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摘 要 在工程训练中，采用多形式的开放运行模式，是深化教学改革，扩大学生受益面，提高教学质量和设备利用率的有效手段。阐述华北电力大学工程训练中心在改进和完善工程训练开放运行模式、围绕开放运行进行多层次的项目建设、完善开放运行管理和在开放式教学中突出学生能力培养等方面所做的探索。
关键词 工程训练；开放式教学；能力培养
中图分类号：G642.44 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0136-03
1 工程训练中心概况
华北电力大学工程训练中心是学校“四模块”实践教学体系中校内实践基地的重要组成部分，是国家级实验教学示范中心建设单位。中心成立以来，一直以培养和提高学生的工程实践能力和创新能力为目标，密切结合教学实际，在工程训练中采用多种形式的开放运行模式，取得良好的成效。
开放式教学是解决参加实训的学生人数不断增加而教学资源有限之间的矛盾，扩大学生受益面，提高教学质量和设备利用率的有效手段。学校于2008年施行新的本科教学人才培养方案，其中一个显著的特点就是加强关于大学生综合实践的内容，强调培养学生对所学知识的综合运用能力、创新能力和工程实践能力。在08版本科教学人才培养方案中，机械、电力等学科把工程训练中心开设的数控加工、机电一体化及电工实践等部分公共选修实践课程列为必修课程，参加实训的学生人数、实训工作量等大大增加。同时，工程训练中心还承担面向全校学生开设的公共选修实践教学任务和劳动部职业技能认证培训、组织大学生科技创新竞赛、机械工程学科科研平台等任务。在设备、场地等教学资源有限的情况下，如何使更多的大学生能够参加工程实训，充分提高设备利用率，更好地适应新版教学大纲的要求，是目前需要研究和解决的一个主要问题。由于教学类型不同以及学生的专业、年级不同，就要有针对性地采取不同形式的开放式教学模式，因此对多种形式的开放式运行模式进行探索是非常必要的。
2 开放式教学项目的特色
为了吸引全校不同专业、年级学生参加到实训项目中来，开设不同层次的训练项目，分为系统认知、基础训练、系统训练、职业技能培训认证4个层次，可覆盖从大一到大四的理工类学生，充分体现“四年不断线”教学理念。
在教学实践中经过反复摸索和论证，开设的实践课程采用项目教学法，项目教学是师生共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。项目可用于特定教学内容，具有一定的应用价值，具有一个轮廓清晰的任务说明；能将某一课题的理论知识和实践技能结合在一起。项目教学的特点：学生有独立进行计划工作的机会，在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为；有明确而具体的成果展示；学生自己处理在项目中出现的问题；不仅是已有知识、技能的应用，而且要求学生运用已有知识，在一定范围内学习新的知识技能，解决过去从未遇到过的实际问题；学习结束时，师生共同评价项目成果以及工作和学习的方法。项目教学是目前先进的教学方法之一，非常符合学生认知规律，引入实践教学中来最为恰当。
结合各种各类大学生创新竞赛，通过学生自主参加、自选题目或结合教师科研项目进行各种创新实践活动，使学生从研究实践中培养创新意识和创新能力。创新项目训练包括机器人控制技术基础项目、全国大学生机械创新设计大赛竞赛项目、全国大学生工程训练综合能力竞赛项目、挑战杯竞赛项目、大学生创新性实验计划项目、亚太机器人项目等。项目的层次性和系统性也使得学生能够循序渐进地从理论知识的进一步深化学习和基本工程能力的训练到能够充分发挥自主性和创造性。
3 开放式教学模式的特点
