新工科機(jī)械人才創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)探索

李楊，張學(xué)峰，王永琪，梁麗萍，楊發(fā)展

（1.青島理工大學(xué)（臨沂） 機(jī)械與電子工程系，山東臨沂 273400；2.青島理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，山東青島 266520）

《中國制造2025》提出要推動我國在2025 年邁入制造強(qiáng)國的行列。人才是推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力，要實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的目標(biāo)，機(jī)械工程類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。探索新的機(jī)械工程人才培養(yǎng)模式對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人才的全面發(fā)展具有積極作用，能夠推動我國工程教育從“科學(xué)范式”回歸“工程范式”，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步豐富我國高等教育機(jī)械工程類創(chuàng)新人才培養(yǎng)的相關(guān)理論研究和實(shí)踐，為高校工程教育的發(fā)展提供可借鑒的經(jīng)驗。在此背景下，研究機(jī)械工程類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)不僅具有重要的理論價值，而且具有重要的應(yīng)用價值。隨著技術(shù)革命以及新興技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的工科教育體制需要緊密跟隨社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求而改革。此外，為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)滿足制造業(yè)發(fā)展以及社會需求的工程創(chuàng)新型人才的目標(biāo)，高校需要著重培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)人才的綜合創(chuàng)新能力[1]。綜上所述，高校需要重視培養(yǎng)和提高機(jī)械專業(yè)人才解決實(shí)際工程問題的能力。

本文以國家需要、行業(yè)產(chǎn)業(yè)要求、地區(qū)需要為指導(dǎo)，結(jié)合學(xué)校定位和專業(yè)特色，以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，制定培養(yǎng)方案、建立新工科背景下機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)模式，為實(shí)現(xiàn)國家“十四五”規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)助力[2]。

1 建立教學(xué)體系

1.1 “四位一體”課程體系

應(yīng)用型本科院校在制定課程計劃時應(yīng)注意課程的跨學(xué)科性，刪除重復(fù)的內(nèi)容，增加能夠為學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展服務(wù)的內(nèi)容，提升課程的綜合性和交叉性[3-4]。為滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和高等教育改革的需要，以“三全育人”方法論、協(xié)同論等相關(guān)理論為依據(jù)，在比較研究國內(nèi)高校育人模式的基礎(chǔ)上[5-8]，深化對新工科背景下“三全育人”協(xié)同機(jī)制的研究，創(chuàng)新課程體系，形成“四位一體”課程體系，見圖1。

“四位一體”課程體系以學(xué)生能力發(fā)展為中心，堅持“加強(qiáng)基礎(chǔ)、提高素質(zhì)”“強(qiáng)化實(shí)踐、合作培養(yǎng)”“發(fā)展個性、注重創(chuàng)新”“整體優(yōu)化、凸顯特色”的原則，按照“平臺+模塊+自主個性化學(xué)分”的基本思路構(gòu)建，課程分為通識教育類、專業(yè)教育類、實(shí)踐教育類、創(chuàng)新拓展類。主要課程除了機(jī)械專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課程如理論力學(xué)、材料力學(xué)、電工技術(shù)、機(jī)械制圖、工程化學(xué)等以及專業(yè)核心課程如機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理、機(jī)械工程材料、金屬工藝學(xué)、互換性原理與測量、工程傳熱學(xué)等以外，還根據(jù)學(xué)校所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展特色設(shè)置智能制造方向、高端裝備方向、智能農(nóng)機(jī)方向?qū)I(yè)選修課。通識教育課程可以提高學(xué)生的綜合能力，專業(yè)教育課程能夠提升學(xué)生的專業(yè)理論水平，實(shí)踐教育和創(chuàng)新拓展課程可以使學(xué)生在課程設(shè)計、實(shí)習(xí)以及學(xué)科競賽中提升專業(yè)實(shí)踐能力。

