自主创新开放式工程训练教学模式研究

第３７卷　第１期　２０１７年　１月　高师理科学刊　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｔｅａｃｈｅｒｓ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ａｎｄ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖ０１．３７　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．２０１７　文章编号：１００７－９８３　１（２０１７）０１—００９８—０４　自主创新开放式工程训练教学模式研究　王雪峰，蔡有杰，夏金海　（齐齐哈尔大学机电工程学院，黑龙江齐齐哈尔１６１００６）　摘要：通过分析传统工程训练存在的问题，从提高大学生的工程意识和创新能力角度出发，阐述　了基于项目的自主互动开放式工程训练教学模式在现代工程训练中应用的必要性，就工程项目的　设置、项目的实施等方面进行了研究和探索．通过基于项目的工程训练试点和探索，使学生能够　循序渐进地进入专业领域开展连续的探索性研究工作，有利于培养学生的工程素质和创新实践能　力；有利于学生在实践中自主学习，提高学习的主动性和自觉性；有利于培养学生综合应用各科　知识解决基本工程问题的能力．　关键词：工程训练；创新能力；自主互动　中图分类号：ＴＨ１ｌ：Ｇ６４２．０　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—９８３１．２０１７．０１．０２６　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ＷＡＮＧ　Ｘｕｅ－ｆｅｎｇ，ＣＡＩ　Ｙｏｕ－ｊｉｅ，ＸＩＡ　Ｊｉｎ－ｈａｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｑｉｑｉｈａｒ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｑｉｈａｒ　１６１００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｒａｉｎｉｎｇ，ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔ－ｂａｓｅｄ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｏｐｅｎ－ｅｎｄｅｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｄｅｒｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｓｋｉｌｌｓ　ａｎｄ　ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｓｅｔｔｉｎｇｓ，　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ａｎｄ　ｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｐｉｌｏｔ　ｗｉｔｈ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｒａｉｎｉｎｇ，ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｃａｎ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｅｎｔｅｒ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　ｆｉｅｌｄｓ　ｔｏ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｏ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅ　ｔｈｅｉｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ，ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ａｂｉｌｉｔｙ，ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅｉｒ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｓｅｌｆ－ｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓ．