段春爭(zhēng)+楊春+姜開(kāi)宇+徐曉慧+李喆+梁延德+張紅哲

摘要：本文以大連理工大學(xué)機(jī)械國(guó)際班工程訓(xùn)練課程改革試點(diǎn)為例，研究并實(shí)踐了一種基于創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)“賽教結(jié)合”的新型工程訓(xùn)練教學(xué)模式。該教學(xué)模式將工程素質(zhì)培養(yǎng)貫穿于工程訓(xùn)練的教學(xué)全過(guò)程，對(duì)于培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型的高質(zhì)量人才具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：工程訓(xùn)練；教學(xué)模式；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；賽教結(jié)合

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）23-0148-03

一、引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，世界各國(guó)的高等教育事業(yè)得到快速發(fā)展，學(xué)生的培養(yǎng)模式隨之發(fā)生深刻變化，已經(jīng)形成了一種新型的教育理念，即高等教育應(yīng)該培養(yǎng)符合社會(huì)需求的創(chuàng)新型人才。高等教育理念也隨之發(fā)生了根本性的變革，為迎接新形勢(shì)的人才培養(yǎng)質(zhì)量的挑戰(zhàn)，大部分國(guó)內(nèi)外高校尤其是工科院校調(diào)整了辦學(xué)指導(dǎo)思想，把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力提升到重要位置。改革高等工程教育的人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為了高等工程教育改革的中心課題[1，2]。

在工科高等院校人才培養(yǎng)過(guò)程中，工程訓(xùn)練是一個(gè)很好的培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和工程素質(zhì)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是融合了知識(shí)、素質(zhì)、能力和創(chuàng)新的綜合性訓(xùn)練課程，工程訓(xùn)練教學(xué)環(huán)節(jié)可以很好地彌補(bǔ)課堂理論教學(xué)的不足。通過(guò)大量的實(shí)際操作訓(xùn)練，并結(jié)合理論知識(shí)，學(xué)生分析和解決工程問(wèn)題的能力會(huì)明顯提升。同時(shí)，當(dāng)實(shí)踐中遇到問(wèn)題時(shí)，學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍獲得解決問(wèn)題的方法，加深了對(duì)課堂知識(shí)的理解。通過(guò)工程訓(xùn)練的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)和實(shí)踐訓(xùn)練的互動(dòng)，符合知識(shí)積累的規(guī)律，能夠培養(yǎng)出真正具備創(chuàng)新精神和工程素質(zhì)的高水平人才[3，4]。

我校的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化國(guó)際班于2011年開(kāi)始招生，針對(duì)機(jī)械國(guó)際班工程訓(xùn)練課程的教學(xué)模式進(jìn)行探索和實(shí)踐的主要意義在于：（1）與國(guó)際接軌，培養(yǎng)國(guó)際化的高素質(zhì)人才。國(guó)際班的培養(yǎng)計(jì)劃是在借鑒了國(guó)外著名高校同類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)上制定的，其目標(biāo)定位是培養(yǎng)具有國(guó)際化視野和跨文化的交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作能力的現(xiàn)代高級(jí)復(fù)合型精英人才，其中工程訓(xùn)練是主要的實(shí)踐課程之一，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力具有重要的作用。因此，借鑒國(guó)外高校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，改革國(guó)際班的工程訓(xùn)練課程教學(xué)模式對(duì)于提高國(guó)際化人才的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義。（2）全面改革工程訓(xùn)練教學(xué)模式和教學(xué)體系的需要。盡管目前的工程訓(xùn)練教學(xué)還存在很多問(wèn)題，但是由于工程訓(xùn)練是全校所有工科學(xué)生的必修課程，涉及的人數(shù)眾多，實(shí)施進(jìn)一步的深入改革會(huì)遇到很多困難。國(guó)際班人數(shù)較少，教學(xué)改革的實(shí)施相對(duì)容易，教改效果的跟蹤和評(píng)價(jià)容易實(shí)現(xiàn)，因此，以機(jī)械國(guó)際班為改革試點(diǎn)，采取以點(diǎn)帶面、循序漸進(jìn)、最終全面實(shí)施改革的方式應(yīng)該是一種最佳選擇。

二、教學(xué)模式的研究

針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)國(guó)際班工程訓(xùn)練課程，對(duì)工程訓(xùn)練的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行一系列的探索和實(shí)踐，構(gòu)建一種基于創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械國(guó)際班工程訓(xùn)練課程新型教學(xué)模式，具體的內(nèi)容如下：

（一）建立創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的課程內(nèi)容體系，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力

