崔偉清 李琦 房靜

華北電力大學(xué)工程訓(xùn)練中心 河北保定 071003

1 工程訓(xùn)練中心概況

華北電力大學(xué)工程訓(xùn)練中心是學(xué)校“四模塊”實(shí)踐教學(xué)體系中校內(nèi)實(shí)踐基地的重要組成部分，是國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)單位。中心成立以來，一直以培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，密切結(jié)合教學(xué)實(shí)際，在工程訓(xùn)練中采用多種形式的開放運(yùn)行模式，取得良好的成效。

開放式教學(xué)是解決參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生人數(shù)不斷增加而教學(xué)資源有限之間的矛盾，擴(kuò)大學(xué)生受益面，提高教學(xué)質(zhì)量和設(shè)備利用率的有效手段。學(xué)校于2008年施行新的本科教學(xué)人才培養(yǎng)方案，其中一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是加強(qiáng)關(guān)于大學(xué)生綜合實(shí)踐的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。在08版本科教學(xué)人才培養(yǎng)方案中，機(jī)械、電力等學(xué)科把工程訓(xùn)練中心開設(shè)的數(shù)控加工、機(jī)電一體化及電工實(shí)踐等部分公共選修實(shí)踐課程列為必修課程，參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生人數(shù)、實(shí)訓(xùn)工作量等大大增加。同時(shí)，工程訓(xùn)練中心還承擔(dān)面向全校學(xué)生開設(shè)的公共選修實(shí)踐教學(xué)任務(wù)和勞動部職業(yè)技能認(rèn)證培訓(xùn)、組織大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽、機(jī)械工程學(xué)科科研平臺等任務(wù)。在設(shè)備、場地等教學(xué)資源有限的情況下，如何使更多的大學(xué)生能夠參加工程實(shí)訓(xùn)，充分提高設(shè)備利用率，更好地適應(yīng)新版教學(xué)大綱的要求，是目前需要研究和解決的一個(gè)主要問題。由于教學(xué)類型不同以及學(xué)生的專業(yè)、年級不同，就要有針對性地采取不同形式的開放式教學(xué)模式，因此對多種形式的開放式運(yùn)行模式進(jìn)行探索是非常必要的。

2 開放式教學(xué)項(xiàng)目的特色

為了吸引全校不同專業(yè)、年級學(xué)生參加到實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中來，開設(shè)不同層次的訓(xùn)練項(xiàng)目，分為系統(tǒng)認(rèn)知、基礎(chǔ)訓(xùn)練、系統(tǒng)訓(xùn)練、職業(yè)技能培訓(xùn)認(rèn)證4個(gè)層次，可覆蓋從大一到大四的理工類學(xué)生，充分體現(xiàn)“四年不斷線”教學(xué)理念。

在教學(xué)實(shí)踐中經(jīng)過反復(fù)摸索和論證，開設(shè)的實(shí)踐課程采用項(xiàng)目教學(xué)法，項(xiàng)目教學(xué)是師生共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動。項(xiàng)目可用于特定教學(xué)內(nèi)容，具有一定的應(yīng)用價(jià)值，具有一個(gè)輪廓清晰的任務(wù)說明；能將某一課題的理論知識和實(shí)踐技能結(jié)合在一起。項(xiàng)目教學(xué)的特點(diǎn)：學(xué)生有獨(dú)立進(jìn)行計(jì)劃工作的機(jī)會，在一定時(shí)間范圍內(nèi)可以自行組織、安排自己的學(xué)習(xí)行為；有明確而具體的成果展示；學(xué)生自己處理在項(xiàng)目中出現(xiàn)的問題；不僅是已有知識、技能的應(yīng)用，而且要求學(xué)生運(yùn)用已有知識，在一定范圍內(nèi)學(xué)習(xí)新的知識技能，解決過去從未遇到過的實(shí)際問題；學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)，師生共同評價(jià)項(xiàng)目成果以及工作和學(xué)習(xí)的方法。項(xiàng)目教學(xué)是目前先進(jìn)的教學(xué)方法之一，非常符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，引入實(shí)踐教學(xué)中來最為恰當(dāng)。

結(jié)合各種各類大學(xué)生創(chuàng)新競賽，通過學(xué)生自主參加、自選題目或結(jié)合教師科研項(xiàng)目進(jìn)行各種創(chuàng)新實(shí)踐活動，使學(xué)生從研究實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練包括機(jī)器人控制技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽競賽項(xiàng)目、全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽項(xiàng)目、挑戰(zhàn)杯競賽項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目、亞太機(jī)器人項(xiàng)目等。項(xiàng)目的層次性和系統(tǒng)性也使得學(xué)生能夠循序漸進(jìn)地從理論知識的進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)和基本工程能力的訓(xùn)練到能夠充分發(fā)揮自主性和創(chuàng)造性。

3 開放式教學(xué)模式的特點(diǎn)

