王姝歆 劉潤(rùn)

[摘 要] 工程訓(xùn)練是工科學(xué)生的必修課，是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的重要環(huán)節(jié)?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)背景下“創(chuàng)意-創(chuàng)新-創(chuàng)業(yè)”人才培養(yǎng)理念，對(duì)工程訓(xùn)練教學(xué)提出了新的要求。因此，針對(duì)我校工程訓(xùn)練教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)工程訓(xùn)練課程教學(xué)進(jìn)行了探索，以順應(yīng)新工科建設(shè)背景下需要的工科人才培養(yǎng)機(jī)制。

[關(guān)鍵詞] 工程訓(xùn)練;新工科;人才培養(yǎng);教學(xué)模式;探索

[作者簡(jiǎn)介] 王姝歆（1969—），女，江蘇徐州人，博士，副教授，碩導(dǎo)，研究方向?yàn)橹悄苤圃旌头律鷻C(jī)械;劉 潤(rùn)（1973—），男，安徽馬鞍山人，碩士，講師，研究方向?yàn)樘胤N加工技術(shù)和智能制造。

[中圖分類號(hào)] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）35-0119-02? ? ?[收稿日期] 2019-08-05

一、引言

“新工科”建設(shè)是教育部提出的主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動(dòng)，內(nèi)涵是要統(tǒng)籌考慮“新的工科專業(yè)、工科的新要求”，包括大力發(fā)展云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)和智能制造、集成電路、新材料等新產(chǎn)業(yè)相關(guān)的新興工科專業(yè)，更新改造傳統(tǒng)工科專業(yè)，推動(dòng)現(xiàn)有工科交叉復(fù)合，應(yīng)用理科向工科延伸，孕育形成新興交叉學(xué)科專業(yè)等[1]。目前各高校都在研究如何建設(shè)新工科，以及如何進(jìn)行“新工科”人才的培養(yǎng)[2]。南京航空航天大學(xué)工程訓(xùn)練中心作為國(guó)家級(jí)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的重要組成部分，承擔(dān)國(guó)家級(jí)精品課程《工程訓(xùn)練》教學(xué)任務(wù)，是培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，同樣需要探索新工科建設(shè)背景下“創(chuàng)意—?jiǎng)?chuàng)新—?jiǎng)?chuàng)業(yè)”人才培養(yǎng)理念在工程訓(xùn)練教學(xué)的應(yīng)用。

二、教學(xué)模式研究

1.教學(xué)思路調(diào)整

新工科要求培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。這些工程人才的要求主要包括兩大方面，一方面是多元化人才結(jié)構(gòu)，包括研發(fā)、設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、銷售到管理、服務(wù)等。另外一方面是高素質(zhì)要求，包括創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨學(xué)科交叉融合能力、全球視野、自主終身學(xué)習(xí)能力、工程領(lǐng)導(dǎo)力、專業(yè)素養(yǎng)等。但是，目前大多數(shù)高校對(duì)工科大學(xué)生多元化、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)還停留在認(rèn)知層面上。因此，在新工科建設(shè)背景下，工程訓(xùn)練中心應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念，調(diào)整教學(xué)思路，充分認(rèn)識(shí)到工程訓(xùn)練對(duì)培養(yǎng)面向未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才的獨(dú)特功能與優(yōu)勢(shì)，然后采取積極的行動(dòng)去迎接挑戰(zhàn)。

