应用型本科高校“工程训练”课程的改革探索

姚引婧，胡军旺，张日亮

（广西科技师范学院 职业技术教育学院〔上汽通用五菱汽车产业学院〕，广西 来宾 546199）

工程训练是高校工科教育中培养学生工程实践能力的重要环节，它不仅能够锻炼学生综合运用专业知识与技能的能力，还能够培养学生的工程素养、职业道德和团队协作精神等。然而，随着科技和生产技术的快速发展，机械制造领域涌现出了许多新型的工程材料和工艺技术，以及新的加工方法和设备，这些都对学生的实践能力和创新能力提出了更高的要求。传统典型的工程训练虽然解决了机械制造工艺知识基本认知的问题，但已经无法满足新工科时代对复合型、应用型人才培养的需求。

以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才的新工科建设，是我国面向未来战略必争领域做好人才储备的主动谋划。作为一种新的专业工程教育，其对人才培养的要求与传统工程教育相比不再是单一的知识和技能的掌握，而是要培养技能、知识多元化的复合型技术人才［1-2］。

一、“工程训练”课程现状

“工程训练”是机械类学生学习制造基础知识必不可少的专业基础课程。该课程以实践教学为主，采用实操教学的方式对学生传授机械产品生产制造的相关基本知识，并进行工程实践能力的基本训练。目前“工程训练”课程的开设形式与项目还是受学校实训条件和设备的影响较大，课程的覆盖面和教学效果存在较大的差异。工科院校相对于非工科院校而言，设备数量相对较多，配置比较合理、全面，学生可参与的项目较多。而非工科院校实训设施的配套、课程设置的体系化及工程训练中心的建设等方面普遍落后于工科院校，导致该类学校工科专业的学生在学习工程基础训练课程时存在一定的不足，无法做到对相关知识的融会贯通［3-5］。

总体来说，工程训练普遍以车、铣、钳等传统工种为主，学习内容并不具备交叉、融合的特质，普遍具有以下特点。

1.项目内容简单，缺乏创新。现行的工程训练项目大都是单一的加工项目，训练内容包含加工机床的认知、常见的一些加工方法的练习和简单机械零件的制作等，内容简单，训练项目种类偏少，多以制作锤子为主，知识综合运用能力的训练效果欠佳。

2.工程训练内容与实际生产过程衔接不够。工程训练的主要目的是让学生初步学习和了解典型零部件加工、常用工具仪表及相关装备的使用。然而，当前的训练模式下，各个训练模块相对独立，各工种内容之间缺乏有机整合，导致训练多为独立的单机训练，各模块之间的衔接度不足，无法完整地再现制造过程。这种情况使得学生很难从“大工业”生产和“大工程”背景的角度去理解所学到的知识，缺乏对工业生产的关联性和整体性的理解。对于产品从市场调研、设计开发、生产制造、质量保证、成本核算、绿色环保到最终回收再生的全生命周期，学生无法真正深入理解，从而影响了学生“大工程”意识的培养和锻炼。

3.训练内容对学生的吸引力偏弱，不能很好地调动学生的积极性。工程基础训练所做的零件多为教师指定，对所学知识的综合应用不足，未充分发挥学生的自主性和创新能力。经过实训后，学生只对加工设备和加工方法建立了感性认识，不够深刻。

4.工程训练受益覆盖面较窄。工程训练的对象以低年级学生为主，但对于高年级学生来说，又缺少综合性和开放性的工程训练项目及平台。现有的工程基础训练项目与学生在高年级时的课程设计和毕业设计等课程的关联度较低，以创新能力训练为目的的综合性工程训练项目较少。

二、针对工程基础训练课程的改革探索

针对当前工程训练存在的不足和如何充分利用现有实训设备的问题，本文对课程的内容进行了改革探索，旨在让学生在掌握基础知识和能力的基础上，能够综合运用相关所学的知识。本文在保证基本知识的教授的前提下，采用了基于拓展项目的教学方式，设置了一些具有综合性和协作性的训练科目，加强了学生综合实践能力的培养。本文主要从以下几方面进行了改革。

1.选择了一些喜闻乐见且富有趣味性的项目，如创意作品加工、典型零件制作等，最大限度地激发了学生的兴趣和动力，引导学生主动地发现问题、思考问题、探索问题，并解决问题。

2.以学生的兴趣为导向，以实践操作为核心，以协调合作为手段，培养了学生的学习积极性、动手能力和沟通协作能力。让学生参与项目的设计、仿真、制作等环节，锻炼了学生的工程思维和创新能力。

3.设计一些具有一定难度和挑战性的项目，并要求学生综合运用所学的理论知识和技术技能，学生对所学知识和技能做到了融会贯通，知识综合运用能力和问题解决能力得到了提高。

