工程教育背景下高校實(shí)驗與實(shí)訓系統保障條件建

我國是工程裝備和工程技術(shù)大國，在經(jīng)濟化浪潮中迅速走向世界，培養符合化要求的工程技術(shù)人才成為我國高等教育的重要目標，也是我國中長(cháng)期教育發(fā)展綱要的重要任務(wù)之一。教育化也極大地促進(jìn)了工程教育的化，培養具有視野、獲得互認的的高素質(zhì)工程技術(shù)人才是當前工程教育的核心任務(wù)。尤其是在2016 年我國正式成為《華盛頓協(xié)議》會(huì )員國以來(lái)，國內掀起了一股開(kāi)展工程教育認證的熱潮，眾多高校積極籌備、申請工程教育認證，工程教育認證標準成為了當前我國高等院校本科人才培養體系的指導標準，在培養方案、實(shí)驗和實(shí)訓保障條件建設等方面，都以工程教育認證標準為指導進(jìn)行修訂和調整。
與德國、美國等工程教育發(fā)達國家相比，我國工程教育規模已經(jīng)達到世界前列，但實(shí)驗與實(shí)訓體系相對落后，主要體現在: ①實(shí)驗設備技術(shù)水平一般，驗證型設備多，創(chuàng )新型和研究型實(shí)驗設備較少; ②實(shí)驗臺套數有限，不能滿(mǎn)足眾多學(xué)生的實(shí)驗需求; ③實(shí)驗保障條件差，安全問(wèn)題突出，保障體系不規范; ④實(shí)訓平臺和基地水平不高，高水平實(shí)踐教學(xué)基地不多，與企業(yè)合作不夠深入，實(shí)訓基地發(fā)揮作用不夠; ⑤專(zhuān)業(yè)教師工程背景弱，企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷短，有的教師甚至沒(méi)有企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷，無(wú)法指導學(xué)生實(shí)踐。
我國工程教育有自身的特殊國情，在校人數多，學(xué)校無(wú)法像發(fā)達國家那樣提供足夠的實(shí)驗與實(shí)訓平臺。我國工業(yè)基礎參差不齊，在激烈的市場(chǎng)競爭環(huán)境下，大多數企業(yè)仍處于解決自身生存與發(fā)展問(wèn)題的階段，存在與高校合作偏少，或者合作層次不高的現象，無(wú)法提供類(lèi)似于國外那樣的規模和質(zhì)量的實(shí)訓平臺和崗位。在工程教育認證日益普及的背景下，越來(lái)越多的高校已充分認識到實(shí)驗與實(shí)訓教育對培養工程技術(shù)人員的重要性，開(kāi)始按照工程教育認證標準建設自己的實(shí)驗與實(shí)訓體系。通過(guò)持續建設，取得了一些階段性成果。我校充分借鑒國內外高校的建設經(jīng)驗，以教務(wù)部為牽頭單位，以過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)、機械工程專(zhuān)業(yè)等工科專(zhuān)業(yè)籌備工程教育認證為出發(fā)點(diǎn)，以建設省級、實(shí)驗教學(xué)示范中心和高水平實(shí)踐教育基地為契機，調整思路，優(yōu)化校內相關(guān)單位實(shí)驗、教學(xué)、實(shí)訓資源，加強校企深層次實(shí)訓基地建設，開(kāi)展工程教育背景下高校實(shí)驗與實(shí)訓條件保障體系建設的探索與實(shí)踐，為特色高校工程教育的實(shí)驗與實(shí)訓條件保障環(huán)節提供一些參考和借鑒。
1 工程教育認證標準對實(shí)驗和實(shí)訓條件的要求
工程教育認證標準對實(shí)驗和實(shí)訓條件保障的總體要求是: 實(shí)驗室及設備在數量和功能上滿(mǎn)足教學(xué)要求，有良好的管理、維護和更新機制，使得學(xué)生能方便使用; 與企業(yè)共建實(shí)習和實(shí)訓基地，在教學(xué)過(guò)程中為學(xué)生提供參與工程實(shí)踐的平臺。
