综合考察国内各高校在工程训练教学体系改革方面的经验，以及结合我校的具体情况，我们认为，中心应该能够为本科生提供合理的训练模块，针对不同专业的学生，在不同的学习阶段，分不同层次进行工程训练教学环节，做到大学四年间工程训练实践的合理衔接。开发独具特色的、面向全校学生的工程训练实践环节，使中心资源和设备的利用得到最大化，这对培养和提高工科院校学生综合的工程素质、工程实践能力和创造意识起着非常重要的作用。只有建设好工程训练内容体系，才能培养出具备现代工程素质能力和创新素质的人才。
二、内容体系的架构与建设
工程训练教学环节的改革思路是在现有训练模块的基础上，丰富通识层次上的训练内容，增加数字化制造、机电产品拆装、个性化设计及创新型设计等训练模块，建立从市场调研-技术经济分析-产品开发-设计-工艺制定-加工制造-检验与评价-绿色环保等多位一体的有机的现代内容体系。该体系由低到高可以分为三个层次，依次是通识平台上的“工程认识训练”、专业基础平台上的“工程基础训练”和综合创新平台上的“综合制造训练和创新”三个阶段，分别针对相应的专业和年级。通过第一层次的“工程认识训练”，使学生对制造生产过程有初步的感性认识，掌握基本的生产和工程概念。通过第二层次的工程基础训练，可让学生深入现代机械制造基础过程，使学生对于传统加工工艺和现代制造技术有较为深入的了解，培养学生的实际动手能力和大工程意识。而第三个层次的“综合制造训练和创新”，专门针对高年级基础扎实的创新型人才，能够大大提高学生的综合设计能力和创造能力，可以充分发挥学生的个性和特长，在学生的综合素质和创造思想方面起到基石的作用。这三个层次互为补充，互相促进，相辅相成。相应的知识面也“大而宽”走向“深而专”，符合人才的培养规律。
（一）工程认识训练
工程认识训练主要面向低年级各专业的本科生，其主要任务和目的是培养学生初步的工程意识，对产品的加工制造有初步的感性认识。在这个阶段，学生除了进行大量的现场观摩和实地参观之外，还要有目的的进行实际操作。根据不同的专业，学生可以选择相应的模块。工程认识训练为必修课程，时间为5天，采取集中与分散训练相结合的模式。分散训练是把训练分散成每周至少一天；而集中方式是把训练集中安排在学期初或者小学期内。在教学方法上，采取观摩、演示、电教和实践动手等多种途径，让学生亲身感悟工程训练的意义，增强学生对制造工程的感性认识。
在具体的训练内容上，可以设置一些必选的训练模块，然后根据学生的大专业背景，进行训练模块的搭配和补充。这样，既可以保证基本制造工程训练的教学效果，也可以兼顾到学生的专业背景和兴趣爱好，真正做到基础训练和特色训练的完美结合。北京交通大学工程训练中心所规划的部分训练模块主要包括传统加工方法训练及设备认识、电动自行车拆装训练、材料成型技术训练、先进制造方法实践、计算机拆装、三维电子雕刻、摩托车发动机原理认识、仪器仪表盘（箱）设计制作、电工电子技术基础训练、慧鱼实践等。其中，前面两个模块为必修，分别占用8学时和16学时。后面的几个模块为选修，均为8个学时，学生可以根据自己的专业背景和兴趣爱好来选修两个模块。具体项目名称和训练目的如下。
（1）传统加工方法训练及设备认识
必修环节，主要目的是初步认识机械加工机床的构造和原理及使用，理解机械加工工艺过程的基础知识，了解简单零部件的工艺过程。
（2）电动自行车拆装训练
必修环节，通过学生亲自完成电动自行车的拆装实践，使学生了解电动自行车的种类、工作原理、构造及其技术发展趋势，在掌握一项实用技术的同时，在动手能力、工程意识、分析解决实际问题能力和团队协作精神等方面得到系统训练。
（3）材料成型技术训练
选修环节，了解材料成型的一般技术，了解毛坯的制造方法，对于热加工的工艺过程有初步的认识。另外，了解常规热处理工艺的用途和方法。
