“三纵三深”工程模板实践教学体系的构建与实践

杜贤昌，孙立权

（长春工程学院机电学院，长春 130012）

“三纵三深”工程模板实践教学体系的构建与实践

杜贤昌，孙立权

（长春工程学院机电学院，长春 130012）

分析了现代焊接技术与工程、材料成型及控制工程的人才需求，指出了现代工程问题的复杂性、综合性特点，剖析了现代工程应用型人才的工程应用能力结构和工程素质。在遵循高等工程教育规律的前提下，构建了具有“三纵三深”特征的实践教学体系，创立了工程模板教学模式，制定了一整套完善的、与工程应用能力结构和工程素质相配套的教学训练方案和考核纲要，阐述了重要工程训练环节的内涵。经多轮实践证明：新体系可显著增强学生的工程应用能力，有效提高学生的工程素质。

“三纵三深”;“工程模板式”;实践教学体系;构建与实践

当前，国家经济建设已进入快速发展期，金属结构制造和机械制造等行业急需从事焊接技术与工程、材料成型及控制工程方面的高级应用型人才。焊接技术与工程专业和材料成型及控制工程专业的毕业生主要在机械、建筑、水利、交通、矿山、电力、海港和航天等领域，从事焊接结构设计、焊接工艺设计、焊接工艺编制、机械产品和金属结构制造、金属结构安装施工以及工程组织管理等工作。毕业生在实际工作中所面临的工程技术问题往往具有综合性、复杂性特点，要求技术人员在掌握现代工程技术知识的基础上，灵活运用所学的知识和理论做出快速反应，制定出切实有效地解决方案，及时解决出现的新问题和新情况。因此，应用型本科教育的目标应为，培养知识、能力和素质全面协调发展，面向生产、建设、管理、服务一线的高级应用型人才［1］。要实现这一目标，不仅需要设置科学合理的理论教学体系，更重要的在于构建新型的实践教学体系，实现知识向能力的有效转化，使实践教学真正成为学生提高工程应用能力，形成良好工程素质的重要平台。

一、现代工程应用型人才分析［2］

科技发展和社会进步赋予现代工程以丰富内涵，决定了工程问题的复杂性和综合性，从而对工程技术人员提出了更高要求。在构建新型实践教学体系之前，应首先对现代工程应用型人才的工程应用能力和工程素质进行全面剖析。

（一）工程应用能力

工程应用能力由工程技术能力和工程组织协调能力组成。

1．工程技术能力

工程技术能力包括工程基本技能、工程应变能力和技术创新能力。在工程活动中，工程技术能力体现在分析工程问题，制定工程方案以及实施工程方案等方面。

（1）分析工程问题和制定方案的能力

分析工程问题能力由工况分析能力、结构设计能力、计算能力、工艺分析能力、试验研究能力和制定方案能力组成。其中，结构设计能力以工况分析能力、计算能力和绘图能力为支撑，制定方案能力以分析工程问题的前五种能力为支撑。

工况分析能力体现在对产品服务环境、技术要求分析等方面;结构设计能力包括对机械产品、建筑结构、水工结构和其他结构的设计能力;工艺分析能力体现在对零部件备料、装配和焊接工艺进行分析等方面;试验研究能力包括设计实验方案、分析实验结果的能力;制定方案能力体现在制定制造工艺方案、质量监控方案和编制工艺文件等方面。

（2）实施工程方案的能力

实施工程方案能力由装备使用能力、具体制造能力和质量监控能力组成。

装备使用能力包括使用工具量具能力、操作各种工艺装备能力和操作各种实验仪器能力;具体制造能力体现在备料、装配和焊接等技能运用方面;质量监控能力包括制造过程质量检验、质量控制和制成品质量检验。

2．工程组织协调能力

现代工程需求应用型人才能合理分解工程任务，有效控制、激励和协调工程人员，并使之相互融合，迅速有效解决具体工程问题。现代工程问题的复杂性和综合性特点，决定了应用型人才必须具有较强的工程组织协调能力。该种能力由工程组织能力、工程任务授权能力、工程人员冲突处理能力和激励下属能力等组成。

（二）工程素质

工程素质是工程技术人员从事工程实践活动时，灵活运用人文知识和工程知识，采取正确的思维方法，迅速有效解决工程问题的潜能和适应性。工程素质是技术人员执业素养（例如，品德诚信敬业）、工作作风（例如，作风科学严谨务实）和工程创新素质，以及团结合作精神和创新精神的综合体现。

