1. 前言
工程训练是高校提升学生工程实践能力的一门必修课，它是一种以现代化工程环境为背景的实践性训练过程，其核心目的是为了提升学生的大工程意识，从而促进学生动手实操的能力。工程训练是在“金工实习”的基础上进行了全面的创新，相比于传统的金工实习而言，工程训练是将课堂、实践、生产进一步结合，建立起多层面的综合实训体系[1]。
工程训练是以提高学生实际操作能力以及培养创新精神为主要战线，其目的是为现代化企业培养综合素养较强的人才，让学生了解工程的概念，切身体会工业产品实现的整个过程，树立大工程意识，掌握工程技术手法，强化理论知识体系，提升动手实操能力，激发学生对所学专业的求知欲，增强对工程环境的认可度。工程训练实习基地(工程实践中心)，相当于一个准工业实习场所，使学生脱离课本的想象，动手操作工业设备，实地完成由理论到生产的重要基地[2][3]。但目前地方普通高校因各种客主观因素，工程实训中各个实训项目之间缺乏必要的关联，忽略了其在实际生活中的交叉应用，学生学到的知识相对较为零散，他们很难能将实习过程中的学到的孤立知识点构建成较为系统的工程知识，工程实践教育和创新能力培养严重不足，已不适合现代工程对高素质、复合型人才的需求，加速传统工程实训教学向现代工程实训教育的转变就显得尤为迫切。
2. 工程训练教学现状与不足
我国现代工程教育起源于清末实业学堂，其中北洋公学就以培养制造、律例、铁路等应用型人才为主线的机构。新中国成立后，我国高等工程教育主要分为校内实训和校外实习，其中校外实习主要包括：认知实习、生产实习以及毕业实习，而校内多数以传统的机械设备为载体，进行工程训练，即金工实习[4]。21世纪后，我国高等工程教育在传统的机械装备实训的基础上进行了全面的改革，基本形成了多层面的综合性工程实践教学平台[5]。近年来，工程实践教学平台的教学设备、教学体系、教学内容等方面都有显著的改善，但是如何健全工程实训平台的教学体系，如何延续与创新也是我们平台急需解决的问题。
2.1. 课程定位模糊，创新效应不强
国内部分普通高校的工程实训中心的教学改革相对滞后，部分实训课程定位较为模糊，工训种类多且杂，就我校开设实训项目最多的需要完成18个项目，这些项目有相对衔接得很好，比如车工加工和钳工加工，其目的是完成手持榔头工训，而3D打印、铁艺等项目的实训成品与培养学生工程意识的初衷联系不够紧密。整体来说，课程定位只是在传统的工训人才培养的基础上进行了补充，即加入了先进制造技术训练以及专业技术训练等课程，但本质上课程设置仍较分散，教学手段较为单一，并没有体现出培养高素质工程技术人才的转变[6]。
2.2. 教学模式单一，创新训练较少
我校每年大约有4000多学生需要参加工训实习，专业分布广。根据专业培养特点主要分为机械类、近机械类、非机械类三大类，教学周期长则4周，短则1周，不同专业实训项目的学时分配也有区别，见图1。
Figure1.Allocation of hours for the training program
图1.实训项目学时分配情况图
面对实训学生流量大、实训教师少、实训设备缺等因素，教学处只能针对同一专业统一安排教学任务，流水线式的模块化实训方案，并不能真正意义上培养出复合型高技术人才，并且大部分实训项目内容单薄，多采用典型实训项目，多年来教学内容一成不变[7]。教学模式遵循的是教师示范指导，学生按照操作步骤完成实训教师的考核要求，这种教学模式单一、教学手段老旧、教学内容固封的现状，很显然限制了学生实践创新思维的开发。
2.3. 理论教学不够，技能训练不足
在参加工程训练的学生当中，除去如机械等专业性强的部分专业，其余大部分专业的学生并未接受到有关工程技术相关的课程培养，即便有相关理论课程，还是存在理论和实践相脱节的现象，其理论知识过于复杂抽象，学生难以将理论知识和实际操作相结合，理论教学存在缺乏实际应用、缺乏针对性、缺乏综合性等问题，这也间接导致在开展工程实训时，学生并不了解机械工程知识，无法真正掌握到工程技术的核心。
