杨树财 郭静兰 夏伟 宋双柱 董泽煜 孙守政

基金项目：2021年黑龙江省高等教育教学改革项目“新工科背景下CEEAA与ABET标准双驱动的工程训练混合式教学模式研究与实践”（SJGY20210377）

第一作者简介：杨树财（1970-），男，汉族，黑龙江哈尔滨人，博士，教授，博士研究生导师。研究方向为高速铣削加工方面教学及科研。

*通信作者：郭静兰（1991-），女，汉族，黑龙江哈尔滨人，硕士，工程师。研究方向为特种加工教学及科研。

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

摘  要：针对高等工程教育存在“重技能、轻素养”问题，结合新工科建设培养目标，将课程思政教学理念融入工程训练课程建设，制定机械类专业课程培养方案。结合基于学习产出的教育模式（OBE），通过构建面向未来能力需求的工程训练培养体系，面向知识、能力、素养的课堂教育方式，建立更加科学全面的工程训练课程评价体系，以及提高教师工程训练教学的胜任力四个方面进行工程训练课程体系建设，以期为国家培养出技术能力与非技术能力兼备的复合型人才。

关键词：新工科；工程训练；课程思政；OBE；课程建设

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：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务，对于面向未来的新工科人才培养而言，高等工程教育应在关注知识传授的同时，更应注重对人才理想信念、品德修养的传授，以期真正培养出为国为民的栋梁之材[1]。2020年，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，明确指出全面推进高校课程思政建设是落实立德树人，贯彻全国教育大会精神的战略举措[2]。而新工科的内涵在于以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才[3-5]。新工科教育理念与课程思政建设正在同步引领着我国高等教育的发展方向，同时也引领着高校工程教育的发展方向。

在高校人才能力培养方面，工程训练课程是高校培养本科毕业生创新能力，使其成为优秀毕业生和优质工程技术人才的重要一环，在培养学生利用科学方法解决复杂工程技术问题、强化实践动手能力方面有着重要作用，是现阶段高校培养本科生工程实践能力的主要课程，为学生了解当前工业与制造业发展状态及先进技术手段提供了重要依托[6]。工程训练课程面向高校多个本科专业，每年实训学生近几千人，量大面广，是影响学生的重要实践课程，将课程思政融入教学全过程，可以充分发挥隐性思政的作用，达到协同育人的效果[7]。因此，在新工科背景下，工程训练课程要充分发挥课程思政协同育人作用，全面提升人才培养质量。

一  我国高等工程教育存在的问题

新工科的发展需要更加全面的复合型人才，在素质维度中，需要更高的道德修养，做到全球视野和家国情怀的统一、继承传统与创新创造的统一，在知识维度中，强调深厚的基础知识、精深的专业知识、丰富的交叉知识储备，做到专业素养与全面发展的统一[8]。这就要求新工科人才培养具备两种能力：技术能力与非技术能力。

技术能力包括学科知识、跨学科知识、研究能力、开发设计能力、现代工具使用能力，以及发现、分析、解决问题的能力，学生不仅需要掌握相关工程理论知识，而且还应具备相当的工程实践技能，能够综合运用人工智能新知识、新技术、新方法解决复杂工程问题，并为深入学习本专业有关后续课程和未来承担相关复杂工程技术工作打下坚实的基础[9]。非技术能力主要包括设计思维、自主学习及跨学科知识迁移、好奇心和想象力、大工程观、工程伦理、有效沟通、洞察力及之后的行动力、长期主动学习的能力、经济思维、判断力与决策力、项目管控能力、批判性思维和创造性思维等能力。