1.2 “三縱三橫”實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)體系

在新工科建設(shè)背景下，企業(yè)和研究院所等機(jī)構(gòu)對高校生“雙創(chuàng)”能力的要求逐步提高，作為培養(yǎng)專業(yè)人才的應(yīng)用型地方高校，探索新工科背景下能夠有效提升應(yīng)用型人才“雙創(chuàng)”能力的培養(yǎng)模式迫在眉睫[9-10]。實(shí)踐課是提升學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要方式，搭配相應(yīng)的教學(xué)方法，可以有效優(yōu)化學(xué)生的知識、能力及素質(zhì)結(jié)構(gòu)。實(shí)踐課程是新工科建設(shè)背景下工科專業(yè)課程體系革新的主要方向[11]。以國家戰(zhàn)略需求、行業(yè)產(chǎn)業(yè)要求、地區(qū)需要為指導(dǎo)，結(jié)合學(xué)校定位和專業(yè)特色，以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，實(shí)施“三縱三橫”“實(shí)踐分層”模塊化改革，以“基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新”為緯，以“內(nèi)容、方法、目的”為經(jīng)，構(gòu)建圖2 所示“三縱三橫”實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)體系。該系統(tǒng)主要包含三個模塊，其中，基礎(chǔ)實(shí)驗?zāi)K主要包含各個通識課程實(shí)驗，該模塊在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的同時將實(shí)驗的規(guī)范化、可視化以及信息化的特點(diǎn)教授給學(xué)生；綜合試驗?zāi)K包含各門專業(yè)課程的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及專題研討等，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對學(xué)生實(shí)踐能力進(jìn)行個性化和開放性培養(yǎng)；研究創(chuàng)新訓(xùn)練模塊的主要內(nèi)容是各類學(xué)科競賽，將學(xué)生的實(shí)踐能力應(yīng)用在工程中，增強(qiáng)學(xué)生所學(xué)知識的實(shí)用性，同時培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同合作能力。

圖2 “三縱三橫”實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)體系

1.3 “六位一體”學(xué)業(yè)指導(dǎo)體系

構(gòu)建“全員參與，六位一體”的學(xué)業(yè)指導(dǎo)體系。圍繞培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求達(dá)成，構(gòu)建“全員參與，六位一體”的學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)跟蹤體系，并為學(xué)生提供個性化學(xué)業(yè)指導(dǎo)，見圖3。

圖3 “六位一體”的學(xué)業(yè)指導(dǎo)體系

“全員參與，六位一體”的學(xué)業(yè)指導(dǎo)體系具體指：教學(xué)副主任負(fù)責(zé)本科生教學(xué)管理、指導(dǎo)教學(xué)辦公室工作；學(xué)業(yè)導(dǎo)師開展學(xué)業(yè)規(guī)劃、科研訓(xùn)練；專業(yè)教師進(jìn)行專業(yè)教育等學(xué)業(yè)指導(dǎo)；輔導(dǎo)員負(fù)責(zé)學(xué)生日常事務(wù)管理，指導(dǎo)班委會建設(shè)，配合任課教師教學(xué)；班主任開展紀(jì)律約束、心理健康教育、學(xué)術(shù)講座等學(xué)業(yè)指導(dǎo)；朋輩志愿者與同學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，心理溝通。

2 建立人才培養(yǎng)模式

產(chǎn)教融合協(xié)同育人機(jī)制的運(yùn)行過程主要是企業(yè)參與高校的人才培養(yǎng)工作，承擔(dān)部分育人職責(zé)，評價工作應(yīng)由高校和企業(yè)共同開展，既能提升企業(yè)的參與度，又能增強(qiáng)企業(yè)教師的責(zé)任感和使命感[12-13]。結(jié)合學(xué)校一流本科專業(yè)，兼顧學(xué)校所在區(qū)域產(chǎn)業(yè)特色，特別是當(dāng)?shù)氐牧謽I(yè)機(jī)械、五金機(jī)械等產(chǎn)業(yè)，特色學(xué)科應(yīng)圍繞特色產(chǎn)業(yè)進(jìn)行學(xué)科建設(shè)，以新時代客觀要求引導(dǎo)學(xué)科發(fā)展，對培養(yǎng)高端裝備制造業(yè)現(xiàn)代應(yīng)用型人才進(jìn)行探索與實(shí)踐，構(gòu)筑符合地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新工科機(jī)械人才“13336”培養(yǎng)模式，見圖4。