以產(chǎn)品為載體，以項(xiàng)目帶動(dòng)訓(xùn)練，訓(xùn)練內(nèi)容從以單元模塊為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詣?chuàng)新項(xiàng)目為中心，將車(chē)、鉗、銑、磨、鑄、鍛、熱、焊、數(shù)控加工、電加工、激光加工、快速成型等制造工藝各模塊的訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合。首先給出項(xiàng)目任務(wù)，以項(xiàng)目引發(fā)的問(wèn)題為主線，課程內(nèi)容通過(guò)循序漸進(jìn)和由淺入深的方式展開(kāi)。其次，學(xué)生對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合分析，例如可行性分析、功能和性能分析、結(jié)構(gòu)分析以及外形設(shè)計(jì)分析等，然后再根據(jù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和原理進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，選擇制造模塊并進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行加工和裝配，形成創(chuàng)新產(chǎn)品。通過(guò)創(chuàng)新項(xiàng)目牽引，學(xué)生既能對(duì)各個(gè)工種以及各工種之間的關(guān)系有深刻的認(rèn)識(shí)，又能掌握各種創(chuàng)新方法，學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)分析和解決工程問(wèn)題的能力明顯提升，實(shí)現(xiàn)了提升實(shí)際操作能力、制造工藝能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、工程管理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合工程素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）將競(jìng)賽訓(xùn)練模式引入工程訓(xùn)練教學(xué)體系

全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽的目的在于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、工程應(yīng)用能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，促進(jìn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，基礎(chǔ)知識(shí)與綜合能力的提升，促進(jìn)各高校提高工程實(shí)踐和工程訓(xùn)練教學(xué)改革和教學(xué)水平。但是，參賽學(xué)生畢竟只是各專(zhuān)業(yè)選拔出來(lái)的少數(shù)學(xué)生，受眾面小，不能達(dá)到全面提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的目的。因此，基于創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的培養(yǎng)理念和內(nèi)容體系，將競(jìng)賽訓(xùn)練模式引入工程訓(xùn)練教學(xué)體系。可以將學(xué)生分為若干小組，以小組為單位，首先安排學(xué)生查找資料，進(jìn)行獨(dú)立思考，設(shè)計(jì)和制作出無(wú)碳小車(chē)，然后進(jìn)行無(wú)碳小車(chē)競(jìng)賽，以小車(chē)的制造質(zhì)量、實(shí)際動(dòng)手操作能力、小車(chē)相關(guān)的設(shè)計(jì)文件以及設(shè)計(jì)方案的答辯成績(jī)來(lái)衡量學(xué)生工程訓(xùn)練能力的高低。通過(guò)實(shí)施“賽教結(jié)合”的工程訓(xùn)練新型教學(xué)模式，不僅能夠強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，提高學(xué)生的意志品質(zhì)，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的目的。

（三）打破傳統(tǒng)師傅帶徒弟式的授課方式，采用學(xué)生為主體、教師指導(dǎo)為輔的研究型教學(xué)方法

以項(xiàng)目引發(fā)的問(wèn)題為主線，開(kāi)展以學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)造、主動(dòng)參與和知識(shí)共享為動(dòng)力機(jī)制的教學(xué)過(guò)程，立足于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索、研討為主，教師給予提示、答疑，引導(dǎo)、鼓勵(lì)和幫助學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生自主設(shè)計(jì)和討論項(xiàng)目方案，自主制訂加工工藝和選擇加工設(shè)備和工具，獨(dú)立完成加工操作。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)教師提出問(wèn)題，讓學(xué)生思考并體會(huì)零件設(shè)計(jì)和加工的系統(tǒng)過(guò)程和具體方法，感悟產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的工程內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生了解各種加工方法和設(shè)備。最后，要求學(xué)生對(duì)整個(gè)工程訓(xùn)練過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，撰寫(xiě)工程訓(xùn)練報(bào)告，更進(jìn)一步地深入體會(huì)工程訓(xùn)練課程的內(nèi)涵。在教學(xué)過(guò)程中始終以學(xué)生為主體，改變傳統(tǒng)師傅帶徒弟式的教學(xué)方法，將每個(gè)工種的工程訓(xùn)練內(nèi)容相互融合，形成在創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下問(wèn)題探索式的研究型實(shí)踐教學(xué)方法。通過(guò)這種研究型的教學(xué)方法，貫徹做學(xué)融合、知行統(tǒng)一的工程訓(xùn)練教學(xué)理念，使學(xué)生在這樣的探索式學(xué)習(xí)過(guò)程中獲取工藝知識(shí)，鍛煉創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，提高綜合素質(zhì)。

