應用型機械類人才工程能力培養(yǎng)思考

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摘要：隨著高等工程教育改革和社會發(fā)展，工程教育認證已經在我國高等工程專業(yè)實施，其核心理念是以產出為導向，以學生為中心設計實施教學活動，是高等教育工程觀的重要轉變。分析了應用型高校機械類人才的工程能力內涵，提出人才培養(yǎng)目標設置應結合區(qū)域經濟發(fā)展需求、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和學校定位，按照工程專業(yè)認證標準，構建了以技術實施型人才為培養(yǎng)目標的工程技術體系和“回歸工程實踐”的課程建設思路，培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

關鍵詞：工程教育認證；技術實施型；工程能力培養(yǎng)體系

進入21世紀后，隨著高等工程教育改革的深化，“實踐是工程專業(yè)的根本”已成為當今國際高等工程教育界的普遍共識［1］。高等工程教育界關于如何培養(yǎng)學生的工程實踐能力進行了研究和探討，如提出“回歸實踐、回歸問題、回歸主體”的理念實施探究式教學［2］、將職業(yè)資格證書引入應用型本科教育［3］等，取得了較好的效果。隨著經濟全球化的發(fā)展，我國從制造大國走向制造強國需要高水平的工程人力資源保障，培養(yǎng)的工程人才得到國際企業(yè)界認可等都要求高等工程教育必須進行改革。我國已于2013年6月加入了“華盛頓協(xié)議”，這標志著工程教育體系進入國際工程教育聯(lián)盟，工程教育專業(yè)認證是我國高等工程教育界面臨的機遇和挑戰(zhàn)［4－5］。工程教育認證下人才培養(yǎng)觀的核心理念是以產出作為導向，就是要從“教師能教什么”轉變成“學生應達到什么”，大學階段受到的工程教育作為未來相關職業(yè)工作的準備，以社會需求和學科發(fā)展內涵來確定合理的培養(yǎng)目標，明確支撐培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求，以產出的產品“學生”為中心設計、實施教學活動，從工程技術知識傳授轉變到職業(yè)所需能力培養(yǎng)，是目前高等工程教育培養(yǎng)觀的重要轉變［6］。

1應用型機械類人才工程能力的內涵

從工程教育認證對畢業(yè)生的12條認證標準分析來看［7］，工程教育應注意3個方面的能力培養(yǎng)，一是工程實踐能力；二是多學科的背景及多方面的能力；三是職業(yè)道德與社會責任感［8］。對工程師從業(yè)各項能力調查分析，“發(fā)現(xiàn)、形成、解決問題的能力”、“從事工程實踐必備的技術、技能”和“在工作中參與集體合作，并與人有效地溝通”列于工程能力前3項重要能力之首。而被調查者認為，第二項能力主要從學校中獲得，而第一和第三項能力是工作中獲得［9］。這與當前高等教育的現(xiàn)狀相符，知識、技術是高等教育的優(yōu)勢，但如何將從業(yè)中必備的能力培養(yǎng)，或者將該方面的思維和意識置于學校教育階段進行，應是構建工程能力培養(yǎng)體系考慮因素之一。各類型高校機械類人才培養(yǎng)目標定位應有所區(qū)別以適應企業(yè)人才的層次需求。據(jù)資料表明，企業(yè)中的工程技術人員通常有3種類型：技術實施型，在工業(yè)生產第一線從事工程設計、制造、施工、運行等技術工作，約占工程師總數(shù)的75％；研究開發(fā)型，從事工程技術開發(fā)研究，工程基礎研究，約占工程師總數(shù)的15％；工程管理型，以技術背景為主，從事規(guī)劃、管理、經營等工作，約占工程師總數(shù)的10％。這3種類型的工程師隨著工作需要有時也會互換［10］。作為地方高校培養(yǎng)應用型機械類人才來說，就業(yè)3～5年內，主要從事生產現(xiàn)場的相關技術實施型工作。通過對企業(yè)的調研和畢業(yè)生的追蹤反饋得到，從事技術實施型的工作，工程實踐必備的技術和技能，“制圖、測試、工藝操作”方面要求高一些，對其專業(yè)能力方面要求主要集中為：設計能力、動手能力、開發(fā)能力、管理能力等［11］，可具體闡述為：根據(jù)設計要求，提出機電系統(tǒng)設計方案及分析比較合理性，設計、開發(fā)或與團隊成員協(xié)作開發(fā)機電產品；典型零件的加工工藝及質量檢測；技術文件表達（制圖、技術文件撰寫）；使用計算機專業(yè)軟件進行輔助設計（三維建模）、計算、制造（數(shù)控編程、工藝）；熟練使用機械設計手冊、團隊協(xié)作、溝通交流和提出問題、解決問題等能力和技能。

