楊樹財 郭靜蘭 夏偉 宋雙柱 董澤煜 孫守政

基金項目：2021年黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目“新工科背景下CEEAA與ABET標(biāo)準(zhǔn)雙驅(qū)動的工程訓(xùn)練混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐”（SJGY20210377）

第一作者簡介：楊樹財（1970-），男，漢族，黑龍江哈爾濱人，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師。研究方向為高速銑削加工方面教學(xué)及科研。

*通信作者：郭靜蘭（1991-），女，漢族，黑龍江哈爾濱人，碩士，工程師。研究方向為特種加工教學(xué)及科研。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.12.011

摘? 要：針對高等工程教育存在“重技能、輕素養(yǎng)”問題，結(jié)合新工科建設(shè)培養(yǎng)目標(biāo)，將課程思政教學(xué)理念融入工程訓(xùn)練課程建設(shè)，制定機(jī)械類專業(yè)課程培養(yǎng)方案。結(jié)合基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（OBE），通過構(gòu)建面向未來能力需求的工程訓(xùn)練培養(yǎng)體系，面向知識、能力、素養(yǎng)的課堂教育方式，建立更加科學(xué)全面的工程訓(xùn)練課程評價體系，以及提高教師工程訓(xùn)練教學(xué)的勝任力四個方面進(jìn)行工程訓(xùn)練課程體系建設(shè)，以期為國家培養(yǎng)出技術(shù)能力與非技術(shù)能力兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才。

關(guān)鍵詞：新工科；工程訓(xùn)練；課程思政；OBE；課程建設(shè)

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）12-0046-04

Abstract： In view of the problem of "emphasis on skills， light quality" in higher engineering education， combining with the training goal of new engineering construction， the curriculum ideological and political teaching concept is integrated into the construction of engineering training courses， and the training program of mechanical major courses is formulated. Combined with the education model based on learning output （OBE）， the engineering training system oriented to the future ability needs is constructed. Classroom education mode is oriented to knowledge， ability and accomplishment. The construction of engineering training course system is carried out in four aspects： establishing a more scientific and comprehensive evaluation system of engineering training course and improving teachers' competence in engineering training teaching， in order to cultivate compound talents with both technical ability and non-technical ability for the country.

Keywords： new engineering; engineering training; curriculum ideology and politics; Outcomes-based Education; curriculum construction

立德樹人是高等教育的根本任務(wù)，對于面向未來的新工科人才培養(yǎng)而言，高等工程教育應(yīng)在關(guān)注知識傳授的同時，更應(yīng)注重對人才理想信念、品德修養(yǎng)的傳授，以期真正培養(yǎng)出為國為民的棟梁之材[1]。2020年，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確指出全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人，貫徹全國教育大會精神的戰(zhàn)略舉措[2]。而新工科的內(nèi)涵在于以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[3-5]。新工科教育理念與課程思政建設(shè)正在同步引領(lǐng)著我國高等教育的發(fā)展方向，同時也引領(lǐng)著高校工程教育的發(fā)展方向。

在高校人才能力培養(yǎng)方面，工程訓(xùn)練課程是高校培養(yǎng)本科畢業(yè)生創(chuàng)新能力，使其成為優(yōu)秀畢業(yè)生和優(yōu)質(zhì)工程技術(shù)人才的重要一環(huán)，在培養(yǎng)學(xué)生利用科學(xué)方法解決復(fù)雜工程技術(shù)問題、強(qiáng)化實(shí)踐動手能力方面有著重要作用，是現(xiàn)階段高校培養(yǎng)本科生工程實(shí)踐能力的主要課程，為學(xué)生了解當(dāng)前工業(yè)與制造業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)及先進(jìn)技術(shù)手段提供了重要依托[6]。工程訓(xùn)練課程面向高校多個本科專業(yè)，每年實(shí)訓(xùn)學(xué)生近幾千人，量大面廣，是影響學(xué)生的重要實(shí)踐課程，將課程思政融入教學(xué)全過程，可以充分發(fā)揮隱性思政的作用，達(dá)到協(xié)同育人的效果[7]。因此，在新工科背景下，工程訓(xùn)練課程要充分發(fā)揮課程思政協(xié)同育人作用，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一? 我國高等工程教育存在的問題

