新工科背景下機(jī)械工程專業(yè)課交通育人建設(shè)模式研究

李永喆　劉筱笛　李賀軍

摘 要：我國(guó)進(jìn)入新時(shí)代以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，交通運(yùn)輸業(yè)得到了極大發(fā)展，該行業(yè)也出現(xiàn)了較大的專業(yè)人才缺口。針對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)所需的專業(yè)人才結(jié)構(gòu)分析，交通類院校的機(jī)械工程專業(yè)進(jìn)行交通育人特色教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)社會(huì)對(duì)交通院校機(jī)械工程專業(yè)人才的需求，探索出機(jī)械工程專業(yè)交通育人的課堂模式。

關(guān)鍵詞：新工科 機(jī)械工程 交通育人模式

Research on the Construction Mode of Transportation Education for Mechanical Engineering courses under the background of Emerging Engineering Education

Li Yongzhe Liu Xiaodi Li Hejun

Abstract：Since entering the new era， with the continuous improvement of national economy， the transportation industry has been greatly developed， and there has been a great shortage of professionals. According to the analysis of the professional talent structure needed by the transportation industry， the characteristic teaching practice of the mechanical engineering major in the transportation colleges and universities is carried out. According to the demand of society for mechanical engineering talents in transportation colleges and universities， the classroom mode of transportation education for mechanical engineering majors in transportation colleges and universities is explored.

Key words：Emerging Engineering Education; Mechanical engineering; Transportation education mode;

1 引言

交通院校機(jī)械工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，了解本學(xué)科的國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的前沿與動(dòng)態(tài)；熟練掌握本學(xué)科專業(yè)的分析問(wèn)題的方法，具備能在工程應(yīng)用中快速解決問(wèn)題能力；熟悉現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)；并具備在工程應(yīng)用中提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出合理優(yōu)化方案的能力。交通院校機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是大學(xué)教育的重要任務(wù)[1]，探索出交通院校在新工科背景下機(jī)械工程專業(yè)課交通育人模式非常重要。

2 研究背景

面對(duì)世界百年未有之大變局，新一輪科技革命加速演變推進(jìn)，國(guó)內(nèi)外環(huán)境深度調(diào)整，我國(guó)交通業(yè)發(fā)展面臨著前所未有的戰(zhàn)略機(jī)遇和供需格局巨變等風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)[2]。

交通運(yùn)輸業(yè)是邁向現(xiàn)代化的先行引領(lǐng)，是推動(dòng)共同富裕的主力軍，更是人民生活和各行各業(yè)發(fā)展中不可或缺的一部分。改革開放以來(lái)，我國(guó)交通運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)展成就顯著，公路成網(wǎng)，鐵路密布，總體適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要。全國(guó)運(yùn)輸線路總里程、高速鐵路和高速公路里程、沿海港口總吞吐能力、快遞業(yè)務(wù)量規(guī)模等穩(wěn)居世界第一，高速鐵路、跨海橋隧等部分領(lǐng)域處于水平世界領(lǐng)先水平，成功躋身世界交通大國(guó)行列并向世界交通強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，為“十四五”加快推進(jìn)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化建設(shè)、更好將新發(fā)展理念應(yīng)用于構(gòu)建新發(fā)展格局奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3]。

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，促進(jìn)新科技賦能交通，提升交通運(yùn)輸質(zhì)量效率，加快交通運(yùn)輸數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型，加快構(gòu)建互聯(lián)、促進(jìn)交通運(yùn)輸效能，擴(kuò)展交通運(yùn)輸服務(wù)功能，增強(qiáng)交通運(yùn)輸發(fā)展新動(dòng)能，建設(shè)具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的智能交通系統(tǒng)是我國(guó)現(xiàn)階段及未來(lái)的建設(shè)和發(fā)展方向[4]。

在新工科背景下，應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的課程體系應(yīng)緊扣職業(yè)能力需求，基于機(jī)械工程交通育人理念，構(gòu)建以專業(yè)知識(shí)模塊為支撐，以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向，課程設(shè)置與職業(yè)能力緊密銜接的課內(nèi)實(shí)踐討論和協(xié)同育人的教學(xué)模式。

