工程训练中心创新人才培养研究

摘要：作为高校创新人才培养重要一环的工程训练中心，应主动适应新工科建设，探索促进高素质创新人才培养的新途径，将资源优势转化为育人优势，以学科交叉融合为创新人才培养着力点，通过构建分层次、多模块的综合工程训练体系，建立全方位开放的创新实践平台，引入创客文化，打造创客社团，推动多元协同，产学深度融合，建设高水平的创新型师资队伍等措施，努力打造以提升学生创新能力为目标的创新实践平台，助力创新人才培养。

关键词：新工科；工程训练中心；创新人才；学科交叉

1新工科建设的内涵

随着现代工业的快速发展和社会经济的国际化，在产业贸易上则出现了大量新技术、新产品、新业态、新模式，以智能化和信息化为特征的第四次工业革命悄然到来。为了更好地应对新知识与新技术加速更替、多学科交叉与融合的态势，国家提出了创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，实施“中国制造2025”“互联网+”“一带一路”倡议等，提出了工程教育改革方向，并于2016年提出了新工科的概念，先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”，并了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》（教高司函[2017]6号）和《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，为新工科的建设发展指明了方向。目前新工科理念正在形成高度共识：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、创新型的卓越工程人才[1]。

2新工科建设对创新人才培养提出的新要求

新工科建设对高校创新型人才培养提出了更高的要求。高校要培养一批适应并引领未来科技革命和产业革命的新工科人才，来应对现代工业人才规格的变革和人才需求多样化的趋势。新工科人才需具备扎实的基础理论和专业知识，对行业和产品敏锐度高，能快速适应未来新兴产业和新经济的需要，具有很强的终生学习能力、实践能力、创造性思维、创新人格以及良好的协作精神[2]。高校承担着培养高水平人才的任务，目前我国高校传统的人才培养模式主要采用以学科专业作为本科生培养的载体，学生的学习交流活动主要集中在本学科专业内，很少有不同学科专业之间的相互交流，不利于跨学科人才的培养。在人才培养标准上，将人才培养标准和教学评价标准等同，忽视了外部评价[3]，尤其是相关企业在人才质量培养中参与度不够，在工科教育的核心能力定位有偏差，偏重理论教学，以知识探究为中心，轻视实践教学，即使有实践环节，也往往以蜻蜓点水的认知实习或走马观花的参观为主，无法接触到真实的工程问题，普遍缺乏综合工程能力。由于缺乏“实践”对专业理论知识的迁移，导致出现了工科人才培养质量和社会经济发展需求脱节的现象。在新工科建设的背景下，高校要以产业需求为导向，突破专业壁垒、进行跨界交叉融合，探索更加多元化和个性化的培养创新人才的新途径，培养具有综合创新型和复合应用型的新工科人才[4]，从而更好地适应未来社会对人才的需求。现代工程训练中心作为学校综合性实践教学平台，是高校创新型人才培养的重要一环，是以提高学生创新意识、实践能力和工程素养为培养目标的实践教学基地。在新工科建设的背景下，应当注重发挥工程训练中心的资源优势，积极探索促进高素质创新人才培养的新途径，主动适应现代科学技术高度分化又高度融合的大趋势。

3现代工程训练中心的资源优势

3.1学科交叉的综合实践教学平台。我国大多数工程训练中心是从校办工厂（车间）发展而来，但经过十几年的建设和发展，工程训练中心的规模和内涵都有了巨大的变化，无论是在教学面积还是在仪器设备资产等方面都有了明显的优势，现在的实训内容也从原来单一的金工实习发展为“强化制造工程基础、注重机械、电子、信息、控制、管理等多学科交叉，以信息化和网络化为教学手段”的现代工业制造[5]，形成了适合现代化发展的综合工程训练课程体系。培养目标也从传统的以“学习工艺技能、提高动手能力”转变为“提高学生的工程素质、工程能力和创新意识等综合工程素质”。现在的工程训练中心已经成为高校创新人才培养的重要组成部分，是大学生开展课外科技创新训练和活动的综合性实践平台。3.2学生受众最多的公共实践教学平台。工程训练中心作为学校的公共实践场地，和各院系的专业实验室不同，它不局限于某个院系和专业，而是面向全校学生开放，为所有工科专业学生提供实训教学，包括部分理科和文科专业的学生。所以工程训练中心是高校中教学规模最大、学生参与人数最多的公共实践教学基地，在这里有利于不同院系和专业的学生实现跨学科的互动和交流。3.3最接近真实工程环境的现代实践教学平台。现在绝大多数工程训练中心除拥有传统金工、电子电气设备外，还增加了一些数控机床、加工中心、特种加工及快速成型等先进制造设备，为学生提供先进的现代大工程训练平台。一方面这些先进仪器设备与工艺的运用可以带动实践教学、工艺水平的提升；另一方面可以为学生提供一个接近真实的工程环境，学生在一个多元化信息刺激的环境和立体的知识学习空间里获得亲身体验，并得到老师的言传身教，有利于将专业知识和生产实际紧密联系起来，从而实现知识迁移和能力生成，培养学生工程意识和创新能力，这种潜移默化的育人效果是其他课程所无法比拟的。

