部分課程性質(1)

第二部分課程結構(3)

第三部分課程目標(9)

第四部分教學基本要求(12)

第五部分課程成績評定(37)

第六部分幾點說明(40)

附錄一華中科技大學工程訓練實踐平臺的構建(44)

附錄二華中科技大學“工程訓練”課程改革探索與實踐(63)

附錄三華中科技大學“工程訓練”教學方案(72)

參考文獻(73)

後記(75) 

課程標準(academic benchmark)是規定某一門課程的課程性質、課程目標、課程內容、實施建議的教學指導性文件，是對學生在經過一段時間學習後應該知道什麼和能做什麼的界定和表述。它規定了不同階段學生在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面所應達到的基本要求。課程標準實質上反映了開課單位或教學主管部門對學生學習結果的期望。習近平總書記指出：“標準決定質量，有什麼樣的標準就有什麼樣的質量，隻有高標準纔有高質量。”標準是質量的基礎，課程標準是教學質量的基礎。扎實提升課程質量，離不開高標準的引領和支撐；構建先進、有效、適用的工程訓練課程標準，能夠為工程訓練教學質量評定提供基本依據。教育是國之大計、黨之大計。黨的二十大報告首次將教育、科技、人纔三大戰略進行統籌部署，強調“堅持教育優先發展”“辦好人民滿意的教育”。中央人纔工作會議強調：“要培養大批卓越工程師，努力建設一支愛黨報國、敬業奉獻、具有突出技術創新能力、善於解決復雜工程問題的工程師隊伍。”培養卓越工程師，必須大力提高工程實踐教學質量。工程訓練中心是高校工程教育實踐教學平臺，是培養卓越工程師的搖籃。“工程訓練”是高校面向各專業本科生開設的具有真實工程背景的實踐課程，是工科教學規模*大、學生受眾*多的實踐課程，對培養學生的工程實踐能力發揮著獨特作用。華中科技大學貫徹新發展理念，錨定建設世界一流工程訓練中心目標，堅持以“智能制造”啟智潤心，以“中國制造”培根鑄魂，高起點謀劃、高標準推進、高質量打造新一代工程實踐創新中心和新型工程訓練課程，樹立“培養大學生的工程觀、質量觀、繫統觀”的新理念，確立“做好一件產品，做好一批產品”的新主題，建立實踐條件平臺化、訓練化、教學方案個性化的新模式，扎實提升實踐育人能力，全面提高人纔自主培養質量。新一代工程實踐創新中心是集金工實習、電工電子實習於一體的平臺，是工程實踐教育、創新教育、勞動教育三駕齊驅的平臺，是貫徹CDIO指“conceive(構思)”“design(設計)”“implement(實施)”和“operate(運行)”的英文首字母縮寫。教育理念、設施完備、空間充足、布局優化、配套齊全的平臺，是既服務全校性工程實踐與創新教育，也為院繫專業課程提供實踐支持的公共平臺，是顯性專業教育與隱性思政教育協同育人的實踐平臺，是有力支撐專業評估認證和學科發展的工程實踐平臺。新型工程訓練課程響應國家需求，體現時代特征，將先進技術傳授人，堅持“用*領先的理念、*前沿的科技、*先進的應用支撐人纔培養”的理念，讓學生有一流實踐資源的獲得感；面向工程實際，保障耗材投入，以真刀實槍磨煉人，將生均實踐耗材投入視為衡量高校是否重視實踐教學的重要指標，讓學生有足夠的工程訓練機會和時間；扎根中國大地，秉承中國制造，以國產裝備教化人，將學校*新科研成果反哺本科實踐教學，引導大學生進一步堅定理想信念，增強民族自豪感和自信心；拓展全球視野，認清時代責任，以鮮活案例鼓舞人，發揮實踐課程思政育人效果，讓學生正確認識中國特色，並與國際比較，正確認識遠大抱負和腳踏實地，自覺把個人的理想追求融入國家和民族的事業中；優化實踐方案，堅持因材施教，全方位服務培養，激勵學生練就過硬本領，勇於創新創造，在矢志奮鬥中譜寫新時代的青春之歌。華中科技大學以智能制造統領“工程訓練”課程改革升級，推動工程實踐教育高質量發展，形成了智能制造工程訓練華中大模式。這是對百年來我國高等教育工程訓練實踐育人模式的創新，在全國產生了較大影響。《工程訓練課程標準》是華中科技大學深化工程實踐教育改革、扎實提升實踐育人能力的教研成果之一，是華中科技大學近些年“工程訓練”實踐課程教學改革思索與探究的凝練和提升。本課程標準著眼於明確學生修習“工程訓練”實踐課程後應該掌握哪些基本知識、具備哪些基本技能、養成哪些基本素質。本課程標準的研制，得到了*實驗教學示範中心聯席會工程訓練學科組組長、*教學名師、大連理工大學梁延德教授和*實驗教學示範中心聯席會機械學科組組長、*教學名師、華中科技大學吳昌林教授的傾力支持，得到了上海大學胡慶夕教授、武漢理工大學王志海教授、江漢大學童幸生教授，華中科技大學趙永儉研究員、楊家軍教授、周世權正高級工程師、李承教授、熊永紅教授、陳吉紅教授、劉懷蘭教授等專家的悉心指導。本課程標準還參考借鋻了山東大學孫康寧教授等組織編寫的《機械制造實習教學基本要求》等文獻。參與本課程標準編寫的主要人員有：李昕、霍肖、程佩、孫祥仲、羅龍君、林晗、李萍萍、周琴、汪琦、吳志超、李華飛、周立、易奇昌、王亞輝、王俊敏、趙江濤、李蘭、陳佳俊、熊大柱。本標準的研制，得到了華中科技大學工程實踐創新中心和眾多高校老師的幫助，在此一並表示衷心的感謝！由於編者水平有限，且對工程訓練實踐教學的認識尚在深化提高的過程中，不當之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

