基于信息化技术的工科专业实训环境构建研究

葛文璇 徐勋倩 许薇 汤天培

摘 要 基于“卓越工程师计划”，构建信息技术环境下工科专业实训环境，服务教师实训教学的需求，满足高校教育培养的要求。以路桥工程专业为例，从认知环节、技能环节、综合环节和网上互动讨论环节四个训练项目入手，进行实训环境的构建。

关键词 实训环境；信息技术；卓越工程师；路桥工程

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）22-0129-03

Abstract Under the excellent engineer education training program， the engineering training environment under the information techno-logyenvironment is constructed. It can serve the needs of teachers practical training and meets the requirements of education training in universities. In this paper， the construction of engineering training environment is carried out from four training programs， such as cog-nitive link， skill link， comprehensive link and online interactive dis-cussion.

Key words training environment； information technology； excellent engineer； road and bridge engineering

1 实训环境的建设背景

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》于2010年6月启动，将“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越工程师计划”）作为这一時期高等学校的重要工作内容之一。卓越工程师的培养，就是要求高校将人才培养计划和行业标准结合在一起来培养工程应用型人才，在贴近工程现场的工程教育环境中，通过实训教学环节培养学生的动手能力，促进学生工程素质全方位发展。随着工科院校“卓越工程师计划”改革的不断深入，人才培养方案中的课程设置、师资队伍建设、教学评价体系构建以及实训平台形式等方面都发生根本性变化。这场教育改革对于每一位高校工科专业教师来说都是一场严峻的挑战，因为“卓越工程师计划”对教师的教学技能提出更高、更全面的要求。

想要培养出起点高、上手快、后劲足的工科专业毕业生，也就是准工程师，工程实践技能的训练起着十分重要的作用，这一点已被近年来的就业市场行情所证明。在当前“卓越工程师计划”教育改革的大环境下，工科专业毕业生所具备的理论知识水平和掌握的各种工程技能程度的高低最终都要通过工程现场行为外显来进行检验，因此，所有高校都在改进工科学生工程技能的培训内容、方法和模式中不断探索，希望可以为提高学生的工程实践能力开辟一条新途径。

2 实践技能培训教学现状中存在的问题

缺乏适应实践技能培训的课程资源 绝大多数高校目前尚未系统建立起适应工科专业学生工程实践技能培训的课程资源支撑体系，尤其缺少与行业的新技术、新标准相结合的实践课程、教学案例和课程资源。如果一直保持这样的教学状态，后续便会产生连锁效应。一方面，从教师的角度来看，教学本身就缺少工程现场一线的教学资源，又鲜有高校派专任教师到工程现场和技术单位进行培训学习，参与工科实践教学的研究工作。直接造成专业教师不能及时、准确地把握本行业发展的最新动向，导致校内开展的工程技能训练工作大多与工程现场实际相脱节。另一方面，从学生的角度来看，由于缺少一线工程现场的课程资源，而认识实习和专业实习的学时数相对较少，学生对工程师职业、工程技术状况缺少必要的感性认识，因而很难对专业进行准确界定，导致缺失发展自身专业能力的紧迫感和方向性。

“卓越工程师计划”理念下学习方式培养的缺失 目前实施的“卓越工程师计划”对教师的思想观念和教学方式都提出挑战，而教学方式的变革最终是要落实到学生学习方式的转变上去的。因此，作为未来工程师的工科专业学生，只有掌握自主、探究的学习方式，才能在就业后积极应对新技术、新标准及规范等行业新发展对自身的挑战。以往高校对工科专业学生理论知识的学习是十分注重的，但对工程实践能力的培养往往是缺失的。为了培养工程实践能力，不仅要将学生单一、被动的学习向多样化学习方式转变，还要将满堂灌式教学向可以充分调动和发挥主观能动性的教学方式引导。教学方式的转变对于促进本科院校工科专业学生今后的学习和发展具有重要意义。

实训环境缺少网络互动环节的建设 高等院校工科专业教学实践、实训环境建设是整个高等工科教育系统中最薄弱的一个环节，而实训环节又是理论与实践相结合的重要体现，是培养应用型本科人才不可缺少的教学环节。因此，高等院校工科专业应该从行业的新技术、新方法、行业标准及规范的需要以及创新工程科技人才的培养高度出发，以多种形式来构建网络互动教学实训环境，旨在利用现代化的网络多媒体技术让工科专业学生（以路桥专业学生为例）熟悉本行业的最新动态、行业技术标准、现场工程特点和各种施工工序，掌握施工工艺，全方位培养学生的工程素质。

因此，面对行业新技术的不断涌现、新标准的不断出台和执业资格认证体系的完善，不仅要不断探索工科专业学生工程技能培训方式，还必须建立支持工程师职前培训、职中实践和职业资格认证实训的工程技术课程资源体系和网络互动教学实践平台，以全面支持行业工程师执业资格认证的工程技能综合培训，建立满足本科院校工科专业学生工程技能综合培训的实训环境。