新工科建設(shè)是提升我國(guó)工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段，對(duì)工科高等教育產(chǎn)生了變革性影響[3]。黃河交通學(xué)院作為促進(jìn)區(qū)域戰(zhàn)略發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要支撐，應(yīng)圍繞新工科建設(shè)和機(jī)械工程于交通板塊相結(jié)合的主要職責(zé)和重要使命，以新工科建設(shè)和工程交通育人為契機(jī)，著力解決專業(yè)建設(shè)中存在的問(wèn)題，將著力探索一條新工科背景下機(jī)械工程交通育人模式，主動(dòng)對(duì)接區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)課程體系改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，全面提高學(xué)校辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。從單純“以學(xué)科為基礎(chǔ)”向注重“以市場(chǎng)為導(dǎo)向”的轉(zhuǎn)變，這不僅是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高等教育提出的要求，也是高等教育引領(lǐng)社會(huì)進(jìn)步所必須承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)。

3 交通育人應(yīng)用于新工科機(jī)械工程專業(yè)的理論分析

中國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步向前發(fā)展，交通運(yùn)輸現(xiàn)代化水平不斷提高?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+監(jiān)管”模式深度應(yīng)用，營(yíng)商環(huán)境不斷優(yōu)化，統(tǒng)一開放的交通運(yùn)輸市場(chǎng)加快形成[5]。社會(huì)對(duì)具有新工科背景的機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生需求量較大，這就要求交通院校機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生除具備一般大學(xué)生的能力和素質(zhì)之外，且要突顯交通背景的兼具有大數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)，區(qū)塊鏈板塊等背景知識(shí)儲(chǔ)備的機(jī)械工程人才在交通工程機(jī)械領(lǐng)域的創(chuàng)新能力特點(diǎn)[6]。

在機(jī)械工程專業(yè)應(yīng)用交通育人模式可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程專業(yè)和交通運(yùn)輸行業(yè)的緊密聯(lián)系，不僅可以滿足社會(huì)發(fā)展中交通行業(yè)機(jī)械工程方面人才的需求，還能實(shí)現(xiàn)交通類院校機(jī)械工程專業(yè)的交通特色，使機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生能更好的適應(yīng)現(xiàn)實(shí)交通工程的知識(shí)和技術(shù)需求。

我校在機(jī)械工程專業(yè)探索出交通育人模式，并通過(guò)不斷實(shí)踐進(jìn)行不斷完善，計(jì)劃建立交通育人模式的長(zhǎng)效機(jī)制，有望成為機(jī)械工程人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新與實(shí)踐中的一道亮麗風(fēng)景。

4 研究方法

交通院校的專業(yè)知識(shí)模塊包括專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)核心課程，以基礎(chǔ)理論模塊為依托，以行業(yè)發(fā)展需求為引導(dǎo)，在教學(xué)中著重提升學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)體系的理解能力和融會(huì)貫通能力。以專業(yè)基礎(chǔ)課程中的《工程材料及成型技術(shù)》和《現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)》為例，經(jīng)過(guò)不斷探索和實(shí)踐，將交通育人思想融進(jìn)課堂，通過(guò)對(duì)教學(xué)端的改進(jìn)：課件、教案等融入交通類知識(shí)，以及學(xué)生端的改進(jìn)：“6N”，“5N+1”分項(xiàng)目組的形式構(gòu)建交通育人模式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)了機(jī)械工程專業(yè)交通化，使其具備了交通類院校機(jī)械工程專業(yè)的特色。