工程实训的目的是为了让高校学生通过实践掌握工程设计、工程制作、工程维护等方面的知识，提升学生的工程实践和创新能力。而这需要学生通过动手实际操作，切身感受工程实践中遇到的各种挑战和困难，在实践中锻炼学生解决问题的能力，同时提高与人交流协作的能力。但是在实训过程中，学生只需要完成固定的实习项目即可，工程技能的训练还远远不够。
2.4. 师资力量不足，教师观念固化
工程实训教师应当具备专业的工程技术能力、丰富的工程理论知识、过硬的工程教学能力、灵活的工程维护与管理能力。随着高等教育已逐渐大众化，大多院校的教师都具备高学历背景，但是优秀的工程实训教师仍然短缺，这是因为高学历的青年教师并没有接受过系统的专业实践培训，缺失工程实践意识，缺乏提升实践操作能力的内在动力，没有丰富的工程生产经验，无法灵活的将理论知识联系在实训项目当中，造就了“偏重理论”的教学模式[8]。就我校工程实践中心举例，实训教师有17名，实训教师多数是“工勤人员”，见图2。
Figure2.Basic situation of training teachers
图2.实训教师基本情况图
他们虽然有较高的工程实践操作能力、强硬的工程实操技术，但是其工程思维固化、教学方式传统、知识水平不高以及学习新知识的能力不足，导致教师在实践教学的整个过程中，教学内容几乎一成不变，缺乏教学热情、教学兴趣、探索创新意识等因素，造成了“固步自封”的教学模式，这些都是限制工程实训教学改革步伐的因素。
2.5. 侧重实习结果，忽视实习过程
非机械类专业的学生在接触实训之前，几乎是没有专业的工程理论知识的，对于实习要用到的机械设备不了解不认识的大有人在。又因为学生数量过多，这类学生的实习时间都比较紧张，部分项目少则只有半天时间，这就导致教师固定化教学，学生机械式完成任务，存在实训侧重实习结果，忽视实习训练过程的问题。
在整个实习过程中，首先实训教师向学生简单的介绍实训设备的工作流程和安全注意事项，然后实训教师按照工件设计图纸现场演示操作步骤，最后便开始小组作业，完成该工件的加工。实训过程中，学生不需要思考图纸怎么设计、不需要考虑工件如何制作的方法、不需要研究工件完成的操作步骤，按部就班完成即可，最终对学生的考核只是看工件完成的情况以及上交的实习报告[9]。这种走马观花式教学方式，影响教学质量的同时还限制了学生的自主思维发展，不利于学生工程意识的培养。
2.6. 缺乏综合训练，缺少后期巩固
大多数的工程训练项目虽然根据专业性质不同，设置了不同层次的实习方案，如机械工程专业性强的学生可以接受到4个周的集中实训安排，在这期间要统一学习不同种类的工训项目，时间短任务重。学生按批次依次完成不同的实训项目，这些项目有联系比较紧密的，比如铣削加工、钳工加工与车工加工，这三个项目就是分别完成不同部件，最后合成在一起就是一个手持榔头，但多数项目之间没有直接关联，实训过程缺乏综合训练[10]。学生没有得到综合的工程训练，可能会导致学生对工艺技术应用掌握不足，从而影响工程实践的效果，同时，实训结束后，学生可能不会再有工程训练方面的课程，后期缺乏巩固训练，四年学习过程中贯穿工程实践能力培养不足。
3. 工程训练教学改革措施
3.1. 采用混合式方式教学
采用混合式教学方式实施工程训练，即线上理论教学，线下实践操作。线上理论教学应该以掌握工程训练实践项目为主，以了解工程相关理论知识为辅，同时可以存放一些关于工程相关的教育视频，帮助学生了解工程是什么[11]。
线上授课多以录播和直播的形式开展，主要介绍实践项目的机器设备的原理，帮助学生掌握所学项目的机械设备结构、工作原理、运行过程等理论知识，学生学完理论课程之后，完成每章节的作业测试题，进一步加深巩固理论知识，解决了理论教学不足的问题[12]。同时课程可以采用虚拟仿真的形式进行提前教学，比如数控加工项目，可以将理论和仿真结合在一起，3D打印可以先理论教学如何设计模型，学生可以在课堂外设计好感兴趣的模型，激发学生学习兴趣及创新思维。混合式教学方式可以进一步强化工程训练理论教学，帮助学生认识工程训练是什么，增强学生工程意识，培养学生创新实践思想。
