一、国内外状况及必要性分析

美国和英国高等工程教育经历早期的技术范式和20世纪80年代之前的科学范式，不断做出调整，目前正在进行工程范式的改革，坚持回归工程。在实践教学中借助于其强大的培训体系，支持大学毕业后的实践训练。

欧洲大陆工程教育以德国最具有代表性，强调实践、强调工种，十分重视工程实践教学，根据学生的就业需求培养学生。

中国的高等工程教育正在逐步走出科学范式的误区，不断做出调整，开始回归工程，如近年推出的卓越工程师计划，说明了工程教育的重要性。工程训练中心是独具中国特色的工程实践教学模式，其主要教学内容还是20世纪五六十年代借鉴前苏联工程实践教学模式而建立的“金工实习”，近年来许多综合性大学又将电子工艺实习等实践教学内容并入工程训练中心。在解放前学英美、解放后学前苏联、改革开放后又学英美的反复调整中，前苏联的东西没有坚持，英美教学体系中又没有现成的实践教学模式可以借鉴 (英美大学中没有工程训练中心或类似的教学实体设置)。世界发达国家高校学生的实践能力培养模式已比较成熟，学生少、企业多，学生都到企业或公司去实习，并自主选择，企业有能力接受也乐于接受，他们依赖的是其强大的企业培训体系，支持大学毕业后的实践训练。而当今的中国，由于缺乏制度化的保证，企业和社会还难以接受大规模的学生实习，企业参与大学实践教学的动力普遍不足，校企合作的成功模式还未真正形成^[1-4]。

工程训练具有通识性教育特征^[5]，面向本科各专业学生，给大学生以工程实践的教育、工业制造的了解、工业文化的体验, 是培养学生实践能力和创新意识的重要教育资源。工程训练一般由传统的工科机械类专业“金工实习”演变而来，二者之间既有广泛的内外在联系，又有深刻的内涵变化。主要的变化表现在教育理念、教学规模和专业覆盖面以及实习实训内容等方面。

经过近十几年的快速发展，中国工程实践教育已取得令人瞩目的成绩，其中工程训练已成为中国独具特色的工程实践教育方式。在中国为数不少的工程训练中心场地面积过万、设备台套数过千，硬件水平已经普遍提升，这些使工程训练不仅仅停留在一种教育观念，他已形成庞大的实体支撑群，有庞大的实践教学队伍来推动工作的开展。但这一切并不能掩盖逐渐显露出的深层次问题^[6]，工程训练的内涵建设相对滞后，难以达到预期的教学目的，已成为制约中国工程教育发展的瓶颈问题，是实践教学中亟待解决的问题。

二、主要解决的教学问题

工程训练中心是独具中国特色的工程实践教学模式，国际国内没有现成的模式可以照搬。所以需要着重探索解决工程训练内涵建设的几个问题。^[7-9]

第一，工程训练中远期发展方向和目标不够明确，缺乏顶层设计的引领和推动，可持续发展受到制约；第二，对工程训练实践性、综合性、开放性和个性化的教育属性认识不够，没有充分利用宝贵的工程训练资源；第三，在工程训练方式方法上，重单个的技能训练，不能将创新意识和能力的训练赋予工程实践和工程问题，缺乏问题驱动和学生个性化的主动训练。

三、顶层设计 (一) 确立工程训练培养方针

学校面向21世纪人才需求，提出了“强化基础，突出实践，注重素质，面向创新”的本科培养方针。工程训练教学作为学校人才培养的重要基础性支撑，结合现代工程训练教学面向能力、素质和创新精神的培养目标，确立了工程训练培养方针：“强化工程实践基础，突出能力转化实践，注重工程基本素质，面向创新意识启迪”。

工程训练培养方针的落实，贯穿于工程训练教学改革和建设的整个过程中，包括“分层次、阶段化、递进式”工程训练教学体系的提出，“机、电、控”综合性工程训练平台的建设，高学历高水平师资的培养和引进，教学方法和教学手段的改革等，并落实到工程训练教学定位和工程训练教学理念中。说到底，工程训练培养方针道破了从传统“金工实习”到现代“工程训练”的观念变革。

(二) 工程训练教学定位

明确教学定位，才能界定教学分工、合理分配资源、集中建设精力。工程训练教学定位于“承担着面向全校各院系的工程素质、实践能力和创新潜质培养的奠基性和系统性的教育责任”。

工程训练教学，在广泛性、通识性和综合性教学方面超越于院系的专业实验教学，这种共性教学是院系专业培养的奠基性基础；在系统性和体系化教学方面超越于学生的各类科技实践活动。

