應(yīng)用型機械類人才工程能力培養(yǎng)思考

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摘要：隨著高等工程教育改革和社會發(fā)展，工程教育認證已經(jīng)在我國高等工程專業(yè)實施，其核心理念是以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心設(shè)計實施教學(xué)活動，是高等教育工程觀的重要轉(zhuǎn)變。分析了應(yīng)用型高校機械類人才的工程能力內(nèi)涵，提出人才培養(yǎng)目標設(shè)置應(yīng)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和學(xué)校定位，按照工程專業(yè)認證標準，構(gòu)建了以技術(shù)實施型人才為培養(yǎng)目標的工程技術(shù)體系和“回歸工程實踐”的課程建設(shè)思路，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。

關(guān)鍵詞：工程教育認證；技術(shù)實施型；工程能力培養(yǎng)體系

進入21世紀后，隨著高等工程教育改革的深化，“實踐是工程專業(yè)的根本”已成為當(dāng)今國際高等工程教育界的普遍共識［1］。高等工程教育界關(guān)于如何培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力進行了研究和探討，如提出“回歸實踐、回歸問題、回歸主體”的理念實施探究式教學(xué)［2］、將職業(yè)資格證書引入應(yīng)用型本科教育［3］等，取得了較好的效果。隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，我國從制造大國走向制造強國需要高水平的工程人力資源保障，培養(yǎng)的工程人才得到國際企業(yè)界認可等都要求高等工程教育必須進行改革。我國已于2013年6月加入了“華盛頓協(xié)議”，這標志著工程教育體系進入國際工程教育聯(lián)盟，工程教育專業(yè)認證是我國高等工程教育界面臨的機遇和挑戰(zhàn)［4－5］。工程教育認證下人才培養(yǎng)觀的核心理念是以產(chǎn)出作為導(dǎo)向，就是要從“教師能教什么”轉(zhuǎn)變成“學(xué)生應(yīng)達到什么”，大學(xué)階段受到的工程教育作為未來相關(guān)職業(yè)工作的準備，以社會需求和學(xué)科發(fā)展內(nèi)涵來確定合理的培養(yǎng)目標，明確支撐培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求，以產(chǎn)出的產(chǎn)品“學(xué)生”為中心設(shè)計、實施教學(xué)活動，從工程技術(shù)知識傳授轉(zhuǎn)變到職業(yè)所需能力培養(yǎng)，是目前高等工程教育培養(yǎng)觀的重要轉(zhuǎn)變［6］。

1應(yīng)用型機械類人才工程能力的內(nèi)涵

從工程教育認證對畢業(yè)生的12條認證標準分析來看［7］，工程教育應(yīng)注意3個方面的能力培養(yǎng)，一是工程實踐能力；二是多學(xué)科的背景及多方面的能力；三是職業(yè)道德與社會責(zé)任感［8］。對工程師從業(yè)各項能力調(diào)查分析，“發(fā)現(xiàn)、形成、解決問題的能力”、“從事工程實踐必備的技術(shù)、技能”和“在工作中參與集體合作，并與人有效地溝通”列于工程能力前3項重要能力之首。而被調(diào)查者認為，第二項能力主要從學(xué)校中獲得，而第一和第三項能力是工作中獲得［9］。這與當(dāng)前高等教育的現(xiàn)狀相符，知識、技術(shù)是高等教育的優(yōu)勢，但如何將從業(yè)中必備的能力培養(yǎng)，或者將該方面的思維和意識置于學(xué)校教育階段進行，應(yīng)是構(gòu)建工程能力培養(yǎng)體系考慮因素之一。各類型高校機械類人才培養(yǎng)目標定位應(yīng)有所區(qū)別以適應(yīng)企業(yè)人才的層次需求。據(jù)資料表明，企業(yè)中的工程技術(shù)人員通常有3種類型：技術(shù)實施型，在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事工程設(shè)計、制造、施工、運行等技術(shù)工作，約占工程師總數(shù)的75％；研究開發(fā)型，從事工程技術(shù)開發(fā)研究，工程基礎(chǔ)研究，約占工程師總數(shù)的15％；工程管理型，以技術(shù)背景為主，從事規(guī)劃、管理、經(jīng)營等工作，約占工程師總數(shù)的10％。這3種類型的工程師隨著工作需要有時也會互換［10］。作為地方高校培養(yǎng)應(yīng)用型機械類人才來說，就業(yè)3～5年內(nèi)，主要從事生產(chǎn)現(xiàn)場的相關(guān)技術(shù)實施型工作。通過對企業(yè)的調(diào)研和畢業(yè)生的追蹤反饋得到，從事技術(shù)實施型的工作，工程實踐必備的技術(shù)和技能，“制圖、測試、工藝操作”方面要求高一些，對其專業(yè)能力方面要求主要集中為：設(shè)計能力、動手能力、開發(fā)能力、管理能力等［11］，可具體闡述為：根據(jù)設(shè)計要求，提出機電系統(tǒng)設(shè)計方案及分析比較合理性，設(shè)計、開發(fā)或與團隊成員協(xié)作開發(fā)機電產(chǎn)品；典型零件的加工工藝及質(zhì)量檢測；技術(shù)文件表達（制圖、技術(shù)文件撰寫）；使用計算機專業(yè)軟件進行輔助設(shè)計（三維建模）、計算、制造（數(shù)控編程、工藝）；熟練使用機械設(shè)計手冊、團隊協(xié)作、溝通交流和提出問題、解決問題等能力和技能。