2應用型機械類人才工程能力培養(yǎng)體系的構建

社會、經濟和科學的日益發(fā)展，技術因素和非技術因素同樣影響著工程實踐活動，因此現(xiàn)代工程教育要求是通才教育，在構建培養(yǎng)體系時，要包括人文與社會科學、數(shù)學與自然科學、語言與寫作、計算機操作技術、工程技術等幾大領域的課程［12］。本文主要研究工程能力培養(yǎng)體系的構建和實施。

2．1工程技術體系的構建

工程技術體系，是培養(yǎng)學生工程能力的重要平臺。長期以來，工程教育更多地按照科學家和工程學家模式實施，偏離工程師培養(yǎng)目標，存在理論與實踐脫離的現(xiàn)象［13］。理論授課更多講授科學理論，而理論在實踐中的應用比較薄弱；在實踐環(huán)節(jié)中，如原模式下開設的金工實習、生產實習等實踐環(huán)節(jié)，通常采用教師指導、學生實踐方式進行，較多的是技能培養(yǎng)和知識在企業(yè)中的應用認知，與實踐技能依托的相關工程理論和工程技術知識聯(lián)系得不緊密。因此，構建工程技術體系時，按照工程能力培養(yǎng)的整體性，由工程科學、工程設計、工程技術這幾部分組成，特別是將實踐教學內容進行整合和優(yōu)化，作為重要環(huán)節(jié)納入教學課程體系。工程科學類課程作為核心課程，是工科專業(yè)學生都必須學習的課程，如數(shù)學、物理、化學和工程導論課等；而工程設計和工程技術類課程，可作為專業(yè)必修課程和技術選修課程，如力學、機械學、電工電子技術、工程制圖、設計與制造、測試技術、實驗與技術交流、相關的技術應用實踐等課程而開設［12］。特別是在專業(yè)課設置時，更要根據(jù)學校培養(yǎng)人才層次和本地區(qū)經濟、行業(yè)發(fā)展需求等進行設置，才能保障專業(yè)培養(yǎng)目標的達成和突出專業(yè)特色。創(chuàng)造實踐條件，提高實踐環(huán)節(jié)占整個培養(yǎng)體系的學分比例。