三、工程训练拓展项目的实训内容

（一）工程训练拓展项目

实训内容主要有创意物品制作类项目、铁艺制作类项目、机械零部件设计制作类项目等，如表1所示。

表1 工程训练扩展项目

（二）主要特色及培养学生的能力

1.工程基础训练拓展项目设置了多个具有综合性和协作性的题目，能够将不同的技能训练和知识应用有机地结合起来，是一种多工种协作设计制造的训练方式，可以有效地培养学生的自主学习能力和知识综合应用能力。这些题目涉及了不同领域的制造项目，要求学生根据自己的兴趣和专业背景，选择一个具有实际意义和创新性的主题，进行可行性分析、方案设计、任务分配等工作。在零件的设计、制造训练中，充分发挥学生的主观能动性，让各组学生自行设计零件，并用软件生成所需的数控设备程序。

通过相互配合、协作，完成零件设计、程序编制、加工仿真、下料、加工制造的全部工作。实训的过程中，让学生采用数控设备加工。在教师对学生进行基础知识和框架的培训后，要求学生自主学习更深入的知识，并付诸实践。教师对学生的程序进行复核，并指导学生规范操作，保证学生实操的安全性。

2.通过对产品从毛坯到成品的整个过程进行设计制造，学生可以对生产过程的有机性和整体性有一个深刻的理解。学生参与项目零件的设计及制造的全过程，对典型零件的生产过程有了全面的认识。在这个过程中，学生不仅要运用机械设计、编程等专业知识，还要考虑产品的功能、美观、工艺性等因素，使产品达到最佳效果。例如，在象棋的制造过程中，学生不仅要运用加工中心雕刻出字，还要考虑两种金属嵌套连接的工艺性问题。

3.拓展项目同时具有一定的人文色彩。教学过程不仅关注学生操作技能、理工知识的培养，还在实训过程中融入人文教育，让学生在学习和实践中学会如何有效沟通、协调与配合，从而树立正确的职业观和价值观。在这个过程中，学生不仅要与同组成员进行沟通协作，还要与其他组进行交流分享，互相学习和启发。教师也要对学生进行职业道德和职业素养方面的教育与引导，让学生明白自己所从事的工作对社会和人类有着重要意义。

4.实训项目贴近生活，激发学生兴趣，让学生从被动接受转变为主动探索，从而实现从学中做，从做中学，培养学生发现问题、解决问题的能力。这些项目都是与现实生活相关的，如象棋、铁艺作品等，可以让学生感受到自己的学习与实践有着实际的价值和意义。同时，这些项目具有一定的难度和挑战性，要求学生不断地创新和优化，以达到更好的效果。通过参加这些项目，学生可以提高自己的动手能力和创新能力，也可以增强自己的信心和成就感。

四、工程训练项目的实训效果

（一）学生的综合能力训练效果不断提升

课程的实施过程中，学生在指导教师的要求下，依据分组及组内学生各自的特长和意愿进行分工协作。组内学生全体参与到零件设计、制造的过程中。

图1、图3和图3 是部分不同种类的学生实践作品。教学过程中避免了单一的按图加工模式，学生参与了模型建立、数控加工编程、制造过程仿真、下料加工等较为完整的流程。学生综合运用建模、制造仿真等先进技术，并融入到实践中，综合能力训练的效果明显提升。

图1 学生实训加工实物

图2 轴类零件

图3 铁艺制品

（二）课堂参与度提高

在整个实训的过程中，学生的积极性和学习兴趣被充分调动，很多学生甚至在课后休息时间主动要求加班实训。实训项目的完成情况也要比传统项目的完成情况好，学生主动获取知识的积极性很高。

虽然在相互协作的过程中还会出现一些不愉快的事情，但通过相互协调、沟通，最终都能配合完成实训任务，学生相互沟通和协调配合的能力得到了锻炼。

结语

新工科建设背景下，基于现在产业学院的应用型本科人才培养，目的在于培养知识多元化、创新型的卓越工程技术人才。“工程训练”作为工科机械类专业学生学习应用机械制造基础知识、锻炼应用实践能力的基础课程，不仅要让学生熟悉、掌握已学习的知识，还要有承上启下的教育作用，以激发学生学习的积极性，引导学生自主学习，锻炼学生综合应用知识的能力。

以拓展项目的形式开展的教学探索，在一定程度上综合应用了学生所掌握的基础课程，锻炼了学生运用知识、自主获取新知识的能力。从单一零件加工的分离实训方式转变为注重设计制造过程的多工种的协作，从简单基础操作的技能训练逐步发展到设计与加工并重的综合训练，提升了课程基础教学功能和综合能力培养的双重作用。通过对工程基础知识的扩充，学生初步建立了有关市场、信息、成本、效益、质量、环保、安全等工程管理概念，其工程意识和素养得到了培养。但从教学过程看，综合性强的实践应用实训，指导教师需要具备丰富的理论知识和实践能力，对教师的基本能力提出了更高的要求，而对多数教师来说，理实结合方面的知识和能力还有待加强；而对学生来说，短期内获得的知识较多，对于部分底子差的学生，往往存在跟不上的现象，所以在教学过程还需均衡不同学生理解、消化知识的能力和过程。