圖4 新工科機(jī)械人才培養(yǎng)模式

新工科機(jī)械人才“13336”培養(yǎng)模式具體內(nèi)容如下。

“1”：構(gòu)建一個多元化產(chǎn)學(xué)研育人平臺。通過校地合作、校企合作、軍民融合、國際合作，由多元主體共同構(gòu)建“生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化”一體化產(chǎn)學(xué)研育人平臺，將平臺匯聚的生產(chǎn)科研設(shè)備和項目、工程技術(shù)人員、企業(yè)文化等資源融入人才培養(yǎng)全過程。

第一個“3”：“三對接”構(gòu)建人才培養(yǎng)方案。依托平臺發(fā)揮新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用等前沿性、實(shí)戰(zhàn)性和創(chuàng)新性優(yōu)勢，以“專業(yè)設(shè)置對接產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才培養(yǎng)規(guī)格對接崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容更新對接技術(shù)進(jìn)步”的“三對接”構(gòu)建人才培養(yǎng)方案。

第二個“3”：“三進(jìn)入”升級人才培養(yǎng)方法。以“推行教師進(jìn)平臺、學(xué)生進(jìn)項目、教學(xué)進(jìn)現(xiàn)場”的“三進(jìn)入”，升級“教”與“學(xué)”方法，全面提高教師工程實(shí)踐能力、學(xué)生實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識。

第三個“3”：“三反饋”人才培養(yǎng)持續(xù)改進(jìn)。學(xué)生反饋教學(xué)成果，教師反饋教學(xué)質(zhì)量，企業(yè)反饋學(xué)生職業(yè)能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。結(jié)合三方反饋，綜合反映學(xué)生在專業(yè)水平、專業(yè)能力、社會能力以及持續(xù)改進(jìn)能力等方面的培養(yǎng)結(jié)果，并根據(jù)反饋持續(xù)改進(jìn)。

“6”：是指“全員參與，六位一體”學(xué)業(yè)指導(dǎo)體系中的6 個主體。

通過構(gòu)建“13336”人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，實(shí)施“輔導(dǎo)員+班級導(dǎo)師+教授（博士）”協(xié)同管理制度，建立博士工作室、舉辦學(xué)科/技能大賽，導(dǎo)師引路、教授（博士）引領(lǐng)，培養(yǎng)具有良好的人文、學(xué)術(shù)和工程素養(yǎng)，具備較深厚的基礎(chǔ)理論和扎實(shí)的機(jī)械類專業(yè)知識，較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)能力、工程創(chuàng)新能力，富有社會責(zé)任感和團(tuán)隊合作精神，具有國際視野和終身學(xué)習(xí)能力，能夠在機(jī)械工程相關(guān)領(lǐng)域從事設(shè)計制造、研究開發(fā)、生產(chǎn)管理等方面工作的創(chuàng)新型、應(yīng)用型復(fù)合人才[14]。

3 結(jié)語

本研究致力于解決當(dāng)前機(jī)械類人才培養(yǎng)與行業(yè)需求不匹配的問題，所建立的人才培養(yǎng)模式經(jīng)過實(shí)踐證明：學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力大幅提升，教師教學(xué)理念更新，教學(xué)能力顯著提升，課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果明顯提高；與企業(yè)溝通順暢，提高了企業(yè)人才需求和學(xué)校人才培養(yǎng)的契合度，提高了畢業(yè)生的就業(yè)率；根據(jù)學(xué)生、教師以及企業(yè)三方反饋，及時調(diào)整教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)方式，保證教學(xué)持續(xù)改進(jìn)，形成教學(xué)閉環(huán)，培養(yǎng)新工科創(chuàng)新型、應(yīng)用型機(jī)械專業(yè)人才。