基于新工科的工程训练课程教学模式探索

[摘 要] 为适应新工科教育改革背景下对高等工程教育提出的新要求，工程训练作为培养学生工程实践能力的重要课程，必须实施改革和创新教学模式，促进学生工程意识和创新思维的培养。本文对工程训练教学过程中存在的“水”课、“被动”课和“封闭”课等问题进行分析，提出基于新工科的工程训练课程教学模式。通过教学理念更新、教学内容调整、教学方法改革，提升工程训练课程教学质量。通过学生实践能力的提高、知识结构的完善、工程素养的形成，达到提升学生能力的目的。

[关键词] 工程训练;新工科教育;实践教学;人才培养

[中图分類号]G642   [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2020） 10-0090-02

一 引言

面向未来科技和产业发展的新趋势和新需求，高等工程教育正面临着新机遇、新挑战，推动工程教育改革对于高校改革有着非常重要意义，但目前工程教育存在工程人才综合实践能力缺乏，所学知识技能无法满足社会发展需要等问题。“新工科”的提出[1]，正是基于对工程教育现状和工程学科发展规律综合认知的反思，更加强调不同领域、不同层次、不同能力的人才培养。

工程训练是工科类专业教学过程中培养学生工程意识、创新思维和动手能力的实践课程，在设备的正确操作和零部件的生产加工过程中使学生形成严谨、规范、认真的工作作风。以工程应用为支撑的工程训练课程为学生的实践能力培养提供了重要平台，工程训练课程必须科学设计教学考核内容与方式，创新实践教学方式方法。

二 工程训练实践教学现状分析

工程训练教学改革需要培养符合不同工程人才需求的实践能力[2]，但传统的工程训练实践教学由于存在学习氛围不浓，教学内容陈旧和教学资源不足等问题。虽然工程训练教学经过一系列的改革，但学生在实践教学中仍以接收式学习为主，主动探究问题的意识薄弱，使得工程训练实践教学对学生的工程能力培养逐渐跟不上时代的步伐，存在诸多亟待解决的问题[3]。

1工程训练教学内容与社会脱节，不能满足社会对工程技术人才需求。学校工程训练中心建设过多注重形式，不能从实际需求出发设计开发实践教学内容，欠缺面向工程实践环节，无法适应社会需求。

2教学内容和训练模式机械化，教学形式过于单一，以被动式学习为主[4]。工程训练内容仍延续传统的制造观念，局限于单学科技能训练，各工种教学环节之间缺乏关联性，无法形成工程训练综合创新体系。

3现有工程训练内容全部在课堂上完成，实践训练教学时间和内容有限，课程存在封闭性[5]。由于受到设备、场地和指导教师人数的限制，学生动手实践训练有限，创新能力训练不足，导致工程训练内容和工程训练质量无法满足创新型人才培养要求。

三 基于新工科的工程训练教学模式构建内容

为提升学生综合素质，强化能力培养，根据新工科工程训练创新教学模式要求，在原有工程训练教学基础上更新教学理念，调整实训内容，将实训模块分为基础工程能力训练、专业工程能力训练和综合工程能力训练，将在线学习课程和学科竞赛融入课程体系，实现课程知识跨界融合，形成分层次递进式课程知识体系。

1 构建基于产品设计制造的工程训练课程内容新体系，强化能力训练导向

产品的设计开发取决于其功能需要和制造条件，但一般的工程训练教学课程仅对已有产品开展加工制作，且产品结构简单，导致对产品的结构设计缺乏思考和工艺要求缺乏理解，难以使学生掌握实训课程的整体性和工程性，靠机械记忆机床的操作流程及产品的生产制造过程，难以达到预期教学效果。因此，构建全新的、基于产品设计制造的工程训练课程内容新体系，加强学生对产品的设计开发及生产制造工艺的整体性和工程性的理解，充分利用所学知识强化工程训练能力，并与后续课程实现平滑衔接。

2 构建全过程工程训练教学模式，促进学生自主学习，有效提升工程训练课程教学质量

根据新工科工程训练课程教学要求，整合大量优秀教学资源，构建全过程工程训练教学模式，将工程训练教学过程分为课前、课中和课后三个阶段。在课前，学生借助实验中心网络教学平台完成教师布置的预习内容和教学视频，并反馈学习效果;在课中，学生主要完成实训教学，师生互动解决工程训练教学过程的主要内容和难点;在课后，学生可在学生技术创新实践室拓展工程训练教学内容，对课堂实训内容讨论总结。