首先，樹立正確的新工科人才培養(yǎng)理念。以全面工程教育、“卓越工程師”和“新工科”人才培養(yǎng)為目標(biāo)，突出我校航空航天特色，以現(xiàn)代機(jī)電設(shè)計(jì)和制造“信息、智能”為特征，以工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025技術(shù)為紐帶，以具有新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新產(chǎn)業(yè)背景的智能工廠實(shí)驗(yàn)中心規(guī)劃為依托，在校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)和校外實(shí)踐基地基礎(chǔ)上，積極打造“創(chuàng)意—?jiǎng)?chuàng)新—?jiǎng)?chuàng)業(yè)”人才培養(yǎng)高地。其次，強(qiáng)化工程訓(xùn)練硬件建設(shè)。在原有常規(guī)制造技術(shù)訓(xùn)練、先進(jìn)制造技術(shù)訓(xùn)練、增材制造技術(shù)訓(xùn)練、機(jī)電綜合訓(xùn)練、綜合創(chuàng)新訓(xùn)練基礎(chǔ)上，加大信息與智能投入力度，建立功能完備、設(shè)施齊全先進(jìn)的真正綜合型、創(chuàng)新型、開放型、多學(xué)科交叉融合型的工程訓(xùn)練中心。最后，加強(qiáng)教學(xué)教改研究，探索建立以創(chuàng)新教育、創(chuàng)業(yè)教育、智能制造、機(jī)器人、微型飛行器、智能材料、信息技術(shù)為主干的工程訓(xùn)練教學(xué)體系，為學(xué)生提供更大的學(xué)習(xí)和實(shí)踐空間。

2.教學(xué)內(nèi)容更新

目前工程訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)學(xué)生基本知識(shí)和基本技能的培養(yǎng)，注重單一零件加工忽略加工工藝流程，注重基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練忽略設(shè)計(jì)、工藝、制造和管理并重的綜合訓(xùn)練，不能滿足新工科建設(shè)背景下對(duì)多元化和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。因此，在新工科建設(shè)背景下，依據(jù)新工科人才培養(yǎng)需要，在立足傳統(tǒng)金工實(shí)習(xí)車、鉗、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊等傳統(tǒng)訓(xùn)練項(xiàng)目，加強(qiáng)數(shù)控車、數(shù)控銑、線切割、3D打印等數(shù)控和增材制造訓(xùn)練項(xiàng)目的同時(shí)，圍繞以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)，對(duì)工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行前瞻布局和動(dòng)態(tài)調(diào)整，更加注重基于‘信息、智能前沿知識(shí)、學(xué)科交叉或跨學(xué)科的智能制造平臺(tái)建設(shè)，更加注重綜合創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)。

智能制造平臺(tái)是多學(xué)科交叉實(shí)踐平臺(tái)，由智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)組成。智能制造技術(shù)由增材制造技術(shù)（包括3D打印技術(shù)）、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、智能機(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)組成。智能制造系統(tǒng)包括研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、銷售服務(wù)系統(tǒng)和智能工廠。智能工廠涵蓋工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)、虛擬制造平臺(tái)、智能管理平臺(tái)和智能車間。智能車間包括3D打印、機(jī)器人等智能設(shè)備、智能生產(chǎn)線和智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)等?；谥悄苤圃炱脚_(tái)，可以開設(shè)系列多學(xué)科交叉融合課程群。例如，理論課可以開設(shè)智能制造概況、增材制造技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能基礎(chǔ)、互聯(lián)網(wǎng)與制造技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，實(shí)踐課可以開設(shè)計(jì)算機(jī)輔助類設(shè)計(jì)、分析、工藝、制造課程、計(jì)算機(jī)輔助信息管理課程、3D打印實(shí)踐、機(jī)器人編程與操作、綜合工藝設(shè)計(jì)、虛擬制造實(shí)踐、虛擬銷售實(shí)踐、智能生產(chǎn)線操作等。

綜合創(chuàng)新平臺(tái)涉及到創(chuàng)新思維、設(shè)計(jì)、工藝、制造、管理和銷售多個(gè)領(lǐng)域，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、多元化知識(shí)結(jié)構(gòu)、多學(xué)科交叉和跨界融合等能力的重要平臺(tái)。在原有的綜合創(chuàng)新平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，增設(shè)系列創(chuàng)新基地，如創(chuàng)新思維和方法訓(xùn)練基地、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)基地、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)基地、機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐基地、創(chuàng)意汽車設(shè)計(jì)基地、創(chuàng)意飛行器設(shè)計(jì)基地、微型飛行器實(shí)踐基地、智能材料實(shí)踐基地、大學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)基地、創(chuàng)客空間，以及全國(guó)工程訓(xùn)練綜合能力大賽、全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)機(jī)器人大賽和全國(guó)挑戰(zhàn)杯大賽基地等?；跇?gòu)建的綜合創(chuàng)新平臺(tái)，開設(shè)系列創(chuàng)新課程群，包括創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、工藝創(chuàng)新設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理創(chuàng)新、微型飛行器創(chuàng)新設(shè)計(jì)、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、陶瓷創(chuàng)新設(shè)計(jì)、大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)講座、比賽講座等。