教師端是由教師為主導(dǎo)，以章節(jié)中知識(shí)點(diǎn)的教授為導(dǎo)向，將新工科背景下交通運(yùn)輸業(yè)涉及到的材料及其成型的方式、交通網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到的新工科中的大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈板塊的知識(shí)融進(jìn)教案和課件，帶進(jìn)課堂。例如教材的第一章節(jié)的內(nèi)容：工程材料的分類，作為教材開篇內(nèi)容，在課件上更新，邏輯上安排先給大家介紹什么是材料，哪些場(chǎng)景會(huì)使用到材料，接著闡述材料的分類。在介紹材料的概念時(shí)，引入材料在我們生產(chǎn)生活的“衣食住行”的方方面面，講述到“行”使用到的材料時(shí)，引入交通大數(shù)據(jù)：截至2021年末，我國(guó)的高速公路總里程已經(jīng)達(dá)到了16.91萬(wàn)公里[7]，居世界第一，其中使用了大量的無(wú)機(jī)非金屬材料和金屬材料；截至2022年末，我國(guó)高速鐵路營(yíng)業(yè)里程已達(dá)4.2萬(wàn)公里，高鐵網(wǎng)絡(luò)中使用的材料比重最多的是特種鋼材，應(yīng)用于鐵軌，車體。而且為符合節(jié)能減排綠色發(fā)展的理念，應(yīng)用了很多新材料，例如復(fù)合材料等[8]。向?qū)W生布置作業(yè)：利用計(jì)算機(jī)搜索我國(guó)每年在高速公路網(wǎng)的建設(shè)中使用了多少重量的材料，分別是哪些材質(zhì)及牌號(hào)的材料，以及在鐵路領(lǐng)域的材料的使用情況。最后總結(jié)：十萬(wàn)公里級(jí)別的里程使用了大量的鋼材，不同的應(yīng)用場(chǎng)景使用的鋼材型號(hào)也完全不同，所以我們要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)鋼材的種類、牌號(hào)、成型方式等理論知識(shí)，及時(shí)關(guān)注國(guó)家發(fā)展，關(guān)注交通行業(yè)的現(xiàn)狀及不足，從而確立努力的目標(biāo)和方向。

在學(xué)生端的改變，給學(xué)生設(shè)置問(wèn)題環(huán)節(jié)，例如在教材在講到關(guān)于材料性能的內(nèi)容時(shí)，讓學(xué)生找出和交通工具和交通網(wǎng)絡(luò)有關(guān)聯(lián)的材料的性能。啟用“6N”模式，將學(xué)生6人分組進(jìn)行討論，組內(nèi)成員舉例論證，得出結(jié)論，以小組為單位要求提交不少于300字的小論文的形式，作為討論的結(jié)果。這種形式即保證了組內(nèi)所有成員的參與度，保持課堂的活躍程度；也可以讓大家各抒己見(jiàn)在集體判斷所學(xué)章節(jié)和交通之間的關(guān)聯(lián)度，使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有更加深刻的印象。在討論“到底是交通促使了材料及材料性能的發(fā)展還是材料促進(jìn)了交通行業(yè)的發(fā)展”等問(wèn)題時(shí)，采用“5N+1”建立項(xiàng)目組的模式，推選一人作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，由這名項(xiàng)目負(fù)責(zé)人將討論任務(wù)分?jǐn)?，組內(nèi)成員各負(fù)責(zé)一個(gè)方向的研究和思考，并將自己思考的方向在組內(nèi)表述，進(jìn)行6人討論。最后項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和其他項(xiàng)目組長(zhǎng)進(jìn)行答辯，和其他組之間的觀點(diǎn)進(jìn)行交流，這種形式不僅讓大家在項(xiàng)目小組討論中理清思維邏輯，得到材料行業(yè)和社會(huì)發(fā)展尤其使交通行業(yè)之間的關(guān)系，得到材料對(duì)于社會(huì)發(fā)展的重要意義，還能深刻理解社會(huì)發(fā)展對(duì)于材料性能提升的促進(jìn)作用。

在新工科背景下，理解能力、操作能力和創(chuàng)新能力是應(yīng)用型人才需要著重培養(yǎng)的核心能力[9]。在校內(nèi)實(shí)踐過(guò)程中，依托實(shí)踐平臺(tái)加強(qiáng)對(duì)課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的改進(jìn)。將以教師重復(fù)操作和反復(fù)講解為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，改進(jìn)為“引導(dǎo)實(shí)踐模塊+自主實(shí)踐模塊”的實(shí)踐教學(xué)模式。

