新工科背景下機械工程專升本應用型人才培養模式探究

摘 要：職業教育側重于實踐技能和實際工作能力的培養，是培養技術型人才的有效載體，但對于多數專升本的學生而言，通常會出現專業知識支撐不足，職業能力后續發展乏力，可持續性不夠等問題。由于專升本在本科階段的教育目前仍大多以知識為導向，與高職的人才培養模式脫節。因此，如何基于職本銜接設定機械工程專業應用型人才培養模式是亟待解決的問題。在新工科的背景下，責任感、理解能力、操作能力和創新能力是人才培養的重點。針對目前本科高校機械工程專業以知識為導向的人才培養模式，從課程體系建設、實踐教學模式制定、專業技能提升、學習興趣培養四個方面入手展開分析，結合工程教育專業認證基于學習產出教育模式的理念，對以能力為導向的應用型高校機械工程專業人才培養模式進行探究，以適應新形勢下機械工程行業對應用型高素質人才的需求。

關鍵詞：新工科 應用型 機械工程 人才培養

1 緒論

職業教育是教育體系中的重要組成部分，它旨在培養高素質技術技能人才，使受教育者具備從事某種職業或實現職業發展所需要的職業道德、科學文化與專業知識、技術技能等職業綜合素質和行動能力。在職業教育階段主要注重實踐技能的培養，注重學生的職業技能訓練和職業素養的提升。專升本是經過職業教育的學生提升學歷的主要途徑。但目前機械工程專業的專升本在本科階段的教育仍大多以知識為導向，與高職的人才培養模式脫節，因此導致多數專升本之后的學生在后續發展中常常出現專業知識支撐不足，職業能力后續發展乏力，可持續性不夠等問題，這往往難以滿足新工科建設對機械工程專業人才培養的需求。因此，在新工科的背景下，基于職本銜接構建機械工程專業應用型人才的培養模式是十分必要的。

隨著數字化時代和工業4.0時代的來臨，科學技術的快速發展迫切需要工科應用型人才的支撐[1-2]。“新工科”建設主動應對新一輪科技革命和產業變革，是教育部倡導推行的一項重點工作，以新技術、新產業、新業態和新模式為特征，“新工科”建設為如何培養應用型人才指明了方向[3-4]。以能力成果為導向的教育屬于OBE（Outcome Based Education，成果導向教育）理念，是對教育模式的全面革新，它既是基于學習產出的教育模式，也是工程教育專業認證的成果導向理念[5-6]。OBE理念將學生作為整個教育活動中心，通過專業知識學習實現學以致用，提高自身的綜合能力[7]。因此，以能力成果為導向的教育理念符合應用型人才的培養目標。模塊化思想在20世紀70年代應用于教育領域，目前已經突破職業教育領域得到廣泛應用[8]。模塊化方法以一個主題為中心主線，將相關內容分成不同模塊，主線將各個模塊有機組合在一起[9]。在人才培養模式構建中，人才培養目標為中心主線，每個模塊可以代表課程，也可以是實踐內容。目前我國模塊化的教育應用仍處于探索階段。模塊化的人才培養模式有利于學生充分理解不同知識的區別與聯系，培養學生綜合應用能力。

現階段，以能力成果為導向結合模塊化理念在專升本階段機械工程專業應用型人才培養模式中的應用并不多見。基于職本銜接的應用型人才培養模式仍然處于探索階段，還未形成適應機械行業發展的、客觀實際的、行之有效的成熟人才培養模式。機械工程專業具有天然的“新工科”屬性，研究能力成果導向的模塊化機械工程專業應用型人才培養模式，可充分發揮應用型本科院校已有教學資源作用，結合職業教育的人才培養模式，以適應社會和科技的飛速發展需求。

2 人才培養面臨的主要問題

現階段，基于職本銜接的機械工程專業本科階段學生的培養目標并不明確。因此制定符合專升本學生特點的人才培養目標，力爭通過職本銜接培養滿足區域經濟發展需求、特色鮮明、核心競爭力強的應用型人才，課程體系建設、校內外實踐模式研究均圍繞此目標展開。

機械工程專升本專業課程體系存在課程內容與實際職業能力需求脫節，職業教育階段與本科教育階段銜接不暢等問題，構建基于職本銜接的課程體系，符合行業發展需要，緊扣職業能力需求，培養學生對機械工程行業的理解能力和創新能力。

專升本階段的學生存在實踐能力不足的問題。實踐能力不僅體現在動手操作上，還包括分析問題和解決問題的能力。專升本學生在這一方面可能因缺乏實踐經驗而顯得力不從心。機械工程專業專升本的學生在專科階段已經積累了一定的理論知識，但在進入本科階段后，這些理論知識與實踐需求之間存在較大的差距，這導致專升本學生在面對實際應用時，難以將理論知識轉化為實踐能力。

機械工程專升本的學生存在學習興趣缺乏的問題。學生在專科階段的學習深度較淺，各方面的基礎較為薄弱，成為他們進一步發展和提高的瓶頸，導致學生普遍存在學習能力以及學習目標缺乏，學習動力、學習自信心不足等問題。如何培養學生責任感，激發學習志趣，引導學生自主探索和創新，是培養高素質應用型人才的關鍵。

3 機械工程專升本應用型人才培養的改革與探索

為了做好機械工程專業人才培養的職本銜接，構建基于“新工科”背景的以能力成果為導向的模塊化應用型人才培養模式，以我校機械工程專業專升本人才培養為研究載體開展探索與研究。具體從人才培養目標、課程體系、實踐教學和學習志趣4個方面進行探究。