Ａｌｌ　ｏｆ　ｔｈｏｓｅ　ａｒｅ　ｂｅｎｅｆｉｔｉａｌ　ｔｏ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｒａｉｎｉｎｇ；ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ａｂｉｌｉｔｉｅｓ；ｔｈｅ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　当前科学技术发展迅速，各种现代工程制造方法层出不穷，集成化、网络化、精密化和高速化等现代　化的制造方式已经成为当今社会主要的生产加工方法．社会工程实践中迫切需求一批具有现代高新技术知　识和现代工程实践经验的综合型、应用型高素质人才．基于这种社会背景下，对高等教育教学的方式方法　特别是高等工程技术教育教学的方式方法提出了新的要求，培养具有现代工程实践能力和创新能力的综合　性高素质人才，已经成为各高校工程训练改革的重要任务　．　目前各高校工程训练中心普遍是从金工实习中心发展而来，课程教学内容的设置，主要体现原有课程　的传承性并结合了学科专业等特性．这种传统工程训练是按照教学计划和教学大纲进行训练，训练项目、　收稿日期：２０１６—１１－０２　基金项目：黑龙江省高等教育学会“十三五”高等教育科研课题项目（１６Ｑ１４８）；齐齐哈尔大学教研项目（２０１６０７５；２０１６０７４；２０１６０８３）　作者简介：王雪峰（１９７８一），男，黑龙江齐齐哈尔人，高级工程师，硕士，从事数控技术等研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｕｅｆｅｎｇ１９７８＠１２６．ＣＯＢ　第１期　王雪峰，等：自主创新开放式工程训练教学模式研究　９９　内容和时间等都是计划好的，多年来基本没有太大的变化．训练方式基本是以工种为单位进行，每个工种　的训练内容是相互独立的，各个工种之间几乎没有联系．教学方式为实习指导教师现场进行讲解、操作演　示并进行示范，学生按照给定的图纸和工艺进行操作，指导教师现场进行指导．这种教学模式的缺点是：　（１）教学过程以教师为中心，训练内容、训练方法等都是按照教学大纲事先由教师确定，学生没有选择、　发挥和创意的空间；（２）训练工种相互独立，一个零件在生产过程中可能涉及到多种加工工艺方法和设备，　各个工种之间有密切联系，而传统的工程训练方法没有注重学生综合能力方面的训练．因此，这种训练方　式不利于学生综合工程能力和创新能力的培养　．在工程训练教学环节，进行了自主创新开放式工程训练　教学模式和教学方法的改革与研究，并取得了较好的教学效果．　１基于项目的自主互动开放式工程训练教学模式　基于项目的自主互动开放式训练教学模式是指以完成某个项目的训练为任务，并且可以根据学生爱好　和能力自主地选择训练项目．在训练的过程中时时与指导教师、同学互动交流学习讨论问题．学生在教学　内容、教学方式及训练时间开放的前提下学习，有效地完成实践活动的教学方式．　１．１改革金工实习内容　传统金工实习，内容以单工种，纯操作技能训练为主．训练内容单一，工艺流程简单，更重要的是，　训练内容固定不变，千篇一律，基本处于对基本理论知识和基本操作技能认知层次的学习．统一安排实习　内容、实习时间的教学模式，不能有效地激发学生的学习兴趣，使学生的创造力受到限制，无法激发学生　的创新欲望，不利于学生创新能力的培养．传统的金工实习已不能满足现代工程训练以培养具有创新能力　和实践能力的高素质人才为培养目标的需要．现代工程训练的功能是以大工程、大制造为背景，充分体现　现代设计技术、现代制造技术、现代控制技术和现代管理技术的发展方向。面向工科专业学生，提供一个　现代的、完备的、亲身经历产品设计、制造和控制管理一体化的工业模拟环境，使学生在典型现场或装置　上获取过程ｌ生知识．在此前提下，需要构建一个新型的工程训练教学模式，来满足新形势下工程训练的要　求．新型的工程训练教学模式，将原有金工实习固定的、不可选择的训练模式改为按不同学科专业需要设　置的多个不同内容、不同层次开放的训练项目供学生按需自主选修．学生也可向中心申请自己设计制定的　训练项目进行训练；建立开放的工程训练教学网络平台，依托该平台学生可以网络预约训练项目、训练时　间和网上预习训练内容，可与指导教师网上互动讨论、答疑、提交作业和训练报告等，极大地扩展了学生　的训练方式，提高学习效率．　１．２建立以项目训练为主的训练模式　项目训练为主的训练模式是指根据不同专业、不同年级学生的实际情况精选传统训练内容，拓展大工　程背景下现代设计、制造、控制及管理等方面的新技术内容，增加创新实践内容．结合能满足市场需要的　实用性工程项目和产品，引进科研项目，优化整合教学资源，为学生提供丰富的不同层次、不同类型、典　型的训练项目．内容以满足学校不同学院、不同专业人才培养为需要．学生可根据自身情况和兴趣，按项　目和学分的不同，自主选择适合自己的训练项目［９－１０ｌ工程训练中心根据学生所选的项目，以创新为意趣，　实践为手段，项目为引导，以学生完成具体项目任务为训练主线，拓展工程实践能力，变被动学习为主动　学习，使学生自主学习的意识和能力得以提升，培养学生发现问题和解决问题的意识和能力，从而使工程　实践能力和创新能力得以有效的培养．　２　自主互动工程训练模式项目的设置　根据学生的认知过程规律，设定由简单到复杂、由感性到理性、由基础到综合、由课内到课外、由低　年级到高年级的分阶段、多层次和综合性的训练项目．