通过对比美国工程与技术认证委员会（ABET）和中国工程教育专业认证协会（CEEAA）提出的工程训练毕业要求发现，我国工程教育优秀毕业生的优点主要是工科基础扎实、解决复杂工程问题的能力较强，善于深挖技术难题的技术能力较强，但对于跨文化沟通、社交技巧、谈判能力及团队合作等非技术能力尚有不足，德智体美劳没有充分得到发展，缺少技术能力与非技术能力兼备的综合型复合人才，这是我国高等工程教育的弱项。究其原因是由于工程训练在培养高校本科生工程能力、创新能力及大工程意识等方面忽略了学生的主体地位，学生的主动性没有得到提升，教学设计中缺乏能激发学生创新能力的环节，课程体系构建中并没有融入思政教育及提高综合素养和能力的课程内容，非技术能力没有获得锻炼和提升[10]。此外，高校的思政教育主要以思政课的形式开展，教学形式单一，与工程训练课程内容完全脱节，没有达到理想的综合育人效果。

二  工程训练课程培养目标分析

工程训练课程涉及机械类、近机械类、非机械类和文史类共四大类，培养目标中首先要考虑不同专业之间的行业需求及各专业特色来制定通识课程内容，还应重视学生设计思维、自主学习及跨学科知识迁移、好奇心和想象力、大工程观、有效沟通、洞察力及之后的行动力、经济思维、判断力与决策力、项目管控能力、批判性思维和创造性思维等综合素质的培养，以此制定各专业培养方案。通过与企业建立长期合作调研走访了解学生毕业后的中长期发展变化，进而评价培养目标的达成情况，收集相关数据持续改进培养目标及定期更新培养方案，如图1所示。

机械类专业作为工科类“第一专业”，要培养热爱祖国、坚持社会主义道路、适应国家发展需要、德智体美劳全面发展、具有扎实的机械学科理论基础和专业知识与基本技能，能在知名的科研院所和企事业单位从事科学研究、工程设计、制造生产、技术开发、营销和管理等方面工作的创新型复合人才[11]。培养方案中明确学生毕业后在进入工程专业实践必须具备的能力，同时要跟踪和评价学生的进步，图2为机械类专业培养方案。

图1  培养目标

三  工程训练课程体系建设

工程训练课程体系中要给予学生充足的时间进行动手操作，以保证教学效果的达成。课程内容要与培养目标及培养方案相一致，加强艺术、人文等专业的融合，拓宽工程视野，结合基于学习产出的教育模式（Outcomes-based Education，OBE）理念进行工程训练课程体系建设。

（一）  构建面向未来能力需求的工程训练培养体系

1）在获得基本工程知识和技能的基础上，以全国大学生结构设计竞赛、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生机械创新设计大赛及全国大学生工程训练综合能力竞赛为依托，以工程训练中心为实践平台，设立工程训练竞赛课程，课程主要涵盖机械制图-二维实践、机械制图-三维实践、模拟仿真实践、数学建模实践、数控车削实践、数控铣削实践、电火花线切割实践、3D打印实践、激光切割实践、钳工拆装实践、成本分析实践、电机电路拆装实训、计算机编程实践和机器人拆装实践等训练课程，学生可以根据不同专业定位选择相关课程，对于参与竞赛的学生要求所有课程都要学习，快速提高使用现代工程工具的能力。

2）以科研项目为依托构建综合集成训练课程。将工程伦理融入工程训练，培养学生的工程思维，课程内容既要涵盖专业知识和实践操作、工艺卡工序卡的制作、成本分析和社会效益等内容，也要让学生在实训全过程中形成批判性思维和创造性思维。产教融合，通过分析科研项目完成过程中对社会的影响拓宽学生的全局视野及提升职业道德等综合素养，在正确理解客户需求的基础上提出问题，最终给出最佳的解决方案，这一过程涵盖了战略目标的制定、团队的组建和沟通管理合作等综合能力，培养基于历史使命感和社会责任心的大工程观。

3）通过与马克思主义学院等人文学院进行深度合作，在工程训练安全教育中融入人文精神和艺术素养课程，促进人文与工程训练的融合。加入由于责任缺失、忽略实操流程、不重視安全隐患造成的生产事故案例，培养学生的安全生产意识，引导学生从广义上理解生产安全，了解安全生产管理理念，培养学生岗位责任意识和劳动纪律意识。按照一院一方案的原则给出具体教学实施计划，建立工程与社会的联结，结合工程训练实训项目，培养工程师的职业操守。

