面向工程应用型人才培养工程实践训练体系构建的研究与实践

吕勇军　祝尚臻　雷彦华　于宏涛

[摘 要]构建以培养工程应用人才为目标的工程训练体系是当前应用型本科院校的一个重要课题。阐述如何构建科学实用的实践能力培养体系;论述对现有训练体系进行改革，按照“分层递进”原理，将实践训练环节划分为循环渐进的多个层次，构建一个多层次、螺旋递进的工程实践训练体系。

[关键词]工程人才 工程实践 训练体系 开放实验室

[中图分类号] C961[文献标识码] A[文章编号] 2095-3437（2015）12-0155-02

一、前言

应用型本科是本科教育中的一种类别。它培养的是，面对现代社会的高新技术产业，在工业、工程领域的生产、建设、管理、服务等第一线岗位，直接从事解决实际问题、维持工作正常进行的高等技术型人才。这种人才既掌握某一技术学科的基本知识和基本技能，同时也具有包含在技术应用中不可缺少的非技术知识，他们最大的特点是具有较强的技术思维能力，擅长技术的应用，能够解决生产实际中的具体技术问题，他们是现代技术的应用者、实施者和实现者。因此，应用型本科学校所培养的是“实用型人才”，主要是应用知识而非科学发现和创造新知识。

沈阳工程学院测控技术专业于2013年被辽宁省教育厅批准为辽宁省高等学校本科工程人才培养模式改革试点专业。结合本专业近两年改革情况，介绍一下工程训练体系构建思路与做法。

二、构建科学实用的实践能力培养体系

培养适应社会需求的应用型人才，首先要把握培养学生实践能力的环节，构建科学实用、切实可行的实践能力培养体系。注重培养学生在理论知识的基础上的工程意识、工程实践能力和创新能力，提高工程训练在整个培养方案中的比重。科学的实践训练需要循序渐进的训练方式，因此，在实践能力培养体系中，将实践环节分为五个模块。参见图1。

模块1——工程基础实践训练模块。这一模块目的是打造学生工程应用的基本技能。主要包括计算机实训、C语言上机、金工实训、钳工实训、电工实习、电子工艺实习等基本工程应用能力训练。

模块2——学科基础实践训练模块。这一模块目的是训练学生电子技术应用以及嵌入式应用技术工程能力。主要包括模拟电子技术、数字电子技术、电路原理、单片机原理、DSP原理与应用、ARM原理与编程等课程实验、课程设计及实训。

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图1   实践能力培养体系示意图

模块3——专业基础实践训练模块。这一模块是为了培养学生的测控技术工程实践能力。主要包括传感器技术、电子测量技术、智能仪器原理、控制电机原理、通信原理等课程实验、课程设计及实训。

模块4——专业工程实践训练模块。这一模块是为了锻炼学生的综合实践应用能力和面向专业岗位的应用能力。主要包括太阳能应用检测及控制技术实验和实訓、风电机组检测与控制技术实验、虚拟仪器课程设计、智能机器人实验、毕业实习、毕业设计、到企业参加工程实践、顶岗实习等环节。

模块5——能力扩展实践训练模块。该模块意在培养学生独立思考、分析问题、解决问题能力和创新能力。主要包括创新实践课、创新创业项目和大学生竞赛等课外实践活动以及社会实践等。

三、改革现有实践教学体系

（一）改革实践训练体系，培养工程能力

目前，高校的专业实验室的实验设备绝大部分采用整体实验台，所有实验内容都集成在实验台上。这样的实验设备无法进行电路的实际搭接与调试，学生得不到电路方面的训练。此外，针对培养学生工程应用能力的综合性、创新性训练也无法进行。这样的实验显得十分单调，无法满足应用型人才培养的要求。

为此，我们对现有训练体系进行改革，按照“分层递进”原理，将实践训练环节划分为循环渐进的多个层次，构建一个多层次、螺旋递进的工程实践训练体系。该体系中每一个层次需要打造一个与之相对应的硬件平台去支撑。

以传感器技术课程的实践过程为例，将所有实践训练分为4层次：电路层→整机层→系统层→应用层。

电路层训练在实验板或实验箱上进行，主要进行原理性验证、基础电路调试及传感器补偿等实验。学生自己动手设计参数，搭接电路，调试电路及测试等。通过该层次的训练，培养学生掌握测控专业最基本的电路基础实践能力。