2應(yīng)用型機械類人才工程能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建

社會、經(jīng)濟和科學(xué)的日益發(fā)展，技術(shù)因素和非技術(shù)因素同樣影響著工程實踐活動，因此現(xiàn)代工程教育要求是通才教育，在構(gòu)建培養(yǎng)體系時，要包括人文與社會科學(xué)、數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、語言與寫作、計算機操作技術(shù)、工程技術(shù)等幾大領(lǐng)域的課程［12］。本文主要研究工程能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建和實施。

2．1工程技術(shù)體系的構(gòu)建

工程技術(shù)體系，是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要平臺。長期以來，工程教育更多地按照科學(xué)家和工程學(xué)家模式實施，偏離工程師培養(yǎng)目標，存在理論與實踐脫離的現(xiàn)象［13］。理論授課更多講授科學(xué)理論，而理論在實踐中的應(yīng)用比較薄弱；在實踐環(huán)節(jié)中，如原模式下開設(shè)的金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)，通常采用教師指導(dǎo)、學(xué)生實踐方式進行，較多的是技能培養(yǎng)和知識在企業(yè)中的應(yīng)用認知，與實踐技能依托的相關(guān)工程理論和工程技術(shù)知識聯(lián)系得不緊密。因此，構(gòu)建工程技術(shù)體系時，按照工程能力培養(yǎng)的整體性，由工程科學(xué)、工程設(shè)計、工程技術(shù)這幾部分組成，特別是將實踐教學(xué)內(nèi)容進行整合和優(yōu)化，作為重要環(huán)節(jié)納入教學(xué)課程體系。工程科學(xué)類課程作為核心課程，是工科專業(yè)學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的課程，如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和工程導(dǎo)論課等；而工程設(shè)計和工程技術(shù)類課程，可作為專業(yè)必修課程和技術(shù)選修課程，如力學(xué)、機械學(xué)、電工電子技術(shù)、工程制圖、設(shè)計與制造、測試技術(shù)、實驗與技術(shù)交流、相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用實踐等課程而開設(shè)［12］。特別是在專業(yè)課設(shè)置時，更要根據(jù)學(xué)校培養(yǎng)人才層次和本地區(qū)經(jīng)濟、行業(yè)發(fā)展需求等進行設(shè)置，才能保障專業(yè)培養(yǎng)目標的達成和突出專業(yè)特色。創(chuàng)造實踐條件，提高實踐環(huán)節(jié)占整個培養(yǎng)體系的學(xué)分比例。

2．2用CDIO工程教育理念指導(dǎo)課程建設(shè)