（二）  构建面向知识、能力、素养培养的课堂教育方式

1）工程训练教学包含学科全面，蕴含基础理论知识繁多，教学内容层次、模块复杂，涉及全校本科生实践操作实训任务，单一的教学方式和内容不利于激发学生的学习兴趣。伴随互联网、大数据技术在教学方法上的运用，使“线上-线下”混合式教学模式成为工程训练教学重点研究方向，通过线上课程可完成个性化、可实时评价的基础知识传授。具体操作是：在各个课程模块中将理论知识及二维建模实践、三维建模实践、模拟仿真实践和数学建模实践等课程以线上课程的方式进行教学，便于学生快速掌握相关知识点和了解操作要点。将教学资源存储到线上课程中，学生可以随时翻阅复习，更有利于知识的掌握，同时实训指导教师可以动态了解当前的学习状态，与学生在课前、课中、课后进行交流互动，及时掌握学生的学习情况，以便进行课程反思和持续改进教学。

2）要体现“以学生为中心”来改革教育方式，授课前可以与学生通过话题研讨的形式设计课程导入环节；授课过程中学生通过演绎真实工程问题案例，将真实工程场景带入课堂，使学生带着解决问题的想法进行工程训练内容的学习，激发头脑风暴，引出课程的重点。针对不同专业特点通过设置高阶综合实践课程体现学科专业特色。在教学全过程中，教师的用词要严谨、概念要准确，通过与学生交流互动启发学生对知识严谨的态度和精益求精的精神，体会工程伦理的情感价值和大工程观的社会意义。在各工种授课环节，增加本领域高精尖技术，通过对比差距，激发学生创新创造精神，进而努力探索不断缩小差距，提升学生综合能力素养，培养学生爱国精神和家国情怀。在2023年全国大学生工程训练综合能力竞赛的新能源小车竞赛题目中要求设计的小车走过红军长征的路线，在每个关键点进行标记并语音播报，在小车的外观设计中，学生们将中国元素融入其中，既能拓展其创新思维又能激发他们的爱国情怀。在机械结构设计环节中，不仅要具备机械等相关专业知识，又与艺术、人文等专业进行了深度融合，达到了继承与创新、交叉与融合的良好效果。

3）利用翻转课堂让学生分享触动其心灵的大国工匠人物，可以用诗歌朗诵、舞台表演等形式演绎，提高学生团队合作、沟通交流能力与传承创新精神；增加或恢复课堂问好环节，形成课堂仪式感，使学生敬畏课堂、敬畏老师、敬畏知识。授课过程中引入历史名人的经典案例，引导学生形成正确的人生观、价值观，如苏轼的《定风波》中表现了他虽处逆境屡遭挫折却不畏惧、不颓丧的倔强性格和旷达胸怀，提升学生的理想信念、责任意识及使命担当。课程结束后通过发放相应专业实训证书，认可其在工程训练中所做的付出和努力，激励学生继续奋进，让学生真正地感悟到正确的人生观、价值观、世界观和职业观带给他们的内在前进动力，热爱祖国，报效国家。

（三）  建立更加科学全面的工程训练课程评价体系

新工科背景下工程训练的评价应当是一种动态的发展性评价模式，关注教育教学效果的持续改进[12]。教学活动评价，通过反向驱动组织教学，既评价学生也需要评价老师，将向学生发放调查问卷、开展师生座谈会、与学生谈心和鼓励学生整理学习笔记等环节作为评价的多种形式，教师要在每个环节结束后向学生发布学生本人的得分情况，以便激励学生进行主动式学习，解决其在实训过程中参与度不高，没有积极性的问题。教学成果评价，评价内容要多元化、规范化、标准化，以及可操作。学生可以通过操作情况、作业完成质量、实训过程中安全作业、老师与学生的互动及与同学的讨论等方式评估学生们的动手能力、批判性思维和创新思维、团队精神及领导力，全方位评估学生的知识、能力、素养。

