充分发挥国家工程实验室设备平台培养工程实践型人才的探索

刘双平+毛健+李智慧

【摘 要】文章对国家经济形式和企业需求的分析，对工程实践型人才培养进行探索。依据我校国家工程实验设备平台，对工程实践型人才培养存在的问题进行了探讨，在工程实践型人才培养方面，提出了一些看法和建议。

【关键词】国家工程实验室 设备平台 工程实践 人才培养

伴随着国内良好的发展环境和巨大的发展潜力，世界各地的高新技术产业纷纷落户于中国。与此同时，国内的企业也抓住这一大好时机，投资热情高涨。企业技术的竞争和人才的竞争空前激烈，培养工程实践性人才，受到了企业和工程技术人员的一致好评。我国经济和社会正在经历一个持续发展的阶段，对所需人才的知识结构提出了更高的要求，培养工程实践性人才，是企业经济发展的最迫切需要。

江南大学国家工程实验室设备平台，在省内外参与多种工程项目的研发工作以及多种校企合作的生产线的制作，享有很高的声誉。我院依托这一优势在培养高层次工程实践型人才的工作中作了很多探索。国家工程实验室建设目标是建成国际一流的工程技术研究中心，是产业技术自主创新的重要源头，是高级工程技术人才培养和学术交流的重要基地。

一、国家工程实验室的现状

江南大学粮食发酵工艺与技术，在国际上处于领先地位。国家工程实验室始建于2010年，2011年5月获得国家发展与改革委员会批准，是国内粮食发酵领域第一个国家工程实验室。实验室以粮食发酵产业发展需要为出发点，以提高企业自主创新能力和核心竞争力为宗旨，围绕国家重大战略任务和重点工程，开展产业核心技术攻关、关键工艺研究、重要装备研制和重大新产品开发，突破产业结构调整和发展中的关键技术装备的制约。实验室主要研究方向包括：1.粮食精深加工工程与技术；2.酿造技术与工程；3.发酵工艺优化控制及放大技术；4.生物分离工程。

实验室以“面向国家重大需求，引领行业技术发展”为宗旨，坚持“产业引导，自主创新，开放运行，科学评价，效益优先”的指导思想，实行理事会领导下的实验室主任负责制。实验室建设目标是建成国际一流的工程技术研究中心、产业技术自主创新的平台，是高级工程技术人才培养和学术交流的重要基地。

粮食发酵工艺与技术中试车间建筑面积1500平方米，建有粮食精深加工、通风发酵、厌氧发酵、分离提取与包装等四个中试平台。四个中试平臺具有单体设备独立操作，通过有机整合，形成从原料处理到产品包装（GMP水平）整个生产过程的中试效能；满足各项科研和社会服务的需求。

二、国家工程实验室设备平台

江南大学国家工程实验室的中试车间的功能与定位是：1.粮食发酵工程化技术的实验。2.粮食发酵产品中式加工与生产。3.工程化技术示范化和行业服务。4.粮食发酵工程化科技人才培养和培训。

粮食精深加工中试平台由原料预处理、标准化、液化、固液分离、酶解、浓缩、干燥等七大系统组成，七大系统紧密结合，不仅可以模拟工厂进行连续生产，还能单独使用进行深加工过程中某一影响因子的深入研究 ，是目前国内第一条也是唯一一条粮食深加工中试生产线。包括原料标准化系统、固液分离脱色系统、酶解糖化旋流系统、灭菌脱水干燥系统。

通风发酵中试平台拥有15套3-50L的通风发酵罐，以及1000L规模的中试生产线。除了常规在线检测外，还配备了目前世界上最先进的在线检测仪器包括在线红外、在线质谱、在线粒径仪、在线液相等，为实现“基于多参数在线检测与联动控制的生物制造过程优化”创造条件，体现国际研究前沿的发酵控制理念。包括15L发酵罐系统、200L发酵罐系统、1000L发酵罐系统、BIOFLO 115 发酵罐、全自动发酵罐、KLF发酵罐、超滤系统、活细胞浓度在线分析仪。

厌氧发酵中试平台拥有4套200L自动厌氧发酵生产线，以及1000L规模的啤酒生产线和500L规模的黄酒生产线等厌氧发酵系统。平台实现了从投料到发酵结束全过程的在线操作与控制，具备一个小型生产车间的所有功能；并可通过4套并联发酵罐进行工艺对比试验，为最新科研成果的快速产业化提供了良好的中试体系。包括200L微型成套啤酒制造设备、1000L规模的啤酒生产线和500L规模的黄酒生产线。

分离提取包装中试平台由分离提取和GMP包装两部分组成，拥有卧式螺旋离心机、高压均质机、组合式膜过滤系统、模拟移动床，冷冻干燥等设备，可根据不同的物料性质加以选择、组合 。GMP包装区可实现万级洁净包装，在罐装设计上严格按照食品行业生产许可（QS）的要求，实行人流与物流的严格区分。包括高压均质机、碟片离心机、螺杆式离心机、高压模拟移动床、真空冷冻干燥机、中试膜过滤装置。