1.工程訓練要著力培養大學生的工程觀、質量觀、繫統觀

問：邵院士好！在新一輪科技革命和產業革命驅動下，國際工程教育界興起了新的改革潮流，國內也在推動“新工科”建設，工程教育改革發展對實踐教學提出了新要求。您長期從事工程科技的教學、科研和高校管理工作，能否請您談談“新工科”背景下如何推動工程實踐教育高質量發展？如何加強工程訓練？

邵新宇(以下簡稱“邵”)：首先，工程訓練是一種實踐認知。人的認知過程，刻骨銘心的是“親身實踐”。“I hear，I forget.I see，I remember.I do，I understand.”隻有親身做了，纔能真正明白。機械原理也好、機器人六自由度運動也好，單純講授理論課程，很快就會忘記；工程訓練中親手實踐過，就會有較深印像，將來工作中就可以很快回憶起此前學過的知識。特別是對工科教育而言，僅僅靠理論課是培養不出撥尖創新人纔和卓越工程師的，一定要重視工程訓練！

其次，工程訓練要體現時代特征，用領先的理念、前沿的技術、的應用來支撐人纔培養。現在社會需求變化非常快，一些行業的技術革新和科技創新發展速度超過了高校。高水平大學要引領發展，一定要教給學生前沿的技術，要讓大學生盡可能早地在校內接觸的應用。要把企業的一些優秀成果和理念搬到課堂，請企業家、傑出工程師到課堂給學生授課，與學生交流、互動；要把前沿科技吸納到學校，將一些先進技術融入工程訓練，顛覆對制造技術的傳統認識，體驗前沿科技帶來的生產力革命。這樣，可以讓參加工作以後纔有機會接觸的新技術、新應用，在大學階段就能提前實踐，從而激發大學生去思考、去領悟、去鑽研。