（4）先进制造方法实践
选修环节，了解现代先进制造工艺的原理和工艺过程，掌握数控加工的编程方法，能够对简单零部件进行数控工艺过程编程和加工，能够对数控机床进行操作。
（5）计算机拆装
选修环节，了解计算机的组成结构，了解计算机的工作原理（控制器、运算器、存储器），了解计算机板卡的安装方法。能够对计算机常见的故障进行分析处理。
（6）三维电子雕刻
选修环节，学生设计创作三维模型，进行编程，在相应的三维雕刻机上进行加工，可以加工模具、建筑模型、工艺品等。
（7）摩托车发动机原理认识
选修环节，拆装摩托车发动机，了解常用发动机的结构和工艺原理。认识载运工具的动力特性。
（8）仪器仪表盘（箱）设计制作
选修环节，通过对仪器仪表盘（箱）的设计及制作，在选材、设计制作等方面得到系统训练。
（9）电工电子技术基础训练
选修环节，通过对强弱电的常规检测，了解电工电子技术的初步知识，进行简单电路设计，培养学生在电工电子方面的初步知识。
（10）慧鱼实践
选修环节，发挥同学的想像力，让同学结合所学的机械和电子控制类知识，设计出可控的创意模型，培养学生的实践动手能力。
（二）工程基础训练
工程基础训练是在工程认识训练的基础之上，主要面向全校二三年级学生，根据专业的不同分成两个子模块：一个是侧重于机械类和近机械类专业；另一个是侧重于其他的工科专业。工程基础训练是针对机械类、近机械类及其他工科本科生的传统机械制造和现代制造技术的实践性教学环节。贯彻“做学融和、知行统一”的教学理念，让学生学习各种工艺知识，掌握操作技能，增强工程实践能力，培养创新意识，提高学生的工程素质。其主要任务是让学生在传统制造技术、现代制造技术、特种加工技术的动手实践基础上，能够识别零部件图纸和加工符号，了解加工技术要求；能够对通用设备进行基本操作，能够制定简单零部件的加工工艺路线；了解制造业的生产过程和生产方法，特别是掌握现代制造技术的原理和方法，使学生具备初步的分析和解决实际工程问题的能力。
时间安排上，机械类和近机械类专业训练时间为15天（3周），其他工科专业训练时间为10天（两周）。同样采取集中和分散模式相结合，建议优先采用集中训练模式。在教学手段上，主要通过学生亲自实践动手，结合其他现代化教学手段，包括多媒体教学、网络教学、幻灯片等，使同学深入理解现代机械制造工业的生产方式、工艺过程和主要加工方法，并对制造工业加工设备的工作原理和典型结构有所认识，培养同学的大工程意识。
北京交通大学工程基础训练的两个子模块分别是面向机械类和非机械类的典型零件加工工艺技能训练（A）和典型零件加工工艺技能训练（B），时间分别是3周和2周，主要内容包括热加工工艺训练、机械加工工艺训练、现代制造技术训练等。其目的主要是通过实践动手，使同学深入理解现代机械制造工业的生产方式、工艺过程和主要加工方法，并对制造工业加工设备的工作原理和典型结构有所掌握，培养学生的创新能力。
另外，在工程基础训练中，考虑到中心新增两台数控雕铣机床，并且构建了相应的数控雕铣训练模块，我们将这个模块也融入到现有的工程基础训练课程中去，从而对现有的现代制造加工训练模块起到一个良好有益的补充。通过补充数控雕铣项目及其辅助工具与配套三维浮雕造型软件（ArtCAM），结合已有装备，将三维浮雕的设计、工艺制定、刀具路径选择、加工制作、检验与评价等整合在一起，并为学生后续的综合制造训练和创新提供工作平台。这样，在大大提高了工程基础训练的教学效果的同时，也起到了很好的承上启下的作用，有助于工程训练的三个阶段的有机的整合。
（三）综合制造训练和创新