通過(guò)對工程教育認證標準關(guān)于實(shí)驗與實(shí)訓條件標準分析，結合籌備認證過(guò)程中發(fā)現的一些問(wèn)題，考慮國內高校的普遍情況，大致可以分解為: ①有充足的實(shí)驗和實(shí)訓場(chǎng)所以及臺套數，保障教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展。需要注意的是，實(shí)驗場(chǎng)所和設備臺套數保障并非單指認證專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗室，而是只涉及工程教育人才培養的所有實(shí)驗室，包括基礎學(xué)科實(shí)驗室，比如大學(xué)化學(xué)類(lèi)、電工電子類(lèi)、計算機、物理及力學(xué)實(shí)驗室。我國高校在經(jīng)過(guò)持續擴招后，學(xué)生規模大，但很多高校的實(shí)驗場(chǎng)地、臺套數不能滿(mǎn)足擴招后的需求，需要補充。②實(shí)驗設備有良好的更新機制，以滿(mǎn)足科技知識、教學(xué)內容持續更新對實(shí)驗設備的持續更新要求。有的實(shí)驗設備為30 年前制造，極為陳舊，或在工業(yè)實(shí)踐中早已淘汰，*無(wú)法滿(mǎn)足新時(shí)期新知識的實(shí)驗要求。③實(shí)驗室有完善的管理、維護、開(kāi)放機制，確保實(shí)驗設備完好，確保學(xué)生能方便的開(kāi)展實(shí)驗。④實(shí)驗和實(shí)訓體系經(jīng)費保障機制，有足夠的經(jīng)費投入，確保維護、更新、日常運行等開(kāi)支。⑤實(shí)驗及實(shí)訓過(guò)程有全面的安全保障機制，確保實(shí)驗及實(shí)訓過(guò)程的人員安全、設備安全、環(huán)境安全。隨著(zhù)實(shí)驗室規模擴大，設備復雜程度增加，實(shí)驗和實(shí)訓環(huán)節的安全保障的重要性日益凸顯。近年來(lái)，我國高校實(shí)驗室安全事故多發(fā)，造成了不同程度的人員、財產(chǎn)損失，同時(shí)造成了比較顯著(zhù)的社會(huì )負面影響。⑥企業(yè)實(shí)習和實(shí)訓基地要為學(xué)生參與工程實(shí)踐訓練提供符合要求的高水平平臺。調研發(fā)現，一些實(shí)踐實(shí)訓基地實(shí)訓場(chǎng)所、實(shí)訓設備、現場(chǎng)指導教師等方面存在諸多問(wèn)題，實(shí)習實(shí)訓環(huán)節縮水，質(zhì)量不高，需要花大力氣建設。
我校過(guò)程控制工程專(zhuān)業(yè)基于本專(zhuān)業(yè)人才培養方案，結合工程教育認證要求，在學(xué)校教務(wù)部門(mén)等相關(guān)單位的支持下，優(yōu)化整合校內實(shí)驗教學(xué)資源，與企業(yè)共建高水平實(shí)訓基地。以“中心+ 基地”的模式建設實(shí)驗和實(shí)訓保障體系，加強學(xué)生工程教育背景培養，鍛煉學(xué)生實(shí)踐創(chuàng )新能力，目的是培養符合市場(chǎng)需求的具有過(guò)程控制工程學(xué)科背景的創(chuàng )新型人才，為國內同類(lèi)高校的工程教育實(shí)踐能力培養發(fā)揮示范和輻射作用。
2 加強實(shí)驗教學(xué)條件保障建設
2． 1 基礎實(shí)驗教學(xué)條件保障建設
工科類(lèi)基礎實(shí)驗教學(xué)主要包括計算機類(lèi)、大學(xué)化學(xué)類(lèi)、電工電子類(lèi)、物理及力學(xué)類(lèi)實(shí)驗?；A類(lèi)實(shí)驗教學(xué)主要分布在計算機學(xué)院、物理學(xué)院、電氣學(xué)院、化工學(xué)院等單位，為全?；A實(shí)驗教學(xué)提供條件職稱(chēng)和保障，由學(xué)校教務(wù)部和實(shí)驗教學(xué)示范中心統籌管理?；A實(shí)驗教學(xué)體系建設主要體現在以下幾個(gè)方面。
( 1) 擴大實(shí)驗場(chǎng)所面積，增加實(shí)驗設備臺套數。