项目内容贯穿本科教学全过程，突出创新能力的培　养．工程训练中心设定５个层面的训练项目，各层有多个不同内容、不同学分的训练项目，供学生选择．　２．１认知层训练项目　以对学生进行制造系统和制造过程的认知性工程训练为主，通过不同专业的演示介绍和部分实际操作　的方式进行针对不同专业设计不同的项目内容组合，为学生奠定一定的工程知识背景＋　１００　高师理科学刊　第３７卷　２．２基础层训练项目　对学生进行工程技能基础训练，采用集中训练与分散训练相结合的方式，根据学生专业分成机类和非　机类的不同要求确定各个不同的训练项目内容和学分．主要使学生学习工艺知识，提高工程实践能力，培　养工程素质，初步培养学生的创新意识和能力．　２．３综合层训练项目　根据不同专业教学计戈Ｉ』要求和学生兴趣，对学生进行工程综合思维能力与创新能力训练为主，结合先　进工程技术，提供不依附于课程的工程综合型实践训练项目．提高学生分析问题和解决问题的能力，增强　综合工程素质和能力，进一步培养学生创新思维和能力．　２．４创新层训练项目　主要强调“课内向课外延伸”的实践教学模式，将课内创意向课外延伸，建立学生创新项目活动小组，　引进科研项目，开展学科项目竞赛．工程设计应用与课程实践教学相融合的创新训练项目，全面提升学生　的创新能力和工程实践能力．　２．５学生自主设计制定训练项目　除工程训练中心提供的训练项目外，学生也可以凭个人的兴趣爱好和能力，向中心申请自己设计制定　的训练项目．中心根据实际情况进行评审，对审核通过的项目核定学分，安排训练时间，配备指导教师进　行项目训练．　多层次的训练项目内容，开放性地融人到本科教学的全过程中．有利于不同专业、不同层次学生的需　求，有利于采取灵活的教学方式安排实践训练内容，有利于培养学生实践能力、创新能力和工程综合素质．　３基于项目的自主互动开放式教学模式的实施　建立基于项目的自主互动开放式教学方法，必须有切实可行的教学实施方案为支撑，保证实训教学有　序的进行和完成．学生在教学内容、教学方式和教学时间开放的教学环境中，按工程训练中心的管理制度，　根据自己的时间、兴趣和能力选择训练项目，预约训练时间，以完成自主选择项目的训练内容为任务，进　行训练．工程训练中心配备教师进行指导、管理、监督和考核，确保各环节顺利进行．　３．１　依托校内网资源，建立教学管理系统　工程训练中心将教学管理制度，安全管理制度，各层次的训练项目题目、训练内容、教学计划、教学　课件和考核方式等相关教学信息上传网上，供学生作为选择训练项目参考和网络预习．系统设置网络门禁　管理，学生凭学号和密码登陆系统．　３＿２实行网上预约申请管理方式　在工程训练中心教学管理网上，提前预约申请训练项目和训练时间，经中心受理批准后，网上通知学　生．中心根据选择各项目的人数和时间情况，合理配置软硬件教学资源，提前安排具体教学工作，保证开　放式实训教学顺利有序进行．　３．３实施多元化的教学方法　采用网络预习、集中与分散讲授相结合，现场训练与网上学习相结合，网上互动交流，小组互动讨论　等多种方法实施教学．训练项目预约申请成功后，学生可先在网上自主预习训练项目内容，有问题可以在　网上提出，教师在网上答疑，并可和教师、同学在网上预约时间进行知识交流互动，在实际训练初期教师　采用集中讲授或分散讲解的方式进行培训，教师处于主导地位．随着学生学习不断深入逐渐过渡到以学生　为主体的自主学习训练模式，教师只需定期检查项Ｎ￣Ｊｉｌ练进展情况，对难点问题进行及时的指导，逐渐引　导学生利用各种信息资源，同学之间团结合作，独立探索解决问题的方法．　３．４建立多元的实践考核方法　考核方法以平时成绩与考核成绩相结合，操作考核和理论考核相结合，基本技能和综合创新评价相结　合的方式进行．学生的出勤、成绩、学分等情况通过中心教学管理系统网上查询．　３．５完善工程训练实践教学质量评价标准　第１期　王雪峰，等：自主创新开放式工程训练教学模式研究　印　１０１　ｎ　建立教学质量监督机制和质量保证机制，以确保实践教学理念的贯彻，加强对学生的作业、实践报告　和考评环节的规范化操作．指导教师由学校教学督导组进行监督、听课、定期考核等方式进行考评，保证　各训练环节保质保量完成．　４结语　基于项目的自主互动开放式工程训练教学模式能够充分发挥工程训练中以教师为主导，学生为主体的　教学方式的优越性．能够切实强化工程训练中注重“工程、训练、管理等有机结合，开放运行”的内涵建　设，为顺利实现传统金工实习向现代工程训练转变提供了有效的方法，为大学生提供了实实在在的以大工　程为背景，进行综合素质教育的好课堂．从而增强学生的工程实践能力，提高学生的综合工程素质，有效　培养学生的创新意识和创新能力，有利于提高实践教学效果，更加适合现代高素质人才的培养要求．　参考文献：　【１】　安丽桥，徐巍，陶波．研究型机械工程训练实践教学模式的探索［Ｊ１．实验室研究与探索，２００９，２８（６）：１４３—１４５　【２］　宋凤莲，巫世晶，刘梅清．自主创新工程训练教学模式的构建［Ｊ】．实验室研究与探索，２００８，２７（２）：１１３—１１５　［３］　杨琦，李舒连．