在引導(dǎo)實(shí)踐模塊中，教師主要結(jié)合實(shí)際交通背景及行業(yè)新興技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的思路和方法，強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)際操作過(guò)程的重現(xiàn)，讓學(xué)生通過(guò)獨(dú)立實(shí)踐而非模仿的方式印證理論知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解和實(shí)踐動(dòng)手操作等能力。自主實(shí)踐模塊將學(xué)生分成各實(shí)踐小組，把實(shí)踐任務(wù)以項(xiàng)目的方式分配給學(xué)生，然后以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向進(jìn)行評(píng)價(jià)考核，啟發(fā)學(xué)生探索，增強(qiáng)從理論知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用的遷移能力。例如，在數(shù)控加工課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，以螺栓為教學(xué)案例，教師將數(shù)控加工和數(shù)控編程的思路通過(guò)演示講解給學(xué)生，然后讓學(xué)生自主編程完成某橋梁應(yīng)用的特制螺栓的數(shù)控加工任務(wù)，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)實(shí)踐教學(xué); 再將汽車輪轂的數(shù)控加工任務(wù)以項(xiàng)目的方式分派給學(xué)生小組，作為自主實(shí)踐模塊讓學(xué)生自主討論完成。再以畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，機(jī)械工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的部分題目通常來(lái)源于教師或?qū)W生自擬，還有部分題目來(lái)源于使用多年的陳舊課題。多數(shù)教師缺乏交通類企業(yè)經(jīng)驗(yàn)，交通企業(yè)調(diào)研不足，而學(xué)生缺少實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，專業(yè)知識(shí)不夠深厚，導(dǎo)致教師與學(xué)生自擬題目通常脫離交通工程實(shí)際。反復(fù)使用的陳舊題目難以適應(yīng)當(dāng)今的科學(xué)發(fā)展，也無(wú)法滿足行業(yè)的實(shí)際需求。因此，教師在擬定題目前應(yīng)充分進(jìn)行企業(yè)調(diào)研，并且也可增設(shè)交通類企業(yè)導(dǎo)師和企業(yè)命題，使學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題起到良好的實(shí)踐引導(dǎo)作用。

5 結(jié)論

從我國(guó)工科教育體系出發(fā)，以培養(yǎng)新工科背景下的交通院校機(jī)械工程技術(shù)人才為導(dǎo)向，根據(jù)中國(guó)發(fā)展與時(shí)代需要，對(duì)應(yīng)用型高校教育理論教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)體系等方面進(jìn)行了綜合論證[10]，形成交通特色的機(jī)械工程專業(yè)課程。這些系統(tǒng)課程可以滿足社會(huì)工業(yè)發(fā)展的需求。為當(dāng)代工科的發(fā)展提供了理論依托和實(shí)踐途徑。結(jié)合我校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，突出交通方向特色，摸索出交通育人的模式，不僅能培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生良好的獨(dú)立思考能力；著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、工程素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，將理論知識(shí)和生活場(chǎng)景相結(jié)合的方式，加深對(duì)理論知識(shí)的印象，增強(qiáng)在實(shí)踐中的參與度，增強(qiáng)課堂氣氛，利于提高學(xué)習(xí)熱情，還可以弘揚(yáng)“逢山開路，遇水架橋”的交通精神和“精益求精、追求卓越”的工匠文化精神，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不斷提升服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)的能力。

基金項(xiàng)目：（1）黃河交通學(xué)院2022年度“交通育人”專項(xiàng)教育教學(xué)改革創(chuàng)新研究項(xiàng)目（HHJTXY-2022jjgy49）。

（2）黃河交通學(xué)院2022 年度“235”教學(xué)工程建設(shè)項(xiàng)目（HHJTXY-2022ylkc15）

（3）黃河交通學(xué)院2022 年度“235”教學(xué)工程建設(shè)項(xiàng)目（HHJTXY-2022kczyk013）

（4）黃河交通學(xué)院2022 年度“235”教學(xué)工程建設(shè)項(xiàng)目（HHJTXY-2022ylkc10）。

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