3 实训环境的构建思路

实训环境应该是在先进的理念下，利用软件开发技术构建的教学资源管理和服务的平台[1]。路桥工程专业实训平台的课程资源体系应该以“卓越工程师计划”以及现行的行业技术标准、规范规程为导向，通过先进的计算机技术来整合行业资源、专业资源、课程资源、生产实习资源等，构建新实训环境资源体系，以支持本专业学生进行实践训练。

4 实训环境的构建内容

利用现代信息技术记录不同类型路桥工程施工检测的各个环节，再结合多媒体技术和现有网络资源来构建内容丰富、形式多样的信息化实践教学实训环境，实现实践教学信息化。这样可以将工程检测现场带进课堂，实时或再现或虚拟路桥工程检测全貌，不受时间、空间的限制，从而弥补因经费以及其他因素导致的教学资源不足的影响，最终确保实践效果。

认知环节训练 课堂的授课时间非常有限，授课空间也有限，而实训平台则是对课堂的有效补充。实训平台面向路桥专业的新技术、新工艺及相关技术标准、规范等行业资源整合平台引用教学课件、电子教案等课程资源，这样教学内容不仅有文字和图片，还可以将视频、音频、动画等多媒体元素增加进来，可以帮助学生读懂图纸，认识相关机械检测设备，了解路桥工程检测相关的基本内容。如课堂上来不及展开的、与课程内容密切相关的行业标准与规范，路桥工程施工机械的工作状态与施工流程，都可由学生课后在实训平台完成研读和学习。目前，实训平台已经可以提供四门理论课程的学习。

技能环节训练 通过网络教学实训平台，创造不同路桥工程检测现场的场景，让学生在掌握基本计算机技能的前提下，体验多媒体教学、反馈教学、自主学习等多种实训方式。这主要适用于专业基础课例如工程测量、道路勘测、土工试验以及各种路桥工程检测施工方法的基本原理和实际操作过程等技能方面的教育和训练，让路桥专业的学生熟悉工程检测的施工方法和工艺流程等[2]。如需要学生亲自动手完成的试验与检测，如果准备不充分，将会浪费大量的时间、人力和物力，而实训平台可以将这种风险降到最低。通过实训平台，学生可以提前预习与模拟操作将要开展的试验与检测，做到心中有数，到现场操作时也就不会无从下手了。目前，实训平台已经可以提供两门实践类课程的学习与模拟操作。

综合环节训练 在综合实训环节，学生可以利用实训平台的网络资源库学习各类工程特点和各施工工序，尤其是关键工序，以及正确掌握施工工艺，尤其是新工艺。根据新的行业技术标准、规范、规程等资源整合平台编制出适合不同工程特点的检测方法和施工组织设计，学会即时监控工程的檢测情况，并根据工程的实时情况调整施工方案和方法。学生借助实训平台结合工程案例进行学习，教师再根据学生的学习情况进行重点讲解或组织学生讨论，这种模式有助于培养学生的自学能力，实现自主学习。如每门课程在学习过程中是相对独立的，而学懂一个专业需要将各门课程融会贯通。通过实训平台连接企业与学校，引入企业现场工程的视频，通过视频观察一个工程从头到尾的实施，这对于学生掌握课程与课程的关系、课程在专业中的应用大有裨益。

网上互动讨论环节训练 将基于互联网的实训平台当作一个虚拟课堂，师生在这里可以进行交流、讨论、合作等互动。这种新的互动教学模式既可以在实训课前预习、课后复习中使用，也可以在实训课上与课堂教学相结合使用，更有效地解决现在高校教学课时少，课堂讨论时间不足的问题。实训指导教师可以在平台上布置讨论题目，讨论不仅仅限于师生之间，学生之间也可以随时随地开展，不受时间与空间的限制。通过互动讨论，不仅可以引导学生进行独立思考，提高学生的交流表达能力，更重要的是可以强化学生掌握工程检测的实践能力。

工程师进校园也可以通过实训平台来实现，这样可以不受时间与空间的限制。由于行业的性质，工程项目遍布全国各地，如要工程师来学校开展讲座，将会花费大量的时间在交通上。通过实训平台，可以在约定的时间让工程师走进课堂，围绕项目讲工程。实践发现，这样的形式不仅工程师乐于接受，学生也更加活跃，特别是在提问互动环节，学生一改往日羞涩的状态，提问积极且激烈。

5 结语

构建信息技术环境下的路桥工程专业检测实训环境平台，可满足路桥工程专业准工程师培养的要求，极大地推动“卓越工程师计划”教学研究工作的开展，对相关工科学科的发展产生一定的建设效益。实训水平的提高将为交通行业工程师队伍输送高质量的工程人才，对社会经济和行业发展产生良好的连锁效应。

参考文献

[1]张杰，林木辉，郭辉.基于信息技术环境的师范技能实训环境构建研究[J].福建师范大学学报，2011，27（3）：94-97.

[2]王齐仁，郑艳，贺成斌，等.土木工程专业实践教学信息化教学模式探讨[J].实验室研究与探索，2007，26（9）：96-98.