新工科機械人才創新應用能力培養探索

李楊，張學峰，王永琪，梁麗萍，楊發展

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

《中國制造2025》提出要推動我國在2025 年邁入制造強國的行列。人才是推動社會經濟發展的動力，要實現制造強國的目標，機械工程類創新人才的培養至關重要。探索新的機械工程人才培養模式對促進經濟社會發展和人才的全面發展具有積極作用，能夠推動我國工程教育從“科學范式”回歸“工程范式”，并在此基礎上進一步豐富我國高等教育機械工程類創新人才培養的相關理論研究和實踐，為高校工程教育的發展提供可借鑒的經驗。在此背景下，研究機械工程類創新人才的培養不僅具有重要的理論價值，而且具有重要的應用價值。隨著技術革命以及新興技術的快速發展，現有的工科教育體制需要緊密跟隨社會經濟發展需求而改革。此外，為了實現培養滿足制造業發展以及社會需求的工程創新型人才的目標，高校需要著重培養機械專業人才的綜合創新能力[1]。綜上所述，高校需要重視培養和提高機械專業人才解決實際工程問題的能力。

本文以國家需要、行業產業要求、地區需要為指導，結合學校定位和專業特色，以學生為中心，以產出為導向，制定培養方案、建立新工科背景下機械專業人才培養模式，為實現國家“十四五”規劃和 2035 年遠景目標助力[2]。

1 建立教學體系

1.1 “四位一體”課程體系

應用型本科院校在制定課程計劃時應注意課程的跨學科性，刪除重復的內容，增加能夠為學生未來職業發展服務的內容，提升課程的綜合性和交叉性[3-4]。為滿足經濟社會發展和高等教育改革的需要，以“三全育人”方法論、協同論等相關理論為依據，在比較研究國內高校育人模式的基礎上[5-8]，深化對新工科背景下“三全育人”協同機制的研究，創新課程體系，形成“四位一體”課程體系，見圖1。

“四位一體”課程體系以學生能力發展為中心，堅持“加強基礎、提高素質”“強化實踐、合作培養”“發展個性、注重創新”“整體優化、凸顯特色”的原則，按照“平臺+模塊+自主個性化學分”的基本思路構建，課程分為通識教育類、專業教育類、實踐教育類、創新拓展類。主要課程除了機械專業學科基礎課程如理論力學、材料力學、電工技術、機械制圖、工程化學等以及專業核心課程如機械設計、機械原理、機械工程材料、金屬工藝學、互換性原理與測量、工程傳熱學等以外，還根據學校所在區域經濟社會發展特色設置智能制造方向、高端裝備方向、智能農機方向專業選修課。通識教育課程可以提高學生的綜合能力，專業教育課程能夠提升學生的專業理論水平，實踐教育和創新拓展課程可以使學生在課程設計、實習以及學科競賽中提升專業實踐能力。

1.2 “三縱三橫”實驗實踐教學體系

在新工科建設背景下，企業和研究院所等機構對高校生“雙創”能力的要求逐步提高，作為培養專業人才的應用型地方高校，探索新工科背景下能夠有效提升應用型人才“雙創”能力的培養模式迫在眉睫[9-10]。實踐課是提升學生工程實踐能力的重要方式，搭配相應的教學方法，可以有效優化學生的知識、能力及素質結構。實踐課程是新工科建設背景下工科專業課程體系革新的主要方向[11]。以國家戰略需求、行業產業要求、地區需要為指導，結合學校定位和專業特色，以學生為中心，以產出為導向，實施“三縱三橫”“實踐分層”模塊化改革，以“基礎、綜合、創新”為緯，以“內容、方法、目的”為經，構建圖2 所示“三縱三橫”實驗實踐教學體系。該系統主要包含三個模塊，其中，基礎實驗模塊主要包含各個通識課程實驗，該模塊在培養學生綜合能力的同時將實驗的規范化、可視化以及信息化的特點教授給學生；綜合試驗模塊包含各門專業課程的課程設計、畢業設計以及專題研討等，結合虛擬現實技術對學生實踐能力進行個性化和開放性培養；研究創新訓練模塊的主要內容是各類學科競賽，將學生的實踐能力應用在工程中，增強學生所學知識的實用性，同時培養學生的協同合作能力。