2．2用CDIO工程教育理念指導課程建設

原有的課程內容，通常按科學知識自成體系講授，運用理論知識解決實際問題，是目前課程教學的薄弱環(huán)節(jié)。工程教育認證下，在課程內容上，打破原有各自獨立的工程專業(yè)課程序列，而將設計和技術在內的工程知識和工程實際問題進行集成來開展課程建設，即工程教育回歸實踐［14］。按照構思、設計、實現(xiàn)和運作的“CDIO”工程教育理念開展課程建設［15］，是課程建設的新思路。在近幾年的專業(yè)課程建設實踐中，本文作者所在專業(yè)確立以“知識體系工程化、工程應用具體化和崗位必備技能課程化”的建設思路，將知識傳授與能力培養(yǎng)融合一起重新梳理課程內容。在課程內容中大量地引入工程問題和實例，教學內容“工程化”；將課堂走入實驗室、實習生產車間，講、學、練結合；結合工程基礎理論的工程實際應用，開設符合工程實際的實驗項目；如將專業(yè)基礎理論在企業(yè)一線生產現(xiàn)場的應用，如公差項目設計要求及檢測、工程實際問題力學模型簡化、機構方案、液壓回路與PLC控制等實際應用抽象出來，開設了緊密結合工程實際的實驗項目；課程設計內容緊密結合“工程實踐”、“學科競賽”和“創(chuàng)新項目”，例如：應用三維設計軟件和優(yōu)化分析軟件，進行零部件測繪、表達、力學應用分析；以企業(yè)實際生產的典型零件出發(fā)，按典型零部件設計制造全過程，用現(xiàn)代技術將零件圖形表達、工藝分析和路線、數(shù)控編程加工等綜合起來進行設計制造，進行“真槍真刀”的實踐綜合訓練。在整個講授、指導過程中，由于和工程緊密結合，因此工程意識和工程思維可逐步地滲入到學生的思維中去，培養(yǎng)學生的工程意識。

2．3工程綜合能力和工程素質培養(yǎng)

我國傳統(tǒng)教學模式是一種“分析模式”，強調垂直思考、抽象學習、簡化分解與分析、確定性研究、獨立工作等，這對打好數(shù)理基礎是必要的。但是面向工程實際和團隊工作等新的需要，設計與制造過程中需要關聯(lián)各部分進行多因素、多角度思考，而經驗學習、系統(tǒng)地說明問題、小組工作等“綜合能力”的培養(yǎng)十分重要［9］。課程教學采用“基于問題的學習”或“基于項目的學習”教學方式［16］，以工程中的“項目”或“問題”這一類真實復雜的問題為核心，引導學生采用小組研討充分地發(fā)表見解，通過表達解決問題的思路或方法，可調動學生探索、研究和實踐的興趣、積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學生的學習知識的應用和提出解決問題的實施方案的能力。校內實驗室、工程實訓中心是開展工程實踐活動和課外科技活動的重要場所。特別是當前企業(yè)管理方式和制造設備現(xiàn)代化等條件的變化，校外企業(yè)實習質量受到一定的影響。在當前的實踐環(huán)節(jié)中，除了實踐內容工程化外，指導教師隊伍也應由多學科、多研究方向的教師組成，有意識地采用項目分解、小組協(xié)作等手段，從立項論證、總體方案設計、研究實驗工作到數(shù)據(jù)分析、科研總結，全過程全方位指導學生。學生可以聽取不同教師的想法，多角度多方向研究問題，通過小組合作完成項目，有利于培養(yǎng)學生的綜合分析問題、團隊合作及創(chuàng)新能力。企業(yè)的真實工程環(huán)境實踐是培養(yǎng)學生工程實踐能力的重要經歷［17］。校企合作，主要有2種方式：一是校企合作培養(yǎng)學生，學生在企業(yè)實踐較長的一段時間（3～6個月），在不同的技術或生產部門參與具體工作，同時由企業(yè)高水平有經驗的技術人員講授生產現(xiàn)場工程知識和技術；另外一種是企業(yè)將目前生產中的相關問題或某個項目提煉出來，由學校教師帶領課題小組參與和解決，即“產、學合作”的模式。學生實踐的項目來自于企業(yè)，解決的場所可以在學校，也可以在企業(yè)，完成的主體主要是學校。這2種模式比較適合于高年級的學生，如我校與建立校外實踐教學基地的合作企業(yè)，根據(jù)企業(yè)條件和情況，既開展了“3＋1”校企合作人才培養(yǎng)模式，將課程、專業(yè)實踐、畢業(yè)實踐、畢業(yè)設計等都在企業(yè)進行；也開展了“產、學合作”模式。有的企業(yè)提煉出幾個工程項目，有的項目是科學研究類項目，如企業(yè)生產中碰到的技術難題與學校開展合作，學校派指導教師帶隊進入企業(yè)進行相關研究；有的是工作任務型項目，將企業(yè)的技術文檔（技術圖紙）按國內制圖標準重新整理，系列化、標準化和計算機化等類似的項目工作。這些合作方式都可以使學生進入工程實境中去，既體驗到工程環(huán)境的實際，提高了解決問題的能力，又潛移默化地培養(yǎng)了工程思維和意識。

