地方高校傳統(tǒng)機械類專業(yè)新工科轉(zhuǎn)型發(fā)展的人才培養(yǎng)模式探索與實踐

尚會超 王潔 付曉莉

[摘 要]針對當(dāng)前國內(nèi)外新經(jīng)濟快速發(fā)展對機械類專業(yè)人才的需求變化，解決傳統(tǒng)機械類專業(yè)發(fā)展中存在的問題，實現(xiàn)與新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)、新需求相適應(yīng)的新工科轉(zhuǎn)型發(fā)展，對此，該文基于“融合創(chuàng)新”的新工科建設(shè)途徑進行了探索與實踐。通過理念融合、專業(yè)融合、課程融合、培養(yǎng)模式融合、創(chuàng)新實踐融合等途徑，達到新工科特色方向凝煉與特色實踐平臺建設(shè)的創(chuàng)新，推動傳統(tǒng)機械類專業(yè)的新工科轉(zhuǎn)型升級目標(biāo)實現(xiàn)。經(jīng)過實踐，研究對象專業(yè)的新工科轉(zhuǎn)型發(fā)展取得了顯著成效。

[關(guān)鍵詞]新工科;機械類;轉(zhuǎn)型發(fā)展

[中圖分類號] G642.0[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）44-0-03[收稿日期] 2020-04-10

一、引言

當(dāng)前，世界范圍內(nèi)新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命加速進行，綜合國力競爭愈加激烈。國家實施“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“人工智能”等重大戰(zhàn)略并推進“一帶一路”合作倡議，以“新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)”為特點的新經(jīng)濟發(fā)展日新月異，這種快速發(fā)展對具備更高的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的新型工科人才支撐需求迫切[1]。機械類專業(yè)作為傳統(tǒng)工科專業(yè)，是不少地方工科院校的傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)，但是面對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的沖擊，如果不能快速轉(zhuǎn)型升級發(fā)展，那么在新經(jīng)濟形勢下，必將在學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量、畢業(yè)生創(chuàng)新能力與工程實踐能力、畢業(yè)生就業(yè)領(lǐng)域、招生宣傳、校企合作等多方面出現(xiàn)困難和問題，影響到學(xué)科和專業(yè)的長遠發(fā)展。

本文以中原工學(xué)院的機械類專業(yè)為研究對象，針對當(dāng)前國內(nèi)外新經(jīng)濟快速發(fā)展對機械類人才的需求變化，充分考慮專業(yè)類兼顧機、電、管、藝學(xué)科領(lǐng)域，并具有紡織行業(yè)特色的特點，以專業(yè)認證“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進”的質(zhì)量理念和新工科“創(chuàng)新型、綜合化、全周期”的工程教育理念重塑各專業(yè)人才培養(yǎng)體系，通過對學(xué)科通識教育與專業(yè)教育、分專業(yè)課程體系與交叉課程模塊、常規(guī)人才培養(yǎng)模式和訂單式項目式校企協(xié)同育人、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與“以賽促能”實踐、傳統(tǒng)課堂教育與線上線下混合式教學(xué)等教育教學(xué)要素的融合創(chuàng)新，促進新工科元素與傳統(tǒng)工科特色方向的相互融合，最終推動新工科特色方向凝煉與特色實踐平臺建設(shè)的創(chuàng)新，實現(xiàn)傳統(tǒng)機械類專業(yè)的新工科轉(zhuǎn)型升級目標(biāo)。

二、地方高校機械類工科專業(yè)現(xiàn)狀

在“新工科建設(shè)”的分類規(guī)劃實施中，地方本科院校與工科優(yōu)勢高校、綜合性大學(xué)相呼應(yīng)，但在師資力量、教學(xué)設(shè)施、經(jīng)費支持、生源質(zhì)量等方面均無法與另兩者相比，在教育理念、培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)模式、國際化等方面也存在較大差距[2]。

