以創新思維“激活”應用型創新人才培養

——工程技術中心發展探索

在學校轉型發展漸入佳境的大配景下，2016年1月，我校工程技術中心正式獨立運行。與其他二級教學單位差异，它從創立伊始就被定位爲“凭据與當前先進工業技術相銜接的原則，接纳工程化、集成化和專業化的模式，構建出集工程技術訓練、科學研究、技術服務、學生創新和生産實習爲一體的綜合型教學研發實訓平台”。在兩年時間的探索中，實踐教學、科學研究、技術服務、學生創新、生産實習“五位一體”成爲其功效的焦点表達。

“我們實質上在抓兩個焦点，‘實踐’與‘創新’。實踐教學是‘形’，創新是‘魂’。創新主要體現在我們的思維模式和人才培養模式上。在這種指導思想下，我們的實驗室融入了更多自主設計理念，課程設計越发靈活，組建了以培養創新人才爲主要任務的學生社團，讓更多師生參與校企相助，所有一切都服務于‘培養具有創新能力的應用型人才’這個終極目標。”工程技術中心主任殷志鋒說。

在走訪過程中，筆者看到，工程技術中心在培養學生的過程中以提高學生綜合實踐能力和創新能力爲主線，凭据由淺入深、由低到高的認知規律，使學生的學習能力、實踐能力、創新能力與工程應用能力有計劃、有層次、分階段的培養和提高。經過兩年的不斷摸索，這種模式的效果已經顯現出來。 

“122+X”創新實訓模式，滿足差异學生的實訓需求

如何讓工程實訓滿足差异專業學生的需求？更有針對性和實效性？圍繞這個問題，在設計實訓教學內容時，該中心積極考慮學生的學科差異與基礎知識掌握情況、心理狀況等，確定了“122+X”的工程訓練模式。其中，“1”是所有文科類學生以及藝術體育生來工程技術中心實訓一周，獲得1個學分；“2”是指理科和工科學生來工程技術中心實訓2周，獲得兩個學分；“x”有兩個含義，一是工科專業實訓課程，主要針對機電、機械的學生，二是面向全校所有學生的通識類課程。通過課程內容的學習實踐，更好的提高學生們的動手能力、操作能力。實訓課程體現了針對性、實用性、前瞻性、可行性、趣味性，據統計，工程技術中心每年承擔實訓任務達8000人次，30萬人時數。 

圖1：學生通過各類實訓課程，提升動手能力、操作能力 

爲滿足部门學生對于工業自動化、信息化技術的興趣，提升學生對于具體技術項目的實際開發能力，工程技術中心還開設了“選修”工程訓練課，面向全校所有專業學生，不分年級爲有興趣的學生開設，豐富實訓內容。“通過《數字化設計制造》這門課，我能夠將原來只會想不會做的模型通過實際建模做出來，搭建了電路設計與模型設計之間的橋梁，收獲頗豐。”2015級電氣工程及其自動化專業學生王偉峰如是說。

據介紹，革新課程設置和實訓內容，最終目的是使文、理科的學生具備生存、生活能力，會使用常見工具，了解工業前沿技術；工科“非機非電”的學生除具備生存、生活能力之外，掌握專業範圍內的工程實踐能力和創新意識，了解機電工程前沿技術；機械類工科學生具備工程實踐能力和創新意識之外，要越发全面了解典型産品的制造過程，成爲具有實際工程能力的工程師、設計師和治理者。 

實訓實驗室添加“原創”元素

工程技術中心目前已建成“十室兩中心一基地”。設置實訓實驗室10個，包罗鉗工實訓室、電子裝配實訓室、數控加工實訓室、電氣焊接實訓室、3D打印實驗室、智能制造實驗室、家庭用電實驗室、工業控制實驗室、計算機仿真實驗室、工程實踐與創新實驗室等，還建有工業機器人協同創新中心和汽車零部件數字化設計制造工程技術研究中心兩個中心，和一個先進制造創新人才培育基地。 

圖2：師生在智能制造實驗室上課

該中心不僅充实利用實驗室開展實訓教學，還在其中添加了不少“原創”元素。在智能制造實驗室，記者看到，被法式操控的德馬吉五軸加工中心、AGV小車、碼垛機器人以及智能倉儲正在事情，機器人接收到指令將倉庫中的原质料取出，自動導航小車再凭据規定路線將原质料送到指定工位，再由另一個機器人抓起裝夾機床上加工。設備單獨采購，但整個系統集成卻是工程技術中心的老師自主設計而成。葛新鋒老師介紹到:“市場上做這個需要二三百萬，雖具備展示功效，但教學功效很是弱。經過設計重組，現在這個集成既能展示整個系統的先進性，又能滿足教學功效。”據了解，機械設計制造及其自動化、機械電子工程、電子信息工程、計算機網絡技術、物聯網等專業的課內實驗教學、課外開放性實驗教學都可以在這個實驗室進行。

