新时代背景下工程训练中心建设的探索与实践

付 铁，宫 琳，丁洪生，马树奇

（北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081）

进入 21世纪，我国高等教育事业发展迅速。特别是党的十八大以来，我国正在从高等教育大国向高等教育强国迈进，高等教育的地位和作用在新时代背景下也越来越重要。同时，创新驱动发展战略、中国制造2025、“双一流”建设、“六卓越一拔尖”计划、工程教育专业认证、新工科建设、“互联网+”、工业4.0、智能制造、人工智能以及大数据等新战略、新概念、新技术和新标准的出现和发展[1-8]，引发了新一轮科技革命与产业变革和以高素质人才培养为核心的高等教育教学改革。

在这种形势下，对于工科类人才培养而言，应注重品格、知识、能力和素质的融合[9-10]，注重实践创新能力、解决问题能力、自主学习能力和综合素质的养成，以培养出能够面向工程发展需求，甚至引领未来新产业和新经济需要的高素质工程科技人才。这些特征和要求，对于进一步推进高校工程训练中心的建设和发展具有指导意义。

1 建设目标及定位

北京理工大学工程训练中心的组建基于 1999年教育部世行贷款“高等教育发展项目”。2002 年，因学校学科调整、学院重组，工程训练中心归属机械与车辆学院，2006年获批为国家级实验教学示范中心，2009年工程训练教学团队获批国家级教学团队。中心面向全校机械类、近机械类以及经、管、文、理等相关专业本科生进行工程训练、自主研究和创新创业实践活动，是我校实施工程实践教育的重要基地和优质资源，担负着实践创新能力与综合素质培养的重要使命，是贯彻落实实践创新育人的重要途径。

依据我校总体发展规划，“十三五”期间教学主体从中关村校区向良乡校区转移，工程训练中心作为我校实践育人的重要基地也一并迁往良乡校区。因此，结合当前新时代背景下国家、行业、产业及社会对高素质创新人才培养的发展需求，并服务于我校“双一流”建设及人才培养目标，工程训练中心从战略全局统筹规划，以良乡校区工程训练中心建设为契机，以培养具有家国情怀、创新思维、探究精神和实践能力的多元化、创新型工程科技人才为目标，将工程训练中心建设成为常态化的公共实践教学平台、教学科研协同发展的综合素质培养平台、灵活多样的创新创业实践教育平台、多位一体的校企协同创新平台以及优质的工程实践教育教学资源开放共享平台，以期在人才培养、科学研究、产学合作、社会服务以及示范辐射等方面发挥积极作用。

2 建设内容及思路

2.1 工程训练实践教学体系

工程训练实践教学是面向学生开展的与工程意识、工程技能、工程素质以及工程创新能力培养相关的一系列实践活动，是工程训练中心的核心业务，其教学体系、理念和质量直接影响着教学目标的达成和工程训练中心的发展。因此，首先应该构建工程训练实践教学体系，其建设思路遵从目标导向理念。基于当前新工科、工程教育专业认证标准和我校人才培养目标定位及毕业生要求，依据高等学校工程训练类课程教学质量标准[11]，构建了由工程认知实践、工程基础实践、工程综合实践和创新创业实践4个层次组成的工程训练实践教学体系，具体如下。

（1）“工程认知实践”模块。主要面向一、二年级本科生，重在强调学生的体验、感受和自主思考。依托工程训练中心的通识教育资源平台，通过专题讲座、演示观摩、项目体验以及讨论交流等方式，让学生了解工业过程，感受工匠精神，拓宽认知视野，体验工程文化，激发兴趣潜质，形成初步的工程意识、创新创业意识和工程思维。该模块属于通识性工程素质教育，通过科学与人文的交叉融合，为提升学生的综合素质奠定基础。

（2）“工程基础实践”模块。主要面向二、三年级本科生，重在强调学生做项目过程中的独立思考、自主学习和实践技能。根据特定产品对象的任务要求，利用工程训练中心的实践教学资源，完成产品对象的分析、规划、制造、管理和评价等内容，使学生在工程环境下，掌握工业产品生产、管理、质量、经济、安全、环保等方面的知识和流程，具有仪器、设备和工具的实践操作能力和实验技能，具备初步的工程素质和创新思维。该模块针对不同专业特点，量身定做教学内容，并以项目方式开展实践活动，兼顾各专业的人才培养目标和学生的个性化发展。