尤其在新校區投入使用后，試驗場(chǎng)所與實(shí)驗設備建設雙管齊下，學(xué)校持續投入建設資金，合理規劃實(shí)驗室，為本科實(shí)驗教學(xué)提供充足場(chǎng)地保障，通過(guò)各類(lèi)建設資金增加實(shí)驗設備臺套數，改善硬件條件。目前，承擔大學(xué)物理及工程力學(xué)類(lèi)基礎實(shí)驗教學(xué)任務(wù)的物理教學(xué)實(shí)驗中心總面積約8 000 m2，各類(lèi)設備臺件數1 776 臺( 套) ，其中大學(xué)物理實(shí)驗室面積約1 800 m2，各類(lèi)儀器設備300 余臺( 套) ，工程力學(xué)實(shí)驗室面積500 m2，實(shí)驗儀器設備200 余臺( 套) 。電工電子實(shí)驗教學(xué)中心擁有實(shí)驗用房面積8 200 m2。其中電工學(xué)實(shí)驗室約1 000 m2，可容納300 名學(xué)生同時(shí)實(shí)驗。計算機實(shí)驗中心實(shí)驗用房約7 900 m2，設備總價(jià)值2 000 多萬(wàn)元，現有各類(lèi)計算機及相關(guān)設備2 900 余臺( 套) 。承擔大學(xué)化學(xué)類(lèi)實(shí)驗教學(xué)任務(wù)的“煤炭潔凈加工與轉化”教學(xué)示范中心有實(shí)驗面積4 700 m2，可容納400 人同時(shí)實(shí)驗，實(shí)驗條件和保障能力獲得質(zhì)的提升。
( 2) 整合實(shí)驗教學(xué)資源，建設開(kāi)放式、數字化實(shí)驗中心。在實(shí)驗中心建立之前，大多以課程為中心建設實(shí)驗室，實(shí)驗室名稱(chēng)眾多，各自為政，部分功能重復，管理分散。要提升實(shí)驗室對教學(xué)的支撐作用，建設高水平、有特色的實(shí)驗教學(xué)體系，就必須對實(shí)驗教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，形成有影響的實(shí)驗教學(xué)品牌。以“煤炭潔凈加工與轉化”教學(xué)示范中心為例，該實(shí)驗中心涵蓋礦物加工、化學(xué)、化工3 個(gè)專(zhuān)業(yè)，在“十二五”建設期間，提出了以切實(shí)提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量為目標，以促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展為宗旨，構建了“基礎課程、特色創(chuàng )新實(shí)驗、工程實(shí)踐”立體化的實(shí)踐教學(xué)體系，投入教育部示范中心、修購專(zhuān)項及學(xué)校配套等支持資金1 200 萬(wàn)元，通過(guò)資源整合，實(shí)現統籌管理，創(chuàng )造品牌特色，于2012 年申報獲批教學(xué)示范中心建設，并在2016年通過(guò)驗收。中心建立了，學(xué)生可在網(wǎng)上預習實(shí)驗，下載相關(guān)實(shí)驗指導書(shū)，觀(guān)看實(shí)驗視頻; 學(xué)生也可在網(wǎng)上預約實(shí)驗，實(shí)現了24 h 開(kāi)放，真正做到數字化實(shí)驗教學(xué)中心的開(kāi)放式管理。
2． 2 強化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)條件保障建設
專(zhuān)業(yè)實(shí)驗中心承擔專(zhuān)業(yè)基礎課程及專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗教學(xué)任務(wù)，同時(shí)也為學(xué)生實(shí)踐創(chuàng )新訓練提供平臺。過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗中心經(jīng)過(guò)10 多年的建設，尤其是近5 年來(lái)按照工程教育認證要求進(jìn)行持續改進(jìn)，建設形成課堂內外相結合的實(shí)驗教學(xué)平臺。