开放式教学模式分为全开放模式与分散开放、分期滚动两种运行模式。例如，先进设计制造综合实训是机械学科各专业大三学生的必修课，采用分散开放、分期滚动模式。当学生进入大三后，将其编成不同的批次分散到两个学期进行实训，在规定的实训周期内向该批次学生全开放。对于全开放形式的项目和课程，则充分利用学生包括节假日在内的课余时间全面开放。两种开放式教学模式交叉进行，为大学生提供更多的工程实践机会。开放式实验教学打破传统实验教学以教为主、时间固定、内容固定、对象固定的教学模式，使学生享有较多的自主性，更能满足不同学生的需要，更有利于学生主动性和创造性的发挥。其内涵包括内容开放、时间开放、对象开放、教学资源开放以及开放式运行的管理模式。
3.1 时间开放
开放式教学就是充分利用学生包括节假日在内的课余时间，扩大学生的受益面。由于教学任务中既包括机械、电力等学科必修的综合实践课程，还包括面向全校学生开设的公共选修实践课程、大学生科技创新竞赛和劳动部职业技能认证培训等，需要根据不同的教学任务和教学对象，采取不同形式的开放运行模式。在具体的教学实践中采用全开放与分散开放、分期滚动两种不同的开放模式，两种开放模式交叉进行。
3.2 内容开放
面向全校不同专业、年级学生，开设不同层次的训练项目，这些项目均为公共选修实践课程，学习通过后可获得相应的学分。开设的训练项目和有关教材、课件放到中心网页上，学生可根据自己所学专业和自己的兴趣“点菜单”选择训练项目，下载教学资料自主学习。
3.3 对象开放
开放对象涵盖专业与非专业学生，涵盖其他兄弟院校学生，面向社会，面向企业，提供各种教学培训。
3.4 教学资源开放
和相关院系密切合作，教学资源向中心教学计划外的院系师生进一步开放，如学生认知实习、现场教学、课程设计、毕业设计等；为各院系教师的科研活动服务；为各院系教学仪器的设计制作提供平台和服务。
3.5 开放式运行管理模式
开放运行给教学管理带来一系列新问题。针对指导教师工作时间与工作量的增加、设备维修工作量的增大、实验室安全任务加重、教学质量管理难度增大等为题，一方面增大指导教师工作时间的弹性，使之与学生实训时间对接，缓解占用指导教师节假日等休息时间的问题；另一方面聘用研究生助管协助，并鼓励本科生积极参与管理。在教学实践中，逐渐形成以指导教师为主、研究生助管协助，学生参与的管理模式。目前共有6名研究生以助管的形式、8名本科生以勤工助学的形式参与开放基地的管理和运行工作。 4 开放式教学对学生能力的培养
中心在多年来的教学实践和教学改革研究中，逐步形成“以培养学生工程意识和工程能力，提高学生工程素质和创新能力为目标”的实践教学理念。在开放式教学过程中，无论是实训项目建设内容，还是具体的教学过程，都是围绕这一指导思想进行的。
4.1 学生工程能力的培养
在传统的专业课程实验教学中，往往偏重于原理验证，对学生的实际工程能力培养不足。为了加强学生的工程意识和工程能力培养，在进行实训项目建设时，特别注重密切结合工程实际。例如，先进制造技术教学实践基地开设的数控加工实训包含数控车、数控铣、数控电加工、加工中心、CAD/CAM等实训模块，机电技术实训包含精密测量、快速成型、PLC编程等实训模块，所涉及的工程技术均代表了目前先进制造和机电技术领域比较典型的工程技术和发展方向。所用实训设备与工业现场一致，实训题库中的题目也都来自于工业生产实际。
在具体进行实训时，不但注重对学生动手能力的培养，还要求实训过程中的每一个环节都与工程实际接轨。如数控加工实训，学生在题库选取题目后，首先编制工艺卡片，合理选择刀具和切削参数、编程，然后在计算机上仿真，最后独立数控机床进行加工、检验。学生在这样一个非常接近实际生产现场要求的教学环境中进行实训，可以较好地将所学理论知识与工程实际有机地结合起来进行实际应用，从而有利于培养工程意识和工程能力。
4.2 学生综合能力和创新能力的培养
实训的目的不仅是让学生掌握某项技能，更为重要的是使学生提高综合运用知识的能力和创新能力。如开设的机电一体化实训项目，综合液压气动、机电传动、电工电子、传感器应用、PLC控制等多门专业课程知识。通过PLC编程、生产线系统调试，学生由理解独立工作模块的工作方式开始，到完整的工作单元的运行调试，到机电一体化系统平台的设计和搭建，他们在循序渐进学习的过程中，既能将所学理论知识有机地融合起来，又能不断激发自主学习的热情和创新思维。