3.教學(xué)方法優(yōu)化

在工程訓(xùn)練理論和實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，存在教學(xué)方式比較單一的問題，大多工種仍然以“臨摹”學(xué)習(xí)為主，即現(xiàn)場(chǎng)加工演示、課堂理論講授和模仿性操作實(shí)踐，這很難培養(yǎng)出未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。因此，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)意識(shí)，推進(jìn)教師學(xué)習(xí)和應(yīng)用探究式教學(xué)、討論式教學(xué)、參與式教學(xué)、混合式教學(xué)、課題式、項(xiàng)目式、教學(xué)等先進(jìn)的教學(xué)方法。例如，在課題式教學(xué)中，學(xué)生以真實(shí)科研產(chǎn)品為課題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程、開放性實(shí)驗(yàn)、專題講座、團(tuán)隊(duì)研討等獲取知識(shí)，通過(guò)查找資料、制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)、工藝、制造、管理等獲得多方位實(shí)踐，從而合作完成課題任務(wù)，這有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、設(shè)計(jì)能力、學(xué)科交叉能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、處理信息能力能力、動(dòng)手實(shí)踐能力。

在新工科建設(shè)背景下，應(yīng)積極推進(jìn)信息技術(shù)和教學(xué)深度融合，建立線上教學(xué)與線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合機(jī)制。采用以3D網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等信息技術(shù)為支撐的更具有互動(dòng)性、智能化和個(gè)性化的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方法，如翻轉(zhuǎn)課堂、微課、移動(dòng)學(xué)習(xí)、創(chuàng)客空間、大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（慕課，MOOC）平臺(tái)、手機(jī)APP學(xué)習(xí)平臺(tái)、虛擬和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室等。積極推進(jìn)和應(yīng)用這些顛覆傳統(tǒng)教學(xué)模式的現(xiàn)代教學(xué)方法并將這些現(xiàn)代教學(xué)手段有效結(jié)合，不僅能夠提高工程訓(xùn)練教學(xué)的開放性和有效性，彌補(bǔ)高校工程訓(xùn)練教學(xué)師資力量的不足，還能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索能力培養(yǎng)。

三、結(jié)語(yǔ)

在新工科建設(shè)背景下，我校已經(jīng)對(duì)工程訓(xùn)練教學(xué)模式進(jìn)行初步的探索和實(shí)踐。例如，構(gòu)建機(jī)電綜合、陶瓷藝術(shù)、焊接和激光切割機(jī)器人等智能制造平臺(tái)，組織教師學(xué)習(xí)和應(yīng)用混合式教學(xué)方法，構(gòu)建以鉗工虎鉗為產(chǎn)品的課題式教學(xué)體系;指導(dǎo)學(xué)生參加交叉學(xué)科和跨學(xué)科創(chuàng)新項(xiàng)目，包括小型停車機(jī)械裝置、自主取料系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)、撲翼飛行器、移動(dòng)機(jī)器人、球體自穩(wěn)發(fā)射裝置、多旋翼起降系統(tǒng)等;指導(dǎo)學(xué)生參加各種交叉學(xué)科和跨學(xué)科競(jìng)賽等。雖然通過(guò)努力取得了一定的成績(jī)，但距離新工科建設(shè)背景下“創(chuàng)意—?jiǎng)?chuàng)新—?jiǎng)?chuàng)業(yè)”人才培養(yǎng)的要求還有一定的距離，因此本文進(jìn)行了進(jìn)一步探索，希望以此應(yīng)對(duì)這次戰(zhàn)略機(jī)遇與挑戰(zhàn)交織并存的新形勢(shì)，為新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下的社會(huì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才保障。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動(dòng)[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]梁延德.我國(guó)高校工程訓(xùn)練中心的建設(shè)與發(fā)展[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013（6）：6-8.