地方工科院校递进式工程实训教学体系构建与实践

摘"要：新工科背景下，针对工程实训教学过程中，学生创新精神、创业意识、自主学习能力、解决复杂工程实际问题能力和科研能力不强，多学科交叉融合途径少，人才培养过程中学生能力提升慢、效果不明显等问题，依托综合性工程训练国家级实验教学示范中心的建设，优化教学内容、教学方法和手段，推动教学改革，提出地方工科院校递进式工程实训教学体系运行模式，并结合实际探索多学科交叉融合的复合型、创新型和高级应用型人才的培养路径。通过不断推进工程实训教学改革，取得了显著成效和示范效应。关键词：地方工科院校；工程实训教学体系；劳动教育；双考核0"引言工程训练中心是学生了解工程概念，提高工程素质，培养创新意识和创新能力的重要载体，是开展工程技术教育和工艺技术训练的重要平台，是工科类高等院校重要的实践教学基地[1]。工程实训已成为高校培养大学生现代化大工程意识和高素质工科人才必不可少的实践环节[2]，有助于学生掌握基本工程知识、技术、规范和方法，实现知识、能力和素质协调发展，为培养多学科交叉融合复合型、创新型和高级应用型人才夯实基础[3-5]。如何在现有工程实训中心的基础上深化教学改革，探索创新实训与实验教学模式，主动适应高等教育内涵式发展，是当前各地方工科院校迫切需要解决的问题[6-7]。1"多层次递进式工程实训教学体系长春工业大学工程训练中心原有实训教学体系存在教学效果不明显、实施过程单一等问题。因此，工程训练中心以通识性工程认知等八大实训平台为基础，进一步优化课程体系，注重多学科交叉融合，构建具有地方工科院校特色的高质量递进式工程实训教学体系。工程实训课程面向学校不同学院、不同专业的大一至大四学生，坚持“四年不断线”培养方针，致力于学生综合能力培养，实现工程技能训练向技管结合训练的转变。递进式工程实训教学体系由以下四个层次组成。1.1"通识性工程认知层包括通识性工程认知实训平台，主要面向学校九个学院大一、大二学生，培养学生的大工程素质，普及基本工程知识与技能，提高自主学习能力和实践动手能力。1.2"基础性工程实践层包括机械制造基础实训平台等四个平台，主要面向学校机电学院、材料学院、国际教育学院和应用技术学院大一、大二学生，通过多工种联合教学和多种制造技术的融会贯通，实现机、材、电、计多学科交叉融合培养，以强化学生工程实践能力和综合素质为目标，提升学生的自主学习能力、团队合作能力和解决实际工程问题的能力。1.3"专业性工程综合能力层包括电工电子技术实训平台等四个平台，主要面向机电学院、电气学院、材料学院和国际教育学院大三、大四学生。针对工程实际需求设计开发不同的实训内容，将科学研究的思想与方法融入工程实训教学，注重传统方法与现代技术的有机融合，培养学生科学研究的信心和创新意识，提高他们的解决复杂工程问题能力、团队合作能力和创新能力[8-9]。1.4"系统性工程创新能力层包括工程综合创新实训平台，主要面向机电学院、电气学院、材料学院大一至大四学生和研究生。坚持“四年不断线”培养方针，致力于培养多学科交叉融合的高级复合型、创新型人才。以各级各类学科竞赛、综合课题、科研课题为载体，让学生从选题、作品制作、论文撰写等多个环节得到全方位的锤炼与培养，全面提升学生的自主学习能力、实践动手能力、团队合作能力、解决复杂工程实际问题能力、创新能力、科研能力和创业能力，即“七能力”。递进式工程实训教学体系运行图如图1所示。2"“三式五步”创新实训教学模式2.1"构建“三式五步”实训教学模式树立以学生为本的教学理念，积极探索新的实践教学方法，构建具有学校特色的“三式五步”实训教学模式。“三式”即自主、合作、研究三种教学模式。自主教学模式，以学生自主设计为主，教师协助指导为辅；合作教学模式，由学生分组讨论、大组汇报、教师指导的共同研讨构成；研究教学模式，包括学生自主研究与探索。“五步”是指五个一体化的教学步骤，即基础理论讲解、研究方案设计、工程指导、工程训练、综合测评。为增加学生工程实训兴趣，强调理论知识与实践操作有机融合，提升工程实训教学效果。在实际教学过程中，将工程实训的知识体系融入理论讲解，让学生了解各工种实训的目的和意义。在工种课堂中将各知识要点进行细化，通过分组演示明确本工种实训设备的操作要领，采用个性化指导的方式解决学生领悟能力差异的问题，利用线上资源弥补线下课堂知识体系的缺陷，使其相互融合、互为补充，实现学生知识体系的全面覆盖[10]。依托工程实际中典型零部件的设计与加工等实训内容，从基础理论切入，注重实际操作和演练，培养学生从简单零部件到复杂零部件的独立加工处理能力。同时，在各工种的工程实训项目中均设有创新或创意类项目，培养学生的创新意识，激发创新精神。通过理论课堂，普及基本工程知识与技能，培养学生的工程意识、职业规范和创新意识。通过工种课堂，让学生了解各工种设备的加工工艺，完成不同零部件的加工，并对重点知识进行深入学习。通过分组教学，培养学生团队意识和团队合作能力。各工种教师通过学生实际操作过程中的信息反馈，进行有针对性的指导，保证所有学生能够顺利完成所在工种的工程实训任务。此外，学生通过中心网站、教务管理系统和学习通等自主学习。