應(yīng)用型本科高校機(jī)電類專業(yè)學(xué)生能力發(fā)展體系構(gòu)建

王 超，徐本連，趙彩虹

（常熟理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

區(qū)域經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展需要大量具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型、應(yīng)用型工程技術(shù)人才。多學(xué)科的深度交叉融合對于學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力提出了更高的要求，“以學(xué)生為中心”的教育理念指出僅僅依靠師資團(tuán)隊的融合不能有效發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，阻礙了工程實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師在任務(wù)驅(qū)動教學(xué)中遭遇的實施與設(shè)計有較大落差等困境，能夠促進(jìn)教師通過不斷的反思和打磨中有效增強(qiáng)了教學(xué)、教研能力[1]。因此，協(xié)同學(xué)生、教師和企業(yè)工程師的“人—課程—工程平臺”相比傳統(tǒng)的“師資—課程—平臺”更利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。其次，傳統(tǒng)的“師資—課程—平臺”改革下，三者離散及關(guān)聯(lián)性差，系統(tǒng)性缺失將帶來人才培養(yǎng)偏離培養(yǎng)目標(biāo)的問題[2]。課程群的劃分模式能夠準(zhǔn)確定位不同層次的能力培養(yǎng)目標(biāo)[3]，但創(chuàng)新課程群和職業(yè)出口課程群中實踐工程能力的培養(yǎng)舉措仍然缺乏對“人—課程—工程平臺”的有機(jī)融合與動態(tài)調(diào)整。

在機(jī)電類應(yīng)用型人才培養(yǎng)中，面向產(chǎn)業(yè)確定機(jī)電類人才核心能力開展能力主線的人才培養(yǎng)模式設(shè)計是眾多高校常見的做法。江蘇科技大學(xué)袁明新等[4]以機(jī)械類應(yīng)用型人才的能力為導(dǎo)向，為教師和學(xué)生樹立了清晰的能力目標(biāo)，有效解決了學(xué)分學(xué)時的壓縮問題。同時，加強(qiáng)能力提升層次感更加有利于寬口徑的人才培養(yǎng)，實現(xiàn)人才的多類型輸出。南京航空航天大學(xué)徐峰等[5]圍繞機(jī)械工程專業(yè)構(gòu)建了階梯式、模塊化的知識體系，所設(shè)計“一體兩翼”的實踐教育體系能夠多層次、多模式地培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和能力。但應(yīng)用型人才工程能力的培養(yǎng)中，面向產(chǎn)業(yè)的要求對實踐教學(xué)體系設(shè)計提出了更高的要求，凸顯在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的崗位能力與學(xué)生培養(yǎng)能力不相匹配且學(xué)生實際能力較為單一[6]。

發(fā)達(dá)國家通常以學(xué)生就業(yè)為目的，在校企協(xié)同育人模式上進(jìn)行了比較全面的探索，具代表性的主要有德國的“雙元制”、英國的“工學(xué)交替”、澳大利亞的“TAFE”及新加坡的“教學(xué)工廠”等。我國的校企合作教育起步較晚，多數(shù)產(chǎn)教融合僅能發(fā)揮有限的作用，問題主要體現(xiàn)在企業(yè)方面主導(dǎo)性差、參與人才培養(yǎng)周期比例較小、僅僅停留在解決用人需求的基礎(chǔ)上等。同時，學(xué)校方面往往依據(jù)學(xué)科優(yōu)勢規(guī)劃專業(yè)發(fā)展、畢業(yè)生質(zhì)量與企業(yè)需求存在偏差、師資力量缺少工程背景、衡量專業(yè)強(qiáng)弱脫離人才市場等問題[7]。協(xié)同育人的融合培養(yǎng)深度問題主要存在于很多簽訂共建實習(xí)基地的企業(yè)出于自身生產(chǎn)計劃和安全管理的因素在協(xié)同育人過程中往往停留在淺層次的實踐培養(yǎng)，學(xué)生難以體驗最真實的工程過程[6]。體驗真實的工程過程是促成學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域能夠追求、堅持和努力的決定性因素，西雅圖大學(xué)Han 等[8]研究發(fā)現(xiàn)在學(xué)生與行業(yè)工程師一起開展項目的經(jīng)歷能夠較大程度增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的歸屬感。江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫玲等[9]探索的校企雙主體的人才培養(yǎng)模式中，由教師、人力資源專家和企業(yè)工程師共同參與課程開發(fā)，并通過企業(yè)文化、職業(yè)素養(yǎng)、崗位技能和專業(yè)課程等工程師授課方式較好地實現(xiàn)了校企互融。

