应用型机械类人才工程能力培养思考

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摘要：随着高等工程教育改革和社会发展，工程教育认证已经在我国高等工程专业实施，其核心理念是以产出为导向，以学生为中心设计实施教学活动，是高等教育工程观的重要转变。分析了应用型高校机械类人才的工程能力内涵，提出人才培养目标设置应结合区域经济发展需求、行业发展现状和学校定位，按照工程专业认证标准，构建了以技术实施型人才为培养目标的工程技术体系和“回归工程实践”的课程建设思路，培养学生的工程实践能力。

关键词：工程教育认证；技术实施型；工程能力培养体系

进入21世纪后，随着高等工程教育改革的深化，“实践是工程专业的根本”已成为当今国际高等工程教育界的普遍共识［1］。高等工程教育界关于如何培养学生的工程实践能力进行了研究和探讨，如提出“回归实践、回归问题、回归主体”的理念实施探究式教学［2］、将职业资格证书引入应用型本科教育［3］等，取得了较好的效果。随着经济全球化的发展，我国从制造大国走向制造强国需要高水平的工程人力资源保障，培养的工程人才得到国际企业界认可等都要求高等工程教育必须进行改革。我国已于2013年6月加入了“华盛顿协议”，这标志着工程教育体系进入国际工程教育联盟，工程教育专业认证是我国高等工程教育界面临的机遇和挑战［4－5］。工程教育认证下人才培养观的核心理念是以产出作为导向，就是要从“教师能教什么”转变成“学生应达到什么”，大学阶段受到的工程教育作为未来相关职业工作的准备，以社会需求和学科发展内涵来确定合理的培养目标，明确支撑培养目标的毕业要求，以产出的产品“学生”为中心设计、实施教学活动，从工程技术知识传授转变到职业所需能力培养，是目前高等工程教育培养观的重要转变［6］。

1应用型机械类人才工程能力的内涵

从工程教育认证对毕业生的12条认证标准分析来看［7］，工程教育应注意3个方面的能力培养，一是工程实践能力；二是多学科的背景及多方面的能力；三是职业道德与社会责任感［8］。对工程师从业各项能力调查分析，“发现、形成、解决问题的能力”、“从事工程实践必备的技术、技能”和“在工作中参与集体合作，并与人有效地沟通”列于工程能力前3项重要能力之首。而被调查者认为，第二项能力主要从学校中获得，而第一和第三项能力是工作中获得［9］。这与当前高等教育的现状相符，知识、技术是高等教育的优势，但如何将从业中必备的能力培养，或者将该方面的思维和意识置于学校教育阶段进行，应是构建工程能力培养体系考虑因素之一。各类型高校机械类人才培养目标定位应有所区别以适应企业人才的层次需求。据资料表明，企业中的工程技术人员通常有3种类型：技术实施型，在工业生产第一线从事工程设计、制造、施工、运行等技术工作，约占工程师总数的75％；研究开发型，从事工程技术开发研究，工程基础研究，约占工程师总数的15％；工程管理型，以技术背景为主，从事规划、管理、经营等工作，约占工程师总数的10％。这3种类型的工程师随着工作需要有时也会互换［10］。作为地方高校培养应用型机械类人才来说，就业3～5年内，主要从事生产现场的相关技术实施型工作。通过对企业的调研和毕业生的追踪反馈得到，从事技术实施型的工作，工程实践必备的技术和技能，“制图、测试、工艺操作”方面要求高一些，对其专业能力方面要求主要集中为：设计能力、动手能力、开发能力、管理能力等［11］，可具体阐述为：根据设计要求，提出机电系统设计方案及分析比较合理性，设计、开发或与团队成员协作开发机电产品；典型零件的加工工艺及质量检测；技术文件表达（制图、技术文件撰写）；使用计算机专业软件进行辅助设计（三维建模）、计算、制造（数控编程、工艺）；熟练使用机械设计手册、团队协作、沟通交流和提出问题、解决问题等能力和技能。

2应用型机械类人才工程能力培养体系的构建

社会、经济和科学的日益发展，技术因素和非技术因素同样影响着工程实践活动，因此现代工程教育要求是通才教育，在构建培养体系时，要包括人文与社会科学、数学与自然科学、语言与写作、计算机操作技术、工程技术等几大领域的课程［12］。本文主要研究工程能力培养体系的构建和实施。