三、教學(xué)模式的實(shí)踐

（一）設(shè)計(jì)基于創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的工程訓(xùn)練教學(xué)體系

無(wú)碳小車(chē)創(chuàng)新項(xiàng)目是全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽經(jīng)常采用的競(jìng)賽題目，經(jīng)過(guò)多年的競(jìng)賽，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。將競(jìng)賽訓(xùn)練模式引入工程訓(xùn)練教學(xué)體系，選擇無(wú)碳小車(chē)的設(shè)計(jì)和制造，將其作為工程訓(xùn)練的項(xiàng)目案例。為了確保教學(xué)質(zhì)量，要制定教學(xué)實(shí)施計(jì)劃，編寫(xiě)英文教學(xué)大綱，整合教學(xué)內(nèi)容，制定將訓(xùn)練內(nèi)容從原來(lái)的以單元模塊為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂?xiàng)目設(shè)計(jì)知識(shí)為主線、逐步引出知識(shí)點(diǎn)、全面提高學(xué)生綜合能力的教學(xué)方案。編寫(xiě)英文電子教案、制定統(tǒng)一的工程訓(xùn)練教學(xué)計(jì)劃、使用統(tǒng)一的視頻資料庫(kù)和課件、購(gòu)買(mǎi)材料和零件，以滿足學(xué)生項(xiàng)目制作的需求。

（二）針對(duì)機(jī)械國(guó)際班，實(shí)施基于創(chuàng)新項(xiàng)目競(jìng)賽機(jī)制的工程訓(xùn)練教學(xué)模式的改革

首先，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，教師為學(xué)生介紹無(wú)碳小車(chē)的設(shè)計(jì)和制造要求。然后，分階段實(shí)施教學(xué)改革：

1.設(shè)計(jì)實(shí)施階段。以課題小組為單位，收集資料、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、畫(huà)出構(gòu)思示意圖，最后畫(huà)出裝配圖和零件圖，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算與部件的選型。在設(shè)計(jì)實(shí)施階段，學(xué)生必然會(huì)遇到各種問(wèn)題，這時(shí)老師僅起引導(dǎo)和答疑的作用，要迫使同學(xué)們通過(guò)自主學(xué)習(xí)的方式，去學(xué)習(xí)工程技術(shù)項(xiàng)目創(chuàng)新實(shí)踐中必須要用到的知識(shí)點(diǎn)。在這個(gè)階段，教師需要精心設(shè)置互動(dòng)環(huán)節(jié)，在每個(gè)設(shè)計(jì)階段要求學(xué)生上講臺(tái)用英文講解設(shè)計(jì)方案，通過(guò)環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題促使學(xué)生思考、討論，對(duì)存在的疑問(wèn)和難點(diǎn)采用自主學(xué)習(xí)、討論學(xué)習(xí)和查找資料等方式解決。課堂上師生之間積極對(duì)話、討論、辯駁，形成“猜想與反駁”的課堂討論氣氛。教學(xué)手段上采用多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段、放映動(dòng)畫(huà)、引用圖例、演示實(shí)物以及網(wǎng)絡(luò)資源，產(chǎn)生一種圖文并茂、情景交融的教學(xué)效果。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與綜合分析問(wèn)題的能力，增強(qiáng)探索研究的氣氛和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

2.產(chǎn)品制造階段。在這個(gè)階段，學(xué)生需要將自己設(shè)計(jì)的無(wú)碳小車(chē)制作加工成真實(shí)的產(chǎn)品，該階段也是工程訓(xùn)練創(chuàng)新實(shí)踐的一個(gè)重點(diǎn)階段。學(xué)生必須自主選擇加工方式、加工設(shè)備和工具、自主制訂加工工藝，并完成加工操作。指導(dǎo)教師進(jìn)行質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓其體會(huì)零件加工的系統(tǒng)過(guò)程和具體方法，引導(dǎo)學(xué)生了解各種先進(jìn)的加工技術(shù)和設(shè)備。教師隨時(shí)針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行解答與講授，比如講解相關(guān)工種的操作技能等；也要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)參考書(shū)學(xué)習(xí)有關(guān)工藝知識(shí)、加工參數(shù)的選擇、工藝文件的編制等。提供互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生充分利用現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)常利用的元素。在這一過(guò)程中，注意引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立質(zhì)量意識(shí)、工藝意識(shí)等。讓學(xué)生在經(jīng)歷“設(shè)想—?jiǎng)?chuàng)意—設(shè)計(jì)—制作—作品”的全過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維。