三、工程实践型人才培养的尝试

我校是一所综合性国家重点院校，其前身是无锡轻工大学，是为企业和高校培养工程实践型人才和科研人员的高校。工程是一种活动，是一种职业，是一个知识体，是一门学科和一种多样化的教育系统。实践性是工程活动的本质特性，经验和实践构成了工程知识的最初知识体系[1]。

四、我国工科大学生工程实践能力培养存在的问题分析

我国的工程教育不同于欧美模式，从教育开始就与工程产业界缺乏密切的联系，因而也失去了工程化改造的环境。受限于传统的教育模式，在人才培养计划上不同程度地存在着重理论轻实践、缺乏基本的工程训练和工程意识，培养的学生工程实践能力较弱、社会适应性差等问题。同时，作为实践性很强的工科教育，面向企业和行业合作不够，缺乏产学合作，缺少国际交流的弊端也日益凸显。大学毕业生虽然理论知识掌握不少，但不知道如何应用，缺乏解决工程实际问题的能力，而工程技术人员实践经验与能力的不足，又成为制约我国工程技术发展的关键因素之一[2]。

（一）我国高等工程教育对工程实践能力培养缺乏应有的重视

现代工业化对过去那种专业面窄，学科、专业乃至于课程各自封闭、自成体系、重理论轻应用、重知识轻能力等问题提出了挑战，对工科大学毕业生的基本素质和工程实践能力提出了更高的要求。就“工程化”教育而言，我国对工程教育思想缺乏系统的研究和足够的重视，工程实践能力的培养也不可能获得应有的地位。高校与社会相脱离，建立在利益互补基础上的产业与高校的横向联合少之又少[3]。

（二）教师缺乏实践训练，影响教学效果

由于各方面原因，近些年各大学都非常重视教师的学历，大多数大学工科教师都是高校的硕士和博士，没有直接的生产实践经验。同时由于较长时期高校与社会相脱离的管理体制和办学模式，高校培养的硕士和博士也存在缺乏在工程产业界较长时间的实践锻炼的问题。对此，同济大学前校长、现科技部部长万钢教授颇有感触。他说，我们要培养高水平的现代工程师，如果我们的教师自己都没有到企业实践的经验，如何去培养学生？欧洲许多国家的工科教授，都必须具有规定年限的工程师职业经历和一定的技术开发成就才能获得。

（三）教育内容和模式影响了工程教育实践与创新能力的培养

我国工程教育一直存在教学负担过重的问题。随着近代技术的发展，知识的增长与更新越来越快，知识的半衰亡期短至年，随之而来要求新增的教学内容也越来越多。根据我国的实际情况，要求在短短的一年左右，将一个无任何工程知识的人培养成“基础扎实、知识面宽、能力强、素质高”的高级专门人才，确有难度。现在的工程教育从教学内容、教育方法、手段上有许多与现实不相适宜的地方，影响了学生能力的培养[4]。

（四）大学生工程训练严重不足

由于我们至今还没有建立一个高教界和产业界之间互相依存、互惠互利、协调发展的走产学研一体化道路的有效机制。这与美国产学合作或合作教育的传统优势相比存在相当大的差距。就高校的工程教育来讲，工程训练仍主要局限于课堂和实验室，缺乏与产业界的联系与协作，这就使大学生缺乏解决社会实际问题的能力。

五、工程实践能力培养的思考

工程实践能力的培养既应该体现在工学专业的培养方案中，更应该落实在教学过程中，对这一问题的认识以及具体的培养方式也应与时俱进，推陈出新。在教学实践和教育管理的实践中，我认为应从以下几个环节着手，提升高等工程教育培养学生工程实践能力。

（一）改革教学模式

教学模式对学生能力的培养起着很重要的作用。要培养工学专业学生的工程实践能力，就必须改革以教师、教材、课堂为中心的教学模式，加大工程实践环节在培养方案中的比例，让学生从“做中学”。“做”就是让学生动手，亲身体验，在“做”的过程中学习相关知识以及接受专业技能的训练。与系统的知识教学模式相比，这种模式把部分知识贯穿于实验、实践中，强化学生的感性认识和实践动手能力的培养，同时也突出了学生在教学中的主体作用。要做好这项工作，除了科学地设置基本的课程实验以及扎实地完成相关环节的工作外，还要在学生自选实验、综合性和设计性实验以及课程设计、实习、毕业设计、选修课和课外实践环节上下功夫，更新这些环节的教学内容，改革管理模式，以适应“做中学”教学模式的推广。要实行这种培养模式，需要在教学理念、教学方法、教学设计和考核评价体系等方面进行更新和改革，对多数学校来说，这是一项很艰巨的任务。