原有的課程內(nèi)容，通常按科學(xué)知識自成體系講授，運用理論知識解決實際問題，是目前課程教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)。工程教育認證下，在課程內(nèi)容上，打破原有各自獨立的工程專業(yè)課程序列，而將設(shè)計和技術(shù)在內(nèi)的工程知識和工程實際問題進行集成來開展課程建設(shè)，即工程教育回歸實踐［14］。按照構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作的“CDIO”工程教育理念開展課程建設(shè)［15］，是課程建設(shè)的新思路。在近幾年的專業(yè)課程建設(shè)實踐中，本文作者所在專業(yè)確立以“知識體系工程化、工程應(yīng)用具體化和崗位必備技能課程化”的建設(shè)思路，將知識傳授與能力培養(yǎng)融合一起重新梳理課程內(nèi)容。在課程內(nèi)容中大量地引入工程問題和實例，教學(xué)內(nèi)容“工程化”；將課堂走入實驗室、實習(xí)生產(chǎn)車間，講、學(xué)、練結(jié)合；結(jié)合工程基礎(chǔ)理論的工程實際應(yīng)用，開設(shè)符合工程實際的實驗項目；如將專業(yè)基礎(chǔ)理論在企業(yè)一線生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用，如公差項目設(shè)計要求及檢測、工程實際問題力學(xué)模型簡化、機構(gòu)方案、液壓回路與PLC控制等實際應(yīng)用抽象出來，開設(shè)了緊密結(jié)合工程實際的實驗項目；課程設(shè)計內(nèi)容緊密結(jié)合“工程實踐”、“學(xué)科競賽”和“創(chuàng)新項目”，例如：應(yīng)用三維設(shè)計軟件和優(yōu)化分析軟件，進行零部件測繪、表達、力學(xué)應(yīng)用分析；以企業(yè)實際生產(chǎn)的典型零件出發(fā)，按典型零部件設(shè)計制造全過程，用現(xiàn)代技術(shù)將零件圖形表達、工藝分析和路線、數(shù)控編程加工等綜合起來進行設(shè)計制造，進行“真槍真刀”的實踐綜合訓(xùn)練。在整個講授、指導(dǎo)過程中，由于和工程緊密結(jié)合，因此工程意識和工程思維可逐步地滲入到學(xué)生的思維中去，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。

2．3工程綜合能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)

我國傳統(tǒng)教學(xué)模式是一種“分析模式”，強調(diào)垂直思考、抽象學(xué)習(xí)、簡化分解與分析、確定性研究、獨立工作等，這對打好數(shù)理基礎(chǔ)是必要的。但是面向工程實際和團隊工作等新的需要，設(shè)計與制造過程中需要關(guān)聯(lián)各部分進行多因素、多角度思考，而經(jīng)驗學(xué)習(xí)、系統(tǒng)地說明問題、小組工作等“綜合能力”的培養(yǎng)十分重要［9］。課程教學(xué)采用“基于問題的學(xué)習(xí)”或“基于項目的學(xué)習(xí)”教學(xué)方式［16］，以工程中的“項目”或“問題”這一類真實復(fù)雜的問題為核心，引導(dǎo)學(xué)生采用小組研討充分地發(fā)表見解，通過表達解決問題的思路或方法，可調(diào)動學(xué)生探索、研究和實踐的興趣、積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)知識的應(yīng)用和提出解決問題的實施方案的能力。校內(nèi)實驗室、工程實訓(xùn)中心是開展工程實踐活動和課外科技活動的重要場所。特別是當(dāng)前企業(yè)管理方式和制造設(shè)備現(xiàn)代化等條件的變化，校外企業(yè)實習(xí)質(zhì)量受到一定的影響。在當(dāng)前的實踐環(huán)節(jié)中，除了實踐內(nèi)容工程化外，指導(dǎo)教師隊伍也應(yīng)由多學(xué)科、多研究方向的教師組成，有意識地采用項目分解、小組協(xié)作等手段，從立項論證、總體方案設(shè)計、研究實驗工作到數(shù)據(jù)分析、科研總結(jié)，全過程全方位指導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生可以聽取不同教師的想法，多角度多方向研究問題，通過小組合作完成項目，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析問題、團隊合作及創(chuàng)新能力。企業(yè)的真實工程環(huán)境實踐是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要經(jīng)歷［17］。校企合作，主要有2種方式：一是校企合作培養(yǎng)學(xué)生，學(xué)生在企業(yè)實踐較長的一段時間（3～6個月），在不同的技術(shù)或生產(chǎn)部門參與具體工作，同時由企業(yè)高水平有經(jīng)驗的技術(shù)人員講授生產(chǎn)現(xiàn)場工程知識和技術(shù)；另外一種是企業(yè)將目前生產(chǎn)中的相關(guān)問題或某個項目提煉出來，由學(xué)校教師帶領(lǐng)課題小組參與和解決，即“產(chǎn)、學(xué)合作”的模式。學(xué)生實踐的項目來自于企業(yè)，解決的場所可以在學(xué)校，也可以在企業(yè)，完成的主體主要是學(xué)校。這2種模式比較適合于高年級的學(xué)生，如我校與建立校外實踐教學(xué)基地的合作企業(yè)，根據(jù)企業(yè)條件和情況，既開展了“3＋1”校企合作人才培養(yǎng)模式，將課程、專業(yè)實踐、畢業(yè)實踐、畢業(yè)設(shè)計等都在企業(yè)進行；也開展了“產(chǎn)、學(xué)合作”模式。有的企業(yè)提煉出幾個工程項目，有的項目是科學(xué)研究類項目，如企業(yè)生產(chǎn)中碰到的技術(shù)難題與學(xué)校開展合作，學(xué)校派指導(dǎo)教師帶隊進入企業(yè)進行相關(guān)研究；有的是工作任務(wù)型項目，將企業(yè)的技術(shù)文檔（技術(shù)圖紙）按國內(nèi)制圖標準重新整理，系列化、標準化和計算機化等類似的項目工作。這些合作方式都可以使學(xué)生進入工程實境中去，既體驗到工程環(huán)境的實際，提高了解決問題的能力，又潛移默化地培養(yǎng)了工程思維和意識。