圖2 “三縱三橫”實驗實踐教學體系

1.3 “六位一體”學業指導體系

構建“全員參與，六位一體”的學業指導體系。圍繞培養目標和畢業要求達成，構建“全員參與，六位一體”的學生學業發展指導跟蹤體系，并為學生提供個性化學業指導，見圖3。

圖3 “六位一體”的學業指導體系

“全員參與，六位一體”的學業指導體系具體指：教學副主任負責本科生教學管理、指導教學辦公室工作；學業導師開展學業規劃、科研訓練；專業教師進行專業教育等學業指導；輔導員負責學生日常事務管理，指導班委會建設，配合任課教師教學；班主任開展紀律約束、心理健康教育、學術講座等學業指導；朋輩志愿者與同學進行學習交流，心理溝通。

2 建立人才培養模式

產教融合協同育人機制的運行過程主要是企業參與高校的人才培養工作，承擔部分育人職責，評價工作應由高校和企業共同開展，既能提升企業的參與度，又能增強企業教師的責任感和使命感[12-13]。結合學校一流本科專業，兼顧學校所在區域產業特色，特別是當地的林業機械、五金機械等產業，特色學科應圍繞特色產業進行學科建設，以新時代客觀要求引導學科發展，對培養高端裝備制造業現代應用型人才進行探索與實踐，構筑符合地區產業發展的新工科機械人才“13336”培養模式，見圖4。

圖4 新工科機械人才培養模式

新工科機械人才“13336”培養模式具體內容如下。

“1”：構建一個多元化產學研育人平臺。通過校地合作、校企合作、軍民融合、國際合作，由多元主體共同構建“生產實訓、技術創新、成果轉化”一體化產學研育人平臺，將平臺匯聚的生產科研設備和項目、工程技術人員、企業文化等資源融入人才培養全過程。

第一個“3”：“三對接”構建人才培養方案。依托平臺發揮新技術研發與應用等前沿性、實戰性和創新性優勢，以“專業設置對接產業發展、人才培養規格對接崗位職業標準、教學內容更新對接技術進步”的“三對接”構建人才培養方案。

第二個“3”：“三進入”升級人才培養方法。以“推行教師進平臺、學生進項目、教學進現場”的“三進入”，升級“教”與“學”方法，全面提高教師工程實踐能力、學生實踐能力，增強學生創新意識。

第三個“3”：“三反饋”人才培養持續改進。學生反饋教學成果，教師反饋教學質量，企業反饋學生職業能力、創新能力和應用能力。結合三方反饋，綜合反映學生在專業水平、專業能力、社會能力以及持續改進能力等方面的培養結果，并根據反饋持續改進。

“6”：是指“全員參與，六位一體”學業指導體系中的6 個主體。

通過構建“13336”人才培養模式，培養機械專業創新型、應用型人才，實施“輔導員+班級導師+教授（博士）”協同管理制度，建立博士工作室、舉辦學科/技能大賽，導師引路、教授（博士）引領，培養具有良好的人文、學術和工程素養，具備較深厚的基礎理論和扎實的機械類專業知識，較強的專業技術能力、工程創新能力，富有社會責任感和團隊合作精神，具有國際視野和終身學習能力，能夠在機械工程相關領域從事設計制造、研究開發、生產管理等方面工作的創新型、應用型復合人才[14]。

3 結語

本研究致力于解決當前機械類人才培養與行業需求不匹配的問題，所建立的人才培養模式經過實踐證明：學生的創新能力和應用能力大幅提升，教師教學理念更新，教學能力顯著提升，課堂教學質量和教學效果明顯提高；與企業溝通順暢，提高了企業人才需求和學校人才培養的契合度，提高了畢業生的就業率；根據學生、教師以及企業三方反饋，及時調整教學目標和人才培養方式，保證教學持續改進，形成教學閉環，培養新工科創新型、應用型機械專業人才。