工程素质培养与工程训练基础建设

工程素质培养与工程训练基础建设

1与工程意识、制造技术和技能等技术领域的人才培养相比,部分人该项目使用数学和自然科学知识，并利用复杂的设备参与自然变化系统的建设。工程素质是工程实际对技术人员所提出的有关工程概念和实际技术的基本要求,包括必要的基本理论和基本技术,对相关工程技术的了解,对有关基础理论和基本技术创造性的综合应用能力,从事工程工作所需要的技术创新意识,对工程技术实际工作内容的认识和了解,以及必要的市场意识等。工程素质一般包括:(1)解决工程问题的基础知识如高等数学、工程材料、电子和计算机技术;(2)解决工程问题的专门知识和技能如机械结构设计及其实践、制造工艺、操作技能等;(3)工程意识如主动学习和信息收集能力,创新思维、精神和能力,对工程环境的适应能力,人际交往合作的能力(团队精神),对相关产品的质量及市场意识,产品成本意识,安全生产意识,环境保护意识,对事业的追求和献身精神。学生工程素质的获得一般有两个途径:课堂教学环节,基础和专业知识一般通过课堂教学掌握;实践教学环节,如操作技能和创新能力的培养。据IMD1998年的调查,我国人才市场上合格工程师的指标排名世界第39位,而科技人员总数排名世界第1位。巨大反差说明,符合企业需要的工程师技术人才供给不足,工程技术人员不适应现代企业的发展要求。究其原因,主要是教学内容和方式长期滞后于现实需求所致。长期的教学实践证明,在工程素质培养的过程中实践教学环节起到关键和核心的作用。在高等教育体制中,主要的实践教学环节有工程训练(金工实习)、课程实验、生产实习、课程和毕业设计。其中,生产实习一般是为了扩大学生视野和知识面;课程设计、课程实验、毕业设计主要使学生获得专业知识和能力的培养;学生对工程知识的认知、实践操作技能的掌握和工程意识的培养主要是靠工程训练完成。但是,正在改革中的工程训练,主要训练内容仍为传统的机械加工,如车削、铣削、刨削、磨削、钻削、铸造、锻造、焊接、钳工加工等,部分院校增设了少量的先进制造技术(如数控技术)和特种加工,其设备陈旧、数量不足、品种不配套。而在教学内容上主要强调加工知识和操作技能的培养。所以,不论从教学设备还是教学内容和方法与工程素质培养的要求相差甚远。目前,国家教育部及专家都看到了这一点,并在政策和资金上进行支持,各高校纷纷对工程训练进行改革并取得了一定的成果。2工程训练基地根据工程素质教育的要求,各高校将原机械工厂(或金工实习中心)改造成工程训练中心(工业训练中心),对工程训练基地加大力度进行了卓有成效的改革。(1)教学内容日益丰富,可选择性强建设中的工程训练中心从不同的渠道获得了资金支持,建设资金集中用于购买设备。尤其是世界银行贷款项目投资额度大、分布面广、引导性强,对工程训练中心的建设起到了标志性作用。从工程训练这一新的概念促使教育观念的转变。设备的更新、基地设施的修建等一系列的硬件建设促进了实践教学体系内容和方法的改革及师资队伍水平的提高。所购实习设备的种类突破了传统机械加工设备的制约。如世界银行贷款指导目录中,提供的教学项目11大类57项,实验项目涉及到电工电子、自动控制、特种加工、材料成型、先进制造技术等各个工程领域。更重要的是所推荐的设备基本上可以形成若干完整的工业系统如:①传统制造工艺车、铣、磨床、钻,钳工设备;②金属材料成型工艺铸造、剪切、冲压、焊接设备,包括特种焊接和铸造;③金属材料性能测试技术热处理、硬度测试、无损探伤设备;④表面处理及工艺发黑、电镀、点刷镀、涂敷、化学、电化学处理设备;⑤非金属材料成型挤塑机、注塑机等;⑥电工电子实验电路板制作系列设备、集成块加工设备;⑦特种加工技术激光、电、离子束、电子束加工等;⑧高新技术快速原型、数控加工、机器人等。2001年在上海举办的“工程训练中心建设研讨会”上明确指出“工程训练中心实践课程将可覆盖机械,电子、电工、信息,自动控制,工业管理等学科。”教学内容的扩充,为培养学生素质提供了较大的可选择性,培训对象已经不再局限于机械类学生实习。各专业适用的设备和教学内容,使近机类,非机类工科学生,甚至文理科和医科专业的学生开始参加工程训练。(2)中心建设模式和企业发展目标的关系工程素质的培养要求学生获得工程意识、解决工程实际问题的能力,学生只有在实际工程环境中经过训练才能获得这种意识和能力。大学教育中真正能提供给学生较真实的工程环境,只能在工程训练中心获得。由于现在的工程训练中心一般由原来的机械工厂转化而来,故多少带有机械工厂的痕迹。长期以来对于工程训练中心采用什么样的建设模式问题一直有两种论点:①工程训练中心应完全模仿机械工厂(企业)的方式建设;②摒弃企业化的模式完全构建成实验室的形式。我们认为两种均走向了极端,如果建成实验的模式,工程训练中心将蜕变成为一般的基础教学实验室(如机械零件实验室),训练中心将失去作为实践训练基地的条件。相反,企业一般是以取得利润为条件的,若以此为模式建设工程训练中心学生虽然能接触实际的生产环境,但在安排教学内容时将与企业的利益发生矛盾,学生的实践训练效果将受到影响。