“三式五步”实训教学模式如图2所示。2.2"“五步”具体实施步骤2.2.1"基础理论讲解课前，教师开展实训动员，主要讲解工程实训的目的、意义、项目内容、安全与纪律、考核方式和学习要求等内容，让学生明确实训目标与学习任务。同时，让学生通过预习和在线学习等形式，了解工程实践的知识结构、设备原理、操作规程等。教师根据各工种的实训特点对重点知识进行重点讲解，使理论讲解能够贯穿“实践—认识—再实践”全过程。2.2.2"研究方案设计课程开始时，在工程实践训练过程中增加创新设计和制作环节。如在普车、钳工、数控车床、数控铣床、线切割、快速成型和电工电子操作等实训中，让学生利用课余时间根据不同加工任务设计不同的零件加工方案，并通过实际加工操作验证所提设计方案的正确性，培养创新思维，提高实际动手能力。2.2.3"工程指导课程全程采用导师制方式对学生按不同工种进行分组，对不同小组的学生讲授不同设备的操作规范、加工工艺、创新设计方法。学生还可以根据实际观察、现场操作与学习兴趣进行重新分组，学习不同导师的工程经验，有效提升综合能力和创新能力。2.2.4"工程训练课中，针对不同学院不同专业的特点，分层次、分模块进行授课。加大创新创业实训项目和综合性实验项目的比重。课后，教师通过线上互动答疑、在学习通等平台布置扩展学习任务等形式对学生的工程训练进行实时跟进与指导。2.2.5"综合测评实训结束时，根据前四阶段学生的表现与反馈，对实训环节进行全面、系统的归纳与总结，对学生进行综合测评，给出实训成绩。通过梳理实训过程中的经验和问题，进一步优化实训内容和方法。同时，对学生在实训中的理论掌握、实践操作、团队协作、创新能力等多方面表现进行综合测评，帮助他们在后续学习、实训中进一步提升。3"“思、劳、技”协同育人三结合双考核体系3.1"建立“思、劳、技”协同育人三结合双考核体系根据实践教学项目的劳动性、实践性的特点，将思政教育、劳动教育纳入工程实践教学活动，实现课程思政、劳动教育、技能训练的三结合，构建劳动教育、工程实训双考核机制，并在工作中持续优化“思、劳、技”协同育人三结合双考核体系。将实践教学项目与劳动教育相结合，引入生产劳动教育环节的考核与评价机制，科学设置考核指标，从劳动规范、素养、面貌等方面对学生进行综合、全面、客观的评价，充分发挥工程实训考核和劳动教育考核的引导、规范、激励作用；根据不同岗位的实践教学项目，设计和开发与实践教学内容密切相关的思政教育教学案例和训练项目，构建完善、系统的课程思政教学体系，力求达到“盐溶于水、润物无声”的效果。学校根据实践教学项目，围绕工程技术发展史、国之重器、大国工匠、世纪工程、尖端装备、电子技术、创新创业风云人物等七大主题，开发了125个课程思政教学案例，这些案例涵盖了实训动员、基础制造技术、先进制造技术、智能制造技术、电工电子技术、创新创业训练等全部实践教学环节。三结合双考核实训考核体系如图3所示。3.2"设立工程实训和劳动教育考核指标在原有工程实训考核指标基础上，结合岗位实践劳动内容和工程实训实际需要，设置劳动教育考核指标，实行单独成绩考核并记入学生成绩考核卡。双考核指标能有效提升师生对劳动教育的重视，加深学生对生产劳动的理解和认识。3.2.1"工程实训考核指标工程实训成绩根据各自的权重比例累加后，按优、良、中、及格、不及格评定岗位实训、考试、实训报告三个环节的成绩。其中：优≥90分，90分＞良≥80分，80分＞中≥70分，70分＞及格≥60分，不及格＜60分。未上交实训报告或不参加考试者，总成绩按不及格处理。工程实训成绩权重比例如表1所示。3.2.2"劳动教育考核指标劳动教育实行单独考核，按优、良、中、及格、不及格评定成绩。其中：优≥90分，90分＞良≥80分，80分＞中≥70分，70分＞及格≥60分，不及格＜60分。劳动教育考核内容如表2所示。4"递进式工程实训教学体系实施成效工程训练中心每年面向全校12个学院约50个专业的本科、专科学生，开设工程实训、电工电子实训、创新创业训练等课程，每年承担约4500人次、约40万学时的教学任务。近十年，指导学生参加“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛等学科竞赛，荣获国家级奖项33项（金奖1项、特等奖1项、一等奖9项、银奖2项、二等奖12项、三等奖8项）、省级奖项246项（特等奖12项、一等奖106项、二等奖80项、三等奖48项）、校级奖项1000余项；指导学生申报全国大学生创新创业训练计划项目110项（国家级18项、省级15项、校级77项）；指导学生发表SCI、EI论文15篇，核心期刊论文23篇，省级期刊论文35篇；指导学生申报科技创新成果授权专利70件，其中发明专利7件、实用新型专利57件、软件著作权6件；参与创新创业学生达10000余人；出版教材6部；自编实训教学实验指导书18部，编撰多版实训教学大纲；工程实训教学改革荣获省级教学成果一等奖1项、二等奖1项，校级教学成果一等奖3项；主持、参加国家级课题6项，省级课题31项，其中重点课题13项、一般课题18项。5"结束语长春工业大学工程训练中心主动契合新工科持续式建设的发展要求，构建面向新工科的工程