由此可见，工程应用型人才应具有较高的工程应用能力和良好的工程素质。

二、“三纵三深”工程模板实践教学体系的构建［3］

应用型本科教育重在实施工程应用教育，而工程应用教育必须通过工程实践教学环节得以落实。高的教学质量和好的教学效果，不仅依赖于现代化的工程实践场地和先进的设备，以及教师的精心指导，而且与实践教学体系和实践教学模式密切相关。为使大学生在短短四年学习中获得如此高的能力和素质，必须构建科学合理的实践教学体系，采用行之有效的教学模式，以实现工程应用型人才的培养目标。

（一）实践教学体系构建的指导思想

1．应考虑实践教学与理论教学的有机衔接和配合，精心安排实践教学环节，科学选择教学内容，以实现各项技能与能力培养目标。

2．应遵循能力培养规律，按照由浅入深、由易到难、由简到繁的顺序，合理安排学生基本技能、专业技能和专业综合能力训练。

3．应以培养学生解决现场问题所必备的工程应用能力（包括创新能力）为核心，并保障学生在工程活动中获得良好的工程素质。

（二）“三纵三深”工程模板实践教学体系的构建

紧紧围绕实践教学体系构建的指导思想，按基本技能、专业技能和专业综合能力的训练顺序，将实践教学体系设计成三个实践平台。在每个平台内，除现有的各平台相应课程实验和实训外，还分别增设了工程基本技能综合训练、专业基本技能综合训练和专业工程综合训练。经过上述优化重构后，不仅使实践教学体系在三大实践平台之间形成了能力和素质培养的纵向性和递进性，而且在各平台内的教学环节之间也呈现出工程应用能力和工程素质培养的纵深性，即工程实践教学的“三纵三深”特征。

将“三纵三深”实践教学体系定义为“工程模板式”，不仅因为所增设的各综合训练内容源自工程实际，更重要的是，在实施教学过程中采用了工程模板教学模式。所谓“工程模板式”是一种以工程应用能力和工程素质培养为教学目标、以典型工程案例为教学载体、以任务驱动为教学方法、以小组合作为教学组织形式、以工程应用能力为考核依据、以逼真的工程实践基地为教学场所、以知识向能力转化为教学要求的新型教学模式。通过训练使学生基本具备现代工程应用型人才的能力和素质。

三、“三纵三深”工程模板实践教学体系实践

“三纵三深”工程模板实践教学体系（以下简称“新体系”）只有付诸于具体实践，才能避免成果被束之高阁，从而导致相关教学改革半途而废。在“新体系”实施过程中，主要对新增设的各平台综合训练环节进行实践研究。

（一）制定教学方案及其配套的考核纲要

为了检验“新体系”在提高学生工程应用能力和工程素质方面的有效性，保证“工程模板式”实践教学的成功实施，建立了一整套完善的、与工程应用能力结构相配套的教学目标体系、内容体系和评价考核体系，即制定了各综合训练实践环节的教学方案和考核纲要［4］。

教学方案以相应能力培养为核心，明确提出教学目标和教学要求，并对教学内容、实践成果、教学组织形式和教学条件准备等做出明确规定，对实践教学计划和进程做出周密安排，同时对采用的教学方法和教学手段给出建议。

考核纲要以考核相应能力为核心，对实训中拟培养的重要技能和能力项目规定具体的质量标准和考核要求，考试采取过程考核和成果考核相结合的方式进行，不仅考核学生最终成果质量，而且注重考核学生在整个训练过程中所表现出来的知识综合运用能力、实践动手能力和工程素质等。

（二）各平台综合训练具体实践实施

1．基本技能训练平台

“工程基本技能综合训练”将机械制图、CAD、测绘、钳工加工等基本技能以具体工件加工的形式串联在一起，以工程任务为教学任务，要求学生在规定时间内完成固定加工对象的测绘、绘图、CAD制图、加工、测量全部过程，学生在车间完成集中实践教学过程，最后以产品的质量作为课程教学的考核标准，整个过程真实模拟了实际工程要求和工程环境，以工程任务整合了不同的实践教学内容和教学环节，提高了实践教学的实效。

2．专业技能训练平台

“专业基本技能综合训练”主要以机械与焊接加工组合件为教学任务，学生在规定时间内要完成机械零件的加工、结构件的焊接、组合件的组合及整体件的热处理和精度测量，最后同样以产品质量和学生在整个过程中表现出的工程素质作为考核标准。在训练过程中，不仅训练学生掌握一般机械零件的机械加工方法和测量方法，同时训练学生掌握或了解典型焊接方法的施焊手法、焊接材料的合理选用、焊接设备的使用及维护、焊接与切割安全与防护要领。整个实践教学过程集合了“机械设计”、“精度与测量”、“材料科学基础”及金工实习中的焊接训练内容。