後，工程訓練要盡可能把原來主要面向理工科的工程實踐教學，開發成通識體驗課，面向全校所有學科開放。醫科生、文科生也可參加工程訓練，身臨其境地了解制造業的發展歷程及其與各領域的融合，了解制造業從業人員必須具備的工匠精神、敬業素質、工程倫理。

在我的理解上，工程訓練既是工程實踐，又是思維訓練，兩者要結合起來，缺一不可。要努力營造一個開放的、創新的實踐環境，讓學生在工程訓練中提升工程素養，強化質量意識，培養繫統思維。

工程訓練還要加強針對性。傳授專業知識時，可以針對不同年級、不同專業學生設計不模塊。例如，一、二年級本科生的工程實踐教學，並不一定要求他們馬上掌握一些十分深奧的專業知識原理，也不要求他們必須理解加工工藝背後的具體算法和模型，但要有意識地讓他們建立相應的概念和興趣。總的來說，作為重要的實踐育人環節，工程訓練要著力培養大學生的工程觀、質量觀、繫統觀。

2.工程觀要面向問題、面向需求、面向應用

問：您剛纔談到了工程訓練要著力培養大學生的工程觀、質量觀和繫統觀。請問，如何理解工程觀？如何培養大學生的工程觀？

邵：以前一講創新，就講科學創新，就講技術創新。現在我們認識到，創新實踐應在科學、技術、工程三個層面同時發力。本質上講，科學、技術、工程三者是不同類型的創造性活動，有著不同的發展規律。科學、技術、工程對人的能力、素質要求是不一樣的。

目前比較普遍的是，大學課堂上注重講授科學、技術原理，實驗室裡也追求基礎和前沿技術的創新，這些固然是大學的主要使命，但不可忽視的是，工程層面的創新實踐教育，還未引起足夠重視，工程觀的培育和熏陶，還著力不夠。

樹立學生的工程觀，提升工程素養，首先要建立起面向問題、面向應用、面向現實需求的意識。重要的工程素養是能發現問題和提出解決問題的方案。什麼叫工程？按狹義的理解，工程是一種有組織的造物活動。例如，造出一條產線、蓋好一幢建築、安裝好一個大型科學裝置(如FAST)。如何把一個毛坯加工成具有特定功能的零件？從工程角度講，就是要知道針對這種材料，通過哪些工藝去一步步地逼近，終得到結構、功能、性能達到要求的零件。工程素養就是解決問題的能力。

工程觀，要有“可靠性”意識。產品的可靠性包括產品的適用性、耐久性、安全性等。產品在設計壽命內應能穩定地實現設計功能，故障少。

工程觀，要有成本意識。科研技術人員在和企業家交流時，不能隻談項目的科學原理、算法等，必須意識到，企業既追求產品的先進性、適用性，也追求產品的性價比，控制產品的成本等。工程是人類有組織地綜合運用多門科學技術進行大規模改造世界的活動，它除了要考慮技術的先進性和可行性，還要考慮成本和質量，做到經濟、實用、美觀。

工程觀，要有效率意識。制造廠商必須快速響應市場、響應用戶需求，纔能贏得競爭。如手機生產廠每隔半年甚至幾個月就要推出新產品，汽車制造商每年要推出新的車型。這裡面實質上有設計、制造周期的問題。“並行工程”是很好的指導原則。產品開發人員從設計開始就要考慮產品壽命周期的全過程，在滿足功能、性能的前提下，設計的產品要易於制造、便於裝配，還需要考慮使用過程中方便維護乃至回收處理。

工程觀，要善於使用先進的工具並充分發揮其效用。通過應用數字化樣機、仿真分析、增強現實等技術，加快設計，及時改進，並讓潛在的設計錯誤、用戶可能不滿意的方面等盡早在虛擬仿真中暴露出來，提前改進。這樣，可以大量減少產品的缺陷。