同时，在实训过程中特别注重引导学生建立“大工程”框架思路，使其将所学有关专业课程系统地串联、融合。如在先进制造实训中，从精密测量到反求，从快速成型到无模制造，以及各种数控加工技术等，引导学生建立起先进制造的大框架思路。在具体设计及制作阶段，则放手让学生综合所学知识，进行自主设计和创新实践。
4.3 学生工程技能的培养
工程训练的整个教学过程实行能力等级证书制，完成规定的实践环节可以获得相应的能力等级证书，最高可以获得国家劳动与社会保障部颁发的“数控工艺员”和“机电一体化”职业技能培训证书。
5 开放式教学实施效果
通过由浅入深的多层次实训，不但逐步提高了学生的工程能力，而且可以激发其创新思维和团队协作精神。对于那些具有一定难度和复杂程度的实训项目，需要学生分组协作完成，学生在完成项目的过程中，不断激发学习的自主性和创新思维。同时，无论是查阅文献、实际操作，还是实验结果的分析及文献资料的整理，都是一个团队协作的过程。创新思维和团队协作精神的培养也是学生工程能力培养的一个重要方面。
多形式开放运行模式的实施取得良好的成效。根据2010～2011学年统计，不同开放运行模式的受益面总计达1969人。近年来在全国大学生工程训练综合能力竞赛、挑战杯等竞赛、全国大学生机械创新设计大赛项目中，获国家级奖5项、省级奖21项，学生获得专利授权5项，协助兄弟院系教师完成“水轮机调速装置”等2项科研项目，先后有6名博士、硕士研究生的论文工作、42名本科生的毕业设计在中心进行，发挥国家级实验教学示范中心建设单位的辐射示范作用。
参考文献
[1]张丽，丁艳清，张彩霞.论大学主体创新教育中的开放式教学[J].兰州教育学院学报，2010，26（5）：128-129.
[2]孙康宁，张景德，李爱菊.浅谈大学生创新训练方法与教学模式改革[J].金工研究，2010（3）：32-35.
[3]刘海峰，刘影.工科院校实验室开放可持续教学体系的建设与实践[J].白城师范学院学报，2010，24（3）：75-77.
关键词 工程训练；开放式教学；能力培养
中图分类号：G642.44 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0136-03
1 工程训练中心概况
华北电力大学工程训练中心是学校“四模块”实践教学体系中校内实践基地的重要组成部分，是国家级实验教学示范中心建设单位。中心成立以来，一直以培养和提高学生的工程实践能力和创新能力为目标，密切结合教学实际，在工程训练中采用多种形式的开放运行模式，取得良好的成效。
开放式教学是解决参加实训的学生人数不断增加而教学资源有限之间的矛盾，扩大学生受益面，提高教学质量和设备利用率的有效手段。学校于2008年施行新的本科教学人才培养方案，其中一个显著的特点就是加强关于大学生综合实践的内容，强调培养学生对所学知识的综合运用能力、创新能力和工程实践能力。在08版本科教学人才培养方案中，机械、电力等学科把工程训练中心开设的数控加工、机电一体化及电工实践等部分公共选修实践课程列为必修课程，参加实训的学生人数、实训工作量等大大增加。同时，工程训练中心还承担面向全校学生开设的公共选修实践教学任务和劳动部职业技能认证培训、组织大学生科技创新竞赛、机械工程学科科研平台等任务。在设备、场地等教学资源有限的情况下，如何使更多的大学生能够参加工程实训，充分提高设备利用率，更好地适应新版教学大纲的要求，是目前需要研究和解决的一个主要问题。由于教学类型不同以及学生的专业、年级不同，就要有针对性地采取不同形式的开放式教学模式，因此对多种形式的开放式运行模式进行探索是非常必要的。
2 开放式教学项目的特色