在實訓車間，記者還看到一個“特別”的實訓裝置設計——“家庭用電”實驗室。實驗室配備有漏電保護器、空氣開關、插座、照明燈具、雙控開關等配電設備以及無線路由器、智能門鎖、智能家居網關等，可同時容納40余名學生進行家庭用電及智能家居認知與裝配實訓。通過實訓，學生們可以掌握家庭用電的布線方案及配電、用電設備的安裝要领，具備基本的生活用電技术。 

建设社團，競賽引導，鼓勵學生工程創新

工程技術中心肩負全校學生的實訓任務，是一個公共教學部門，沒有自己的學生，培養的連續性不能保證，這一度讓中心的老師很苦惱。

“未來工程師協會”的建设在一定水平上解決了這個難題。“我們建设未來工程師協會這個社團，一方面解決了工訓中心沒有自己學生，難以實現人才培養的連續性問題；二來實現了差异專業學生的自然融合。”栗偉周老師是“未來工程師協會”的指導老師，他介紹說，工程技術中心每年面向全校招募學生，在此基礎上，爲學生“量身制作”出理論培訓（選修課）、競賽激勵、項目參與等操作性強的培養路徑。 

圖3：學生參與工程創新項目

目前，工程技術中心以社團爲載體面向全校學生開設有《數字化設計制造技術》、《工程項目治理》等選修課。針對社團學生以小班的形式開設項目式課程，滿足差异學生的知識需求，如針對大一學生開設智能小車、光立方設計、SolidWorks建模及仿真等基礎性課程，針對大二及以上層次學生開設虛擬儀器、智能制造、PLC及ARM（DSP）等高級項目開發進階性課程。通過這些知識的學習，學生可以自主開發一些創新項目，工程技術中心提供條件，使這些項目落地開花。截至目前，學生自主研發的産品通過“淘客班”的形式已初具創業基礎，淘寶店鋪“工協寶貝”已經運營並産生效益。 

图4: 学生加入各级种种学科竞赛

中心帶領學生積極參加全國虛擬儀器大賽、中國工程機器人大賽暨國際公開賽、河南省工訓大賽、河南省機器人大賽、中國機器人大賽、恩智浦杯智能汽車競賽、西門子智能制造大賽等競賽，獲得國家級一等獎1項，二等獎2項，三等獎10項，省級一等獎3項，二等獎5項，三等獎4項，學生的創新能力和水平也获得明顯提升。 

“真題實作”中培養學生創新能力

中心和相關科技公司建设了校企聯合的協同育人基地，借助基地的平台把企業的項目放到工程技術中心來做，讓學生直接參與到真實的項目開發過程中，“真刀真槍的幹”。學生通過這些項目的體驗，直接接觸到了企業的運營和産品的開發過程，環境是真實的、項目是真實的，學生畢業之後到企業事情就會得心應手，买通了學校到企業之間的鴻溝。 

圖5：師生參與研發設計的條煙分類識別系統

例如爲許昌市煙草專賣局開發的條煙分類識別系統，該系統解決了條煙分銷過程中由于種類過多無法分揀的問題，提高了分揀效率，節省了人力。爲許昌市農機局提出要開發深松機耕深的監控系統，該系統可以實時傳輸耕深數據，而且能夠監控深耕現場。爲某公司開發的薄膜卷材包裝機，該包裝機可以實現對薄膜卷材的自動裁剪、纏繞、粘合、輸送和包裝。爲學生實訓開發的機器人綜合實訓台可以通過編程、調試能夠實現對工業自動化現場進行模擬演示。

此外，工程技術中心還爲全校大學生提供了學科競賽的平台，目前已乐成舉辦了我校兩屆機器人大賽，取得了很好的效果，爲全校學生開設了《大學生綜合工程能力大賽》、《大學生機器人大賽》等綜合選修課，而且乐成申請“機電産品創新設計大賽”和“全國智能車大賽”校內立項，也將爲學生的成長成才提供更多的平台和機會。（圖片由工程技術中心提供）