学上的不足,可以不受时间和空间限制地进行学习。但实践是第一位的,动手能力是工程教育最基本的要求。在掌握了初步认知的自学之后,学生通过网上工程实践预约系统申请,由管理员安排参加工程训练中心相应项目的实践,这对不同专业、不同要求的学生来说意义重大。

4 质量保证与安全保障的关系

在保证学校设立的必修实训项目和尽可能多的拓宽学生工程视野的目标要求下,处理好工程实践教学质量与教学安全保障的关系对于工程训练中心的教学管理尤显重要。

教学质量是学校人才培养的基石,工程教育教学质量水平是体现学校工科建设和发展的标志,其中工程训练中心建设起着重要的作用。在科学制定教学大纲的前提下,教学管理要保证整个教学系统严格执行教学大纲的要求,特别是在教材、教案、课件和考核中强化对教学质量的意识,建立实践教学质量保证体系,并实时监控这个体系的执行和保障情况。

安全保障是开展工程实践教育教学的先决条件,没有一个完善、强大的安全组织保障就不可能实现工程教育全面育人的要求。学生从进入工程实践训练起就必须按照中心安全保障体系的要求工作。可以说学生在工程实践中的部分教学时间是有弹性的,操作时间越长、使用的设备越多,就越容易增加安全风险,保证实践教学质量与保障安全实习存在因果关系。所以安全是前提[5],质量是保证。在教学管理中不能顾此失彼,必须两手都要抓,都必须有铁的制度和纪律,在规范有序的要求下实现工程实践的有效运行。

全面监督是保证实习教学质量和实习安全的最有效手段。每一实训项目要有目标要求,有测评标准和手段,建立实践教学质量管理保障框图和实践教学管理档案库[4]。我们设置了学校层、中心层和各个实习部门的多级质量和安全保证体系,质量保障和安全规章制度落实到全体管理人员和广大教师中,把企业好的做法运用到学校实践环节考核监督中并养成、固化下来。

5 综合能力与个性发展的关系

学校培养工程技术人才最强调的是具有处理解决复杂工程问题的综合能力。工程综合能力是由掌握的许多基本工程技术工艺知识相互组合而成的,它是对某一工程问题的应激反应和处置、应用的能力表现。工程实践教学各个环节应该把培养基础工艺知识扎实、现代制造技术视野宽阔以及不畏困难、敢于创新作为工程技术人才的培养目标。

在新时代社会、企业对人才的迫切需求,对学生工程能力的提升提出了更高的要求[6]。在学校人才培养过程中,因学科、专业建设发展的需要和学生兴趣、爱好不同,科学引导、建立个性化工程训练方案是体现学校人才培养特色的关键。每个学校的人才培养方案不可能完全一致,工业、农业、林业、航空航天、交通运输等都有着工程制造工艺技术的实践要求,工程实践的内容和要求自然也有所不同,即便同一种类的高校其学科研究层次和水平以及对口输送人才的渠道也会不一样。

人才的流动是显而易见的,社会对人才的需求随着社会的发展和技术的进步,对人才的知识、能力要求也有所不同。高等学校在工程教育教学中既要注意保证工程专业认证所需的工程基础知识要求,也要充分发挥各专业高校的人才培养特色,特别是国家的重点单位部门、国计民生不可或缺的行业、国家紧缺专业等需要的工程专业人才,学校设置的工程实践教育教学项目就应该保证这些需要。同时,培养学生掌握学习方法,养成会学习、能自我不断再学习的能力非常重要[7]。

6 学科建设与工程训练的关系

学科建设水平是衡量一所高校学术和教学水平的重要标志,学校往往会把更多资源投入到学科建设中,在资金、师资队伍、各种专业实验设备和政策支持上给予更多的关注。

工程训练中心是学校工程教育教学的公共平台,也是学校办好学科建设、专业建设的重要支撑。但在许多高校中工程训练中心多为独立建制或是某个学院下属单位,在学科和专业建设中一般较少考虑中心建设发展问题,有的只是应需而为之。

高水平的工程教育需要强大的工程训练教育基地。学科和专业实验室建设应该与工程训练中心的建设有机地融合起来。学校应该更加重视工程训练中心的发展建设。工程训练中心应该是学科和专业建设的重要组成部分,要充分重视工程训练中心在人才培养的特殊地位和对学科专业的重要支撑作用,科学配置资源,避免专业实验室与工程训练中心你建你的、我建我的,要把相同项目统筹规划好、集中力量建设好。在师资队伍建设和职称评聘等方面给予从事工程实践教学人员更多的重视。加强专业学院与工程训练中心的交流与合作,鼓励理论课教师到实践教学中兼课,促进学科建设与工程训练协调发展。

工程训练中心能为各学院或学科、专业做好哪些服务是工程训练中心负责人必须认真思考的问题,不能“老死不相往来”或整天责备专业学院对中心的“漠不关心”。如果学院或学科、专业建设忽视了帮助工程训练中心这个工程实践平台的高水平建设,则对自身发展也不利,至少工程专业认证会受到直接影响[8]。因此,整合资源、相互促进是共同发展的唯一道路。