2．1工程技术体系的构建

工程技术体系，是培养学生工程能力的重要平台。长期以来，工程教育更多地按照科学家和工程学家模式实施，偏离工程师培养目标，存在理论与实践脱离的现象［13］。理论授课更多讲授科学理论，而理论在实践中的应用比较薄弱；在实践环节中，如原模式下开设的金工实习、生产实习等实践环节，通常采用教师指导、学生实践方式进行，较多的是技能培养和知识在企业中的应用认知，与实践技能依托的相关工程理论和工程技术知识联系得不紧密。因此，构建工程技术体系时，按照工程能力培养的整体性，由工程科学、工程设计、工程技术这几部分组成，特别是将实践教学内容进行整合和优化，作为重要环节纳入教学课程体系。工程科学类课程作为核心课程，是工科专业学生都必须学习的课程，如数学、物理、化学和工程导论课等；而工程设计和工程技术类课程，可作为专业必修课程和技术选修课程，如力学、机械学、电工电子技术、工程制图、设计与制造、测试技术、实验与技术交流、相关的技术应用实践等课程而开设［12］。特别是在专业课设置时，更要根据学校培养人才层次和本地区经济、行业发展需求等进行设置，才能保障专业培养目标的达成和突出专业特色。创造实践条件，提高实践环节占整个培养体系的学分比例。

2．2用CDIO工程教育理念指导课程建设

原有的课程内容，通常按科学知识自成体系讲授，运用理论知识解决实际问题，是目前课程教学的薄弱环节。工程教育认证下，在课程内容上，打破原有各自独立的工程专业课程序列，而将设计和技术在内的工程知识和工程实际问题进行集成来开展课程建设，即工程教育回归实践［14］。按照构思、设计、实现和运作的“CDIO”工程教育理念开展课程建设［15］，是课程建设的新思路。在近几年的专业课程建设实践中，本文作者所在专业确立以“知识体系工程化、工程应用具体化和岗位必备技能课程化”的建设思路，将知识传授与能力培养融合一起重新梳理课程内容。在课程内容中大量地引入工程问题和实例，教学内容“工程化”；将课堂走入实验室、实习生产车间，讲、学、练结合；结合工程基础理论的工程实际应用，开设符合工程实际的实验项目；如将专业基础理论在企业一线生产现场的应用，如公差项目设计要求及检测、工程实际问题力学模型简化、机构方案、液压回路与PLC控制等实际应用抽象出来，开设了紧密结合工程实际的实验项目；课程设计内容紧密结合“工程实践”、“学科竞赛”和“创新项目”，例如：应用三维设计软件和优化分析软件，进行零部件测绘、表达、力学应用分析；以企业实际生产的典型零件出发，按典型零部件设计制造全过程，用现代技术将零件图形表达、工艺分析和路线、数控编程加工等综合起来进行设计制造，进行“真枪真刀”的实践综合训练。在整个讲授、指导过程中，由于和工程紧密结合，因此工程意识和工程思维可逐步地渗入到学生的思维中去，培养学生的工程意识。

