系统论思维下的工程训练教学

　　[摘 要] 随着实践教学改革和发展，作为高等工程教育实践教学的重要环节，工程训练教学理念和内涵日益丰富，在大工程背景下，从系统论视角入手，将工程训练教学作为一项系统工程，遵循系统科学的理论指导，将系统论的思想、方法和原则渗透到工程实践教学工作的各个方面，探讨实践教学的整体优化，强化实践教学环节要素之间的内在联系和有机结合，提高学生的综合素质a，增强学生的工程实践能力，从而实现工程训练中心整体功能。
　　[关键词] 工程训练 ；系统论；要素； 实践教学；整体性
　　[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2016） 05-0103-03
　　工程训练是一门实践性很强的综合技术基础课，经过十多年的教学研究、探索完善，从初期传统意义上机械加工到先进制造技术的应用，经历由简单技能操作向工程实践综合能力和创新精神的培养转换[1]，摒弃“金工实习”的传统观念，树立“大工程”意识，如今工程训练教学理念内涵日益丰富，现代的工程训练教学课程已形成多学科、多层次、多门类、多环节协调配合，集机械、电子、控制、管理等综合类的教育于一体庞大的实践教学系统工程。
　　一 系统论的理论指导意义
　　相比于传统的金工实习教学，工程训练课程具有实践教学内容综合化，教学方法灵活，教学手段多样化，教学过程复杂化等特点。工程训练中心要为学生的素质培养和科技创新提供一个良好的熏陶环境和训练平台，为了达到理想的教学效果，需要对实践教学活动精心规划、研究和实施。系统论作为一种应对复杂问题有效的思维方法，其基本原则和指导思想为工程实践教学工作提供了强大的思想理论基础。
　　奥地利理论生物学家 L.V.贝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）创立的系统论是继相对论和量子力学之后，又一次“改变了世界图景和当代科学家思维方式”的新理论[2-3]。系统论首先将研究对象看做一个系统，即由若干相互联系、相互作用的要素构成的、具有特定功能和运动规律的整体。[4]系统中各要素不会孤立地存在， 要素之间相互作用和相互依存， 构成一个不可分割的整体。[5]用系统论的思维研究工程训练教学系统，构建实践教学整体框架体系，强化实践教学的各个组成环节有机联系，从系统论整体性原则的高度去全面安排整体优化。发挥系统的整体功能和整体效益，使工程训练教学系统成为一个有机运行的整体，最大限度实现系统的功能。逐步构建以工科为主，涵盖多学科的大学生实践创新基地。建立面向现代工业的制造工程能力培养体系，将机械制造工程向现代工业制造工程发展。[6]
　　二 工程实践教学的重要性及整体要求
　　工程训练课程是高等工程教育实践教学体系的重要环节，是学生学习工程材料及机械制造基础与机械制造系列课程必不可或缺的必修课程，是以传统加工技术和现代先进制造技术和机电一体化技术为载体，通过工程认知训练、工程实践训练和创新项目等多层次训练活动，以实现增强学生工程实践能力，提高综合素质，培养创新意识和创新能力为教学目标。是要激发学生面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性，从根本上讲是要培养学生的工程素质能力。
　　三 能力是系统综合化、整体化的“新质”
　　以能力为培养目标，是深化教育改革的重要特征，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确了教学发展和改革要坚持以能力培养为重，优化知识结构，着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力的要求[7]，系统论整体性原则表明，系统整体所体现的功能和性质不是其各个构成要素的孤立特征及其迭加所能反映的。工程实践教学系统要实现对学生多种能力和素质的培养，这些能力的形成并非是所学知识的简单综合，而是将不同学科的知识和素质要素融合在工程实践活动中，使素质要素在工程实践活动中综合化、整体化的“新质”。这与系统论整体性原则要求完全一致，体现新时期素质教育与人才培养的新要求，是基于对学生思想、品格、作风等素质和质量意识、安全意识、经济意识等多种意识统一于一体的全面教育系统整体优化培养的结果。
　　四 将系统论的思想渗透到实践教学各方面
　　工程实践教学工作围绕实现教学目标， 遵循系统科学的理论指导，从工程实践教学系统整体出发 ，着眼于系统整体的要求。从教学大纲、教学计划的制定，到教材、实验报告的编写，教学过程的实施乃至后期的教学改进与发展。在教学过程中处理局部要素时， 就不能仅仅从这个要素出发， 而应把这个要素放在系统之中， 把它们和各个要素联系起来， 与系统整体联系起来，对系统论的应用不是在某个局部或某个层面，而是将系统论的思想渗透到实践教学中的各个方面（图1）。
　　五 系统论在实践教学中的具体应用
　　1 提高学生的系统分析能力
　　在系统中，整体是部分赖以存在的前提，整体包含部分又高于部分，部分是通过整体来揭示的，必须从整体出发去把握和认识部分，其次才是部分决定整体。[8]反映在对事物认识过程中，人们总是先对整体形象有大致的了解，继而分析研究其组成部分，并在这个基础上再综合地、具体地认识整体。工程训练课一般都安排在大一、大二的时候开设，对于这些专业课才开始涉及，专业知识较少，长期习惯于单纯理论学习模式下的学生，实训初期面对复杂的各类机械加工设备，种类繁多的工具、量具、卡具及各类加工材料，眼花缭乱，再有受课时和实训场地的限制，实训期间的各种项目内容频繁轮换，初期感性学习阶段本身具有片面性，获得的知识比较零散，因此要更多体现对实践教学整体内容的把握和引领，有些学校实行了“三段式”教学，这个问题解决的非常好，我们学校目前没有条件实行“三段式”教学，为此，在相关项目实训初期安排系列专题概论课，作为先期的强化认知过程，为后续的实践学习提供指导，如机械加工工艺基础，共性的问题集中对比讲解，如测量技术、数控加工技术、逆向工程技术概论。快速介绍相关领域的发展历程、设备分类、应用方面等，播放相关内容的视频演示。通过观察各类不同工件从毛坯到零件的完整加工过程，结合展柜，图表挂图等，系统展示工程实践的主体内容及相互关系（图2），遵循认识由整体到部分，再由部分到整体认识的过程。让学生首先对工程训练总体轮廓有一个整体的掌控。之后再将学生分散到各个实训项目中，学生能在短时期内迅速进入到实质性学习阶段。