为了吸引全校不同专业、年级学生参加到实训项目中来，开设不同层次的训练项目，分为系统认知、基础训练、系统训练、职业技能培训认证4个层次，可覆盖从大一到大四的理工类学生，充分体现“四年不断线”教学理念。
在教学实践中经过反复摸索和论证，开设的实践课程采用项目教学法，项目教学是师生共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。项目可用于特定教学内容，具有一定的应用价值，具有一个轮廓清晰的任务说明；能将某一课题的理论知识和实践技能结合在一起。项目教学的特点：学生有独立进行计划工作的机会，在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为；有明确而具体的成果展示；学生自己处理在项目中出现的问题；不仅是已有知识、技能的应用，而且要求学生运用已有知识，在一定范围内学习新的知识技能，解决过去从未遇到过的实际问题；学习结束时，师生共同评价项目成果以及工作和学习的方法。项目教学是目前先进的教学方法之一，非常符合学生认知规律，引入实践教学中来最为恰当。
结合各种各类大学生创新竞赛，通过学生自主参加、自选题目或结合教师科研项目进行各种创新实践活动，使学生从研究实践中培养创新意识和创新能力。创新项目训练包括机器人控制技术基础项目、全国大学生机械创新设计大赛竞赛项目、全国大学生工程训练综合能力竞赛项目、挑战杯竞赛项目、大学生创新性实验计划项目、亚太机器人项目等。项目的层次性和系统性也使得学生能够循序渐进地从理论知识的进一步深化学习和基本工程能力的训练到能够充分发挥自主性和创造性。
3 开放式教学模式的特点
开放式教学模式分为全开放模式与分散开放、分期滚动两种运行模式。例如，先进设计制造综合实训是机械学科各专业大三学生的必修课，采用分散开放、分期滚动模式。当学生进入大三后，将其编成不同的批次分散到两个学期进行实训，在规定的实训周期内向该批次学生全开放。对于全开放形式的项目和课程，则充分利用学生包括节假日在内的课余时间全面开放。两种开放式教学模式交叉进行，为大学生提供更多的工程实践机会。开放式实验教学打破传统实验教学以教为主、时间固定、内容固定、对象固定的教学模式，使学生享有较多的自主性，更能满足不同学生的需要，更有利于学生主动性和创造性的发挥。其内涵包括内容开放、时间开放、对象开放、教学资源开放以及开放式运行的管理模式。
3.1 时间开放
开放式教学就是充分利用学生包括节假日在内的课余时间，扩大学生的受益面。由于教学任务中既包括机械、电力等学科必修的综合实践课程，还包括面向全校学生开设的公共选修实践课程、大学生科技创新竞赛和劳动部职业技能认证培训等，需要根据不同的教学任务和教学对象，采取不同形式的开放运行模式。在具体的教学实践中采用全开放与分散开放、分期滚动两种不同的开放模式，两种开放模式交叉进行。
3.2 内容开放
面向全校不同专业、年级学生，开设不同层次的训练项目，这些项目均为公共选修实践课程，学习通过后可获得相应的学分。开设的训练项目和有关教材、课件放到中心网页上，学生可根据自己所学专业和自己的兴趣“点菜单”选择训练项目，下载教学资料自主学习。
3.3 对象开放
开放对象涵盖专业与非专业学生，涵盖其他兄弟院校学生，面向社会，面向企业，提供各种教学培训。
3.4 教学资源开放
和相关院系密切合作，教学资源向中心教学计划外的院系师生进一步开放，如学生认知实习、现场教学、课程设计、毕业设计等；为各院系教师的科研活动服务；为各院系教学仪器的设计制作提供平台和服务。
3.5 开放式运行管理模式
开放运行给教学管理带来一系列新问题。针对指导教师工作时间与工作量的增加、设备维修工作量的增大、实验室安全任务加重、教学质量管理难度增大等为题，一方面增大指导教师工作时间的弹性，使之与学生实训时间对接，缓解占用指导教师节假日等休息时间的问题；另一方面聘用研究生助管协助，并鼓励本科生积极参与管理。在教学实践中，逐渐形成以指导教师为主、研究生助管协助，学生参与的管理模式。目前共有6名研究生以助管的形式、8名本科生以勤工助学的形式参与开放基地的管理和运行工作。 4 开放式教学对学生能力的培养