（四）  提高教师工程训练教学的胜任力

工程训练指导教师必须具备相应的资格，融合不同教育实训程度、不同专业背景、覆盖工程训练课程的所有专业领域并保持紧密的联系，同时在团队中包含不同年龄和职称形成梯队，保证教学活动的持续改进，不断提高教师工程训练教学的胜任力。招聘实训教师时优先考虑有企业或科研院所工作经验的，以便将工程案例融入教学课程内容，提升学生的工程实践经验。实训指导教师可以融合机械、材料、自动化等专业组成团队进行教学环节设计，缩短工程教育与工程实际之间的差距。同时，教师具有言传身教的特质，学生的人生观、价值观、世界观的养成取决于教师具备什么样的素养。要鼓励教师进行课程思政教学案例相关研究成果的学习，不断丰富、充实、提高教师的教学胜任力。青年教师教学有热情，备课认真、讲课熟练，要鼓励青年教师进行基础教学工作及课程思政教学研究。要充分发挥党员先锋作用，不断学习提高思政理论知识，做好课程思政的宣传工作。定期组织教师进行先进科技工作者、大国工匠人物的学习，撰写心得体会，精心总结课程思政教学案例来激发学生的科技报国情怀。

四  结束语

工科大学生将是建国百年时国家建设的中流砥柱，工程教育承担着培养德智体美劳全面发展的社会主义合格建设者与可靠接班人的重任。工程训练作为规模最大，实训人数最多的实践课程，在培养学生科研能力、管理能力、创造能力、沟通能力及解决工程实际问题方面发挥着不可替代的作用。思政课程的育人功能可以使毕业生树立正确的社会主义核心价值观，既能提高学生的技术能力，又能提升其文化辨别能力与爱国意识，使人的情感、价值观、好奇心、创造力和交际能力均得到提升，促进工程与人文、经管的融合，探索面向知识、能力、素养的教学方式，达到工程训练非技术能力的培养目标。

参考文献：

[1] 吴林志.“四维度”新工科人才培养模式构建与实施路径研究[J].黑龙江高教研究，2022，40（8）：151-155.

[2] 刘杰，于瑾，齐春桥，等.“大学物理”课程思政教学实践[J].大连大学学报，2022，43（2）：87-91.

[3] 刘民岷，李波，韩效，等.新工科背景下课程思政教学评估模式初探[C]//教育部高等学校航空航天类专业教学指导委员会.第三届全国高等学校航空航天类专业教育教学研讨会论文集.北京航空航天大学出版社（BEIHANG UNIVERSITY PRESS），2022：45-50.

[4] 孔丽丽，卢飒.新工科+课程思政新形态课程建设路径研究[J].高教学刊，2022，8（S1）：5-8，13.

[5] 蔡琳.新工科背景下線上线下混合式“金课”的建设——以数据库技术课程为例[J].学园，2023，16（3）：17-19.

[6] 郭静兰，吴艳臣，文利.基于CDIO理念的电机电工实训“金课”建设[J].新课程研究，2022，（14）：24-26.

[7] 任博文，董人熹，王玮.工匠精神视域下的工程训练中心课程思政教学探索——以南京航空航天大学钳工和车工课程为例[J].教育现代化，2019，6（61）：125-128，136.

[8] 植林，王亚煦.新工科视域下高校思想政治教育的创新与实现路径[J].学校党建与思想教育，2022（15）：80-82.

[9] 王征，栾鑫，刘旦，等.“人工智能+新工科”创新型实践教学人才培养对策探讨[J].长春工程学院学报（社会科学版），2022，23（3）：90-93.

[10] 文利，郭静兰，吴艳臣，等.基于OBE教育理念的工程实训拓展训练课程体系建设[J].高教学刊，2021，7（16）：51-54.

[11] 李旻.ABET工程教育认证标准对机械类专业建设的启示[J].装备制造技术，2020（8）：156-162.

[12] 苏小菱，洪昀.基于层次分析评价模型的课程思政有效性评价探索[J].教育教学论坛，2020，5（22）：150-152.