7 项目建设与产教融合的关系

学生在工程训练中心实践与在企业实践既有不同,又有很多相同之处。工程训练既要保证按照工程教育教学内容与理论课程结合开展实践项目的训练,也要同企业新技术新工艺应用相衔接。

工程训练的目的是为学生掌握扎实的工程基础知识、为更高层次的学习或适应社会和企业的需要打下坚实的基础。产教融合、校企合作是学校人才培养的重要组成部分[8],工程训练中心在设置实训项目时特别要注意产教融合的问题。在建设综合性的工程实践项目时,这些项目资金投入往往较大,学校和中心应该科学规划,不应一味追求高大上、别人有我也要有,特别是要防止搞一些花架子,好看不好用。在信息技术、智能制造等高科技广泛应用于工业企业的过程中,企业迫切需要的是掌握多学科、综合能力强、能很好融入团队及适应性强的高校毕业生,因此在校期间让学生尽可能多地掌握新技术新工艺,特别是再学习能力的养成,就必须把实训项目与企业生产实际相结合,把产教融合作为新设工程实践教学项目的重要目的来设计,既能教学实践也能实现真实生产的要求,使培养出来的学生能较快地适应社会和企业的需要。

8 创新培育与脚踏实地的关系

创新教育在整个人才培养过程中非常重要,创新意识的培育应该贯穿于整个工程教育的全过程,工程训练在创新教育中起着独特的重要作用。从感性认识、动手实践制作,到理性思考、完成知识的积累,再到创新环节时的应用,工程训练各个项目的实践对学生的知识、经验、工作精神和团队意识等都会带来全面的提升。

创新是一种人的创造性实践行为,在实践教学中引导和放手让学生实践也是一种创造性实践[9]。创新教育中要避免为创新而创新,好高骛远不能产生真正的创新。在创新中我们需要用发散性的思维,用有别于常规或常人思路的见解去改进或创造新的事物、形态、效益(率)、方法、安全和环境,并能获得一定有益效果或利益,任何脱离有益效果或利益为目的的行为都不能称为真正的创新。

教师在培养学生创新意识过程中起着关键的作用。创新教育的导师必须掌握较全面的企业工程技术和管理知识、创新理论和方法[10]。指导学生在课程设计、毕业设计、各种竞赛和尝试小发明、申报专利等各项活动中用创新思维和手段解决问题,其中培养学生注意对事物的观察是开展创新培育的基础,通过不断反复的尝试改进获得有益的效果或利益,这才是创新实践的最终目的。

9 教学改革与机制创新的关系

工程实践教学要随着社会对人才的需求、学校人才培养方案而调整,实践教学改革和工程训练管理机制创新都是围绕提升教学质量和水平、提高教学管理效率最终达到培养目标。教学改革和机制创新是相互关联的,教学改革是动力,机制创新是改革的保证。要实现高效、有序和严谨的教学要求和中心建设发展目标,就必须打破束缚教学改革的藩篱,建立科学有效的管理机制。

工程训练中心的教学改革必须适应工程教育和新工科的发展要求,在项目优化与建设、质量保证、安全及环境等方面统筹规划,建立适应新时代人才培养工程实践新体系。原有的工程训练教学管理通常按工种、操作方式和工艺类别进行。面对现代工程技术的发展,应该在保证基础性实践教学的情况下,加强综合性及创新性实践的内容,在管理机构设置和人员调整配比上合理搭建起促进人才培养的框架。

10 发展与传承的关系

由“金属工艺学”“切削原理”“机床设计”和“刀具设计”“公差与配合”等课程搭建起来的工程实践教学——金工实习——随着高等教育的发展,逐步被更广泛的工程知识、多科性的工程训练所涵盖,但其数十年积累起的工程实践教育教学人才培养经验和精髓是现代工程教育教学不可或缺,也是必须学习、发扬和传承的精华。要注意不能只顾追求现代技术而弱化甚至仅靠演示来替代基础和传统制造技术的教学,注意真实生产环境对学生品格、安全和团队意识的锤炼,注意强化劳动育人是工程训练重要的内容。通过在工程训练中心的实践使学生获得扎实且印象深刻的工程技术和管理基础知识,拓宽学习视野。通过遵守严格的纪律约束和互相帮助的团队精神等工程素质的培育,逐步帮学生塑造起坚韧不拔的性格、求真务实的作风、追求科学真谛的勇气和工程技术人员应具有的团结互助、勇于担当的优秀品格。

11 结语

在建设新时代工程实践教育教学体系中,需要学校在教育主管部门指导和社会、企业的需求引导下,以培养全面发展的合格建设者为目标,将知识、能力、品格塑造融入工程实践教学的整个环节中,使得学生工程视野更加宽阔、基础知识更加扎实、品德意志更加优良、创新创业能力更加突出。通过对高校工程实践教育体系的优化建设,改革落后的培养建设方案,更好地适应新时代发展的需要,始终围绕工程教育教学的任务和学校人才培养的目标,努力尝试、大胆创新,就一定能培养出更多更优秀的工程技术人才,为国家的发展作出更大的贡献。

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