綜上所述，“人—課程—工程平臺”體系的設(shè)計中應(yīng)以產(chǎn)教融合作為出發(fā)點，抓住企業(yè)和學(xué)生的能力需求，通過構(gòu)建學(xué)生、教師、工程師的共同體，針對地方區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)優(yōu)化課程體系、逐步完善平臺，促進(jìn)人、課程、工程平臺的協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、打造非并行、分布式學(xué)生多能力體驗鏈

本研究結(jié)合作者所承擔(dān)的專業(yè)建設(shè)工作進(jìn)行了探索和實踐，通過團(tuán)隊融合、課程重構(gòu)、平臺優(yōu)化三個抓手，以產(chǎn)教融合協(xié)同育人工作為主體，促進(jìn)非并行、分布式的學(xué)生能力提升，以解決地方高端裝備制造業(yè)蓬勃發(fā)展與地方機(jī)電類應(yīng)用人才培養(yǎng)不匹配的人才市場現(xiàn)狀。非并行、分布式學(xué)生多能力體驗鏈的實現(xiàn)路徑如圖1 所示。結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求的達(dá)成度評價、合作企業(yè)的崗位能力需求、學(xué)生發(fā)展需求，專業(yè)在人才培養(yǎng)方案制訂的同時明確了能力目標(biāo)，根據(jù)師資隊伍的實際情況及平臺現(xiàn)狀，“人—課程—平臺”聯(lián)動調(diào)整并分別針對不同類別學(xué)生的能力發(fā)展目標(biāo)形成了非并行、分布式的培養(yǎng)平臺。培養(yǎng)平臺中除了專業(yè)師生以實踐任務(wù)、學(xué)科競賽、科創(chuàng)項目等所驅(qū)動的課程與實踐外，注重加強(qiáng)與企業(yè)的產(chǎn)教融合，個性化設(shè)置的協(xié)同育人方案進(jìn)一步彌補(bǔ)了原人才培養(yǎng)方案多元化培養(yǎng)的不足，為各平臺的深度產(chǎn)教融合提供了保障。

圖1 非并行、分布式學(xué)生多能力體驗鏈的實現(xiàn)路徑

（一）“人—課程—工程平臺”融合設(shè)計與關(guān)聯(lián)

在非并行、分布式學(xué)生多能力體驗鏈的構(gòu)建中，“人—課程—工程平臺”體系是切實發(fā)揮育人功能的關(guān)鍵，因此需要完善的頂層設(shè)計。為構(gòu)建一個健康循環(huán)的系統(tǒng)，專業(yè)緊跟學(xué)院的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，以團(tuán)隊融合、課程重構(gòu)和平臺優(yōu)化作為主要調(diào)整變量，促成所培養(yǎng)學(xué)生能力適應(yīng)社會、行業(yè)和企業(yè)需求。同時圍繞機(jī)電類專業(yè)的托底核心能力培養(yǎng)，開展“人—課程—工程平臺”融合方式與分類研究：分析各核心課程群及其能力要求，進(jìn)行團(tuán)隊整合，工程平臺完善；考慮人、課程、工程平臺為動態(tài)變量，開展三要素對能力培養(yǎng)冗余性、關(guān)聯(lián)性研究。在能力目標(biāo)與能力評價的偏差分析下，進(jìn)一步強(qiáng)化頂層設(shè)計，抓住三要素的定位與功能，發(fā)揮各自優(yōu)勢，構(gòu)建成了一個自適應(yīng)的健康循環(huán)系統(tǒng)（如圖2 所示）。

圖2 “人—課程—工程平臺”三要素自適應(yīng)健康循環(huán)系統(tǒng)