開放式教學(xué)模式分為全開放模式與分散開放、分期滾動兩種運(yùn)行模式。例如，先進(jìn)設(shè)計(jì)制造綜合實(shí)訓(xùn)是機(jī)械學(xué)科各專業(yè)大三學(xué)生的必修課，采用分散開放、分期滾動模式。當(dāng)學(xué)生進(jìn)入大三后，將其編成不同的批次分散到兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，在規(guī)定的實(shí)訓(xùn)周期內(nèi)向該批次學(xué)生全開放。對于全開放形式的項(xiàng)目和課程，則充分利用學(xué)生包括節(jié)假日在內(nèi)的課余時(shí)間全面開放。兩種開放式教學(xué)模式交叉進(jìn)行，為大學(xué)生提供更多的工程實(shí)踐機(jī)會。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教為主、時(shí)間固定、內(nèi)容固定、對象固定的教學(xué)模式，使學(xué)生享有較多的自主性，更能滿足不同學(xué)生的需要，更有利于學(xué)生主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。其內(nèi)涵包括內(nèi)容開放、時(shí)間開放、對象開放、教學(xué)資源開放以及開放式運(yùn)行的管理模式。

3.1 時(shí)間開放

開放式教學(xué)就是充分利用學(xué)生包括節(jié)假日在內(nèi)的課余時(shí)間，擴(kuò)大學(xué)生的受益面。由于教學(xué)任務(wù)中既包括機(jī)械、電力等學(xué)科必修的綜合實(shí)踐課程，還包括面向全校學(xué)生開設(shè)的公共選修實(shí)踐課程、大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽和勞動部職業(yè)技能認(rèn)證培訓(xùn)等，需要根據(jù)不同的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)對象，采取不同形式的開放運(yùn)行模式。在具體的教學(xué)實(shí)踐中采用全開放與分散開放、分期滾動兩種不同的開放模式，兩種開放模式交叉進(jìn)行。

3.2 內(nèi)容開放

面向全校不同專業(yè)、年級學(xué)生，開設(shè)不同層次的訓(xùn)練項(xiàng)目，這些項(xiàng)目均為公共選修實(shí)踐課程，學(xué)習(xí)通過后可獲得相應(yīng)的學(xué)分。開設(shè)的訓(xùn)練項(xiàng)目和有關(guān)教材、課件放到中心網(wǎng)頁上，學(xué)生可根據(jù)自己所學(xué)專業(yè)和自己的興趣“點(diǎn)菜單”選擇訓(xùn)練項(xiàng)目，下載教學(xué)資料自主學(xué)習(xí)。

3.3 對象開放

開放對象涵蓋專業(yè)與非專業(yè)學(xué)生，涵蓋其他兄弟院校學(xué)生，面向社會，面向企業(yè)，提供各種教學(xué)培訓(xùn)。

3.4 教學(xué)資源開放

和相關(guān)院系密切合作，教學(xué)資源向中心教學(xué)計(jì)劃外的院系師生進(jìn)一步開放，如學(xué)生認(rèn)知實(shí)習(xí)、現(xiàn)場教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等；為各院系教師的科研活動服務(wù)；為各院系教學(xué)儀器的設(shè)計(jì)制作提供平臺和服務(wù)。

3.5 開放式運(yùn)行管理模式

開放運(yùn)行給教學(xué)管理帶來一系列新問題。針對指導(dǎo)教師工作時(shí)間與工作量的增加、設(shè)備維修工作量的增大、實(shí)驗(yàn)室安全任務(wù)加重、教學(xué)質(zhì)量管理難度增大等為題，一方面增大指導(dǎo)教師工作時(shí)間的彈性，使之與學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)間對接，緩解占用指導(dǎo)教師節(jié)假日等休息時(shí)間的問題；另一方面聘用研究生助管協(xié)助，并鼓勵(lì)本科生積極參與管理。在教學(xué)實(shí)踐中，逐漸形成以指導(dǎo)教師為主、研究生助管協(xié)助，學(xué)生參與的管理模式。目前共有6名研究生以助管的形式、8名本科生以勤工助學(xué)的形式參與開放基地的管理和運(yùn)行工作。

4 開放式教學(xué)對學(xué)生能力的培養(yǎng)

中心在多年來的教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革研究中，逐步形成“以培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程能力，提高學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)”的實(shí)踐教學(xué)理念。在開放式教學(xué)過程中，無論是實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容，還是具體的教學(xué)過程，都是圍繞這一指導(dǎo)思想進(jìn)行的。

4.1 學(xué)生工程能力的培養(yǎng)

在傳統(tǒng)的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往偏重于原理驗(yàn)證，對學(xué)生的實(shí)際工程能力培養(yǎng)不足。為了加強(qiáng)學(xué)生的工程意識和工程能力培養(yǎng)，在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，特別注重密切結(jié)合工程實(shí)際。例如，先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)實(shí)踐基地開設(shè)的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)包含數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控電加工、加工中心、CAD/CAM等實(shí)訓(xùn)模塊，機(jī)電技術(shù)實(shí)訓(xùn)包含精密測量、快速成型、PLC編程等實(shí)訓(xùn)模塊，所涉及的工程技術(shù)均代表了目前先進(jìn)制造和機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域比較典型的工程技術(shù)和發(fā)展方向。所用實(shí)訓(xùn)設(shè)備與工業(yè)現(xiàn)場一致，實(shí)訓(xùn)題庫中的題目也都來自于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。

