郑朝阳 陈克忠
摘 要：面对新工科教育的形势和要求，本文以学生学习产出为导向，以学科竞赛为牵引，对机械类、材料类专业传统工程训练教学内容和教学方式进行改革探索，在培养学生生产制造的全局观和工程实践能力、创新能力等方面取得了预期成效。希望工程训练课程在组织形式、管理机制、教师成长等方面的改革经验，可为其他实践类课程建设提供借鉴参考。
关键词：工程训练;学科竞赛;教学改革
中图分类号：G40-01 文献标识码：A 文章编号：1673-7164（2021）31-0131-03
随着经济发展进入新常态，人才供给与需求关系发生深刻变化，面对经济结构深刻调整、产业升级加快步伐、社会文化建设不断推进特别是创新驱动发展战略的实施，高等教育结构性矛盾更加突出，生产服务一线紧缺的应用型、复合型、创新型人才培养机制尚未完全建立。教育部高等教育司《关于开展新工科研究与实践的通知》指出，深化工程教育改革、建设工程教育强国，对服务和支撑我国经济转型升级意义重大。2016年6月，我国工程教育专业认证体系实现国际实质等效，为深化工程教育改革提供了良好契机[1]。培养生产服务一线紧缺的应用型、复合型、创新型人才是厦门理工学院的中心任务，这也是工程训练课程教学追求的最终目标。
一、工程训练课程教学与学科竞赛融合的思路
本改革课题已于2018年获重大校情研究立项，利用工训中心已有“省级实验教学示范中心”和“省级虚拟仿真实验教学中心”的平台优势，充分建设和利用课程中心的教学资源，借助全国大学生工程训练综合能力竞赛建立以提高工程实践能力为目标，以教学要求和方法优化为内容，以教学组织机制革新为保障的课程教学模式，全面提高本课程服务专业教育能力，为培养具有较强适应能力、创新能力和竞争能力的应用型人才奠定坚实基础[2]。
工程训练课程作为目前国内高校校内工程实践教育的重要载体和实现形式，在学生工程实践能力培养方面应发挥重要作用[3]。因此，有必要研究、挖掘机械类和材料类专业培养目标和毕业要求，主动响应和支撑工程教育专业认证要求，与相关院系共同研究工程训练课程能为学生的培养目标和毕业要求提供哪些知识、能力和素质的支撑，并调整教学内容、教学要求和教学模式，高质量地服务机械类和材料类专业建设与改革[4]。
回顾多年来的工程训练实践发现，机械类和材料类专业学生对于工程训练课程目标认识不足、观念陈旧[5]。有些学生把工程训练当作一种体力劳动，甚至有抵触心理;工程训练完成后，大部分学生对工程训练的各种能力不能有效地融会贯通并应用[6]。究其原因，一是课程实践与认知上的偏差，主要在于工程训练教学内容本是有机整体，而实习时却是各模块各工种独立进行，轻视工程概念的教学和工程意识的培养，更缺乏一个综合的工程实践环节把相关工种串联起来;二是学生实习效果缺乏客观的评价标准，虽然学生的学习分数高，但不乏教师的主观因素;三是在工程训练各工种中，课内的创新教育只有部分教师单方面的自觉行为，缺乏抓手，全体师生并没有普遍有意识地开展[7]。工训中心教师大多熟悉传统加工、现代加工等技术流程，有较强的多工种训练教学能力，但往往仅限于对学生进行某种技术或工艺训练，整体的工程观念不强。利用“工程训练+学科竞赛”的教学模式，可激发教师增强整体的工程意识和设计、制造等综合实践能力[8]。
二、工程训练课程教学与学科竞赛融合的实施
本课题以全国大学生工程训练综合能力竞赛中的常规竞赛项目“S”型赛道避障行驶常规赛项为参考，利用典型的绕S无碳小车设计、加工、装配、调试、运行（竞赛）等配合教学。实施前，课题组把无碳小车进行拆解，分配任务给各工种，各工种制订相应的加工工艺，通过试算、实践，得出相应课时，在既定的总课时内、保证教学质量的同时，按各工种所需调整教学安排，经过方案设计、图纸制作、课时安排等前期准备工作，对“工程训练I”课程进行相应试水改革[9]。
多轮实施后，课题组重新编写了“工程训练I”的实习指导书，指导书收录了改革后的课内所有工种，包含了规划中的工种，提出了对学生课前预习课后思考的要求，指导书还对全国大学生工程训练综合能力竞赛进行了介绍，让学生对这一赛事充分了解，在实习指导书第一版完成后投入使用，并在后续使用过程中，根据实际情况迭代了两版。经过多轮实施和总结，整个教学改革模式基本确定下来，包括材料采购与领用，动员与安全教育，学生分组与教学，各工种根据参考图纸进行加工，最后统一装配、调试，竞赛准备与实施，课程调查与总结等。
对于动员与安全教育，中心领导每次参与到实习动员与安全教育、实习总结中，在课程开始前，每个班级每个学生都必须参与安全教育，进行统一的安全培训，要求每个学生提交《安全责任书》，在实训过程中严格按照安全要求进行操作，确保人身安全为第一位。课程结束前，统一参加课程总结，由学生谈收获说感想，并对课程教学提意见和建议，老师带领学生一起回顾教学历程、展望学习未来。课题组还安排拍摄了装配视频，使装配过程更直观更易反复详细学习，显着提高了学生的学习效率及成效。装配过程除导师在场外，由钳工老师现场驻守，提供工具材料及维护保障设备的正常使用，为实践探索提供了有力保障。