3工程能力培養(yǎng)體系實施的保障

3．1工程觀的轉(zhuǎn)變和認識

傳統(tǒng)的高等教育，教師和學(xué)生都以知識傳授、學(xué)會知識為出發(fā)點，這就要求傳授者和受眾者，都要從工程的角度轉(zhuǎn)變思想觀念。目前高校中的教師，特別是青年教師學(xué)歷高、知識強但缺乏工程實踐經(jīng)歷，又受考核、職稱評聘等牽制，重科研、輕教學(xué)的現(xiàn)象比較普遍。為了改變這種現(xiàn)狀，教育主管部門對傳統(tǒng)“重科研輕教學(xué)”的管理考核理念有所調(diào)整。教師是從原有的教育體系下培養(yǎng)出來的，其自身的“強知識弱能力”的不足必須要采取相應(yīng)的培訓(xùn)機制來和實踐措施才能改變。因此開展工程認證的專業(yè)，安排教師到企業(yè)中進行6個月～1年的“掛職鍛煉”來補充工程實踐和培養(yǎng)工程意識；在教師隊伍構(gòu)建時，放寬學(xué)歷要求，有意識地引進具有較強工程實踐背景的教師，而對新引進的教師同時也要進行教學(xué)規(guī)范、教學(xué)方法等的培訓(xùn)。同時，要創(chuàng)造條件外聘企業(yè)技術(shù)人員和人力資源管理部門人員作為兼職教師，定期開設(shè)講座搭建學(xué)校與企業(yè)溝通的橋梁。通過這些途徑，使教師的工程教育觀念增強實踐應(yīng)用性；教師的教學(xué)方式，從轉(zhuǎn)變到工程觀念以綜合應(yīng)用為主，突出解決實際工程問題的能力。學(xué)生雖是教育的受眾體，但和其他工業(yè)產(chǎn)品不同，學(xué)生的參與是確保高等教育改革實施效果的重要保障。所以，做好學(xué)生的專業(yè)認知，提高學(xué)生的專業(yè)興趣，是工程教育的重要保障。學(xué)生工程觀念的調(diào)整要從校內(nèi)和校外多種環(huán)境進行培育，特別是校外企業(yè)，是提升學(xué)生的重要途徑。引入企業(yè)開設(shè)“職場講座”，進入企業(yè)實習(xí)，可提高學(xué)生對專業(yè)、職業(yè)的認知。

3．2硬件條件的保障作用

實踐體系的實施，必須要有一定的硬件條件作為保障。具體實施基地可以是校內(nèi)實驗室、工程實訓(xùn)中心、機械工廠、研究所和校外實踐基地等場所?？梢圆扇W(xué)校自主建設(shè)、與企業(yè)共建、利用專項基金等途徑引入資金，購置實驗設(shè)備、軟件、加工設(shè)備等，做到與生產(chǎn)現(xiàn)場直接對接，同時也要設(shè)有專業(yè)技術(shù)人員，指導(dǎo)學(xué)生動手操作，學(xué)生才能將設(shè)計作品付諸加工，學(xué)用結(jié)合。

4結(jié)束語

依據(jù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，構(gòu)建應(yīng)用型機械類人才工程能力培養(yǎng)體系時，應(yīng)以產(chǎn)出為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)校定位，按照工程專業(yè)認證的標準，從原來的工程科學(xué)教育模式向工程師培養(yǎng)模式調(diào)整，從工程技術(shù)知識傳授轉(zhuǎn)變到職業(yè)所需能力培養(yǎng)，特別是在開設(shè)的各個教學(xué)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合“工程實踐”、“學(xué)科競賽”和企業(yè)、教師的“研究課題”，以師資隊伍和實踐條件建設(shè)作為保障，培養(yǎng)學(xué)生扎實的工程理論知識、工程基本技能和工程思維和素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，突出專業(yè)特色，保障專業(yè)培養(yǎng)目標的達成。

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作者：賈衛(wèi)平 單位：大連大學(xué)機械工程學(xué)院