( 1) 建設“3 個(gè)層次、6 個(gè)功能區”平臺協(xié)調運行機制。專(zhuān)業(yè)實(shí)驗中心將所有實(shí)驗劃分為“基礎型、綜合設計型和研究創(chuàng )新型”3 個(gè)層次，目的是既能按照專(zhuān)業(yè)標準，培養學(xué)生的基礎理論和基本技能，又能按體現過(guò)控專(zhuān)業(yè)“煤炭潔凈加工與轉化”行業(yè)特色和工程教育認證需要，訓練學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識和技能。同時(shí)按照循序漸進(jìn)原則，遵循由專(zhuān)業(yè)基礎到特色需求的提升過(guò)程，將專(zhuān)業(yè)實(shí)驗中心的實(shí)驗資源按照功能不同劃分為“過(guò)程裝備、過(guò)程控制、煤炭分選加工、煤化工、綜合設計、科研訓練”六個(gè)功能區。每個(gè)功能區特色鮮明，培養和訓練學(xué)生的基本技能、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力和解決復雜工程技術(shù)問(wèn)題的創(chuàng )新能力。
( 2) 建立科研項目與實(shí)驗教學(xué)有機結合的實(shí)踐平臺?；W(xué)院現有1 個(gè)工程中心、3 個(gè)省部級( 協(xié)會(huì )) 工程技術(shù)中心，承擔了近百項各類(lèi)縱向基金或校企合作橫向項目，擁有一大批有特色的科研成果。
從這些科研成果中選擇部分彰顯特色、可操作性強、易轉化、難度適中的成果，轉化為綜合型、研究型實(shí)驗和實(shí)踐教學(xué)資源，作為教學(xué)案例或教學(xué)平臺，貫穿教學(xué)過(guò)程中，引導、培養學(xué)生對工程實(shí)踐的興趣。此外，也可將這些科研成果在生產(chǎn)實(shí)踐中的應用作為課外實(shí)踐創(chuàng )新訓練題目，啟迪學(xué)生綜合應用所學(xué)知識，去發(fā)現、分析、解決科研或生產(chǎn)實(shí)踐中的復雜工程技術(shù)問(wèn)題。例如李小川老師以自己的科研項目“自激式除塵器”為核心內容，指導學(xué)生申報獲批一項大學(xué)實(shí)踐創(chuàng )新項目，學(xué)生的研究成果“自激式除塵器氣液耦合及捕集體形態(tài)研究”獲得“第六屆全國大學(xué)生過(guò)程裝備實(shí)踐與創(chuàng )新大賽”特等獎，以學(xué)生為主要成員申請了2項發(fā)明和1 項實(shí)用新型，成功將科研項目轉化為實(shí)踐教學(xué)資源，培養了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng )新能力。
( 3) 加大經(jīng)費投入，持續改進(jìn)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗條件。
2012 年以來(lái)，專(zhuān)業(yè)兩次通過(guò)教育部的改善基本辦學(xué)條件( 修購專(zhuān)項) 計劃，投入資金600 余萬(wàn)元，直接用于實(shí)驗設備臺套數增加和老舊設備更新，同時(shí)在學(xué)校和學(xué)院其他專(zhuān)項資金支持下，完成了實(shí)驗室輔助條件改造升級。目前，專(zhuān)業(yè)擁有實(shí)驗面積800 m2，實(shí)驗設備300 余臺( 套) ，就目前60 人/年級的學(xué)生規模而言，專(zhuān)業(yè)實(shí)驗中心*學(xué)生實(shí)驗教學(xué)要求。
2． 3 重視實(shí)驗室安全保障條件建設
實(shí)驗室安全是高校安全工作中的關(guān)鍵環(huán)節，雖然各高校都十分重視實(shí)驗室的安全工作，但近幾年發(fā)生的多起高校實(shí)驗室安全事故表明，高校的實(shí)驗室安全工作仍然不到位，在制度、管理、梍j臭_媉執行等方面存在漏洞。因此，基于我國高等教育現狀和工程教育認證要求，必須要將實(shí)驗室安全保障條件建設加以重視。