培養大學生的工程觀，就是要在工程訓練中強調這些理念並盡可能地設計一些實踐體驗環節。當然，前提是要讓大學生有足夠的工程訓練時間。

3.質量觀要面向競爭，聚焦產品性能

問：那麼，什麼是質量觀？如何在工程訓練中培養學生的質量觀呢？

邵：質量觀要面向競爭、聚焦性能，其核心是要樹立競爭意識、市場意識。

產品的核心要素首先是質量。從宏觀層面講，質量為先，就是把質量作為建設制造強國的生命線，以質量引領制造業發展，將質量提升作為制造業發展的優先工作，推動制造業走以質取勝的發展道路。

高質量很大程度來自市場壓力和競爭意識。因為你的競爭對手也在生產類似產品。如何超過競爭對手？終靠的是產品的質量。

當今世界，“德國制造”是高質量的代名詞。但“德國制造”的光環並非與生俱來。從歷史上看，“德國制造”經歷了由弱到強、由辱到榮的蛻變過程。德國工業發展早期，采用仿造英、法等國產品的做法，廉價銷售衝擊市場，遭到工業強國的唾棄。1876年費城世博會上，“德國制造”被評為“價廉質低”的代表。那之後，德國意識到，要贏得競爭，必須靠質量而非價廉。德國人不斷將質量觀融入血液，緊緊抓住國家統一和第二次工業革命的戰略機遇，改革創新，銳意進取，通過對傳統產業的技術改造和對產品質量的嚴格把關，大力發展鋼鐵、化工、機械、電氣等制造業和實體經濟。“德國制造”完成華麗蛻變，德國在一戰前躍居世界工業強國之列。

在建設制造強國、推進經濟高質量發展、實現中華民族偉大復興的進程中，我們必須進一步加強對“質量強國”戰略的認識——質量是制造業的核心競爭力，隻有靠質量，產品纔能贏得市場。

工程訓練要著力培養大學生的質量觀，將質量意識落實到學生工程訓練的各個環節和所做的每件產品之中。要讓大學生理解，產品質量的形成過程就是設計、制造、裝配的過程，每個環節都不能出問題，否則一定會影響到終產品的質量。

今天的工程訓練，要讓學生掌握更深層次的質量內涵。對機加工零件而言，質量不光有尺寸、公差、表面粗糙度等要求，還有性能、材料特性等多方面的要求。我們以前參加工程訓練(那時候還叫作“金工實習”)，把作品，比如小錘子做出來，拿著遊標卡尺一量，尺寸多少，公差符合要求，就可以了。但現在我們要告訴學生，這個產品的品質還涉及顯微裂紋、應力集中等。要建立起幾何形貌、微觀組織、力學特性的概念。今天的工程訓練，要讓學生更深入地檢測自己做的零件，不僅宏觀上做到“控形”——產品的幾何形貌要達標，這是基本的；而且微觀上做到“控性”——產品的微觀組織、力學特性也要達標。要讓學生建立“控形控性”認知。當然，工程訓練中心要提供或借助科研實驗室提供必要的檢測手段。

我希望今天的學生在做工程實訓產品的時候，跟三十多年前我們的制作觀念有所不同；雖然產品是一樣的，材料是一樣的，工藝可能也是一樣的。我們當年主要是看尺寸是否達到了、倒角是否都有、螺紋能不能被擰進去。今天的學生還應該理解產品質量更深層次的內涵，做出的產品是否經久耐用，還取決於其他一些重要因素。建立這種認識的學生將來走向社會、進入企業，一定會帶來積極的變化和促進作用。

4.繫統觀要強調綜合優化、整體效益

問：傳統工程實踐教學中，繫統觀強調得不多。但現代工業生產繫統復雜，通常是大規模生產模式，樹立繫統觀也是當代大學生的素養。在學校工程訓練課程中如何加強繫統觀教學呢？

邵：要培養學生的繫統思維，讓他們知道，解決一個工程問題，需要具備多學科知識。比如，怎麼焊好汽車“白車身”？不是說有了激光器、工業機器人，就能把車身焊接出來；這裡面還涉及焊接工藝優化、工裝夾具定制、焊縫質量在線檢測、自適應控制技術等繫列問題，涉及機械、材料、光學、控制、力學等多學科。解決復雜工程問題的方案通常是繫統層面的。