新工科的發(fā)展需要更加全面的復(fù)合型人才，在素質(zhì)維度中，需要更高的道德修養(yǎng)，做到全球視野和家國情懷的統(tǒng)一、繼承傳統(tǒng)與創(chuàng)新創(chuàng)造的統(tǒng)一，在知識維度中，強(qiáng)調(diào)深厚的基礎(chǔ)知識、精深的專業(yè)知識、豐富的交叉知識儲備，做到專業(yè)素養(yǎng)與全面發(fā)展的統(tǒng)一[8]。這就要求新工科人才培養(yǎng)具備兩種能力：技術(shù)能力與非技術(shù)能力。

技術(shù)能力包括學(xué)科知識、跨學(xué)科知識、研究能力、開發(fā)設(shè)計能力、現(xiàn)代工具使用能力，以及發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，學(xué)生不僅需要掌握相關(guān)工程理論知識，而且還應(yīng)具備相當(dāng)?shù)墓こ虒?shí)踐技能，能夠綜合運(yùn)用人工智能新知識、新技術(shù)、新方法解決復(fù)雜工程問題，并為深入學(xué)習(xí)本專業(yè)有關(guān)后續(xù)課程和未來承擔(dān)相關(guān)復(fù)雜工程技術(shù)工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)[9]。非技術(shù)能力主要包括設(shè)計思維、自主學(xué)習(xí)及跨學(xué)科知識遷移、好奇心和想象力、大工程觀、工程倫理、有效溝通、洞察力及之后的行動力、長期主動學(xué)習(xí)的能力、經(jīng)濟(jì)思維、判斷力與決策力、項目管控能力、批判性思維和創(chuàng)造性思維等能力。

通過對比美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會（ABET）和中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會（CEEAA）提出的工程訓(xùn)練畢業(yè)要求發(fā)現(xiàn)，我國工程教育優(yōu)秀畢業(yè)生的優(yōu)點(diǎn)主要是工科基礎(chǔ)扎實(shí)、解決復(fù)雜工程問題的能力較強(qiáng)，善于深挖技術(shù)難題的技術(shù)能力較強(qiáng)，但對于跨文化溝通、社交技巧、談判能力及團(tuán)隊合作等非技術(shù)能力尚有不足，德智體美勞沒有充分得到發(fā)展，缺少技術(shù)能力與非技術(shù)能力兼?zhèn)涞木C合型復(fù)合人才，這是我國高等工程教育的弱項。究其原因是由于工程訓(xùn)練在培養(yǎng)高校本科生工程能力、創(chuàng)新能力及大工程意識等方面忽略了學(xué)生的主體地位，學(xué)生的主動性沒有得到提升，教學(xué)設(shè)計中缺乏能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的環(huán)節(jié)，課程體系構(gòu)建中并沒有融入思政教育及提高綜合素養(yǎng)和能力的課程內(nèi)容，非技術(shù)能力沒有獲得鍛煉和提升[10]。此外，高校的思政教育主要以思政課的形式開展，教學(xué)形式單一，與工程訓(xùn)練課程內(nèi)容完全脫節(jié)，沒有達(dá)到理想的綜合育人效果。

二? 工程訓(xùn)練課程培養(yǎng)目標(biāo)分析

工程訓(xùn)練課程涉及機(jī)械類、近機(jī)械類、非機(jī)械類和文史類共四大類，培養(yǎng)目標(biāo)中首先要考慮不同專業(yè)之間的行業(yè)需求及各專業(yè)特色來制定通識課程內(nèi)容，還應(yīng)重視學(xué)生設(shè)計思維、自主學(xué)習(xí)及跨學(xué)科知識遷移、好奇心和想象力、大工程觀、有效溝通、洞察力及之后的行動力、經(jīng)濟(jì)思維、判斷力與決策力、項目管控能力、批判性思維和創(chuàng)造性思維等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，以此制定各專業(yè)培養(yǎng)方案。通過與企業(yè)建立長期合作調(diào)研走訪了解學(xué)生畢業(yè)后的中長期發(fā)展變化，進(jìn)而評價培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成情況，收集相關(guān)數(shù)據(jù)持續(xù)改進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)及定期更新培養(yǎng)方案，如圖1所示。