本文的研究對象—中原工學(xué)院機電學(xué)院是在原鄭州紡織工學(xué)院機械系基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，帶有較為濃厚的紡織機械行業(yè)背景。目前開設(shè)機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程、車輛工程、工業(yè)設(shè)計等4個機械類本科專業(yè)和工業(yè)工程1個近機類專業(yè)。其中機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為國家級綜合改革試點專業(yè)、國家級特色專業(yè);工業(yè)設(shè)計專業(yè)為河南省特色專業(yè)。各專業(yè)傳統(tǒng)的培養(yǎng)方向包括機械制造工藝及裝備、紡織機械、機電測控、汽車設(shè)計與制造、車間優(yōu)化管理、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計等。實驗教學(xué)平臺建有河南省實驗教學(xué)示范中心2個，河南省虛擬仿真實驗教學(xué)示范中心1個，實驗儀器硬件條件良好。招生生源面向全國，本省生源占一半左右。就業(yè)去向除了本省企業(yè)外，多集中在東部沿海的江浙、山東和南方的深圳、珠海等地，就業(yè)率在學(xué)校排在前列。

雖然近年來隨著學(xué)校的發(fā)展，專業(yè)類在專業(yè)建設(shè)方面也取得了一些成果，但仍存在不少問題，主要表現(xiàn)在：人才培養(yǎng)和教育理念相對滯后，工程教育專業(yè)認證和國際化教育工作遲鈍;面向“大工程觀”的課程體系建設(shè)不夠完善;“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“智能制造”為代表的新思維在課程內(nèi)容中體現(xiàn)不足;學(xué)科專業(yè)間知識交叉融合不足，學(xué)生工程實踐能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)不夠;“學(xué)習(xí)為中心”的教學(xué)模式改革不夠深入;信息化技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用不夠廣泛;融合新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的專業(yè)特色實踐平臺較少;具備高的工程素養(yǎng)、實踐教學(xué)能力、學(xué)科交叉融合能力的雙師型師資緊缺等。

三、新工科轉(zhuǎn)型發(fā)展的途徑探索與實踐

為了解決上述專業(yè)發(fā)展中存在的問題，實現(xiàn)與新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)、新需求相適應(yīng)的傳統(tǒng)機械類專業(yè)的新工科轉(zhuǎn)型，我們開展了如下的“融合創(chuàng)新”途徑探索與實踐。

（一）融合專業(yè)認證“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進”的質(zhì)量理念和新工科“創(chuàng)新型、綜合化、全周期”的工程教育理念，加強思想認識與教育理念

持續(xù)開展“學(xué)生中心，成果導(dǎo)向，持續(xù)改進”的質(zhì)量理念的貫徹實施[4]，對機自、機電、車輛三個專業(yè)依據(jù)機械工程類專業(yè)國際認證標(biāo)準和機械類專業(yè)補充標(biāo)準，對工業(yè)設(shè)計和工業(yè)工程專業(yè)按照國家本科專業(yè)質(zhì)量標(biāo)準要求并參考國內(nèi)優(yōu)勢專業(yè)院校培養(yǎng)方案，進一步優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)標(biāo)準，重構(gòu)課程體系結(jié)構(gòu)，重點是構(gòu)建核心課程評價指標(biāo)體系。按照新工科“創(chuàng)新型、綜合化、全周期”的要求，通過培養(yǎng)方案的制定、教學(xué)大綱的撰寫、線上線下混合式教學(xué)改革、加強過程性考核制度的推行，推動專業(yè)認證理念在機械類專業(yè)得到全面的貫徹和實施。

（二）融合基于大類培養(yǎng)的學(xué)科通識教育和因材施教的專業(yè)教育，加強機—電—管—藝學(xué)科交叉，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

在人才培養(yǎng)的前三個學(xué)期實施機械類（機自、機電、車輛）專業(yè)大類培養(yǎng)，打通專業(yè)類基礎(chǔ)課程平臺，為學(xué)生奠定機械工程學(xué)科良好的理論基礎(chǔ)。大一開設(shè)機械工程概論課程，加強學(xué)科通識教育，為學(xué)生專業(yè)分流和專業(yè)階段因材施教打下良好基礎(chǔ)。專業(yè)階段推動機械類的選修課程平臺建設(shè)，將智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新工科元素融入課程內(nèi)容。加強工業(yè)設(shè)計、工業(yè)工程專業(yè)的機械工程基礎(chǔ)課程優(yōu)化整合。推動工業(yè)設(shè)計專業(yè)向綠色、智能、協(xié)同設(shè)計方向發(fā)展;推動工業(yè)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能車間管理等新技術(shù)的對接。加強主要專業(yè)基礎(chǔ)課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)，推動教育信息化在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用。加強機—電—管—藝學(xué)科專業(yè)之間的交叉融合，開設(shè)院內(nèi)交叉課程模塊，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