我们希望的实际工程环境是,中心设备布局和运行模式模仿实际企业,但其主要任务是实习教学而不是追求创造利润。这一点非常重要,实际上也是这样,在世行招标推荐目录中的131种设备中能完全从事生产加工的设备占以上。(3)改变教学过程,增加学生的自主性和创造性长期以来,我国高等教育采用填鸭式的教学模式,金工实习教学一般由师傅以固定的选题、工艺和设备完成实习内容。在实习过程中学生一直处于被动、从属的地位。由于教学内容死板,学生劳动积极性不高。这样做虽然学生可以获得一定的实践知识和操作技能,但学生的自主性和创造性却受到极大的限制。目前的教学改革主要是在这方面进行。首先,将工程训练变成开放性实验室,学生可以自主地利用时间尤其是业余时间;其次,在教学选题上给予学生更大的自由,将学生放在主体的地位上,学生根据教学基本要求如设备、工艺、材料等自行设计教学产品,指导教师只对加工工艺、可行性、精度控制等方面协助学生,最大程度地发挥学生的主动性和创造性;再次,采用实习实验相结合、现场与实做相结合、电教和操作相结合,充分利用网络教学等多样的教学模式使学生在有限的训练时间内获得更多的有关工程素质培养的信息。(4)专多能+两种以上由于学生自主设计产品、编制工艺,打开了创造性思维,以学生为主的工程训练,对指导教师的知识面和深度有了更高的要求。许多先进设备的引入,要求指导教师必须掌握新知识、技术和技能,还需要指导教师能开设两种以上的实验,即要“一专多能”。教学指导人员只从事一个工种的情况已经不复存在,这是全国范围内定岗定编的总体趋势。由于实习的开放性,学生自主操作机床的自主度加大,在很大程度上对指导教师的责任心也有了更高的要求。这就需要采取培训措施,提高教学指导人员的素质,补充新的高层次的教学指导人员,建设高水平的指导教师队伍。3工程质量培训方法和措施(1)工程素质的提高。在基本的教学环学生在学习过程中对产品设计与制造过程应有全面的了解和训练,这也是工程素质培养所必须的。产品设计与制造的全过程如:市场调查、设计、材料选择、试制、工艺(含设备)、批量制造、市场宣传、促销、维修及回收等。在狭义的工程训练环境下,主要对学生是在产品工艺和制造技术上进行培训,主要获得的是有关工艺知识和加工技能的训练,而且,在多种加工工艺方法之间是离散、间断和无连续性的,学生难获得系统知识的培训。除此以外的环节如产品的市场意识、产品成本意识、质量与安全意识等被忽略了,这与工程素质培养有较大的差距。许多学校设计了包括产品制造过程大多数环节的训练项目,如清华大学工程训练中心开展的机器人爬楼梯竞赛,经过这样的训练学生在制作产品的过程中浅移默化地获得必要的工程素养。(2)实习过程具有监测性传统的教学模式中,用于工程训练(金工实习)加工的试件均为假想的零件。如在锻造中将大件锻成小件,粗件锻成细件;铸造中采用浇铸后熔化,熔化后再浇注,反复进行;车工中将试件大车小,小车了(无);钳工实习后均为无法再利用的废料。这种实习方式和教学内容,学生虽然获得了一定的实践知识和操作技能,但损耗是巨大的。不仅实习材料的耗费,更重要的是学生知道试件的结局是废品,在操作的过程中认真程度、严肃的工作态度等将会大打折扣。而这种对待工作的态度对学生毕业后的工作是极其有害的。同时,学生对产品的质量也就不自觉的放松了要求,而在大工程训练中质量意识是非常重要的方面。针对这种情况,许多学校以实际产品作为学生实习训练的对象,对模拟产品的质量增加了检验环节,并与学生成绩挂钩,这些措施均起到较好的效果。(3)创造性实习发挥了学生的主体作用,激发学生创新兴趣素质教育的核心是创新。由于金工实习长期采用以师傅为主体的填鸭式教学模式,在教学内容和教学方法上难以创新,限制了学生的创造性。创新实习发挥了学生的主体作用,给学生更大的创新思维空间。在产品构思、材料选择、加工工艺选择等方面,学生可以自由发挥想象力,创作优秀作品。创新实习也给工程训练中心带来了更大的工作压力,表现在材料用量更大,设备占用率更高,时间花费更多,对指导教师要求更高等,但我们认为这些都是必须的,对学生工程素质培养是重要的。(4)工程训练中心需要健全的教育培训教学内容产学研合作教育是以培养学生全面素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源,以及人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获得实际经验、实践能力为主的生产科研实验有机地结合于学生的培养过程之中的教育形式。在现代工程训练中,科研活动越来越成为提高教学质量的内在动力。早期指导实习任务主要由指导师傅完成,由于学历和知识结构上的缺陷,指导师傅难以从事科研开发活动。90年代以后,金工教师参与了工程训练,形势发生了重大变化。工程训练中心经过投资改建后,拥有了大量科技含量较高的,能够实现生产力转化的实验技术设备,能够完成众多的机械设计和机电一体化方面的科学研究和加工任务,为科技成果的孵化和转化提供了一个较好的技术平台。随着综合大学的科研能力日渐