還要培養學生大工業生產背景下的繫統觀。大學工程訓練一般以離散型制造訓練為主，當然也有涉及流程型制造訓練的。離散型制造業生產過程復雜，產品種類繁多，工藝路線和設備使用靈活，車間形態多樣，運營維護復雜。工程訓練中，要盡可能讓學生了解：在現代化大規模生產、大批量產品制造中，計劃、調度、執行、反饋，如何無縫對接、一體優化？如何做到產品多而不亂、生產忙而有序？工程訓練中心車間布局的生產線涉及多個工序，如何在優化每道工序的基礎上追求產線的綜合優化？片面追求單一工序的化很可能導致整體“生產過程”效率下降。要建立精益生產等概念，還要實踐體驗遠程控制、在線檢測、運行優化、節能環保、人機共融等新技術。我們培養卓越工程師，腦子裡一定要有繫統觀，而不僅僅是懂機床操作。

繫統觀也包括責任觀，要考慮全鏈條，考慮社會效益。比如，某些高速高精加工工藝能生產高品質的復雜產品，但其加工過程能耗很高，污染排放也嚴重，綜合來看，其整體效益並非化。我們不一定讓學生懂得生產過程的每個環節，但是要讓學生學會思考：當一個方面有所改善時，會不會增加其他方面的損耗或影響？要讓學生有一定的繫統思維能力，建立全鏈條整體效益分析意識。

培養人文情懷對建立繫統觀很有幫助。小到錘子、大到產線，我們要做到每件產品都是“藝術精品”。繫統觀需要科技與人文交融，講究人與社會、生態、環境和諧發展。這方面，不少大學已有積極的探索和實踐。

5.工程訓練要舍得投入，形神兼備

問：不少高校都在深化工程實踐教育改革，推進工程訓練實踐平臺建設。您認為，在工程訓練實踐平臺建設升級過程中，要注意哪些方面？

邵：工程訓練，要舍得讓學生動手，讓學生操作。工程訓練實踐教學一定要舍得投入，包括軟硬件設備，尤其是耗材，一定要真刀實槍、真材實料地開展工程訓練。我認為，生均實踐耗材投入是衡量一所高校是否重視實踐教學的重要指標。考核一所高校重不重視教學、重不重視實踐環節：要看它真正用在學生身上的實踐耗材數量是多少；要看學校財務報表，每年學生實踐耗材究竟花了多少錢；學校的實踐教學，到底是學生人人都動手，或是幾名、幾十名學生分組動手，還是老師演示給學生看；金屬切削，到底是真材實料，還是用蠟模、木頭等代替金屬。用蠟模、木頭等做作品，可以初步建立起加工的概念，但很難樹立前面所說的質量觀。隻有真正保障實踐教學經費投入，支持學生真實踐，允許學生去試錯，學生纔能盡快真正掌握知識，練就過硬本領。

工程訓練實踐平臺建設要做到“形神兼備”。“形”就是讓學生對現代大工業生產甚至智能制造的形態有感官認識，能看到現代化生產或者說一定規模的生產是怎麼組織的，是由哪些部分構成的。車銑磨、鑄鍛焊、增材制造、特種制造、加工中心、工業機器人、AGV自動導引運輸車(automated guided vehicle)。、制造執行繫統等，這些都要有。工程訓練面向不同專業，實踐平臺建設不可能面面俱到，但也不能太膚淺，要有一定深度，也就是說，要有“神”。“神”就是形態背後的“內涵”，“內涵”纔是真正需要教給學生的東西。工程訓練實踐課程及平臺建設，要花更多心思在內涵建設上。