機(jī)械類專業(yè)作為工科類“第一專業(yè)”，要培養(yǎng)熱愛祖國、堅持社會主義道路、適應(yīng)國家發(fā)展需要、德智體美勞全面發(fā)展、具有扎實(shí)的機(jī)械學(xué)科理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識與基本技能，能在知名的科研院所和企事業(yè)單位從事科學(xué)研究、工程設(shè)計、制造生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)、營銷和管理等方面工作的創(chuàng)新型復(fù)合人才[11]。培養(yǎng)方案中明確學(xué)生畢業(yè)后在進(jìn)入工程專業(yè)實(shí)踐必須具備的能力，同時要跟蹤和評價學(xué)生的進(jìn)步，圖2為機(jī)械類專業(yè)培養(yǎng)方案。

圖1? 培養(yǎng)目標(biāo)

三? 工程訓(xùn)練課程體系建設(shè)

工程訓(xùn)練課程體系中要給予學(xué)生充足的時間進(jìn)行動手操作，以保證教學(xué)效果的達(dá)成。課程內(nèi)容要與培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)方案相一致，加強(qiáng)藝術(shù)、人文等專業(yè)的融合，拓寬工程視野，結(jié)合基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（Outcomes-based Education，OBE）理念進(jìn)行工程訓(xùn)練課程體系建設(shè)。

（一）? 構(gòu)建面向未來能力需求的工程訓(xùn)練培養(yǎng)體系

1）在獲得基本工程知識和技能的基礎(chǔ)上，以全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽及全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽為依托，以工程訓(xùn)練中心為實(shí)踐平臺，設(shè)立工程訓(xùn)練競賽課程，課程主要涵蓋機(jī)械制圖-二維實(shí)踐、機(jī)械制圖-三維實(shí)踐、模擬仿真實(shí)踐、數(shù)學(xué)建模實(shí)踐、數(shù)控車削實(shí)踐、數(shù)控銑削實(shí)踐、電火花線切割實(shí)踐、3D打印實(shí)踐、激光切割實(shí)踐、鉗工拆裝實(shí)踐、成本分析實(shí)踐、電機(jī)電路拆裝實(shí)訓(xùn)、計算機(jī)編程實(shí)踐和機(jī)器人拆裝實(shí)踐等訓(xùn)練課程，學(xué)生可以根據(jù)不同專業(yè)定位選擇相關(guān)課程，對于參與競賽的學(xué)生要求所有課程都要學(xué)習(xí)，快速提高使用現(xiàn)代工程工具的能力。

2）以科研項目為依托構(gòu)建綜合集成訓(xùn)練課程。將工程倫理融入工程訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，課程內(nèi)容既要涵蓋專業(yè)知識和實(shí)踐操作、工藝卡工序卡的制作、成本分析和社會效益等內(nèi)容，也要讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)全過程中形成批判性思維和創(chuàng)造性思維。產(chǎn)教融合，通過分析科研項目完成過程中對社會的影響拓寬學(xué)生的全局視野及提升職業(yè)道德等綜合素養(yǎng)，在正確理解客戶需求的基礎(chǔ)上提出問題，最終給出最佳的解決方案，這一過程涵蓋了戰(zhàn)略目標(biāo)的制定、團(tuán)隊的組建和溝通管理合作等綜合能力，培養(yǎng)基于歷史使命感和社會責(zé)任心的大工程觀。

3）通過與馬克思主義學(xué)院等人文學(xué)院進(jìn)行深度合作，在工程訓(xùn)練安全教育中融入人文精神和藝術(shù)素養(yǎng)課程，促進(jìn)人文與工程訓(xùn)練的融合。加入由于責(zé)任缺失、忽略實(shí)操流程、不重視安全隱患造成的生產(chǎn)事故案例，培養(yǎng)學(xué)生的安全生產(chǎn)意識，引導(dǎo)學(xué)生從廣義上理解生產(chǎn)安全，了解安全生產(chǎn)管理理念，培養(yǎng)學(xué)生崗位責(zé)任意識和勞動紀(jì)律意識。按照一院一方案的原則給出具體教學(xué)實(shí)施計劃，建立工程與社會的聯(lián)結(jié)，結(jié)合工程訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)項目，培養(yǎng)工程師的職業(yè)操守。

