新工科下“五维三坐标”式工程训练教学体系探索
林晓亮，邓小雷，翁盛槟，黄云峰
（衢州学院工程实训中心，浙江衢州324000）
当前，“中国制造2025”“人工智能”“互联网+”“一带一路”倡议的实施是加快新技术应用、新人才培养的重要牵引力，高质量人才教育成为我国新经济发展强大的驱动内核［1-2］。为适应新经济发展需求，国家大力推进新工科建设，全力探索工科教育的新模式和新方向。高等工程教育是新工科建设的重要突破口和切入点，“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”都预示着高素质综合型新工科人才是未来经济飞跃发展的希望［3-4］。工程训练是我国在进行高等教育改革发展历程中的实践教学新型模式。近几年来，工程训练已然成为院校规模最大、受众学生最多的重要教育教学资源，具有通识性、实践性、创新性等教学特征，是培养学生实践能力、创新能力与综合素养的重要教学环节［5-6］。工程训练教学体系的构建和实施对于新形势下高素质复合型人才的培养起着关键作用。
目前，许多高等院校尤其是地方性院校的工程训练教学存在诸多问题：（1）工程训练教学目标理念依然停留在车铣刨磨等传统加工方法上，缺少系统性、多层次、跨学科的综合实践训练；（2）工程训练中心建设不够科学合理，缺少开放便捷、交叉融合的自主创新实践平台；（3）教学模式固化，知识体系陈旧，技术传统、形式单一，工程训练深度不够，部分学生眼高手低、实践能力不足；（4）师资力量薄弱，教学模式老套，学生被动接受知识；（5）工程训练内容与业界生产实际脱节，课程知识缺乏先进性和前瞻性。传统教育理念在部分地方院校已固化成定式，国内各高校工程专业的工程训练教学体系和模式基本不能完全适应新工科建设的要求，致使许多毕业生无法胜任新经济、新技术、新模式的岗位需求。
从长远来看，高校要培养复合型人才，就必须发现传统工程教育的深层次问题，发掘有用资源，将应用型教学模式与创新型实践相结合。校企联合，多平台、多资源协同，积极探索新工科背景下新型工科人才的培养模式和教学体系，有效解决传统工程教育在实践教学方面存在的问题，从而促进高等工程教育教学的转型升级。
国内外诸多重点高校在工程训练教学体系构建方面从自身情况出发，面向新型人才培养理念，在新技术引进与应用、工程训练中心建设与工程实践教学实施等方面做了诸多的尝试和探索。芝加哥大学在工程实践教育方面侧重个性化、研究型教学，突出“学”的融合性模式，施行学科交叉教育研究和教学实践［3］；斯坦福大学以能力教育为先，围绕工程能力培养，施行开环式、轴翻转式及目标式教学方式，为学生的职业生涯助力［7］；辛辛那提大学重视合作教育，通过建立校企交替运行模式，让学生在校企之间每年进行三次轮换，分别完成学校和企业双方的任务要求，是打通理论学习与实践应用教育的典范［8］。上海交通大学将工程中心向创新中心转型，形成“一体两翼三横四纵”体系，并将课程优化为“早期、基础、实践、创新”阶段性实施［9］；西安科技大学工程训练中心融合创新创业教育与工程实践教育，优化资源、共享开放，建立“一教三创”的实践教学平台，为学校工程教育提供支撑［10-11］；山东大学整合工程训练装备资源，形成虚拟技术与数控加工实训的联合模式，利用信息技术构建网络平台，实现师生的便捷互联互通［12］；湖南大学以卓越计划、新工科建设为契机，针对师资队伍优化结构，拓宽渠道，向培训“三师型”人才的高校及相关企业倾斜，聘请企业专家建立校内外师资队伍［6］。
综上所述，国内外对于工程教育体系的构建主要侧重五个方面的内容：（1）强调学科融合和学生创新培养的导向；（2）注重工程实践教育平台建设；（3）重视工程实践教学中新技术的引入和应用；（4）侧重复合型工程训练教师队伍建设；（5）坚持开放共享、校企合作的培养机制。由此可知，理念、平台、模式、师资、机制五个维度是构建工程训练教学体系的重要依据。
结合新工科建设对工程教育的新要求，就如何更好地发挥地方院校特色，紧扣地方优势产业，有针对性、有方向性地培养学生的工程能力与创新能力。从培养理念、平台建设、教学模式、师资队伍等方面对工程训练的教育教学改革进行分析研究，从理念、平台、模式、师资、机制五个维度出发，每个维度三个坐标定向，进行横向覆盖，纵向贯通，打造“五维三坐标”工程训练体系，凝练“三位一体”化的工程教育培养目标理念，搭建三区综合化的工程训练平台，构建三阶递进式的项目化教学模式，建设三型复合式的师资队伍，打造三方协同式的产学研育人机制。“五维三坐标”工程训练体系框架如图1所示。
图1“五维三坐标”工程训练体系
面向新工科建设方向，以工程实践教育中新技术融合为着力点，通过深化工程训练的教学内容、升级工程训练的教学方法，从目标理念凝练、训练平台搭建、教学模式构建、师资队伍建设、育人机制打造五个方面建立并实施“五维三坐标