基于提高学生工程能力培养模式的探究与实践

2021-01-14张会利屈斌文

黑龙江科学 2021年21期

张会利，屈斌文

(江汉大学工程训练中心，武汉430056)

随着教育的不断改革，各大工科类和综合类院校不断加强对本科教育中工程训练的投入，包括课程体系的建设、实验设备的采购、专任教师的培训以及学科竞赛的鼓励等。对于如何更好地利用工程训练的投入，培养出专业技能扎实且自主创新意识强的学生，本研究提出了一种以兴趣为导向，以课余时间为载体，以赛促练，赛练结合的培养模式。

1 国内外工程能力培养现状

国外一些著名高等院校，非常注重对学生工程训练实践能力的培养，大学毕业生的综合素质和创新能力较强，像麻省理工学院，主要利用课余及假期时间加强对学生工程训练实践的培养。法国高等教育工程注重实践，强调“五位一体”培训体系，强调学生要接受大量工程实践训练。

通过对国内部分高校工程能力训练的调研以及自我教学环境的分析，工程训练培养存在几点不合理之处：其一，实践环节安排不合理。实践课程应该安排在专业理论课程之后，应处于本科三年级期间，但大部分高校将工程能力环节安排在前，此时的学生对专业知识没有一定的认知，对工程训练的概念较为模糊。其二，实践课程针对性不强。工程能力课程的开展以面概全，专业性针对不强，如：人文社科专业和机械类专业以及近机类专业的工程训练实践环节区分不明确。其三，实践环节周期安排不合理。实践周期短，导致任务过于简单化，学生仅是达到认知的程度，对于实践产生效果的运用不强，经过工程能力训练之后，学生运用实践所得知识解决不了科研及科技竞赛中遇到的难题。

2 新培养模式的提出

在我国大多数院校中，很多课程偏向理论化，学生的实践机会较少，因此，依托学科竞赛开展实践类培养迫在眉睫。

A.学科竞赛的意义。参加学科竞赛有利于培养学生的动手能力和创新创业能力。在参加学科竞赛过程中，从设计到制造，从不断优化到结果，学生能够发现问题、分析问题、解决问题。经过这一完整的过程，学生在创新能力方面将得到很大提升。其一，参加学科竞赛能够增强团队意识。参赛过程中，团队成员分工不同，需要团队协作才能完成比赛，这种团队协作的精神，能够对学生今后走向社会，面对形形色色的工作环境提供很大帮助。其二，学科竞赛有利于夯实专业理论知识。参加学科竞赛需要系统和全面的理论知识与专业技能，学生要能够在赛事准备中利用所学知识去解决各种难题，用实践去检验和夯实理论知识。其三，学科竞赛有利于激发学生的创新创业意识，将创新创业意识更好地落实到本科教育中。

B.竞赛过程遇到的问题。全国大学生工程训练综合能力大赛从2009年的58支队伍，发展到2019年的498支队伍，该项赛事颇受高校师生的欢迎。但指导教师发现在赛事准备期间，学生对于参赛作品零部件的设计与加工较为被动，原因有以下三点：其一，学生的知识范围受限于课堂理论知识，不能将理论与实践有机结合。其二，学生缺乏一定的设计和加工能力，导致设计与加工不符。其三，受时间和课程安排的限制，学生没有足够的时间去熟悉操作设备和学习加工技术，不能独立完成零部件的加工，只得依靠指导教师完成加工任务。

基于以上问题，提出了一种以兴趣为导向，以课余时间为载体，以赛促练，赛练结合且具有推广性和延续性的培养模式，即在课余及假期，将部分对工程能力充满兴趣的学生进行专业理论知识和实践能力的培养，随即以这部分学生去带动整体，以此延续，扩充到学生群体中。在整个教学体系中，学生率先充当的是学者，先接受专业教师的集中培训，然后又充当师者，去培训后续的学者，这样一种循环模式既培养了学生的工程实践能力和创新能力，又激发了学生的主动性和创新性。

3 工程能力培养模式的实施

以江汉大学政策作为出发点，成立以培养学生基础操作技能和创新创业能力的学生社团，挂靠工程训练中心，依托学校公共平台，申请开放实验室，以兴趣为导向，以课余时间为载体，采取以赛促练，赛练结合的模式，培养理实一体的高素质学生。

A.针对对象。以江汉大学学生为主，利用学校关于学科竞赛和创新学分的相关鼓励政策，激励并选拔一些学习兴趣高且主动性强的学生。学生选拔活动定在大二第二学期，选择这样的时间节点，是因为这一时期的学生对自己所属专业领域有了更进一步的认识，具备一定的专业理论知识，对自己未来规划也有了较为明确的方向。

B.培养模式。采用模块化培养方式，包含绘图软件的学习、传统加工、先进制造、PLC、创新创业实践五大模块。绘图软件包含AUTOCAD、UGNX；传统加工主要包括车削、铣削、钳工；先进制造包含加工中心、数控车床、特种加工、3D打印、激光雕刻。创新创业实践环节则是将所学内容与各项科研竞赛相结合，设计并制作项目参加学科竞赛，通过创新创业的训练进一步细化出创新创业产品，以此申请大学生创新创业训练项目和大学生科研立项。为尽快适应学科竞赛的团队模式，团队中的各成员都必须各有所长，因此，除绘图软件和创新环节外，每位学生只能选择传统加工、先进制造、PLC模块中的一种，经过专任教师稳定长时间的培养，具备专业高级水平。在创新环节中，三大模块中的学生交叉组合，取长补短，相互交流，更有利于竞赛的筹备和推进。

C.教学安排。培养周期为一年，培训课时约为160～180 h，主要利用学生和专任教师的课余时间或假期开展。学生社团成立初期，聘请工程训练中心专任教师展开培训，经过系统培训的学生，具备了一定的专业知识和技能之后，可充当助教辅助教师开展培训，减轻教师的授课压力，为学生提供良好的试教平台。

D.教学标准。培训启动前期，各模块将制定统一教学标准，从专业的理论知识到操作，各专任指导教师根据所受课程制定出详细的教学大纲和教学计划，使学生经过系统学习后，能达到中高级的水平。

E.培养目的。教学计划的制定和实施与学生科研竞赛有机结合，注重对学生能力的培养，以项目为导向展开培训，这样经过工程能力培养的学生，增强了动手操作能力和创新创业意识，能将自己所学运用到实际科研竞赛和创新创业训练项目中，做到学以致用。

F.达到的效果。第一，经过工程训练的培养，学生具有较强的专业技能水平和一定的创新性，能够利用所学内容自主参与到科研与学科竞赛中，并取得一定名次；第二，学生可将参赛作品申请专利或发表到学术期刊，实现成果的转化；第三，经过系统培训的学生在具有一定的基础和能力之后，需扩充教学对象，以学生带动学生，延续该培养模式。