（二）? 構(gòu)建面向知識、能力、素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂教育方式

1）工程訓(xùn)練教學(xué)包含學(xué)科全面，蘊(yùn)含基礎(chǔ)理論知識繁多，教學(xué)內(nèi)容層次、模塊復(fù)雜，涉及全校本科生實(shí)踐操作實(shí)訓(xùn)任務(wù)，單一的教學(xué)方式和內(nèi)容不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。伴隨互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在教學(xué)方法上的運(yùn)用，使“線上-線下”混合式教學(xué)模式成為工程訓(xùn)練教學(xué)重點(diǎn)研究方向，通過線上課程可完成個性化、可實(shí)時評價的基礎(chǔ)知識傳授。具體操作是：在各個課程模塊中將理論知識及二維建模實(shí)踐、三維建模實(shí)踐、模擬仿真實(shí)踐和數(shù)學(xué)建模實(shí)踐等課程以線上課程的方式進(jìn)行教學(xué)，便于學(xué)生快速掌握相關(guān)知識點(diǎn)和了解操作要點(diǎn)。將教學(xué)資源存儲到線上課程中，學(xué)生可以隨時翻閱復(fù)習(xí)，更有利于知識的掌握，同時實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師可以動態(tài)了解當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，與學(xué)生在課前、課中、課后進(jìn)行交流互動，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便進(jìn)行課程反思和持續(xù)改進(jìn)教學(xué)。

2）要體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”來改革教育方式，授課前可以與學(xué)生通過話題研討的形式設(shè)計課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)；授課過程中學(xué)生通過演繹真實(shí)工程問題案例，將真實(shí)工程場景帶入課堂，使學(xué)生帶著解決問題的想法進(jìn)行工程訓(xùn)練內(nèi)容的學(xué)習(xí)，激發(fā)頭腦風(fēng)暴，引出課程的重點(diǎn)。針對不同專業(yè)特點(diǎn)通過設(shè)置高階綜合實(shí)踐課程體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)特色。在教學(xué)全過程中，教師的用詞要嚴(yán)謹(jǐn)、概念要準(zhǔn)確，通過與學(xué)生交流互動啟發(fā)學(xué)生對知識嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和精益求精的精神，體會工程倫理的情感價值和大工程觀的社會意義。在各工種授課環(huán)節(jié)，增加本領(lǐng)域高精尖技術(shù)，通過對比差距，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造精神，進(jìn)而努力探索不斷縮小差距，提升學(xué)生綜合能力素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生愛國精神和家國情懷。在2023年全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽的新能源小車競賽題目中要求設(shè)計的小車走過紅軍長征的路線，在每個關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記并語音播報，在小車的外觀設(shè)計中，學(xué)生們將中國元素融入其中，既能拓展其創(chuàng)新思維又能激發(fā)他們的愛國情懷。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中，不僅要具備機(jī)械等相關(guān)專業(yè)知識，又與藝術(shù)、人文等專業(yè)進(jìn)行了深度融合，達(dá)到了繼承與創(chuàng)新、交叉與融合的良好效果。

3）利用翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生分享觸動其心靈的大國工匠人物，可以用詩歌朗誦、舞臺表演等形式演繹，提高學(xué)生團(tuán)隊合作、溝通交流能力與傳承創(chuàng)新精神；增加或恢復(fù)課堂問好環(huán)節(jié)，形成課堂儀式感，使學(xué)生敬畏課堂、敬畏老師、敬畏知識。授課過程中引入歷史名人的經(jīng)典案例，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、價值觀，如蘇軾的《定風(fēng)波》中表現(xiàn)了他雖處逆境屢遭挫折卻不畏懼、不頹喪的倔強(qiáng)性格和曠達(dá)胸懷，提升學(xué)生的理想信念、責(zé)任意識及使命擔(dān)當(dāng)。課程結(jié)束后通過發(fā)放相應(yīng)專業(yè)實(shí)訓(xùn)證書，認(rèn)可其在工程訓(xùn)練中所做的付出和努力，激勵學(xué)生繼續(xù)奮進(jìn)，讓學(xué)生真正地感悟到正確的人生觀、價值觀、世界觀和職業(yè)觀帶給他們的內(nèi)在前進(jìn)動力，熱愛祖國，報效國家。