（3）“工程综合实践”模块。主要面向三、四年级本科生，重在强调实践内容的系统性、综合性以及与专业相关理论课程的融合性，强调理论与实践的结合，强调实践过程中的批判性思维、自主探究和解决问题的能力。根据项目给定的问题或需求，借助于工程训练中心硬件资源，通过学生的构思、设计、分析、制造、实验以及评价等内容，最终使项目的问题或需求得以解决，从而使学生具备系统的工程设计、分析、研究、管理以及创新等工程综合能力与素质。

（4）“创新创业实践”模块。主要面向高年级本科生和研究生，重在强调实践内容上与国家战略、产业需求及行业需求的融合，强调实践过程中工程综合素质和创新创业能力的进一步提升，属于高阶性和挑战性的实践活动。该模块同样采用项目驱动方式运行，项目需求主要来源于科学问题、工程问题、学科竞赛以及课外自主创新活动等方面，学生基于前期实践中已获得的相关知识、能力和素质，通过研究、创新与实践，最终完成整个项目的实施，并积极促进项目成果的转化。通过实践活动，学生可进一步提升工程综合素质、实践能力与创新创业能力水平。

工程训练实践教学体系有如下特点：①符合学生学习和认知发展规律，分层次、分阶段、渐进式开展实践。②实践内容涵盖通识性工程教育，同时与兴趣、专业、行业需求融合。③实践能力、综合素质、创新思维和价值观教育贯穿于整个实践教学全过程。④各层次实践模块按项目方式运行，分别设有体验类项目、实操类项目、探究类项目和创新类项目，并强化以学生为中心的教学理念，注重学生的独立思考、自主学习和探究精神。⑤实施路径灵活多样，有必修课、实践选修课、开放性实验课以及课外科技创新活动等可供各专业制订教学计划时选择。

2.2 工程训练实践教学平台

工程训练实践教学平台建设是工程训练中心建设的基础，也是保障工程训练实践教学体系运行的基本条件。依据新时代背景下对新工科创新型高素质工程科技人才的培养需求和高等学校工程训练中心建设要求的相关精神[12]，在综合考虑教学目标、教学内容及学生规模的基础上，规划和构建了工程训练实践教学平台，如表1所示。其中包括机械加工实践平台、材料成型实践平台、数控加工实践平台、特种加工实践平台、机器人实践平台、测量与反求实践平台、智能制造综合实训平台和虚拟仿真实践平台等共8个实践平台。

表1 工程训练实践教学平台建设

在工程训练实践教学平台建设过程中，学校先后投入4000余万元，通过淘汰缩减传统加工设备（占比约由原来的 75%降至 25%），升级增加先进制造技术装备（占比约由原来的 25%增至 75%），及新增面向学科交叉融合、综合素质与创新能力培养的智能制造综合实训平台、机器人产线以及精密铸造产线等，建成了服务于学校人才培养、科学研究及行业需求的工程实践资源体系。

2.3 师资队伍

师资队伍建设是衡量工程训练中心建设水平的重要评价指标之一，更是保证人才培养质量的关键。近年来，由于高校工程训练中心的历史原因，师资队伍大多面临着结构不合理、数量不够用等问题。

结合新时代背景下的人才培养和实践育人需求，通过优化队伍结构、完善引育机制、改进评价机制以及健全激励机制等手段，规划了一支结构合理、师德高尚、理论扎实、技能突出、教育观念新、创新意识强且富于开拓精神的专兼职结合的工程训练特色师资队伍，对提高工程训练教学质量以及人才培养具有一定的推动作用。

近年来，我校工程训练中心通过理论与实践相结合、通识与专业相结合、创新与需求相结合等手段，将教师队伍、工程实验技术队伍以及工人技术队伍集成为一体，相互依托、彼此融合，形成了一支层次分明的工程训练实践教学队伍。目前，每年均有一定数量的事业编制和非事业编制青年教师及职工补充到实验技术队伍和工人技术队伍当中，逐步完成新老交替。此外，学校还采用外聘形式，从企业聘用具有丰富工程实践经验的技术人员，和中心教师一起承担工程训练实践教学任务，有效缓解了人员不足问题，在探索校企协同育人方面，也迈出了积极的一步。