在具體進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，不但注重對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，還要求實(shí)訓(xùn)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都與工程實(shí)際接軌。如數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)，學(xué)生在題庫選取題目后，首先編制工藝卡片，合理選擇刀具和切削參數(shù)、編程，然后在計(jì)算機(jī)上仿真，最后獨(dú)立數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工、檢驗(yàn)。學(xué)生在這樣一個(gè)非常接近實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場要求的教學(xué)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可以較好地將所學(xué)理論知識與工程實(shí)際有機(jī)地結(jié)合起來進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，從而有利于培養(yǎng)工程意識和工程能力。

4.2 學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

實(shí)訓(xùn)的目的不僅是讓學(xué)生掌握某項(xiàng)技能，更為重要的是使學(xué)生提高綜合運(yùn)用知識的能力和創(chuàng)新能力。如開設(shè)的機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，綜合液壓氣動、機(jī)電傳動、電工電子、傳感器應(yīng)用、PLC控制等多門專業(yè)課程知識。通過PLC編程、生產(chǎn)線系統(tǒng)調(diào)試，學(xué)生由理解獨(dú)立工作模塊的工作方式開始，到完整的工作單元的運(yùn)行調(diào)試，到機(jī)電一體化系統(tǒng)平臺的設(shè)計(jì)和搭建，他們在循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)的過程中，既能將所學(xué)理論知識有機(jī)地融合起來，又能不斷激發(fā)自主學(xué)習(xí)的熱情和創(chuàng)新思維。

同時(shí)，在實(shí)訓(xùn)過程中特別注重引導(dǎo)學(xué)生建立“大工程”框架思路，使其將所學(xué)有關(guān)專業(yè)課程系統(tǒng)地串聯(lián)、融合。如在先進(jìn)制造實(shí)訓(xùn)中，從精密測量到反求，從快速成型到無模制造，以及各種數(shù)控加工技術(shù)等，引導(dǎo)學(xué)生建立起先進(jìn)制造的大框架思路。在具體設(shè)計(jì)及制作階段，則放手讓學(xué)生綜合所學(xué)知識，進(jìn)行自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐。

4.3 學(xué)生工程技能的培養(yǎng)

工程訓(xùn)練的整個(gè)教學(xué)過程實(shí)行能力等級證書制，完成規(guī)定的實(shí)踐環(huán)節(jié)可以獲得相應(yīng)的能力等級證書，最高可以獲得國家勞動與社會保障部頒發(fā)的“數(shù)控工藝員”和“機(jī)電一體化”職業(yè)技能培訓(xùn)證書。

5 開放式教學(xué)實(shí)施效果

通過由淺入深的多層次實(shí)訓(xùn)，不但逐步提高了學(xué)生的工程能力，而且可以激發(fā)其創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。對于那些具有一定難度和復(fù)雜程度的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，需要學(xué)生分組協(xié)作完成，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，不斷激發(fā)學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)新思維。同時(shí)，無論是查閱文獻(xiàn)、實(shí)際操作，還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析及文獻(xiàn)資料的整理，都是一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的過程。創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)也是學(xué)生工程能力培養(yǎng)的一個(gè)重要方面。

多形式開放運(yùn)行模式的實(shí)施取得良好的成效。根據(jù)2010～2011學(xué)年統(tǒng)計(jì)，不同開放運(yùn)行模式的受益面總計(jì)達(dá)1969人。近年來在全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、挑戰(zhàn)杯等競賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽項(xiàng)目中，獲國家級獎(jiǎng)5項(xiàng)、省級獎(jiǎng)21項(xiàng)，學(xué)生獲得專利授權(quán)5項(xiàng)，協(xié)助兄弟院系教師完成“水輪機(jī)調(diào)速裝置”等2項(xiàng)科研項(xiàng)目，先后有6名博士、碩士研究生的論文工作、42名本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)在中心進(jìn)行，發(fā)揮國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)單位的輻射示范作用。

[1]張麗,丁艷清,張彩霞.論大學(xué)主體創(chuàng)新教育中的開放式教學(xué)[J].蘭州教育學(xué)院學(xué)報(bào),2010,26(5):128-129.

[2]孫康寧,張景德,李愛菊.淺談大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練方法與教學(xué)模式改革[J].金工研究,2010(3):32-35.

[3]劉海峰,劉影.工科院校實(shí)驗(yàn)室開放可持續(xù)教學(xué)體系的建設(shè)與實(shí)踐[J].白城師范學(xué)院學(xué)報(bào),2010,24(3):75-77.