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摘要：在新工業革命背景下，構建了面向未來的通專融合的工程訓練教學體系，并將工程文化貫穿工程訓練教學全過程；創建了多類別及多模式的創客導引課程，設計了多梯度訓練項目，促進了工程教育與人文社會的融合，建立了3D打印創客空間，采用了PBL教學模式，探討了多主體協同培養運行機制，為高校的創新創業人才培養提供參考。
1工程教育背景介紹
在新工業革命背景下，新興產業技術快速發展，工程領域急需掌握新產業技術、跨學科的綜合型高素質人才。國際工程教育模式正在轉型，其改革模式的重點是培養以工程技術創新為核心的多元化綜合創新能力[1]。2017年8月，麻省理工學院啟動了“新工程教育轉型”計劃，旨在重構工程教育，改革的目標是培養學生應對21世紀嚴峻挑戰所必備的知識和技能。美國高校在工程人才的培養與新工業革命對當前和未來的要求上保持高度一致。德國工程教育所采用的工程項目教學法及國際視野教育，其成就顯著；法國工程教育的特點在于重視通識教育和實施分類工程教育；英國工程教育則重視校企合作、產教融合等。發達國家的工程教育在轉型過程中的特點主要體現在三個方面：一是更加注重以工程實踐為核心的綜合能力培養，二是更加注重通識性工程教育，三是更加注重創新創業教育[2]。工程訓練作為工程教育的一種獨特方式，如何構建符合新時代要求的思維方式、知識結構，如何培養實踐能力及創新能力，是高校工程訓練改革領域里亟待探討的課題。近幾年，財政部專項資助我校工程訓練項目2000多萬元，工程訓練已初步形成了一套具有我校特色的現代工程訓練體系。但隨著工程教育改革的不斷深入，工程訓練有以下幾個問題值得思考。（1）工程教育與新興產業和新經濟發展脫節。人才培養模式與培養體系不夠完善，培養模式單一，培養結構同質化問題突出。隨著新經濟中出現的移動互聯網、物聯網、智能制造等新型產業和業態，人才培養的多樣化、個性化、多層次需求日益凸顯。（2）工程實踐與創新創業教育脫節。未來產業需要未知技術解決未知問題，要求工程科技人才具備更高的創新創業能力和跨界整合能力。而目前存在創新創業教育與工程實踐體系分離及師資短缺等問題，導致學生的工程能力培養與創新教育未能相互匹配。（3）解決工程實際問題能力不足。伴隨新一輪科技革命的加速進行，現代工程實際問題的復雜性及不可預見性，往往超越單一的學科領域及技術范疇，而目前的工程教育在培訓學生解決實際能力方面存在結構性短板。
2工程訓練教學理念
面對工程教育改革，我校大學生工程訓練與創新實踐中心（以下簡稱“訓創中心”）遵循了以下工程訓練教學理念。（1）以OBE（outcome-basededucation）的成果導向作為工程訓練的教學理念，推進未來產業與工程訓練教學體系的緊密結合與深度融合，引導學生自我可持續發展，能自信地融入社會，能夠適應、支撐、引領新經濟、新技術、新產業、新模式的發展，提升學生未來的全球競爭力。（2）以培養實踐創新能力為核心，采用以問題為導向的PBL（problem-basedlearning）教學模式，以學生為中心開展工程訓練教學，使學生成為工程實踐的創造者、發現者。設定目標，引導學生獨立思考、主動探索，發現問題、分析問題，最終形成解決方案，提升學生的創新精神和實踐能力。（3）發揮綜合型大學學科門類齊全的優勢，以國家戰略新興產業技術為引領，以項目為驅動，推動工科與理學、醫學、人文社會的融合，將工程文化貫穿工程訓練教學全過程，激發未來工程師的質量意識與社會責任感，將工程文化成為學生的價值追求與行為準則，推進工程訓練內涵式高質量發展。
3探索與實踐
3.1重塑通識性工程教育。通識性工程教育的目標是致力于通過科學、技術和人文領域的整合，培養學生成為具有全球意識、創新精神、社會需要的全面發展的優秀工程師[3]。我校訓創中心以3D打印系列課程為引領，基于OBE教育理念，構建了“通識工程教育+專業教育相融合”的工程訓練教學體系（見表1）。采用問題求解驅動的PBL為主的多元化教學模式，提高學生的可持續競爭力和綜合素質。將工程文化貫穿工程訓練教學全過程，為工程訓練教學注入新內涵，用工程文化塑造學生健全人格，弘揚工程精神，提高工程素養[4]。