3工程能力培養(yǎng)體系實施的保障

3．1工程觀的轉變和認識

傳統(tǒng)的高等教育，教師和學生都以知識傳授、學會知識為出發(fā)點，這就要求傳授者和受眾者，都要從工程的角度轉變思想觀念。目前高校中的教師，特別是青年教師學歷高、知識強但缺乏工程實踐經歷，又受考核、職稱評聘等牽制，重科研、輕教學的現(xiàn)象比較普遍。為了改變這種現(xiàn)狀，教育主管部門對傳統(tǒng)“重科研輕教學”的管理考核理念有所調整。教師是從原有的教育體系下培養(yǎng)出來的，其自身的“強知識弱能力”的不足必須要采取相應的培訓機制來和實踐措施才能改變。因此開展工程認證的專業(yè)，安排教師到企業(yè)中進行6個月～1年的“掛職鍛煉”來補充工程實踐和培養(yǎng)工程意識；在教師隊伍構建時，放寬學歷要求，有意識地引進具有較強工程實踐背景的教師，而對新引進的教師同時也要進行教學規(guī)范、教學方法等的培訓。同時，要創(chuàng)造條件外聘企業(yè)技術人員和人力資源管理部門人員作為兼職教師，定期開設講座搭建學校與企業(yè)溝通的橋梁。通過這些途徑，使教師的工程教育觀念增強實踐應用性；教師的教學方式，從轉變到工程觀念以綜合應用為主，突出解決實際工程問題的能力。學生雖是教育的受眾體，但和其他工業(yè)產品不同，學生的參與是確保高等教育改革實施效果的重要保障。所以，做好學生的專業(yè)認知，提高學生的專業(yè)興趣，是工程教育的重要保障。學生工程觀念的調整要從校內和校外多種環(huán)境進行培育，特別是校外企業(yè)，是提升學生的重要途徑。引入企業(yè)開設“職場講座”，進入企業(yè)實習，可提高學生對專業(yè)、職業(yè)的認知。

3．2硬件條件的保障作用

實踐體系的實施，必須要有一定的硬件條件作為保障。具體實施基地可以是校內實驗室、工程實訓中心、機械工廠、研究所和校外實踐基地等場所。可以采取學校自主建設、與企業(yè)共建、利用專項基金等途徑引入資金，購置實驗設備、軟件、加工設備等，做到與生產現(xiàn)場直接對接，同時也要設有專業(yè)技術人員，指導學生動手操作，學生才能將設計作品付諸加工，學用結合。

4結束語

依據(jù)區(qū)域經濟發(fā)展需求和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，構建應用型機械類人才工程能力培養(yǎng)體系時，應以產出為導向，結合學校定位，按照工程專業(yè)認證的標準，從原來的工程科學教育模式向工程師培養(yǎng)模式調整，從工程技術知識傳授轉變到職業(yè)所需能力培養(yǎng)，特別是在開設的各個教學環(huán)節(jié)緊密結合“工程實踐”、“學科競賽”和企業(yè)、教師的“研究課題”，以師資隊伍和實踐條件建設作為保障，培養(yǎng)學生扎實的工程理論知識、工程基本技能和工程思維和素質，培養(yǎng)學生的工程實踐能力，突出專業(yè)特色，保障專業(yè)培養(yǎng)目標的達成。

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作者：賈衛(wèi)平 單位：大連大學機械工程學院