中心在多年来的教学实践和教学改革研究中，逐步形成“以培养学生工程意识和工程能力，提高学生工程素质和创新能力为目标”的实践教学理念。在开放式教学过程中，无论是实训项目建设内容，还是具体的教学过程，都是围绕这一指导思想进行的。
4.1 学生工程能力的培养
在传统的专业课程实验教学中，往往偏重于原理验证，对学生的实际工程能力培养不足。为了加强学生的工程意识和工程能力培养，在进行实训项目建设时，特别注重密切结合工程实际。例如，先进制造技术教学实践基地开设的数控加工实训包含数控车、数控铣、数控电加工、加工中心、CAD/CAM等实训模块，机电技术实训包含精密测量、快速成型、PLC编程等实训模块，所涉及的工程技术均代表了目前先进制造和机电技术领域比较典型的工程技术和发展方向。所用实训设备与工业现场一致，实训题库中的题目也都来自于工业生产实际。
在具体进行实训时，不但注重对学生动手能力的培养，还要求实训过程中的每一个环节都与工程实际接轨。如数控加工实训，学生在题库选取题目后，首先编制工艺卡片，合理选择刀具和切削参数、编程，然后在计算机上仿真，最后独立数控机床进行加工、检验。学生在这样一个非常接近实际生产现场要求的教学环境中进行实训，可以较好地将所学理论知识与工程实际有机地结合起来进行实际应用，从而有利于培养工程意识和工程能力。
4.2 学生综合能力和创新能力的培养
实训的目的不仅是让学生掌握某项技能，更为重要的是使学生提高综合运用知识的能力和创新能力。如开设的机电一体化实训项目，综合液压气动、机电传动、电工电子、传感器应用、PLC控制等多门专业课程知识。通过PLC编程、生产线系统调试，学生由理解独立工作模块的工作方式开始，到完整的工作单元的运行调试，到机电一体化系统平台的设计和搭建，他们在循序渐进学习的过程中，既能将所学理论知识有机地融合起来，又能不断激发自主学习的热情和创新思维。
同时，在实训过程中特别注重引导学生建立“大工程”框架思路，使其将所学有关专业课程系统地串联、融合。如在先进制造实训中，从精密测量到反求，从快速成型到无模制造，以及各种数控加工技术等，引导学生建立起先进制造的大框架思路。在具体设计及制作阶段，则放手让学生综合所学知识，进行自主设计和创新实践。
4.3 学生工程技能的培养
工程训练的整个教学过程实行能力等级证书制，完成规定的实践环节可以获得相应的能力等级证书，最高可以获得国家劳动与社会保障部颁发的“数控工艺员”和“机电一体化”职业技能培训证书。
5 开放式教学实施效果
通过由浅入深的多层次实训，不但逐步提高了学生的工程能力，而且可以激发其创新思维和团队协作精神。对于那些具有一定难度和复杂程度的实训项目，需要学生分组协作完成，学生在完成项目的过程中，不断激发学习的自主性和创新思维。同时，无论是查阅文献、实际操作，还是实验结果的分析及文献资料的整理，都是一个团队协作的过程。创新思维和团队协作精神的培养也是学生工程能力培养的一个重要方面。
多形式开放运行模式的实施取得良好的成效。根据2010～2011学年统计，不同开放运行模式的受益面总计达1969人。近年来在全国大学生工程训练综合能力竞赛、挑战杯等竞赛、全国大学生机械创新设计大赛项目中，获国家级奖5项、省级奖21项，学生获得专利授权5项，协助兄弟院系教师完成“水轮机调速装置”等2项科研项目，先后有6名博士、硕士研究生的论文工作、42名本科生的毕业设计在中心进行，发挥国家级实验教学示范中心建设单位的辐射示范作用。
参考文献
[1]张丽，丁艳清，张彩霞.论大学主体创新教育中的开放式教学[J].兰州教育学院学报，2010，26（5）：128-129.
[2]孙康宁，张景德，李爱菊.浅谈大学生创新训练方法与教学模式改革[J].金工研究，2010（3）：32-35.
[3]刘海峰，刘影.工科院校实验室开放可持续教学体系的建设与实践[J].白城师范学院学报，2010，24（3）：75-77.