对于成绩考评，每个工种以考查的形式确定分数，其中考勤、课堂表现和实践作品以工种为单位综合评分，各个工种综合评分分值权重占0.8，课内比赛分值权重占0.05，实习报告分值权重占0.15，把装配及比赛成绩折算加入学生课程总成绩中，有效提升学生的积极性及主观能动性，能主动学习、深入研究无碳小车结构，在课余时间能自行相应调试加工。
三、工程训练课程教学与学科竞赛融合的成效
改革经过多个专业多个年级的实践，从学生显性学习成果看，教学改革取得了相应成效。
从表1可以看出，无碳小车制作完成后，行走小车数初始较少，后面基本稳定，而绕S小车数百分比从初始的5.9%提高到71.1%，多部小车的成绩已达到2017年福建省工训大赛“S”项目组二等奖的水平，说明制作出来的小车质量逐渐提高，教学成效显着提升。
从第二轮改革开始，开展了五次学生学习满意度调查，第二、三、四轮调查未涉及课外学习指导，第二、三轮调查未涉及导师讲解，图中数据为满意及很满意百分比，未体现部分为基本满意，不满意基本为0。
从图1可以看出，教学方法总体满意度不断提升，说明改革的方向是正确的，创新教育、导师讲解、课程学习效果满意度有升有降，说明改革融入创新教育还不够，老师讲解方法还有不足，课时长短及教师、学生的投入程度可能还有所欠缺。调查的问答题部分，学生反映较多的情况是装配时间略短，调试时间不够，有些工种课时分布不合适，在后续实施过程中，课题组将继续对存在问题进行调整、改进。
多次改革激发了学生对无碳小车的学习兴趣，改革后的内容是学生第一次通过多工种协作制作出一辆无碳小车，大多数学生感觉新鲜有趣，对小车的结构和功能表现出极大的兴趣，团队学习气氛较浓，对于不明白的结构勇于发问，并且在比赛前能够针对加工的问题及时总结和补救，体现了学生的自主性、选择性和实践性。实践培养了学生与人合作、交流、收集整理资料和动手能力，如在小组对无碳小车的讨论中，就很好地锻炼了他们的交流和口头表达能力，尤其在小组分配中，他们各自承担的角色、任务都要先进行深刻分析，再做下面的加工任务，提高了学生的合作能力和动手能力;学生能利用各种渠道收集各种能做好小车加工的资料，提高了他们的课外学习能力[10]。
通过本次工程训练课程教学与学科竞赛融合的实践探索，学生踊跃组队报名参加大学生工程训练综合能力竞赛，参赛学生在2018年12月底举行的福建省第七届大学生工程训练综合能力竞赛中获得一等奖六项，二等奖三项，三等奖八项，在2019年6月天津举行的第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛中取得一等奖一项，三等奖三项。
四、结语
本课题的探索实践基本实现了新修订的工程训练课程大纲教学目标，学生对生产制造的全局观、各种不同机床工种的配合、对某个产品的整个生产周期有了全面的了解，并形成了较强的适应能力、创新能力和竞争能力[11];课程教学与学科竞赛融合，提高了学生参与各项赛事的积极性，减少学生对赛事不了解的恐惧心理和畏难情绪，提升了学生的竞赛成绩，激励学生在以后的学习生涯中，有意愿也有能力去参加各类竞赛，助力各专业认证及学校知名度提升;教师组织与指导工程训练的能力得到磨炼和提高，为参与各类横纵向科研课题增强实际工作能力。总结形成了一套行之有效的方法、流程，制订、修订了相应的规章制度，如工程训练课程导师工作办法、教学大纲、实习指导书、“工程训练I”教学工作手册等。
参考文献：
[1] 江明，徐伟，张朝刚. 江汉大学工程训练教学体系改革研究[J]. 江汉大学学报（自然科学版），2017，45（03）：283-288.
[2] 李晓春，曲晓海，杨洋，等. 工程训练教学改革探索与实践[J]. 实验室研究与探索，2014，33（01）：229-232.
[3] 陆兴发. 大学生工程训练综合创新能力提升策略探索[J]. 内蒙古民族大学学报（自然科学版），2018，33（01）：73-78.
[4] 杨斌，王振玉. 基于产品的工程训练教学改革探索与实践[J]. 实验室研究与探索，2013，32（11）：189-192.
[5] 韩同样，张若达，邢书明，等. 以大赛为导向，提升学生工程训练综合能力[J]. 实验技术与管理，2012，29（03）：225-228.
[6] 韩强，施新华，于谧. 新形势下深化工程训练教学改革初探[J]. 实验室研究与探索，2016，35（06）：214-217.
[7] 蒙艳玫，卢福宁，唐治宏，等. 基于PROJECT BUS驱动的机械类本科生创新能力培养[J]. 实验室研究与探索，2014，33（02）：194 -198.
[8] 鞠晨鸣. 改革工程训练教学内容 提升大学生工程创新能力[J]. 中国大学教学，2013（12）：77-79.
[9] 董超，王鑫，刘楠. 基于学科竞赛驱动的实验室开放研究与实践[J]. 实验技术与管理，2017，34（03）：221-223+236.
[10] 程鸿，王涛，刘成刚. 基于学科竞赛的机械工程实训课程改革与研究[J]. 高教学刊，2017（11）：112-113.
[11] 郑志军，胡青春，张木青，等. 现代工程训练教学体系的改革与创新实践[J]. 实验室研究与探索，2008（08）：79-82.
（责任编辑：淳洁）