3.2. 丰富教学内容
为适应双一流背景下培养综合性技术人才的需求，工程训练的教学内容需要不断创新和拓展。随着科学技术的飞速发展，加快了工业现代化的进程，工业产品的制造由劳动密集群型向技术密集型转化，微电子技术和计算机在工业领域的广泛应用，改变了传统的生产方式。这就要求工程实训必须要从技能模仿式的教学模式转换成实验探究、技能创新的综合训练模式，目的是要培养学生应用现代科技理论和技术方法分析和解决工程实际问题的能力与基本素养，使他们的实际动手能力、创造性思维能力、提出问题与解决问题的综合能力都能提升。
工程训练的教学内容可以多种多样，一方面需要进一步优化传统机械加工的实习内容，可以规定实训项目主题，但不限制实训形式，学生可以充分发挥想象力，自行设计图纸，自主三维建模，设计出不同的机械零件。以电气类专业为例，可以增设一些关于电子电气类的工程项目，增强电类专业学生的电气基础知识。除基础的电气技术训练之外，加强电气方面的工程操作技能，为学生从事电类工程行业夯实基础。对近电类专业，如计算机专业的学生，可以相对减少传统机械加工的项目，加强专业技术训练，比如强调工程设计、工程建模以及自主编程等过程[13]。这种给定主题不限形式的教学方式可以更好地激发学生的创新能力，增强学生独立完成项目的自豪感。
另一方面可以用完成一个完整的项目来替代制造传统加工机械零件，以“无碳小车”为例，贯穿与整个实训中，学生需要掌握其机械原理、建模制图、设计制作等，通过完成具体项目，让学生自主思考、自主设计、自主调试，这样既将理论与实践紧密联系起来，又激发了学生实操动手的兴趣。
3.3. 实施竞赛式的工程实训
竞赛可以更好的锻炼学生的工程实践意识，培养学生创新思维，提高学生团队集体精神，增强学生科研实践能力，将实习项目综合起来，让学生有机会将实习的内容应用到实际生活中，也为培养双一流背景下应用型技术人才寻找一条可行之路。根据专业分类不同，组建工程基础赛道、智能+赛道、虚拟仿真赛道、工程创客赛道、智能网联赛道等多种多样比赛通道[14]。由专业的教师和优秀的学生组建师生团队，在学生实训之前发布项目课题，项目任务书招选参赛学生。以生活垃圾分类赛项为例，学生在整个实训期间，以竞赛项目为基点，更明确学习目标和实训结果，在整个项目过程中，不仅完成竞赛项目，学生还需要分工完成项目书、汇报PPT、这就更好的锻炼了学生自主学习和自主分配时间的能力，强化学生工程创新能力。
3.4. 组建创新性学生协会
工程训练创新协会要以增强学生工程意识为背景，以提高学生工程实践操作能力为核心目标，主要指导学生参加学科竞赛，科研立项等活动。成熟的创新协会需要机械设备齐全、办公设备齐全、组织机构完整、制度章程完善以及师生资源丰富等必备条件[4]。组建优秀的创新协会，吸引有兴趣有实力的学生加入协会，是工程训练教学改革必须完善的部分。
按照专业划分为工程基础创新室、机械创新室、计算机创新室、电子创新室、3D打印创新室、智能创新室等多个部门。创新协会与工程实践竞赛平台建立直接联系，协会成员借助平台参加工程竞赛，通过完成竞赛项目锻炼实践操作能力和提高解决实际工程问题的技能，同时积累竞赛经验和丰富大学生活；同时利用协会吸引更多有志青年加入协会，可以更好的宣传和推广大工程意识，协会的良性发展可以协助工程实践中心不断改善教学内容，完善竞赛平台，共同推动工程实践中心的发展。
4. 结语
实践教学是培养具有创新意识和创新思维的高素质工程技术人才的重要环节，工程训练是提高大学生实践能力和创新能力的重要手段，高校的工程实践中心是实践能力和创新能力培养的重要载体。学校的工程实践中心应当充分发挥工程实训平台效能，不断完善工程训练的教学体系，不断丰富教学内容，不断充实教学手段和方式等，助力学校的双一流建设，助力培养具有创新意识和创新思维的高素质工程技术人才。
基金项目
2023年四川轻化工大学教学改革项目：“双一流”建设背景下工程实训教学改革与实践(编号：JG-2357)。