依托“新工科”，构建“梦幻工厂”，培养工程型素质人才的探索与实践——以莆田学院工程实训中心为例＊

李文芳，林金忠，肖郑颖

依托“新工科”，构建“梦幻工厂”，培养工程型素质人才的探索与实践——以莆田学院工程实训中心为例＊

李文芳，林金忠，肖郑颖

（莆田学院，福建 莆田 351100）

结合新工科背景下人才培养需求和莆田学院自身特点，依托工程实训中心这一校内工程实训基地，探索并构建了分层次、模块化的“梦幻工厂”实训教学体系，创建了生产性课堂一体化实训基地，推行三结合课外科技活动模式，为培养具有多学科思维、复合型知识、创新性能力与工程型素质人才提供参考。

“新工科”；梦幻工厂；工程实训；教学模式

1 引言

目前，教育部提出了“新工科”的建设指导方针，通过对传统工科专业培养体系尤其是传统实践教学体系进行深入剖析[1]，革除原先专业培养中知识面过于单一、没有横向和纵向拓展的弊病，通过促进不同专业学科之间的知识进行交叉运用，运用多种教学手段进行不同层次的培养，使学生在不同层次的教育资源下获得不同层次的知识、能力、素质能力，是“新工科”建设的重要方向[2]。

莆田学院工程实训中心是校内的综合实践基地，“梦幻工厂”生产性课堂一体化实训基地依托工程实训中心建设。“梦幻工厂”实训教学模式有利于提高实训中心整体的实训教学质量，同时在此基础上可以横向拓展，服务于地方的职业教育以及企业发展[3]，同时创新的培养体系与培养理念有助于培养一批优秀的工科大学生。

在“新工科”的大背景下，如何紧随先进制造业的飞速发展，变革传统实践教学体系，提升教学手段；如何依托实训中心的开源平台，推行“梦幻工厂”实训教学模式，优化地方高校工科人才培养方案；如何将实践教育改革做精做细，融入地域特色，使实训中心成为培养工程型素质人才的摇篮，是值得和必须探讨的重要课题。

2 “梦幻工厂”实训教学模式构建

2.1 构建“梦幻工厂”实训教学体系

构建“坚实基础、锤炼技能、融合设计、挑战创新”的分层次、模块化的“梦幻工厂”实训教学体系。根据认知规律，工程训练教学应当是由浅入深、由表及里的分阶段、分层次的开展，让不同阶段的学生接受不同层次的工程训练，构建“工程认知—基本能力—综合能力—创新能力”为主线的，开放式、多层次、模块化、循序渐进的工程能力训练体系。

莆田学院工程实践中心根据教育部的指导方针以及学校的发展需求，于2017年独立，建设并完善4个层次的实践教学体系，服务于全校7大学科门类、15个本科专业的学生。教学内容在中心开设的所有工训项目范围内，采用菜单式组合，由二级学院和中心共同根据各自学科的学生特点，选择不同的工程训练项目。项目的开设及项目训练的具体内容，也根据科技的发展，院系的要求，不断地更新迭代。中心还推出了课内选修，允许学生在一定范围内，按照自己的兴趣爱好，选择工训项目。“梦幻工厂”实训教学模式如图1所示。

图1 “梦幻工厂”实训教学模式框架

第一层次的工程认知以“坚实基础”为导向，重点在于对学生宣贯学科涉及的一些基本工程知识以及目前科技发展前沿的一些技术，如目前的新能源、新材料、3D打印等技术，穿插进行，前沿技术是学生在网络可以经常接触到的一些名词，可以极大地激发学生的学习兴趣，在激发学生学习兴趣的同时穿插讲解基础工程知识可以让学生有意识地认识到新技术是建立在一些基础的工程能力之上才能发展起来的。可以让学生初步建立工程概念，拓宽学生眼界，激发学生对相关理论和工程技术的兴趣，并为后续学生开展创新训练打下基础。在教学手段上，中心依托各实训室展示区域，采用“图文—模型—视频”三者相结合的方式，最大程度激发学生的学习兴趣。

第二层次的基本能力层，以“锤炼技能”为导向，依托实训中心目前的师资力量以及相应的设备，开展面向莆田学院全部专业的基础能力实训项目。

根据高校素质人才培养的需要，实训中心根据不同专业的学生量身定制了不同工种搭配的的实训套餐，开发包含不同训练时长和训练内容的各工种教学大纲菜单，供不同专业、不同训练时长的学生进行组合选择。后续根据项目的建设情况，不断优化工种课时配比，使学生在有限的时间内尽可能得到足够的训练。

第三层次的综合能力层，以“融合设计”为导向，融入团队合作以及项目管理等理念，更加贴合实际企业管理模式。本层次主要面向工科类学生，确定一个成熟产品的开发场景，采用学生组队、教师指导、项目管理模式驱动的训练模式，学生利用之前所学的各学科知识完成既定的设计开发任务，使学生提前在学校体验工程师的角色，掌握工程师应当具备的素质。

第四个层次的创新能力层以“挑战创新”为导向，本中心以“两台小车”——无碳小车和智能小车为驱动，在前三个层次的基础上遴选一批优秀的学生开展创新能力培养活动，“两台小车”的设计制造过程融合了各方面的工程知识，包括结构设计制造、电路设计控制、CAD/CAM以及快速成型设计等知识。学生可以在这个过程中不断挑战自我，提升创新实践能力。同时在“两台小车”的基础上开展更多的创新课题，课题可来源于学科竞赛、创新创业项目、教师的纵向横向课题等。学生可自行组队，进入中心全开放的创新实验室，中心配备指导教师并提供相关耗材和元器件，全方位支持学生的创意活动[4]。