（三）融合常規(guī)人才培養(yǎng)模式和訂單式/項目式人才培養(yǎng)模式，加強校企合作協(xié)同育人，提高學(xué)生工程實踐能力

加強對地方產(chǎn)業(yè)和相關(guān)行業(yè)機械類工程科技人才的需求調(diào)研，掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展最新的人才需求和未來發(fā)展方向，研究專業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的適配性，立足地方高校服務(wù)地方經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的基本要求，梳理人才培養(yǎng)新觀念，打破以課堂教學(xué)為中心的教學(xué)方式，強化企業(yè)育人作用。加強與行業(yè)企業(yè)的育人合作，針對工程類專業(yè)（機自、機電、車輛）、設(shè)計類專業(yè)（工業(yè)設(shè)計）、管理類專業(yè)（工業(yè)工程）分別探索校企合作人才培養(yǎng)的“訂單式課程”“設(shè)計項目合作”“管理項目合作”等不同的培養(yǎng)模式探索，加強聯(lián)合育人過程中的培養(yǎng)方案優(yōu)化、管理制度完善和深度校企協(xié)同。積極承擔(dān)教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目，利用企業(yè)資源建立一批師資培訓(xùn)基地和學(xué)生實踐基地平臺。

（四）融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與以賽促能實踐活動，全面實施“六個一工程”，提高學(xué)生理實結(jié)合與協(xié)同創(chuàng)新能力

進一步推廣實施河南省教育教學(xué)改革項目《“以賽促能”創(chuàng)新實踐培養(yǎng)平臺建設(shè)及管理模式研究與實踐》成果，全面實施“六個一工程”：完善一個體系—實踐教學(xué)體系;構(gòu)筑一個平臺—“以賽促能”機制下的創(chuàng)新實踐培養(yǎng)平臺;建立一個系統(tǒng)—“學(xué)科競賽”綜合系統(tǒng);培養(yǎng)一個團隊—實踐教學(xué)指導(dǎo)教師團隊;獲得一批成果—具有代表性的高水平學(xué)科競賽獎;實現(xiàn)一個目標(biāo)—培養(yǎng)學(xué)生基于工匠精神的創(chuàng)新能力。對專業(yè)導(dǎo)師制的執(zhí)行過程進一步加強組織優(yōu)化，提高有效指導(dǎo);對創(chuàng)新工作室、學(xué)科競賽的成員選拔與團隊組建堅持跨學(xué)科、專業(yè)、班級，引導(dǎo)學(xué)生知識交叉、團隊合作、協(xié)同創(chuàng)新。

促進新工科元素與傳統(tǒng)工科特色方向的相互融合，最終推動新工科特色方向凝煉與特色實踐平臺建設(shè)的創(chuàng)新

針對不同專業(yè)特點，結(jié)合“新工科”要求，增強、引入、融合“中國制造2025”中明確提出的智能制造、高端制造裝備、工業(yè)機器人、激光加工、新能源汽車、“物聯(lián)網(wǎng)”、數(shù)字化車間、綠色設(shè)計、數(shù)字化設(shè)計等相關(guān)技術(shù)、理念和實驗裝備到傳統(tǒng)機械類專業(yè)方向，凝煉培育機械類專業(yè)新工科特色方向。依托實驗室建設(shè)、企業(yè)創(chuàng)新實踐基地建設(shè)，為工程教育相關(guān)利益者搭建平臺，打造不同專業(yè)新工科特色實踐平臺。

四、轉(zhuǎn)型探索與實踐取得的效果

（一）專業(yè)認證理念得以貫徹實施

按照專業(yè)認證標(biāo)準制定專業(yè)培養(yǎng)方案，從2017級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，2018級機械類專業(yè)培養(yǎng)方案（含機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程、車輛工程），到2019級機械類、工業(yè)設(shè)計、工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)方案和課程大綱，經(jīng)過三年時間，專業(yè)認證理念在我院5個機械類、近機類專業(yè)貫徹實施。

（二）以賽促能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動取得突出成績

近三年，并院機械類專業(yè)學(xué)生在“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、智能汽車競賽、中國工程機器人大賽、中國智能制造挑戰(zhàn)賽等各類競賽共取得各類國家級競賽獎勵73項、省級競賽獎勵133項。其中在全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、“恩智浦”杯智能汽車競賽全國總決賽、“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽、中國工程機器人大賽等比賽中均取得全國一等獎。學(xué)院推行競賽學(xué)分，院級競賽學(xué)生覆蓋面100%，推行專業(yè)導(dǎo)師制與創(chuàng)新工作室制度，學(xué)生創(chuàng)新實踐能力得到顯著提升。成果被人民網(wǎng)、光明日報、大河報等多家新聞媒體、網(wǎng)站報道。