2014 年以來(lái)，學(xué)校在實(shí)驗室安全保障條件建設方面投入大量人、財、物力，主要進(jìn)行了以下工作: ①從制度上查缺補漏，建立健全實(shí)驗室安全管理制度，明確責任，落實(shí)責任主體。明確以學(xué)院為主的各二級單位黨政一把手為責任人，建立了“分管校領(lǐng)導—分管院領(lǐng)導—系主任( 所長(cháng)) —實(shí)驗室主任—實(shí)驗教師”的逐級責任制度。完善實(shí)驗室開(kāi)放制度、物品管理制度。②建立完善的視頻監控系統和門(mén)禁系統。所有實(shí)驗室做到刷卡進(jìn)入，出入記錄直接在后臺電腦記錄; 每個(gè)實(shí)驗室安裝4 臺攝像機，確保全天候、、*的視頻監控。③更新實(shí)驗室煙霧報警、滅火器等消防設施，在有易燃、易爆、?；L(fēng)險的實(shí)驗室安裝了應急用的洗、淋、噴裝置，確保在危險狀態(tài)下能大程度保護人員安全。④在化學(xué)、化工類(lèi)等有影響環(huán)境的氣體釋放及顆粒物排放的實(shí)驗室，安裝了大功率強力通風(fēng)系統。經(jīng)實(shí)測，通風(fēng)系統效果很好，抽氣能力明顯強于家用抽油煙機。⑤涉及危、化、毒的藥、液、氣等實(shí)驗用品，由學(xué)校授權的實(shí)驗中心統一采購、存放、管理，從實(shí)驗物品領(lǐng)用到回收的全過(guò)程做到有臺賬記錄、有責任人簽字，廢液用專(zhuān)門(mén)裝置回收存放，由學(xué)校委托的專(zhuān)業(yè)公司處理。⑥實(shí)行多層次的定期檢查與不定期巡查制度。在保衛處、設備處、學(xué)院3 個(gè)層面建立了3 個(gè)檢查小組，按照“節假日必查、平時(shí)抽查”的原則，由3 個(gè)檢查小組分別獨立、交叉執行，每次檢查形成紀要，對不合格問(wèn)題按照相關(guān)制度進(jìn)行處理。通過(guò)的強化建設，我校的實(shí)驗室安全保障條件得到顯著(zhù)提升。
3 落實(shí)實(shí)訓教學(xué)條件保障建設
實(shí)踐訓練與實(shí)驗教學(xué)都是工程教育的必要環(huán)節，是理論教學(xué)的有益補充。實(shí)訓教學(xué)體系建設主要包括兩個(gè)方面，校內工程訓練中心建設和校外實(shí)踐教學(xué)基地建設。
過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)是涉及機械、動(dòng)力、煤加工轉化過(guò)程、化學(xué)工程與技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合型專(zhuān)業(yè)，校內工程訓練中心主要有: 金工實(shí)習中心、江蘇省能源與動(dòng)力工程綜合訓練中心、煤科學(xué)與煤加工大學(xué)生實(shí)驗及創(chuàng )新實(shí)踐中心、化學(xué)工程綜合訓練中心。
上述中心為過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生提供在過(guò)程機械、過(guò)程控制、動(dòng)力工程、煤炭加工與轉化過(guò)程、化工過(guò)程生產(chǎn)等領(lǐng)域的工程訓練平臺和大學(xué)生課外實(shí)踐創(chuàng )新訓練平臺，為培養學(xué)生的工程背景和基本工程技能發(fā)揮了突出作用。
校外實(shí)踐教育是工程訓練的重要環(huán)節，為學(xué)生提供了*生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節的平臺。通過(guò)深層次的校企合作，將實(shí)習基地升級為工程實(shí)踐訓練基地，在培養學(xué)生實(shí)踐能力、促進(jìn)企業(yè)引進(jìn)人才、推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研相結合等方面發(fā)揮重要作用。