2.2 创建“梦幻工厂”生产性课堂一体化实训基地

“梦幻工厂”生产性课堂一体化实践训练基地是认知工程环境、感知工业生产过程、培训工程基本能力以及拓展工程综合创新实践的主要支撑，是实现本项目建设理念的必备基础。以“引企入校、产学研结合”为指导思想，把企业的生产理念及管理方式引入学校，创建“梦幻工厂”生产性课堂一体化实训基地，使学校实践活动与企业生产接轨，通过在实训中心复制企业的生产场景以及相应的管理制度，让学生提前体验企业的生产生活以及标准的加工制作流程，逐步创建“梦幻工厂”工程实训基地。实训基地根据企业标准化生产进行规划，使学生的实践训练能够像企业的岗前培训一样进行开展。

在此基础上，未来3年本项目计划建设焊接实训室、快速成型实训室、机器人创新训练室等实训室，并不断完善硬件设施建设，引入新技术，增加新项目，努力构建适合学生开放性、创新性、实践性、综合性学习的工程训练环境。

2.3 推行三结合课外科技活动模式，营造浓郁创新实践氛围

进一步，“梦幻工厂”实训教学模式通过课内外结合、训赛结合、师生结合，以项目为抓手，以竞赛为依托，探索课外科技活动新模式。以学生为主体、教师为辅导，在课余时间针对各类学科竞赛和创新创业竞赛开展活动，探索跨学科人才培养的尝试，既要满足全体学生的需要，又要为优秀学生提供展示能力的平台。项目通过一段时间的探索，组建了一支由不同学科学生组成的创新团队，针对各类学科竞赛和创新创业竞赛开展活动，包括大学生工程训练综合能力竞赛、大学生机械创新设计大赛等。通过定期进行竞赛培训和创客大赛，形成了一个共同协作、良性循环的团队，在团队中分享创意、完善创意、实现创意，有效地提升了学生自主学习的兴趣和成就感，激发了创新思维意识。

在学生的竞赛组织方面，工训中心专门成立了相应的创新大赛协会，通过协会的作用，引导有兴趣的学生参与到学科竞赛中，同时在日常实践教学中发现一些优秀拔尖的学生引入协会。协会坚持老带新制度，往届的获奖学生会将比赛的经验与教训进行总结，以便为后面参赛的学生提供经验。

3 “梦幻工厂”实训教学模式成效

3.1 “以赛促学”

本项目有效提升了学生的工程实践能力和创新能力，不断激发学生的创新思维和创新兴趣，常年参加创新团队的学生达到400人/年，为近年来莆田学院学生参加工程训练综合能力竞赛、机械设计创新大赛等学生学科竞赛取得不俗成绩作出了重要贡献。以工程训练综合能力竞赛为例，项目实施以来，参赛成绩逐年提升。工程训练综合能力竞赛在2015年第三届省赛没有取得奖项，2019年参加国赛，获得国赛一等奖1项，二等奖1项，机械创新比赛也在2018年首次参加国赛，并获国赛二等奖1项。同时2019年莆田学院工程实训中心承办第八届福建省大学生工程训练综合能力竞赛，在省内产生了很好的示范辐射作用。

3.2 惠及多学科学生

工程实训中心上课年人时数达20多万，从认知到创新、从课内到课外，学生对工程训练的内容和模式给予高度评价，反馈在工程实训中心知识和能力得到全面提升。过去的工训中心，工程训练教学完成后，就大门紧锁，不再接待任何的实践活动。“梦幻工厂”项目建设后，极大地方便了学生业余时间的工程实践及创新活动，在提升学生的工程实践能力与创新能力的同时，也为各类大学生科技竞赛培养了大批后备力量。

3.3 营造浓厚创新活动氛围

依托“梦幻工厂”项目，工程实训中心积极开展创客大赛，目前已举办三届。创客大赛面向莆田学院在校本科生。在网络封闭的现场，选手们根据已给的题目画设计图、规划数据、确定参数、设计模型，经过教师的指导，现场制作加工模型。赛事主要是为全校师生的创新、创意、创业服务，提升学生的实践技能，拓展学生的设计经验。以一个题目多个方向的形式，促进各专业学生专业技能的发展，经过这样的比赛，学生解决工程实际问题的能力大幅度提高。创客大赛还获得了福建省教育厅网站、福建日报多家媒体的报道。通过长期实践，工程实训中心探索并构建了分层次、模块化的“梦幻工厂”实训教学体系，创建生产性课堂一体化实训基地，推行三结合课外科技活动模式，有效提升了学生的工程实践能力和创新能力。

［1］王保建，王永泉，段玉岗，等.“新工科”背景下国家级实验教学示范中心建设与实践［J］.高等工程教育研究，2018（6）：47-54.

［2］史洪伟，卓馨，徐基贵，等.略论新工科建设背景下高校教学改革与实践［J］.赤峰学院学报（汉文哲学社会科学版），2019，40（4）：139-141.

［3］冯胜清.产教融合畅通学用通道［N］.中国教师报，2015-09-16（015）.

［4］林金忠，肖郑颖，林荔.地方高校工程实训中心建设与探索——以福建莆田学院工程实训中心为例［J］.职业，2016（6）：99-100.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.032

2095－6835（2021）08－0087－02

福建省本科高校教育教学改革项目（编号：FBJG20190104、FBJG20170195）；莆田学院校级教改项目（编号：JG201962、JG201729）

李文芳（1964—），男，福建莆田人，教授，研究方向为机电一体化。

〔编辑：王霞〕