（二）加强产学研合作

產学研合作对学生工程实践能力培养的关键点在于：一是将科研成果转化为教学内容，促进教学内容的更新和与生产实际的结合；二是增加学生接触生产实际的机会。在成果转化为教学内容方面，需要教师下功夫，也需要教学管理制度的包容与鼓励。这就需要学校的教学管理设计者不断更新教育教学理念，精心制定管理制度与教学环节，调动教师的责任心和积极性，确保这项工作的落实和取得成效。在增加学生接触生产实际的机会方面，目前的情况是大多数学生很有积极性，但却苦于机会少或管理制度的束缚而不能实现。如果能让主持参与产学研项目的教师在高年级学生中选拔部分学生进入项目组，让学生投入到这些项目的各个环节中，无疑是培养学生工程实践能力的好途径。这既需要产学研合作的广泛深入开展，也需要教师、学生的积极努力和管理制度的跟进。

（三）完善评价制度

目前学校的教学评价体系不能够适应对学生能力考评的要求，主要表现在没有标准以及规范的实施措施和考核评定办法。有学者认为，人的能力是在具体实践活动中表现出来的，实践活动是可以考核评价的，因而工程实践能力自然也就能够考核评定。在未形成评价标准和规范实施措施之前，有些尝试性的工作应当开展，比如学生参与产学研合作项目，其实习和毕业设计是否可依托于所参与的项目，由指导教师给出评定成绩，作为该生相应教学环节的成绩；再比如如何将学生自选的实验项目纳入实践教学环节的学分等。通过这些尝试性工作的开展，推动工程实践能力考核标准和办法的规范实施，促进培养适应能力的评价体系的改革与完善。

（四）重视综合素质培养

工程实践能力是工学专业学生的基本能力之一，应将其纳入学生的综合素质和综合能力培养之中进行规划实施。虽然个体在各种能力方面的表现具有差异，但各种能力具有相互补充和相互促进的功效。因此，在强调培养工学专业学生工程实践能力的同时，不能忽视对学生综合素质和综合能力的培养，比如道德品行的修养、艺术赏析水平的提高、语言应用能力的提升等，这些都会直接关系到工学学生创新能力的形成和在专业工作中的进一步发展。开设相关的课程是一个方面，但更重要的是把综合素质的培养渗透于每一教学环节中，这就对教师的业务水平和教学能力提出了较高的要求，因而师资队伍建设和教学改革也就成了高校工作的主要内容。加强本科工学专业工程实践能力的培养，是培养工学专业学生创新精神和实践能力的重要内容，是本科工学专业教育教学改革的重要方面。这项工作的落实和推进，有助于高等工程教育改革向纵深发展，也有助于学生就业创业能力的培养取得实效。这方面的研究和探讨有待更多的教育教学工作者的参与和实践，在借鉴国际经验和模式的同时，要积极创建适应于我国高等工程教育现状和发展的途径和模式。

（五）校企合作， 优势互补

通过校企合作办学， 进一步密切校企关系， 既为企业培养了高素质的技术和管理人才；又拓宽了校企在科研技术方面的运用途径。企业提供资金、提出开发意向，为学校的许多研究课题进一步转化成生产力提出了很好的建议；同时企业遇到急需解决的技术难题， 不必到处奔波求教，可以得到及时的解决。这种校企合作的优势，为企业盈利、为国民经济建设和社会发展做出了贡献。

六.结论

首先，科研有助于丰富教学内容，提高教学水平。科研成果解决了教学中的基本理论问题，为教学提供本学科的学术前沿理论。科研成果不但更新了教学知识体系，而且是教学创新的源泉。只有教师是创造性人才，能培养出具有创造能力的学生。科研是教学质量提高的有效途径。总之，青年教师一定要平衡好教学和科研的关系，偏废任何一方都将给学校和自己造成不良后果。青年教师一定要是坚持一边从事教学工作，一边进行科学研究。让科研和教学相互促进，这具有重要的现实意义。

其次，提高高等教育质量已成为教育界及社会各界共同关注的问题。教育质量的核心标准是看学生是否具有创新精神和实践能力。对工科高校来说，这方面的要求更高。其中工程实践能力的强弱更能说明问题。培养创新型人才，必须注重学生工程实践能力的培养和提高。这是因为创新型人才必须具有创新型思维，而工程技术人员的创新思维不可能凭空产生，有赖于工程实践的锻炼、工程实践能力的培养。因此，提高工科学生工程实践能力是工科院校培养创新型人才的重要途径，也是提高高等工程教育质量必须高度关注的重要问题。

【参考文献】

[1]余晓.面向产业需求的工程实践能力开发研究[D].杭州：浙江大学，2012.

[2]田逸.美国大学生工程实践能力培养及其对我国的启示[D].长沙：湖南师范大学，2007.

[3]石贵阳，堵国成，石克煌. 校企合作培养高层次工程实践型人才的探索[J]. 无锡学院学报，2003（03）：27-29.

[4]韩如成.工程实践能力培养的探索与实践[J].中国大学教学，2009（06）：77-79.