工程訓練培養學生，一方面不能本末倒置，“智能制造”“大數據”“雲平臺”等名詞滿天飛，隻講一點概念，什麼都“不接地氣”，偏離了工程訓練的初心；另一方面也不能“老氣橫秋”，還是二三十年前的教學方案，還是車銑刨磨鉗做一把錘子，要緊跟科技革命和產業變革的時代步伐。具體來講，以智能制造為例。智能制造的主體在於制造，主導在於智能；制造追求的是產品的品質、生產成本的控制，以及上市的周期等。“智能”是為“制造”服務的，而制造的“魂”就是質量。因此，大數據、物聯網也好，雲計算、人工智能也罷，這些概念要在工程訓練實踐體繫有所體現；但是，一定要讓學生樹立這樣的觀念：這些新技術的應用，是為產品的品質、成本、周期服務的。對工科學生而言，工程訓練首先要培養專業知識能力，不能說面向智能制造高端人纔培養，學生卻不知道什麼是銑的工藝，什麼是磨的工藝。再怎麼智能，再怎麼工序復合，也是基於專業知識的綜合集成。學生參加工程訓練，首先要落腳到對工藝特點的認知上。

大學開設許多專業課程，特別是機械大類學生可能還要修讀“機械設計”“金屬工藝學”“機械制造基礎”等課程。大學要考慮將某些專業課程或者專業課程的部分環節挪到工程訓練中心現場上去，與現場裝備的演示結合起來。一些復雜的理論知識、枯燥的結構原理、多樣的運動方式，到工程訓練中心現場一看就知道了。現場教學比黑板板書、播放課件(PPT)或視頻教學有效得多。工程訓練實踐平臺要同時為專業課程教學服務。

大學科研平臺、重點實驗室、工程中心的裝備設施，要盡可能都納入工程訓練實踐體繫。這些高端裝備都要向學生開放。當然，不一定是讓學生動手操作這些裝備。可以由專業人員操作，向學生演示講解，讓學生開眼界、長見識。高水平大學要讓所有學生享受到好的科研資源所帶來的教育要素，要讓的科研成果、的科研手段，服務於人纔培養。

著名教育家、原華中工學院老院長朱九思曾說過，“科研是源，教學是流。”這個觀點到現在都不過時！高校一定要重視科研成果向教學成果的轉化，教學要反映科研成果，這樣纔能與時俱進、不誤人子弟。

6.智能制造工程訓練的“三國六化一核心”

問：不少高校在以智能制造為特征建設新一代工程實踐創新中心。您認為，智能制造工程訓練的特點是什麼？

邵：我在牽頭承擔幾個全國智能制造試點示範項目時曾總結了“三國六化一核心”，可供工程實踐創新中心參考。

“三國”是指采用國產智能裝備、國產數控繫統、國產工業軟件。習近平總書記指出：“新時代的中國青年要以實現中華民族偉大復興為己任，增強做中國人的志氣、骨氣、底氣”。我們要有信心使用國產軟硬件，看到我國取得的成就並用上自主成果，同時也要了解與國外先進技術之間的差距，激發科技自立自強的信心和勇氣。

“六化”是指實現裝備自動化、工藝數字化、生產柔性化、過程可視化、信息集成化、決策自主化。我們建設智能產線、智能車間，就是運用各種數字化、智能化手段實現這“六化”，當然還要實現“綠色化”。在以智能制造升級改造工程訓練實踐平臺時，要讓學生有機會實踐並體驗這些應用。

“一核心”是指智能工廠大數據。企業制造過程產生了很多數據，要善於挖掘、分析大數據背後隱藏的規律，這纔是核心——“懂得如何做(knowhow)”。在智能制造工程訓練中，要讓學生學習對制造大數據的挖掘和分析。

新工科建設不能丟掉魂，要重視對學生的工程觀、質量觀、繫統觀的培養，扎實推動工程實踐教育高質量發展，加大對工程訓練課程體繫和實踐平臺的改造建設，提高學生的工程素養，強化質量意識，建立繫統思維，培養一大批歷史使命與專業精神兼具、堪當民族復興重任的時代新人。