2.4 管理体制

管理体制建设是工程训练中心系统有效运行的保障。在管理体制建设方面，应以简约高效和全力提升人才培养质量为原则。考虑到学校和学院特色，工程训练中心在管理体制上采用校、院共管模式下的中心主任负责制，其下视情况不同设有教学研究部、传统制造实训部、先进制造实训部、综合创新实训部和综合办公室等部门，分别承担中心的教学、研究、管理、服务及建设等工作。工程训练中心管理结构见图1。

图1 工程训练中心管理结构图

同时，为了更好地促进中心的可持续发展，还成立了校级“工程训练国家级实验教学示范中心教学指导委员会”和“工程训练中心建设指导委员会”。除聘请校内外知名专家外，还将资产与实验室管理处、教务部及学院相关主管负责人纳入教学指导委员会或建设指导委员会，并充分发挥两委会的作用，对中心的建设和发展进行全面的规划和指导。

3 建设取得的成效

在改善基本办学条件专项经费和学校“双一流”建设经费的支持下，经过5年的规划与建设，良乡校区工程训练中心现已正式投入使用，并取得了初步成效。

（1）初步建成了“教学理念先进、功能定位合理、教学体系完善和仪器设备精良”的工程训练中心。目前每年接纳来自全校约5000名学生的实践教学、自主研究和科技创新活动，明显提升了学生的实践创新能力及综合素质。近年来累计有130余人次在国家级和省部级科技竞赛中取得了41项奖项，其中国家级奖项10项。图2展示了学生依托工程训练中心开展实践教学和科技创新活动的部分场景。

图2 中心开展实践教学及科技创新活动情况

（2）加强与新时代高素质人才培养目标的深度融合，积极推进工程训练教学改革，形成了一批富有特色的改革创新成果。近年来累计获得各类教育教学成果奖励8项（其中国家级1项、省部级2项）。教师累计承担各类教育教学改革项目20项（其中省部级以上 5项），累计发表实验室建设、教育教学相关论文39篇，出版工程训练教材1部。

（3）在现有实践教学平台的基础上，加大工程训练实践教学资源的建设力度、广度和深度，研发出20余项不同层次的教学项目资源，有力支撑了学生工程实践与创新能力的培养。同时还建设了基于现有教学仪器设备的视频资源库，并配合乐学、MOOC、微信群及网络会议等方式，在此次新冠疫情防控期间的教学中发挥了重要作用。

（4）不断拓展中心与政府、社会、企业及其他院校等合作项目，提高工程训练中心服务社会及示范辐射的力度。近年来，依托北京市教委“实培计划”“中学生开放性社会实践活动”、大学生暑期夏令营、徐特立科学营等项目，承担了来自中国石油大学、北京信息科技大学、首都经贸大学等北京地区高校约 1500名学生的实践活动，并接待了来自国内外近百所高校领导、专家及同行等近千人次的调研、考察和交流活动，起到了良好的示范辐射作用。此外，中心还与国内外多家企业展开合作，通过需求对接和多元化资源共享，更好地为人才培养服务。例如，学校采用外聘形式，从智能制造、精密测量、机器人以及数控机床等相关企业聘请具有丰富工程实践经验的技术人员，和中心教师一起承担工程训练实践教学任务，并共同开发相关教学资源，在提高工程训练实践教学质量和探索校企合作协同育人方面，迈出了积极的一步。

4 结语

针对新时代背景下国家、行业、产业及社会对高素质人才培养的发展需求，构建了分层次、分阶段、渐进式的工程训练实践教学体系和实践教学条件，将品格、知识、能力和素质教育融入整个实践全过程，在培养具有“家国情怀、创新思维、探究精神和实践能力”的多元化、创新型工程科技人才方面取得了初步成效，产生了明显的示范辐射作用，并进一步促进了工程训练中心的建设与发展。