综合制造训练与创新是工程训练环节和机械制造系列基础课程中的一个重要组成部分，是机械类和近机械类学生教学计划中一个重要的实践性的教学环节。其主要任务是让学生在工程认识训练和工程基础训练两个环节之上，掌握现代机械制造工业的生产方式和工艺过程、主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用，能够独立思考，具备较好的设计能力和加工能力，并能够自行制定所设计对象的工艺过程，加以分析和创新，由此培养学生的独立的分析问题、解决问题的能力，提高学生的创新能力和综合素质。
综合制造训练和创新环节不具体设定同学要做什么，而是提供一个开放的设计开发和加工平台，让学生在指导教师的带领下，自主进行产品或零部件的整个设计加工工艺路线，并进行技术经济分析和后续的质量检验及环保评价等。其基本环节及主要内容如下。
（1）前期系统指导和安全教育
在本环节中，教师系统讲解有关机械制造过程、机械原理和机械零件、工程材料等相关内容，并给学生提出设计思路和设计方法，同时要提出一系列的相关规定和安全措施。
（2）学生的独立设计和制图及选材
学生在独立设计创作零部件的几何模型时，指导教师可以做相关的辅导工作。在创作的过程中，学生需要考虑到的最关键的问题是，所创作的零部件具有什么功能？并要求学生能够独立地设计出图纸，并标注出技术要求和表面质量，以及对材料的要求。在教师的指导下，学生应该能够合理地选择原材料，并进行经济性分析。
（3）学生进行工艺制定和工艺分析
在设计完图纸之后，学生需要进行工艺的编订工作，并进行分析评价。将整个零部件拆成最小的单元，除了标准件之外，需要自己加工的件应该如何制定工艺过程和工艺路线？需要经过哪些工艺环节？工艺制定是否合理经济？等等，这些应该由教师来把关。
（4）现场加工和现场指导
在加工过程中，有些工作学生可以自己动手。但是，如果要开动机床等具有危险的加工工艺时，需要一线指导师傅进行配合。在充分的指导下和教师的监督下，学生可以独立完成。对于有些工作，考虑到学生的安全性和加工的质量和精度要求时，不提倡学生独立加工。
（5）检验与评价
本过程是对学生所加工的实际零部件进行检测，看其是否符合设计图纸要求，包括零件的尺寸误差、形状误差、位置误差和表面质量等。同时还要检测装配的性能，装配是否合理，装配工艺性是否符合要求等。这也是校验学生设计加工质量的一个重要环节。
（6）训练报告总结及成绩评定
由教师编制具有充分开放性的训练报告，由学生在整个设计加工装配完成之后独立完成。学生还要结合所做工作进行总结，分析出其设计产品的优点和不足之处，同时提出改进建议。教师要相应地给出评定成绩。
三、结束语
本文从人才培养的规律出发，提出了应该构建分层次的多模块的有机的工程训练内容体系，依次是通识层面上的工程认识训练、专业基础平台上的工程基础训练和创新平台上的综合制造训练及创新三个阶段，分别针对相应的专业和年级。前期运行实践表明，本文提出的内容体系方案合理，学生反馈良好，教学效果明显，可操作性强。
北京交通大学工程素质培训中心已经成为北京市实验教学示范中心的核心组成部分，必然在人才的培养方面发挥更为重要的作用。我们要紧紧抓住我校迈向研究型大学的契机，高度重视工程训练内容体系的改革与建设，构建分层次的多模块的有机的工程训练内容体系，更新教育观念，加大投入，贴近工程实际，洞悉工程训练发展前沿，结合我国的国情和实际，进一步深化工程训练内容体系的改革，搭建一个高水平的工程训练平台，并让这个平台成为复合型、应用型和创新型的高素质人才培养的优质孵化器。
加强工程实践 注重学生综合能力和工程素质培养训练——机械类拆装实习教学改革的初探
刘建华，张欣，陈兴
（北京交通大学，100044）
摘要：本文从加强工科学生工程实践环节，注重大学生综合能力和工程素质培养与训练出发，通过机械拆装实习探索研究了加强大学生工程素质培养训练的途径和方法，收到了良好效果。