（三）? 建立更加科學(xué)全面的工程訓(xùn)練課程評價體系

新工科背景下工程訓(xùn)練的評價應(yīng)當(dāng)是一種動態(tài)的發(fā)展性評價模式，關(guān)注教育教學(xué)效果的持續(xù)改進(jìn)[12]。教學(xué)活動評價，通過反向驅(qū)動組織教學(xué)，既評價學(xué)生也需要評價老師，將向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷、開展師生座談會、與學(xué)生談心和鼓勵學(xué)生整理學(xué)習(xí)筆記等環(huán)節(jié)作為評價的多種形式，教師要在每個環(huán)節(jié)結(jié)束后向?qū)W生發(fā)布學(xué)生本人的得分情況，以便激勵學(xué)生進(jìn)行主動式學(xué)習(xí)，解決其在實(shí)訓(xùn)過程中參與度不高，沒有積極性的問題。教學(xué)成果評價，評價內(nèi)容要多元化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及可操作。學(xué)生可以通過操作情況、作業(yè)完成質(zhì)量、實(shí)訓(xùn)過程中安全作業(yè)、老師與學(xué)生的互動及與同學(xué)的討論等方式評估學(xué)生們的動手能力、批判性思維和創(chuàng)新思維、團(tuán)隊精神及領(lǐng)導(dǎo)力，全方位評估學(xué)生的知識、能力、素養(yǎng)。

（四）? 提高教師工程訓(xùn)練教學(xué)的勝任力

工程訓(xùn)練指導(dǎo)教師必須具備相應(yīng)的資格，融合不同教育實(shí)訓(xùn)程度、不同專業(yè)背景、覆蓋工程訓(xùn)練課程的所有專業(yè)領(lǐng)域并保持緊密的聯(lián)系，同時在團(tuán)隊中包含不同年齡和職稱形成梯隊，保證教學(xué)活動的持續(xù)改進(jìn)，不斷提高教師工程訓(xùn)練教學(xué)的勝任力。招聘實(shí)訓(xùn)教師時優(yōu)先考慮有企業(yè)或科研院所工作經(jīng)驗的，以便將工程案例融入教學(xué)課程內(nèi)容，提升學(xué)生的工程實(shí)踐經(jīng)驗。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師可以融合機(jī)械、材料、自動化等專業(yè)組成團(tuán)隊進(jìn)行教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計，縮短工程教育與工程實(shí)際之間的差距。同時，教師具有言傳身教的特質(zhì)，學(xué)生的人生觀、價值觀、世界觀的養(yǎng)成取決于教師具備什么樣的素養(yǎng)。要鼓勵教師進(jìn)行課程思政教學(xué)案例相關(guān)研究成果的學(xué)習(xí)，不斷豐富、充實(shí)、提高教師的教學(xué)勝任力。青年教師教學(xué)有熱情，備課認(rèn)真、講課熟練，要鼓勵青年教師進(jìn)行基礎(chǔ)教學(xué)工作及課程思政教學(xué)研究。要充分發(fā)揮黨員先鋒作用，不斷學(xué)習(xí)提高思政理論知識，做好課程思政的宣傳工作。定期組織教師進(jìn)行先進(jìn)科技工作者、大國工匠人物的學(xué)習(xí)，撰寫心得體會，精心總結(jié)課程思政教學(xué)案例來激發(fā)學(xué)生的科技報國情懷。

四? 結(jié)束語

工科大學(xué)生將是建國百年時國家建設(shè)的中流砥柱，工程教育承擔(dān)著培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義合格建設(shè)者與可靠接班人的重任。工程訓(xùn)練作為規(guī)模最大，實(shí)訓(xùn)人數(shù)最多的實(shí)踐課程，在培養(yǎng)學(xué)生科研能力、管理能力、創(chuàng)造能力、溝通能力及解決工程實(shí)際問題方面發(fā)揮著不可替代的作用。思政課程的育人功能可以使畢業(yè)生樹立正確的社會主義核心價值觀，既能提高學(xué)生的技術(shù)能力，又能提升其文化辨別能力與愛國意識，使人的情感、價值觀、好奇心、創(chuàng)造力和交際能力均得到提升，促進(jìn)工程與人文、經(jīng)管的融合，探索面向知識、能力、素養(yǎng)的教學(xué)方式，達(dá)到工程訓(xùn)練非技術(shù)能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

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