所谓奠基性和系统性的教学定位，体现在基于“工程认识—基础训练—综合创新训练”三层次三阶段教学体系和“机、电、控”综合训练平台的《基础工程训练》课程，落实在学校将《基础工程训练》定位于培养北京航空航天大学 (以下简称“北航”) 学生最应具备基础素质的六门校级公共基础核心课程之一 (《大学语文》《高等数学》《数学分析》《大学物理》《大学英语》和《基础工程训练》)，同时又是学校三大实践核心课之一。

(三) 工程训练教学理念

工程训练教学理念是“立足机电控综合平台、面向工程实际、通过体验实践培养工程素质和能力。”

“立足机电控综合平台”是对北航各学科和专业中工程技术基础要素的高度概括，是与北航“航空航天特色和工程技术优势”的特点相对应。

“面向工程实际”是“工程”概念的“实际应用”属性的体现，也是培养学生发现问题、分析问题和解决问题的现实通道。从教学硬件平台建设到教学载体 (教学作品) 的设计都贯彻了这一理念。如控制技术训练平台、航模发动机制作训练项目、“综合创新训练”主题设定等。

“体验实践”分为三个层次：感性认识体验、在实践中融会知识的理性体验、在实践中解决问题的思维激发体验，这三个层次的进化是素质和能力培养与单纯技能训练的本质区别。“体验实践”的三个层次落实在“工程认识—基础训练—综合创新训练”三层次三阶段的教学体系中，也落实在工程训练教学改革与建设中“人人动手”的基本原则上。

(四) 改革与建设的基本原则

教学改革与建设的出发点是使学生受益，工程训练教学作为面向全校的奠基性和系统性的实践教学，实行改革与建设的基本原则是：“量大面广、人人动手”。这一原则需要实现如下几方面的教学特征来保证：完整的教学体系、多样的教学模式、丰富的教学内容和科学的教学组织。换一个角度来看，从工程训练的实践教学总量可以透视到这几方面的教学特征，以至透视到这一原则。目前“985”高校中有八所高校的工程训练中心被评为国家级实验教学示范中心，北航工程训练中心的实践教学总量最高。

四、建立课程体系

“工程认识—基础训练—综合创新训练”三层次三阶段《基础工程训练》课程体系，如图 1所示。横向多学科相互融合，体现工程训练所要求的综合性特征；纵向层次依存，与大四年级的毕业设计贯通，保证学生大学四年工程实践教育不断线，强调和体现实践教学通史性属性和实践性。

(一) 基于对北航学科专业特点的高度概括，建设四大工程训练平台

1.制造技术训练平台

在原来“金工实习”的基础上，扩充和完善特种加工技术和数控加工技术等先进制造技术，传统与现在结合，冷加工与热加工结合，体会工程的不同完成手段和已有理论的实现过程，体现工程的严谨性、系统性。平台及所承载的制造技术实习是北航最早的优质课和精品课，是北京市精品课。

2.电子技术训练平台

完成调频收音机和脉宽调制器制作过程中的元器件选择、焊接组装、调试全过程，体现完整“工程”的概念。其承载的《电子技术训练》是北京市精品课，同时是国家级精品课《电子电路》的主要实验支撑。

3.控制技术训练平台

服务北航人才培养总体战略和学科特点，自主研发教学设备，承载“工程”问题，实现从技能到能力培养的系统化、综合性、通识性的同时，注意训练过程的个性化特征的体现^[10]。

4.综合创新开放基地

综合创新开放基地是北京市精品课《综合创新训练》特设平台，同时支持各种学生课外实践活动，平台资源包括有各类机械加工设备、足够的场地面积、配套设计机房、材料库、刀具库，免费为学生开放，对学生设计、制造的全过程支持。

(二) 训练方法的改革与创新

整个课程体系设计在保证综合性、系统性和实践性特征的基础上，在控制技术训练平台和综合创新开放基地的教学过程中，突出在工程实践教学方法上的创新，即以学生为中心、项目牵引、团队协作，突出工程训练的开放性和个性化特点，如图 2所示。

五、结语

第一，“分层次、阶段化、递进式”的《基础工程训练》课程体系，横向覆盖机械、电子、控制，学科领域相互融合；纵向分阶段、分层次、贯穿大学一、二、三个年级，层次相互依存，具有综合性、实践性的特点，落实工程实践教学的通识性的要求。

第二，突出开放、自主、项目驱动的必修课《综合创新训练》：一种工程实践教学的新思想。变被动为主动，变封闭为开放，项目驱动，团队合作，注重过程，充分调动学生学习的积极性和解决问题的创造性，重在能力培养、创新意识启迪，其本质是体现工程实践教学的开放性和个性化。

第三，通识性、系统化的控制技术训练：自主研发承载“工程”问题的教学设备，项目驱动，实现从控制技术技能到能力培养的系统性训练，量大面广，人人动手，突显控制技术在航空航天领域的通识性属性，更好服务北航人才培养的总体战略，促进工程训练跨学科发展。