整机层训练在传感器实验台上进行，要进行传感器外部特性、工程测试及参数分析等实验。由于实验台已经将各个实验内容及电路均集成在一起，学生不需要搭接电路，而只需要进行改变传感器测量对象的参数，测量其结果即可。可以通过此层面的实验，让学生掌握传感器的测试方法;通过对测量数据进行分析，让学生掌握误差分析方法;通过分析结果，让学生掌握传感器外部特性及其修正方法。

系统层训练需要在自行开发的传感器综合应用实验台上进行，进行传感器与被控对象结合起来构成闭环系统的传感器综合应用实验。为了实现该层面训练，我们正在开发传感器综合应用实验台。该实验台主要特点是：①可以程控被测对象;②自由选择测量传感器及测量电路;③开放式系统，可以随意选择单片机、DSP、PLC等作为系统控制单元。在该层面上训练，学生可以综合进行各种实践活动：可以进行嵌入式处理器、传感器、伺服系统等诸多方面的训练;可以自由组建测控系统，充分发挥学生的自主想象力与设计空间能力。

应用层则是在创新机器人开放平台上进行的学生工程应用和创新实践活动。机器人包含的技术体现了各学科的关联、交融，包括了机械、电子、计算机、网络、程序设计、传感器、自动控制等多门类学科，充分体现了系统设计的现代理念。该层面训练过程，是学生综合素质提升的过程，也是工程意识培养和强化的过程。

（二）加强环节管理及考核

1.课内实验

通过管理改变学生轻视课内实验的现状。课内实验要强化学生独立操作过程，培养独立思考能力。每个实验项目都要对学生进行单独验收，保证不会走过场。

2.课程设计

通常课程设计都是学生自由组合来完成的。课程设计题目要有纵深变化，给学生自由发挥空间。学生可以根据自身情况，设计出难度不同的成品。设计强化学生协作和完整的设计过程，以培养学生的创新意识、信息检索能力、综合应用能力和团队协作能力。考核成绩以设计过程、设计答辩和设计报告相结合综合评定。

3.毕业实习

毕业实习主要以校内实习为主。实习内容是设计与制作完整的作品，包括原理图设计、线路板设计、线路板焊接、硬件调试、软件编写及调试等全过程。每个学生必须独立完成设计的全过程。实习目的是培养学生工程意识、创新意识、综合运用知识解决实际问题能力以及实践动手能力。考核成绩以作品实物验收、实习过程和论文相结合综合评定。

4.毕业设计

为提高学生工程实践和动手能力，达到培养应用型人才目的，我们将毕业设计题目划分为作品实物设计和理论设计两大类。实物设计类题目要求学生设计并制作出成品，即不仅把作品设计出来，还需要把它制作出来。这个过程除了理论设计外，还包括硬件原理设计、PCB版设计、元器件选择和采购、软硬件调试及整机功能测试等全部过程。对实物设计的学生来讲，需要有比较全面的知识基础与实践动手能力。考核成绩以实物成品功能、指标、难度等方面验收，设计过程，工作量和论文相结合综合评定。

（三）建立开放性实验室，完善实验室开放管理制度

目前高校实验室都是由实验教师进行管理，教师下班后学生是無法使用实验室进行实践活动的。因此，实验室的使用率受到了限制，也影响了学生参与实践活动，提高实践能力。为保证实验室开放取得更好的效果，我们开发了实验室智能管理系统，并申报了国家专利。智能管理系统通过识别学生的指纹，实现实验室的门禁及实验室设备等自动管理。改变传统的人工管理的方式，实现实验室的智能化管理，减轻实验室管理人员负担。

四、结束语

中国社会经济发展需要大量的高级应用型人才，转变观念、培养满足社会需要的应用型人才是高等学校义不容辞的责任。为此，我们努力探索应用型人才培养方案，围绕应用型本科人才的专业培养方案，构建科学实用的实践能力培养体系，改革现有的实践教学体系，使学生在学校可以接受到系统的基本知识和基本技能训练，使他们具有一定的技术思维能力，擅长技术的应用，能够解决生产实际中的具体技术问题，从而达到培养具有掌握应用性知识，具有复合能力的应用型人才的目的。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 林克江.组建工程训练中心的多重视角分析[J].实验技术与管理，2008（4）：120-125.

[2] 李勇，黄炳辉，殷凯.完善工程训练体系 培养高素质人才[J].实验室研究与探索，2009（5）：143-145.

[3] 吴霞，沈小丽，李敏，等.电工电子实验教学体系的建立和实验开放模式初探[J].中国电力教育，2009（7）：125-12.

[4] 袁秀娈，范新爱.创新型本科人才培养模式的探索与实现[J].新闻传播，2009（9）：21-22.

[责任编辑：钟 岚]