（三）校企聯(lián)合育人模式探索進一步深入

與深圳明陽電路聯(lián)合開展卓越工程師人才培養(yǎng)，在2018屆、2020屆機自、機電、工業(yè)工程等專業(yè)選拔學(xué)生44名進行訂單式課程培養(yǎng)，人才培養(yǎng)質(zhì)量受到企業(yè)好評。與翔宇醫(yī)療合作開展卓越設(shè)計師人才培養(yǎng)，工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生連續(xù)兩年在企業(yè)開展暑期設(shè)計實踐，開發(fā)設(shè)計作品數(shù)十項，部分作品轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品參加了國際醫(yī)療設(shè)備展，合作申報河南省智能康復(fù)設(shè)備創(chuàng)新中心并取得成功。專業(yè)教師還承擔(dān)教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目9項，建成了一批師資培訓(xùn)基地和學(xué)生實踐基地平臺。

（四）機電管藝學(xué)科專業(yè)交叉融合初見成效

為促進機、電、管、藝學(xué)科專業(yè)交叉融合，2019年起在機電學(xué)院5個本科專業(yè)分別設(shè)立交叉課程模塊，充分融入先進制造技術(shù)、現(xiàn)代測量技術(shù)、現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車等新經(jīng)濟、新技術(shù)元素，鼓勵各專業(yè)學(xué)生交叉選課，拓寬專業(yè)領(lǐng)域和知識面，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。2019年度，機電學(xué)院內(nèi)部交叉模塊選課學(xué)生達到398人次。在挑戰(zhàn)杯、互聯(lián)網(wǎng)+、機械設(shè)計創(chuàng)新、智能汽車、工程能力訓(xùn)練、高教杯制圖大賽等全國大賽中，我院學(xué)生多是跨專業(yè)聯(lián)合組隊，專業(yè)交叉融合的團隊效應(yīng)初步顯現(xiàn)。

（五）新工科特色方向與實踐平臺融合創(chuàng)新取得階段成果

機自專業(yè)打造“精密制造+非織造裝備”特色方向，建立鄭紡機先進紡織裝備實踐基地。機電專業(yè)打造“工業(yè)機器人+激光增材制造”特色方向，建立浙江大學(xué)山東棗莊工研院實踐基地。車輛專業(yè)打造“新能源汽車+汽車電子”特色方向，建設(shè)森源鴻馬和躍博電器實踐基地。工業(yè)工程專業(yè)打造“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)+車間信息化”特色方向，建立鄭州女褲企業(yè)踐基地。工業(yè)設(shè)計專業(yè)打造“產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計+康復(fù)醫(yī)療”特色方向，建立安陽翔宇醫(yī)療實踐基地。

五、結(jié)論

本文對傳統(tǒng)機械類專業(yè)的新工科轉(zhuǎn)型升級進行研究，給出了傳統(tǒng)機械類專業(yè)新工科轉(zhuǎn)型發(fā)展的思路與實現(xiàn)途徑，從“融合創(chuàng)新”的角度，將工程教育專業(yè)認證的質(zhì)量理念與新工科的工程教育理念相結(jié)合，以提高學(xué)生完成實際工程項目，解決復(fù)雜工程問題能力為目標(biāo)，突出學(xué)生中心地位和綜合能力培養(yǎng)，交叉融合新工科元素到傳統(tǒng)機械類工程教育各要素，使之能夠互補匹配、互相支撐，從而在專業(yè)特色凝煉與實踐平臺建設(shè)中實現(xiàn)整體性、系統(tǒng)性的質(zhì)量提升。通過三年來的實踐，在研究對象專業(yè)建設(shè)中取得了明顯的效果，兩個專業(yè)獲批河南省首批一流本科專業(yè)建設(shè)點，一個專業(yè)獲得省級專業(yè)評估第一名，取得相關(guān)省級教學(xué)工程項目和教學(xué)成果8項，機械類各專業(yè)的新工科特色凝練與特色實踐平臺建設(shè)取得階段性成果。

參考文獻

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