4发挥工程训练中心资源优势促进创新人才培养

4.1建立多学科交叉和融合的综合实践平台。工程训练中心是面向全校学生开放的综合实训平台，应遵循“宽口径、厚基础、重创新、重能力、可持续发展”的原则，努力突破单学科及技能训练的传统制造理念[6]，结合学校自身学科专业特点，通过院系合作，整合院系资源，建立综合实验室，打造跨学科的工程实训平台。开设多学科专业实践课程，形成适合现代化发展的多学科有机融合的工程训练课程体系，比如机械、电子、信息、材料、管理和人文等，以满足现代制造业对创新型和复合型人才的需要。同时多开设一些大工程背景下的学科交叉的综合型、设计型、创新型实践项目，吸纳不同专业的学生参加进来，以项目为抓手，以学生为主体，以教师为引导，在项目合作过程中实现跨学科专业之间的交流和互动，帮助学生掌握大工程制造理念，从而提高综合工程素质。4.2构建分层次、多模块的综合工程训练体系。为了更有效地培养学生的工程能力和创新能力，工程训练中心可以构建分层次、多模块的实践教学体系，针对不同学院不同专业的学生可以开设不同的课程。第一层次是工程技术的基础课程，面向全体学生开设，包括金工实习、电装实习等传统实训项目，主要是培养学生基本的工程意识和工程素养，拓宽工程视野。在此基础上针对不同专业可以开设不同模块的课程，比如近机类专业开设焊接、加工中心等实训内容，非机类专业可以开设特种加工、快速成型等实训内容，有条件的学校还可以对文科学生开设陶艺等实训内容，实现共性和个性教育相结合。第二层次是工程技术的综合课程，开设一些学科交叉的综合型、设计型、创新型实践项目，主要面向工科专业学生开放，或者让其他工程实践能力较强的学生参与进来，在合作的过程中实现不同学科和专业的互动和交流，增强团队协作意识，从而实现自身综合素质的提高。第三层次是工程技术的专业课程，在前面两个层次的基础上，选拔工程实践能力出众的学生加入教师科研及教学项目中，或参加工程训练综合能力竞赛、电子设计大赛等活动，或者学生选择自己的设计课题，独立进行跨学科、跨专业、以团队为单位的毕业设计，通过这种以训练为基础，将工程训练与科研、毕设、竞赛有机融合的方式，使学生的创新思维和综合工程能力得到进一步提升。4.3建立全方位开放的创新实践平台。学生正常来工程训练中心往往只有1~2周的实训时间，时间短、内容固定，得到的锻炼比较有限，因此工程训练中心不能仅定位成一个上课的教学场地，而应该将多学科的创新教育资源进行优化整合，采用开放式的管理运行模式，即内容开放、时间开放、服务对象开放。一方面学生根据需要通过预约等方式自主安排时间，另一方面中心通过开设综合型、设计型、创新型的实践项目，开放实验，选修课和竞赛等形式吸引更多不同院系的学生走进工程训练中心，由学生自主选择工程实训内容，共享大型仪器设备等优质资源，从而为学生科技创新和科研等活动提供平台支撑、组织指导，这样有助于学生打破专业壁垒，实现跨学科的互动和交流，接触到不同学科的思维方法；同时可以充分利用中心的资源优势，将自己的创意和想法在这里得到验证和实现，有利于激发他们的创新潜力，使创新意识和创新能力得到进一步强化[7]。4.4引入创客文化，打造创客社团。创客文化的核心思想是“做中学”，基本内涵是创新，它集创新教育、体验教育、项目学习等思想为一体，依托创客空间的平台，运用各种信息技术，综合多种学科知识，从而实现对学生创新能力以及解决问题能力的培养，这与高校工程训练的目标和宗旨一致，与高校对学生创新能力、协作能力、实践能力的培养需求也非常契合。