3.競(jìng)賽階段。學(xué)生以小組為單位參加競(jìng)賽，在這個(gè)階段，學(xué)生可以有兩次競(jìng)賽的機(jī)會(huì)，通過(guò)第一次競(jìng)賽，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和制造中的問(wèn)題并改進(jìn)；通過(guò)第二次競(jìng)賽最終評(píng)定無(wú)碳小車(chē)的水平和質(zhì)量是否達(dá)到規(guī)定要求。通過(guò)設(shè)置競(jìng)賽單元，讓學(xué)生提高產(chǎn)品的質(zhì)量意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

4.創(chuàng)新訓(xùn)練報(bào)告。在完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制造的全過(guò)程后，要求學(xué)生寫(xiě)出研究報(bào)告和工作總結(jié)。訓(xùn)練報(bào)告要求全英文撰寫(xiě)，包括無(wú)碳小車(chē)設(shè)計(jì)圖紙、無(wú)碳小車(chē)設(shè)計(jì)和制造說(shuō)明書(shū)、方案設(shè)計(jì)（包括車(chē)架，原動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)和微調(diào)機(jī)構(gòu)等）、技術(shù)設(shè)計(jì)（包括小車(chē)的能耗分析，運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，動(dòng)力學(xué)分析，零部件設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)）、小車(chē)的制作和調(diào)試（包括加工工藝方案分析報(bào)告，小車(chē)的調(diào)試和改進(jìn)方法）等。通過(guò)工程訓(xùn)練報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)文件的整理和總結(jié)以及論文撰寫(xiě)能力。

5.項(xiàng)目驗(yàn)收答辯。項(xiàng)目設(shè)計(jì)和制作以及競(jìng)賽完畢后，主講教師組織進(jìn)行答辯，答辯全程需要使用英語(yǔ)，各課題組的同學(xué)必須利用15分鐘的時(shí)間來(lái)講解和回答設(shè)計(jì)方案的制定思路、技術(shù)難點(diǎn)、技術(shù)重點(diǎn)的解決方法等方面的問(wèn)題。通過(guò)答辯，培養(yǎng)學(xué)生的溝通交流和英語(yǔ)口語(yǔ)表達(dá)能力。

6.實(shí)施多元化課程考核方法?；谏鲜龅亩嚯A段、多培養(yǎng)目標(biāo)的課程內(nèi)容體系，實(shí)施包括創(chuàng)新設(shè)計(jì)考核、創(chuàng)新制作考核、創(chuàng)新競(jìng)賽考核、工程訓(xùn)練報(bào)告考核以及項(xiàng)目驗(yàn)收答辯考核等成績(jī)?cè)u(píng)定方法，根據(jù)不同階段在工程訓(xùn)練課程體系中的重要性，設(shè)計(jì)各階段的考核權(quán)重，最終形成多元化的綜合性考核模式。

7.收集教改實(shí)踐中的問(wèn)題。進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，經(jīng)過(guò)“調(diào)研—研究—實(shí)踐—再研究—再實(shí)踐”的反復(fù)過(guò)程，構(gòu)建完善的基于創(chuàng)新項(xiàng)目競(jìng)賽機(jī)制的工程訓(xùn)練教學(xué)體系，帶動(dòng)全校工科專(zhuān)業(yè)工程訓(xùn)練教學(xué)改革的全面實(shí)施。

四、結(jié)束語(yǔ)

在大工程背景下，目前的實(shí)踐教學(xué)模式越來(lái)越不適合現(xiàn)代工程發(fā)展對(duì)人才的需要，以大連理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院國(guó)際班為試點(diǎn)，改革傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)理念，進(jìn)行全新的工程訓(xùn)練教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，構(gòu)建將工程素質(zhì)培養(yǎng)貫穿全過(guò)程的工程訓(xùn)練教學(xué)體系，對(duì)于培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型的高質(zhì)量人才，具有重要的意義。

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Research and Practice on Teaching Mode of Engineering Training Course of Mechanical International Class Based on Innovation Project

DUAN Chun-zheng，YANG Chun，JIANG Kai-yu，XU Xiao-hui，LI Zhe，LIANG Yan-de，ZHANG Hong-zhe

（School of Mechanical Engineering，Dalian University of Technology，Dalian，Liaoning 116024，China）

Abstract：In this paper，taking the reform of engineering training course for mechanical international class in Dalian University of Technology as an example，a new engineering training teaching mode based on innovation project driven "combination of competition and tea