①建立實(shí)踐教學(xué)指導委員會(huì )領(lǐng)導下的校外工程實(shí)訓基地管理機構，確保實(shí)訓基地有序且有效的開(kāi)展工作。管理機構設負責人2 名，校企雙方各1 名，全面負責基地運行。②以工程實(shí)訓基地為載體，加強人才交流，建立高素質(zhì)的指導教師隊伍。一方面，聘用企業(yè)具有職稱(chēng)的技術(shù)人才為學(xué)校兼職教師，通過(guò)講座、授課、直接指導的方式，為學(xué)生提供工程技能訓練和課外實(shí)踐創(chuàng )新訓練指導。另一方面，有計劃安排專(zhuān)業(yè)的中青年教師輪流到基地掛職鍛煉，增強他們的工程背景，培養校內教師指導學(xué)生工程實(shí)踐的能力。③建立校外實(shí)訓保障制度，確定雙方的責任和義務(wù)。比如，企業(yè)在場(chǎng)地、設備和人員投入方面的責任，學(xué)校在資金投入、勞務(wù)費用等方面的責任，確?；仨槙尺\轉。學(xué)校對工程實(shí)訓環(huán)節的財政支持達到每人500 元/學(xué)分，對每個(gè)高水平實(shí)習基地建設投入經(jīng)費10 萬(wàn)元，有力的保障了實(shí)訓基地建設和實(shí)訓環(huán)節開(kāi)展。④編寫(xiě)實(shí)訓教材，指導實(shí)訓過(guò)程。根據工程教育認證要求，專(zhuān)業(yè)編寫(xiě)了“中國礦業(yè)大學(xué)過(guò)控專(zhuān)業(yè)實(shí)訓指導手冊”，包括了認識、生產(chǎn)、畢業(yè)實(shí)習實(shí)踐三大環(huán)節，全書(shū)200 余頁(yè)。
4 建設成效
經(jīng)過(guò)多年建設，尤其是在2012 年后按照工程教育認證要求開(kāi)展實(shí)驗與實(shí)訓保障體系建設以來(lái)，取得了系列建設成果。①實(shí)驗和實(shí)訓中心建設成績(jì)顯著(zhù)，其中實(shí)驗教學(xué)示范中心2 個(gè)( 電工電子實(shí)驗中心、煤炭潔凈加工和轉化實(shí)驗中心) ，江蘇省實(shí)驗教學(xué)示范中心1 個(gè)( 計算機實(shí)驗中心) ，江蘇省工程訓練中心1 個(gè)( 能源與動(dòng)力工程訓練中心) 。②專(zhuān)業(yè)與13 家大型企業(yè)合作共建了工程實(shí)訓基地，其中工程實(shí)踐教育基地2 個(gè)，新獲批建設高水平實(shí)訓基地1 個(gè)。③學(xué)生工程背景加強，實(shí)踐創(chuàng )新能力得到提升，成果顯著(zhù)。近3 年承擔省級以上科研創(chuàng )新訓練項目30 余項，獲得省級以上競賽獎勵20 余項，曾獲得第九屆挑戰杯銀獎、全國過(guò)程控制專(zhuān)業(yè)實(shí)踐創(chuàng )新大賽特等獎2 項、江蘇省創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)大賽一等獎等，本科生獲得發(fā)明2 項，實(shí)用新型30 余項。④實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域教學(xué)成果顯著(zhù)。“過(guò)程控制專(zhuān)業(yè)實(shí)訓指導手冊”編著(zhù)完成，即將公開(kāi)出版發(fā)行; 以實(shí)踐教學(xué)為核心的成果獲得2015 年中國煤炭教育學(xué)會(huì )教學(xué)成果二等獎。
5 結語(yǔ)
實(shí)驗與實(shí)訓環(huán)節是理論教學(xué)的重要補充，是培養符合工程教育要求的合格人才的重要途徑，實(shí)驗與實(shí)訓條件則是達成培養目標的重要保障。學(xué)校在借鑒國外高校實(shí)驗與實(shí)訓教育經(jīng)驗的基礎上，對標工程教育要求，分析自身不足，經(jīng)過(guò)持續的實(shí)驗與實(shí)訓保障條件建設，獲得了良好的效果，為我國高校在工程教育認證背景下的實(shí)驗與實(shí)訓體系建設進(jìn)行了有益探索和實(shí)踐，具有一定的示范效應和借鑒意義。