3 构建以赛促练，以证促学的实践教学体系，促进学生工程训练技能提升

针对工程训练教学特点，设计了系列实践环节，如：典型零部件生产制造、无碳小车设计制作、智能物流小车设计制作、数控等级考试等。教师根据学科竞赛宗旨和内容，有针对性地设计并完善工程训练教学内容，实现在实训中促进竞赛水平的提升;学生以竞赛要求为目标，认真学习理论知识和实践技能，扎实掌握基础工程训练能力，运用综合知识完成实训内容。成立工程训练技能创新实验室，打造开放型工程训练平台，引导学生自主学习探讨，有效培养学生的创新能力和实践能力。

4 构建网络教学信息交流平台和骨干教师“师带徒”计划，多方面提升教师教学水平

教师教学水平很大程度上决定了课程的教学质量，工程训练实践教学不仅需要指导教师有扎实的机械设计制造理论知识，深入浅出的表达能力，更要求教师具备创新设计能力和较高的操作水平。由具备多年实践教学经验的骨干教师定期为新教师讲授教学方法和体会，对新教师在工程训练教学过程中的不足和遇到的困难及时给予中肯地建议和帮助，并将优秀教学视频上传到实验中心教学信息共享平台供教师学习交流，从而提升教师的教学水平，更好地为学生服务。

四 基于新工科的工程训练教学效果分析

本课程适应新工科之所需，将智能制造和学科交叉融合新理念新技术融入工程训练教学中，课程框架涵盖相关学科专业，不同专业的学生根据教学大纲的要求进行课前学习和课后复习。本课程以新工科工程训练教学改革为切入点，通过教学理念更新，教学内容调整，教学方法改革，从根本上解决“为什么学”“学什么”和“如何学”的问题。

1 更新工程训练教学理念，注重创新教学

突破工程训练课程的常规教学理念，通过实训教学课程现场讲授、实践训练、操作技能竞赛、综合创新工程能力训练等多种形式，从而掌握基本的工程实践与创新方法，培养解决工程实际问题能力的高水平应用型人才。

2 改革工程训练教学内容，将创新设计和学科竞赛融入教学

建立以提高学生实践能力、培养学生工程思维、创新精神和综合能力为目标，强化创新实践，形成综合型工程训练实践教学体系。从工程训练实际出发，将创新设计和学科竞赛融入到工程训练教学过程中，推行以学科竞赛为载体，教师为主导，学生为主体的训练模式，把传统的依附于理论的、分散的、被动的、相对封闭的实践教学模式转变为学生自主为主、相对集成和开放的实践教学模式，给予学生更多的自主学习空间，分层次分阶段培养学生解决工程实践的能力。

3 改革教学方法，深化课堂教学模式转变

通过构建新工科工程训练课程资源体系，深化课堂教学方法改革，实现“四个转变”。即：从工程训练教学重形式向重综合能力转变;从照本宣科向自主创新设计教学转变;从课堂教学为主向课内和课外结合转变;从个体能力培养向团队协作能力培养模式教学的转变。在实践教学过程中，通过师生之间的互评，学生之间的互学，学生与课堂之间的互动，第一课堂和第二课堂之间的互补，推动课堂教学模式转变。

五 结语

本文对新工科建设和课程体系改革过程中工程训练教学面临的新问题、新挑战进行总结分析，并提出了相应的解决思路和措施。以新工科工程训练课程教学模式建设为突破口，构建适应多专业、学科交叉融合、综合性创新性的新工科工程训练课程资源体系，转变课堂教学观念，实施以学生为中心的教学模式，实现以“教”为主向以“学”为主的转变。整合工程训练实践教学跨学科课程资源，将产品设计制造、学科竞赛及全过程教学模式等融入工程训练教学过程中，实现学生工程训练综合能力提升，完善工程训练实践教学体系。

参考文献：

[1]吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[2]何平，童森林，盛刚，等.融入8S管理的工程训练中心管理探究与实践[J].实验室科学，2018，21（1）：185-187.

[3]王秀梅，韓靖然.新工科背景下工程训练中心存在的问题与实践转向[J].实验技术与管理，2019，36（9）：8-11.

[4]张学昌，施岳定，吴红兵，等.“变被动为主动”机械类工程图学课程作业评价模式改革与应用实践[J].大学教育，2016（11）：92-94.

[5]肖军，文斌.课程开放中的封闭、开放与综合问题及解决对策[J].教育理论与实践，2016，36（35）：40-42.

[6]孟兆生，岳彩霞，周英鸿，等.基于专业认证的工程训练项目教学模式研究[J].黑龙江工程学院学报，2017，31（2）：70-73.

（责任编辑：张宏玉）