在工程训练中渐进培养学生的创新能力　安徽工业大学学报：社会科学版，２００８，２５（３）：１２３—１２４　［４】　王晓红，朱晓明．现代工程训练教学模式的研究与实践［Ｊ］．实验技术与管理，２００９，２６（６）：１　１８—１２０　［５］　惠记庄，刘海明，邹亚科．现代工程训练中心建设及训练模式的探索［Ｊ］＿实验技术与管理，２００９，２６（３）：１１５—１１８　【６］　于兆勤，吴福根，郭钟宁，等．基于项目驱动的现代工程训练方法研究［Ｊ】．实验室研究与探索，２０１２，３１（８）：１３１—１３３　［７】　马玲玲．项目驱动教学法培养学生自主学习能力研究【Ｊ】．山西广播电视大学学报，２０１０（３）：５４—５５　［８】　李泽辉．“项目驱动式”教学法的探索与实践［Ｊ］．实验科学与技术，２０１　１，９（２）：１３３—１３４　【９】　沙树静，刘亚梅．基于项目驱动的机电专业教学模式探索与实践［Ｊ１＿长春理工大学学报，２０１２，７（１）：２０７—２０８　【１０］熊凡，李伟波．项目驱动的软件工程实验教学探讨［Ｊ】．中国电力教育，２０１２（２）：７７—７９　（上接第６４页）　ＷＥＮ　Ｗｅｉ，ＺＨＡＯ　Ｄｏｎｇｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｕｈｕａ，ｅｔ　ａ１．Ｏｎｅ—ｓｔｅｐ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙ（ｏ－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｏ１）／ｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｎａｎｏｔｕｂｅｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｆｉｌｍ　ｍｏｄｉｉｆｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｌｅｖｏｌｆｏｘａｃｉｎ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ［Ｊ］．Ｓｅｎｓ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　Ｂ，２０１２，１７４：２０２—２０９　ＬＩＵ　Ｌｉｎｇｐｉｎｇ，ＹＩＮ　Ｚｈａ￣ｉｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｚｈｏｕｓｈｅｎｇ．　Ａ　１－ｃｙｓｔｅｉｎｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐｔ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ／ｐ０ｌｙ（ｏ－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｏ１）ｆｉｌｍ　ｏｎ　ｇｌａｓｓｙ　ｃａｒｂｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．Ｂｉ０ｅｋｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１０，７９（１）：８４－８９　迟玉霞，王英龙，朱兆友．多巴胺在聚邻氨基酚／Ｎｉ　修饰碳糊电极的伏安行为『Ｊ］＿计算机与应用化学，２００９，２６（５）：　５６６～５７０　Ｏｊａｎｉ　Ｒ，Ｒａｏｏｆ　Ｊ－Ｂ，Ｆａｔｈｉ　Ｓ．Ｐｏｌｙ（ｏ－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｏ１）ｆｉｌｍ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｄｏｄｅｃｙｌ　ｓｕｌｆａｔｅ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｒｆ　ｎｉｃｋｅｌ　ｉｏｎ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｈａｎｏｌ　ａｎｄ　ｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｇｌｙｃｏｌ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ　Ａｃｔａ，２００９，５４（２）：　２１９０—２１９６　赫春香，李晓娟．铁氰化镍／银复合修饰电极的制备及对盐酸麻黄碱的电催化作用ｆＪ１．辽宁师范大学学报：自然科学　版，２００９，３２（２）：２０２—２０４　张爱强，陈衍珍，田昭武．邻氨基酚电聚合膜的研究『Ｊ］＿物理化学学报，１９９１，７（２）：１４６—１５１　张友玉，王美玲，刘美玲，等．压电一红外光谱一电化学联用技术研究邻氨基苯酚聚合过程及其膜的性质［Ｊ］．分析化　学，２００７，３５（１）：６８５—６９０　洪山海．光谱解析在有机化学中的应用【Ｍ］．北京：科学出版社，１９８０：３９５