（二）機(jī)電類托底核心能力的非并行、分布式結(jié)構(gòu)研究

據(jù)美國科羅拉多州立大學(xué)一項研究顯示，在放棄原來孤島式課程體系后，強(qiáng)調(diào)知識整合和主題交織的教學(xué)模式貫穿于整個課程體系有效增強(qiáng)學(xué)生對各課程之間聯(lián)系的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[10]。因此，能力主線的課程群構(gòu)建不僅有利于打破課程壁壘聚焦在核心能力培養(yǎng)，同時也有利于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。針對學(xué)生個性化特點與能力發(fā)展需要，廣泛開展面向第一課堂、第二課堂、企業(yè)的協(xié)同育人項目。在圖3 所示的非并行分布式的機(jī)電類人才培養(yǎng)框架中，在服務(wù)機(jī)器人的特色能力培養(yǎng)中，專業(yè)與蘇州艾吉威機(jī)器人有限公司深度合作，冠名了RoboMaster 機(jī)甲大師蘇州艾吉威隊，所在平臺有力培養(yǎng)了學(xué)生機(jī)械設(shè)計、電控的綜合能力，形成了移動機(jī)器人設(shè)計、制造、控制的特色能力。在托底、核心、特色能力的培養(yǎng)中，進(jìn)一步根據(jù)知識結(jié)構(gòu)的耦合關(guān)系，研究并設(shè)計了多輸入口多輸出口的菜單式、階梯性能力選擇與發(fā)展通道，通過不同層次的體驗場景，構(gòu)建“托底—核心—特色”能力體驗及每一層的基本能力要求。

圖3 機(jī)電類托底核心能力的非并行分布式結(jié)構(gòu)

（三）學(xué)理軸與實踐軸互通的校企協(xié)同育人能力體驗研究

面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理及服務(wù)一線的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的培養(yǎng)過程必須與行業(yè)、企業(yè)結(jié)合，要做到這一點則必須采用協(xié)同育人模式[11]。曼格蘇圖科技大學(xué)Kehdinga[12]指出在第四次工業(yè)革命中，最佳的工程教育來自和社會、行業(yè)、企業(yè)及政府間建立伙伴關(guān)系，工科院校應(yīng)注重建立多學(xué)科聯(lián)合體，關(guān)注學(xué)生的多學(xué)科交叉能力。本研究以學(xué)生能力為本位，研究并優(yōu)化通識基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、必修模塊和選修模塊四個階段路徑，拓展工程認(rèn)知、工程分析、工程綜合與工程協(xié)同四個能力層次，以“產(chǎn)教融合”為橫跨，打通學(xué)理軸與實踐軸的校企協(xié)同育人企業(yè)鏈，所構(gòu)建的“梯形”架構(gòu)如圖4 所示。例如，專業(yè)與通快（中國）有限公司開展的協(xié)同育人項目中，來自企業(yè)生產(chǎn)一線的畢業(yè)設(shè)計課題，綜合訓(xùn)練了學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的專業(yè)理論知識和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的崗位能力。在學(xué)理軸與實踐軸互通的產(chǎn)教融合架構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對性分析企業(yè)與學(xué)生雙方需求與期望的不對稱，不斷調(diào)整協(xié)同育人方案，對生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、就業(yè)一體化進(jìn)行探索和實踐。

圖4 學(xué)理軸與實踐軸互通的產(chǎn)教融合架構(gòu)

二、持續(xù)落實新工科和產(chǎn)教融合

（一）一體化、分布式育人體系的實踐意義

“人—課程—工程平臺”融合方案與優(yōu)化對策，不僅具有能力分級明確、可操作性強(qiáng)等特點，對資源的有效配置也起到了更好的指導(dǎo)作用。同時，將人、課程、工程平臺貼上了統(tǒng)一標(biāo)簽，更有利于功效的發(fā)揮，對人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升、一流課程的產(chǎn)出、專業(yè)建設(shè)的持續(xù)改進(jìn)提供強(qiáng)有力的保障與推動。所構(gòu)建的非并行、分布式的能力培養(yǎng)框架，針對學(xué)生不同能力特點，為學(xué)生們提供了豐富的菜單選擇，改變了過去統(tǒng)一培養(yǎng)模式，有助于學(xué)生個性化與特長發(fā)展，以興趣驅(qū)動提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性與趣味性；對學(xué)生專業(yè)知識運(yùn)用、多維度能力養(yǎng)成、責(zé)任感、歸屬感與綜合素質(zhì)養(yǎng)成有明顯成效，使新工科人才培養(yǎng)在第二課堂得以實現(xiàn)。作為第一課堂、第二課堂的重要補(bǔ)充與組成部分，以產(chǎn)教融合為橫跨，所提出的學(xué)理軸與實踐軸的校企協(xié)同育人企業(yè)鏈，不僅有好的區(qū)域產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)作為支撐，而且也為學(xué)生分布式體驗、“人—課程—工程平臺”融合提供了實際應(yīng)用驗證。