工程训练中心可以引入创客文化，从教学理念、教学内容及教学方式等方面对工程训练进行革新[8]，秉承“开放创新、探究体验”的教育理念，强调“做中学”，将学生的实践纳入项目学习，充分利用学生的主观能动性，通过教学方法上的多样性（包括研究性学习、专题讨论学习、小组合作学习等），提高学生的实践能力和水平。充分利用中心现有的实训场地，提供3D打印机和开源硬件等设备，为学生打造“创客空间”，给学生实现“让想象落地”的平台。创客空间面向全校学生开放，鼓励来自不同学科背景和不同专业的学生参与创新，实现人才优势互补和学科交叉。让学生在获得新知识的同时，学会主动接受相近学科、交叉学科的熏陶和培训，并综合应用多种知识和技能，不断探究、体验、实验和检验，为创新打下广博的知识基础，从而培养学生关注工程问题的形成、重视具体工程设计能力和解决工程实际问题的能力[9]。4.5推动多元协同，产学深度融合。新工科背景下，为学生提供一个尽可能接近产业运作实际的综合性工程实训环境是高校培养新工科人才的必要条件，但完全依靠高校自身的力量是远远不够的。工程训练中心应积极响应《关于深化产教融合的若干意见》精神，充分利用社会资源，引入行业企业、科研院所、社会组织参与实习实训基地，构建现代工程实践教学体系，通过产教融合、校企合作、协同育人的新机制，健全学生到企业实习实训的制度，采取和企业共建实践基地和联合实验室，设立校企模块课程，建立联合培养机制，利用企业的先进技术和设备资源对学生进行专业技术的训练[10]。一方面该模式可以紧密结合研发、生产和教学，使学生能够接触到部分或全部生产实际过程，接受真正的“实训”，提升学生创新实践能力，解决长期存在的人才培养和产业需求脱节的现象；另一方面也能促使高校人才培养突破原有的单一维度，在现实技术需求的推动下，容易实现学科的交叉融合，更好地培养学生的劳动素养、工程意识和团队精神[11]。4.6建设高水平的创新型师资队伍。建设一支高水平的创新型教师队伍是培养学生工程实践和创新能力的师资保障。工程训练中心由于历史原因，部分教师来自原来实习工厂或校办工厂等，他们虽然有熟练的实践操作技能，但普遍文化程度不高，创新思维和创新意识比较欠缺，存在只注重实践不注重创新的状况。工程训练中心一方面要大力引进高学历的年轻教师充实师资队伍，另一方面还应加强中心创新型教师的培养，为教师提供学习和深造的机会，让教师能了解并运用前沿科学成果，鼓励教师充分利用中心提供的条件进行科研和技术开发，不断提高自身创新能力，通过自己在教学和科研中取得的成果来激发学生的创新思维。同时，考虑到中心教师数量和专业的局限性，中心还可以从全校包括机械、自动化、计算机、电气、电子、经管、文法、数理等多个院系聘请专业教师兼任指导教师，共建师资共享平台，共同参与创新平台建设，协同对学生的创新能力进行培养[12]。部分项目或课程还可以从企业聘请技术人员担任学生的指导教师，使实训内容与实际生产有效对接。

5结语

作为学校综合性实践平台，工程训练中心无疑是提高学生实践能力的重要渠道，工程训练中心应充分发挥自身的优质资源，改革和创新管理模式，将优质资源转化为育人优势，突破学科和专业界限，以学科交叉融合与跨界培养为创新人才培养着力点，依托多学科来支撑实践教学基地建设，树立大工程、大综合的建设理念，培育交叉融合的育人生态，重构新型的实践教学基地，帮助学生形成复合型的知识结构，努力打造以提升学生综合能力为目标的创新实践平台。

作者:叶晓勤  单位:南京邮电大学