3.2建立創客導引課程。建立多類別及多模式的創客導引課程，將工程文化貫穿工程訓練教學全過程，搭建“互聯網+3D打印”創客空間，以學生為中心，設定目標，采用理論與實踐結合、課堂與項目結合、目標與問題求解雙驅動的線上線下、課內課外結合的開放式PBL訓練模式，使師生成為學習與成長的共同體。如表1所示，以3D打印系列課程建設為例，既開設面向全校本科生的“3D打?。簞撓眢w驗”的創新創業系列通識教育課，及面向弘毅學堂的“3D打印實踐”專業選修課，又設有面向理工信息類的“3D打印”公共基礎必修課，以滿足不同學生的創新需求。采用以問題為導向的PBL教學模式和以學生為中心的教學觀，建立綜合化和跨學科的實踐項目，激發學生的好奇心和想象力，達到學生學習有主動性、學習過程有探究性、思維方式有批判性、項目完成有成就感的目的。基于項目驅動，以問題為導向的PBL教學模式是培養學生創新能力的一個重要途徑[5]。
3.3建立機器人技術實訓平臺。設計多梯度的機器人項目訓練模式，推進工程教育與人文社會藝術相結合，打造創新人才培養平臺。近年來受中央財政部資助，訓創中心建立了機器人技術實訓平臺，配有自由探索機器人、人形NO機器人、工業焊接與裝配機器人等。通過項目的逐層推進、目標不斷提升、問題的層層展開，為拔尖創新人才的脫穎而出提供了條件[6]。此外，將機器人技術與人文關懷、科學藝術相結合，開發了湖北大鼓表演機器人、舞蹈機器人、伴侶機器人等，訓創中心已經成為大學生融合創新的基地[7]。
3.4建立多元化協同訓練模式。根據工程訓練教學的實際要求，建立了常態化、多元化、網絡化的協同訓練模式，形成了多主體、多學科、多形式、多渠道的合作運行機制，優化了師資結構。與企業單位建立了合作培訓計劃，建立了良好的交流合作機制，為高校與企業之間、高校之間帶來廣泛的合作與交流，如與武漢萬創科技有限公司、武漢博哲科技有限公司等企業聯合開展CAD/CAM培訓等。與行業的深度融合在一定程度上調動了學生的學習積極性，激勵了一批優秀的本科及研究生參與以項目為驅動的探究式設計實踐，如無碳小車、綠色能源能電風扇、研磨機等。多元化協同訓練模式為學生的工程訓練打下了比較好的基礎，為培養學生的工程實踐能力起到了積極的保障作用。
4取得的成效
經過工程訓練教學體系的改革，在工程人才培養方面取得了一定的成效。2018—2019年，面向全校學生成功開設的“3D打?。簞撓眢w驗”等通識工程教育課程惠及全校6大學部100多個專業的學生，其面廣量大。采用了多元化、網絡化的協同培養體系，每年可增加全校不同專業近千名學生到訓創中心學習“雙創”課程?；赑BL教學模式，依托“互聯網+3D打印”創客空間，我校學生參加全國大學生各類科技創新大賽屢創佳績。如第十七屆全國大學生機器人競賽以“飛龍繡球”為主題，我校團隊榮獲一等獎、最佳策略獎；我校團隊參加的第八屆全國大學生機械創新設計大賽“慧魚”組競賽作品“梳齒式風光互補式綠色立體停車庫”榮獲一等獎；2018RoboCup機器人世界杯中國賽，我校團隊榮獲一等獎。
5結語
我校一直在積極探索工程教育改革，為了應對未來挑戰，重構了具有我校特色的工程訓練教學體系。目前，我校訓創中心已入選全國首批高校實踐育人創新創業基地、全國創新創業典型經驗高校、全國“雙創”示范基地等?；贠BE的工程訓練教學理念及PBL教學模式，構建了通專融合的工程訓練教學體系，創建了多類別及多模式的工程實踐與體驗課程，培育與踐行了工程文化，使學生成為具有多學科知識背景和多視角思維模式的創新人才，進一步促進了我校的“雙創”教育，培養了新時代具有持續競爭力的復合型與創新型卓越工程人才。
作者:宋鳳蓮 陳東 黃亞 盛宗建 單位:武漢大學大學生工程訓練與創新實踐中心