2．3工程综合能力和工程素质培养

我国传统教学模式是一种“分析模式”，强调垂直思考、抽象学习、简化分解与分析、确定性研究、独立工作等，这对打好数理基础是必要的。但是面向工程实际和团队工作等新的需要，设计与制造过程中需要关联各部分进行多因素、多角度思考，而经验学习、系统地说明问题、小组工作等“综合能力”的培养十分重要［9］。课程教学采用“基于问题的学习”或“基于项目的学习”教学方式［16］，以工程中的“项目”或“问题”这一类真实复杂的问题为核心，引导学生采用小组研讨充分地发表见解，通过表达解决问题的思路或方法，可调动学生探索、研究和实践的兴趣、积极性和创造性，培养学生的学习知识的应用和提出解决问题的实施方案的能力。校内实验室、工程实训中心是开展工程实践活动和课外科技活动的重要场所。特别是当前企业管理方式和制造设备现代化等条件的变化，校外企业实习质量受到一定的影响。在当前的实践环节中，除了实践内容工程化外，指导教师队伍也应由多学科、多研究方向的教师组成，有意识地采用项目分解、小组协作等手段，从立项论证、总体方案设计、研究实验工作到数据分析、科研总结，全过程全方位指导学生。学生可以听取不同教师的想法，多角度多方向研究问题，通过小组合作完成项目，有利于培养学生的综合分析问题、团队合作及创新能力。企业的真实工程环境实践是培养学生工程实践能力的重要经历［17］。校企合作，主要有2种方式：一是校企合作培养学生，学生在企业实践较长的一段时间（3～6个月），在不同的技术或生产部门参与具体工作，同时由企业高水平有经验的技术人员讲授生产现场工程知识和技术；另外一种是企业将目前生产中的相关问题或某个项目提炼出来，由学校教师带领课题小组参与和解决，即“产、学合作”的模式。学生实践的项目来自于企业，解决的场所可以在学校，也可以在企业，完成的主体主要是学校。这2种模式比较适合于高年级的学生，如我校与建立校外实践教学基地的合作企业，根据企业条件和情况，既开展了“3＋1”校企合作人才培养模式，将课程、专业实践、毕业实践、毕业设计等都在企业进行；也开展了“产、学合作”模式。有的企业提炼出几个工程项目，有的项目是科学研究类项目，如企业生产中碰到的技术难题与学校开展合作，学校派指导教师带队进入企业进行相关研究；有的是工作任务型项目，将企业的技术文档（技术图纸）按国内制图标准重新整理，系列化、标准化和计算机化等类似的项目工作。这些合作方式都可以使学生进入工程实境中去，既体验到工程环境的实际，提高了解决问题的能力，又潜移默化地培养了工程思维和意识。

3工程能力培养体系实施的保障

3．1工程观的转变和认识

传统的高等教育，教师和学生都以知识传授、学会知识为出发点，这就要求传授者和受众者，都要从工程的角度转变思想观念。目前高校中的教师，特别是青年教师学历高、知识强但缺乏工程实践经历，又受考核、职称评聘等牵制，重科研、轻教学的现象比较普遍。为了改变这种现状，教育主管部门对传统“重科研轻教学”的管理考核理念有所调整。教师是从原有的教育体系下培养出来的，其自身的“强知识弱能力”的不足必须要采取相应的培训机制来和实践措施才能改变。因此开展工程认证的专业，安排教师到企业中进行6个月～1年的“挂职锻炼”来补充工程实践和培养工程意识；在教师队伍构建时，放宽学历要求，有意识地引进具有较强工程实践背景的教师，而对新引进的教师同时也要进行教学规范、教学方法等的培训。同时，要创造条件外聘企业技术人员和人力资源管理部门人员作为兼职教师，定期开设讲座搭建学校与企业沟通的桥梁。通过这些途径，使教师的工程教育观念增强实践应用性；教师的教学方式，从转变到工程观念以综合应用为主，突出解决实际工程问题的能力。学生虽是教育的受众体，但和其他工业产品不同，学生的参与是确保高等教育改革实施效果的重要保障。所以，做好学生的专业认知，提高学生的专业兴趣，是工程教育的重要保障。学生工程观念的调整要从校内和校外多种环境进行培育，特别是校外企业，是提升学生的重要途径。引入企业开设“职场讲座”，进入企业实习，可提高学生对专业、职业的认知。

3．2硬件条件的保障作用

实践体系的实施，必须要有一定的硬件条件作为保障。具体实施基地可以是校内实验室、工程实训中心、机械工厂、研究所和校外实践基地等场所。可以采取学校自主建设、与企业共建、利用专项基金等途径引入资金，购置实验设备、软件、加工设备等，做到与生产现场直接对接，同时也要设有专业技术人员，指导学生动手操作，学生才能将设计作品付诸加工，学用结合。

4结束语

依据区域经济发展需求和行业发展现状，构建应用型机械类人才工程能力培养体系时，应以产出为导向，结合学校定位，按照工程专业认证的标准，从原来的工程科学教育模式向工程师培养模式调整，从工程技术知识传授转变到职业所需能力培养，特别是在开设的各个教学环节紧密结合“工程实践”、“学科竞赛”和企业、教师的“研究课题”，以师资队伍和实践条件建设作为保障，培养学生扎实的工程理论知识、工程基本技能和工程思维和素质，培养学生的工程实践能力，突出专业特色，保障专业培养目标的达成。

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作者：贾卫平 单位：大连大学机械工程学院