在理念層面上，瞄準(zhǔn)“專業(yè)交叉、平臺共享、聚焦卓越”的建設(shè)思路，特別是“人—課程—工程平臺”有機(jī)融合，對于應(yīng)用型本科機(jī)電類人才培養(yǎng)具有一定的指導(dǎo)意義與借鑒作用。在方法層面上，所采用的分布式、非并行培養(yǎng)模式與“托底—核心—特色”能力架構(gòu)相互呼應(yīng)，這在外圍機(jī)制層面保障了人才培養(yǎng)實施的可操作性與可推廣性。在實施途徑上，對于區(qū)域裝備制造產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)地區(qū)，所研究的學(xué)理軸與實踐軸能夠有效增強(qiáng)校企協(xié)同育人企業(yè)體驗鏈能，并在一定程度上驗證與評價學(xué)生能力達(dá)成度，驗證企業(yè)與學(xué)生的雙方滿意度，這為校企深度合作提供了重要支撐。

（二）未來持續(xù)改進(jìn)工作

聯(lián)合國教科文組織2015 年發(fā)布的《反思教育》（Rethinking Education）報告：世界正在變化——教育也必須改變，這就需要新的教育形式，以培養(yǎng)當(dāng)今日和明日社會、經(jīng)濟(jì)所需要的能力。面向新工科要求的新特征，即引領(lǐng)性、前瞻性、通寬性、交叉性、開放性和實踐性，地方應(yīng)用型本科高校的機(jī)電類人才培養(yǎng)需進(jìn)一步做好以下幾個方面。

（1）突出能力培養(yǎng)主線，面向區(qū)域產(chǎn)業(yè)特點與優(yōu)勢，不斷探索與求解“復(fù)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)”可行性解，以核心課程（群）為觸點，加強(qiáng)構(gòu)建“托底—核心—特色”能力體驗鏈，體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的前瞻性、能力的通寬性。

（2）根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)需求，探索并實施多樣化校企協(xié)同育人項目運(yùn)行模式，以“產(chǎn)教融合”為橫跨，打通學(xué)理軸與實踐軸的校企協(xié)同育人企業(yè)鏈，體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)引領(lǐng)性、學(xué)生知識應(yīng)用的實踐性。

（3）針對學(xué)生自身能力期望差異、主體實施能動性差異、企業(yè)能力需求差異等實際，探索多元化、分布式人才培養(yǎng)模式，進(jìn)一步發(fā)揮資源要素有效配置，以工程任務(wù)為驅(qū)動，縱深推進(jìn)第一課堂、第二課堂、校政企協(xié)同育人模式改革與實踐，體現(xiàn)工程平臺的開放性、知識能力需求的交叉性。

三、結(jié)束語

針對機(jī)電類人才培養(yǎng)中存在專業(yè)交叉弱、平臺共享差所造成的能力培養(yǎng)定位模糊、可實施途徑不暢等問題，本研究提出了基于“人—課程—工程平臺”融合的工程能力及其素養(yǎng)的人才培養(yǎng)途徑。以核心課程（群）為觸點，構(gòu)建托底、核心、特色能力體驗鏈；以工程能力訓(xùn)練為驅(qū)動，構(gòu)建機(jī)電類托底、核心、特色能力的非并行、分布式系統(tǒng)框架；以產(chǎn)教融合為橫跨，構(gòu)建學(xué)理軸與實踐軸融通的校企協(xié)同育人企業(yè)鏈。在本研究的實踐過程中，常熟理工學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)在2019 年通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證，于2020 年獲批國家一流專業(yè)，組建省級教學(xué)科研團(tuán)隊2 個，建立了非并行大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中心1 個，與通快（中國）有限公司、蘇州艾吉威機(jī)器人有限公司、卓能電子（太倉）有限公司等形成了一批優(yōu)質(zhì)的協(xié)同育人合作平臺，初步構(gòu)建成一個既能有助于學(xué)生個性化培養(yǎng)，又能滿足區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求的育人生態(tài)系統(tǒng)。