3．专业综合能力训练平台

“材料成型综合实验”包括实验方案设计、实验准备、实验操作和实验结果分析四个方面。在教学过程中，锻炼学生面对工程问题和科研任务，综合运用专业知识设计切实可行的实验方案，运用娴熟的实验技能操作实验，在实验中学会观察并捕捉有价值信息，对实验结果进行科学分析并能得出正确结论，为解决工程问题、完成科研任务提供强有力的技术指导，使实验教学真正达到培养学生工程实验能力、科学研究能力和创新能力的目的。

“金属结构制造综合训练”包括金属结构焊接生产工艺过程设计训练、焊接制造过程训练和焊接质量检验训练三个方面。在实施过程中，着力训练学生对金属结构的合理性分析能力、焊接工艺方案的初步设计能力、工艺文件的编制能力、制造工艺的具体操作能力和质量控制能力、质量检测技术的应用能力、质量检验和评价能力、焊接缺陷的处理能力以及生产组织能力等。

四、“三纵三深”“工程模板式”实践教学体系的实施效果

实践证明：“新体系”不仅解决了原有实践教学体系教学环节衔接错位、实践教学形式单一且功效低下等问题，而且遵循实践教学规律，分清主次，突出重点，使学生的工程应用能力和工程素质得到全面培养，提高了实践教学的功效。具体表现在如下几个方面：

学生在毕业设计中表现出来的综合应用能力和实践动手能力普遍提高。

用人单位反馈结果为，学生在具体技术岗位上适应能力和上手能力强，工程应用能力和工程素质较高。毕业生以其扎实的专业知识、娴熟的专业技能、良好的科研实验能力和综合应用能力获得了的相关行业用人单位的高度赞誉。

从“国际焊接工程师”培训结果看，所有参培学生通过了考试且成绩优良，培训方对学生在整个培训过程中所表现出来的知识掌握程度和实践应用能力给予了高度评价。

“新体系”经过多年理论研究、方案设计和实践检验，最终凝练形成。该体系以现代工程为背景，以一整套完善的教学方案和考核纲要为训练指导文件，以工程模板为教学模式，以工程应用能力和工程素质培养为主线，以应用型人才培养为最终目标，具有“三纵三深”特征，是应用型本科教育在实践教学体系方面的重要改革与创新，可为应用型本科院校建立科学合理的实践教学体系，培养工程应用型人才提供重要的参考。

［1］ 杜贤昌．材料成型及控制工程专业工程应用型实践教学体系构建［J］．长春工程学院学报：社会科学版，2012（2）：112－114．

［2］ 张鸣放．优化集中实践环节教学内容体系和教学过程的研究与实践［J］．长春工程学院学报：社会科学版，2011（2）：131－132．

［3］ 史秋衡，王爱萍．应用型本科教育的专业特征［J］．教育技术教育，2008（28）：29－31．

［4］ 张鸣放．大学生应用能力培养的改革与实践［M］．长春：吉林科学技术出版社，2007：48－55．

［5］ 李青．以素质教育理念引领学校教育教学工作［J］．中国高教研究，2006（6）：12－14．

The construction and practice of engineering templates teaching mode's practical system characterized by“three vertical and three deep”

DU Xian － chang，et al．
（Changchun Institute of Technology，Changchun130012，China）

The talent demand on the modern welding technology and engineering together with material forming and control engineering is analyzed in this paper，and the problems of modern engineering is characteristic of complexity and comprehensive．The ability structure and quality on engineering application are dissected for the engineering application type talent．Following the higher engineering education law，a new practical teaching system is built，and characterized by“three vertical and three deep”．A project template teaching model is firstly established．A set of perfect teaching scheme and examination outline are developed，matching with talents'engineering application ability structure and engineering quality．The connotation of important engineering training link is expounded．After several rounds of practice，the result shows：the engineering application ability of the students can be significantly enhanced;the engineering quality of the students can be improved by implementing the new system．

the“three vertical and three deep”type;engineering templates teaching mode;practice teaching system;construction and practice

G64

A

1009-8976（2014）02-0126-03

10．3969/j．issn．1009-8976．2014．02．039

2014－03－01

杜贤昌（1969—），男（汉），山东莱州，副教授主要研究焊接材料、焊接工艺及新型弧焊电源。