3.1 明確專升本應用型人才培養目標

人才培養目標是人才培養的綱要和主旨，是構建知識框架、制定課程體系與開展教學工作的主要依據。明確人才培養目標是構建應用型人才培養模式的中心主題。專升本階段的應用型人才培養目標，應前向與職業教育模式有效銜接，后向以行業為本，適應社會經濟與科技的發展需求。

培養目標是構建人才培養體系的重要依據，是一切教育活動的落腳點。科學合理地構建符合工程實際的人才培養目標是機械工程專業專升本人才培養模式成功與否的基礎。明確應用型人才培養目標應與“新工科”背景相結合，以機械工程實際行業對人才的能力需求為指引，對應用型人才培養進行定位，明確職本銜接的應用型人才培養目標，滿足區域經濟發展需求，真正做到以行業為本培養高素質人才。

因此，基于職本銜接，根據工程教育專業認證標準，制定機械工程專業專升本的人才培養目標為，以立德樹人為根本，注重學生德智體美勞全面發展，培養具有家國情懷和社會責任感，具備機械工程專業基礎理論和工程應用能力，能在機械工程領域從事設計制造、維修與檢測、智能制造生產的，具有創新能力的高素質應用型人才。

3.2 構建職本銜接的模塊化課程體系

“新工科”背景下，應用型人才培養模式的課程體系應緊扣職業能力需求。為了實現職本銜接，在模塊化課程體系中，通識教育課程應緊扣應用能力培養這一目標。核心課程應以行業發展需求為引導，著重對機械工程核心知識體系的專業課程進行調整，注重應用案例和理實融合，按照理論應用、設計應用、工程應用、制造應用的系統應用思想設置模塊化的專業課程，整合教學內容，著重提升學生對專業知識體系的理解能力和融會貫通能力。

結合工程實際，面向工程應用，將機械工業專業基礎課程劃分為現代設計基礎模塊、工程基礎模塊、工程數字化模塊。課程內容上不僅與職業教育階段相銜接，而且本科階段學習注重工程應用。

機械工程專業專升本課程體系結合學校應用型本科的定位和專業培養目標，面向新工科，建立以培養學生圖形綜合應用能力和創新能力為目標驅動、產教融合為導向的“四年圖學不斷線”的課程體系。將能力培養目標、工程師啟蒙教育培養目標融入六個階段教學中，全面提升學生的專業思維；能力模塊中的三個培養環節（計算機二維、三維繪圖、裝配體測繪與3D打印，機械產品創意設計），實現了以提升綜合應用能力和創新設計能力為主線，進行產學融合的全程閉環培養；以項目為驅動進行知識能力的過程培養為提高學生的專業技能和創新能力提供很好的平臺。

以培養扎實的機械工程基礎知識和專業能力為主線，設置課程模塊，整合課程教學內容：將線性代數與概率論與數理統計在內容上整合為工程數學與 Matlab，在內容上強調工程應用；將理論力學與材料力學在內容上整合為工程力學，在內容上引入 Ansys 有限元分析軟件；將機械原理與機械設計整合為機械設計基礎，在內容上弱化公式的推導，強調實際應用；從高等數學中分離出離散數學課程，契合區域優勢制造產業具有離散型智能制造的特點。

3.3 成果導向的實踐教學內容模塊化構建

新時期吉林省優勢產業的技術特點主要體現為：自動化生產設備之間或自動化生產設備與機器人工作站之間的柔性連接和數據交換。這表明，為了銜接職業教育的人才培養，在“新工科”背景下，理解能力、操作能力和創新能力是專升本階段應用型人才需要著重培養的核心能力。因此，以上述能力產出為導向，對校內實踐教學和校企協同育人進行模塊化劃分，同時研究企業教師進課堂的實踐教學模式，為成果導向的模塊化實踐教學提供有力支撐。

通識課程平臺（大學物理實驗除外）、專業基礎課程平臺（計算機繪圖、3D工程制圖、裝配體測繪與3D打印除外）及專業課程平臺（機械CAM應用技術、生產系統建模與仿真除外）的課程，采用課堂教學方式授課，每次課2學時。課程采用線下、線上線下混合多種形式開展，課程中積極融入思政元素，鼓勵教師進行任務驅動，案例教學，在課程講授中結合企業真實案例。

除課程實驗外，實習實訓環節以模塊化構建。實踐教學內容分為業務素質模塊、基本技能與實訓模塊、專業技能與設計模塊、綜合技能與應用模塊等相關模塊。這些模塊應具有一定的獨立性，可以單獨進行教學和考核；同時，它們之間又相互聯系，共同構成了一個完整的實踐教學體系。實踐教學內容體系的模塊化構建實現了按能力層次劃分的“遞進式”的實踐教學模式，內容體系按基本技能、專業技能和技術應用或綜合技能三大模塊構建。在實施模塊教學時，應注重學生的主動參與和合作學習。采用項目式教學、案例教學、模擬教學等多種教學方法，激發學生的學習興趣和創新能力。同時，根據模塊的特點和學生的實際情況，靈活運用不同的教學資源，如實驗設備、教學案例、實習基地等。為學生提供豐富的實踐機會，幫助他們更好地理解和掌握實踐教學內容。

3.4 責任感與學習志趣研究

學習志趣決定了學習態度和學習效果。對于專升本階段的人才培養來說，責任感與學習志趣息息相關。因此在職本銜接應用型人才培養模式中，建立多樣化的第二課堂教育，提供多元化自主探索環境，激發主動學習的興趣，提升自主學習能力。通過研究模塊化、多樣化的第二課堂教育提供多元化自主探索環境以調動學生學習的興趣，并從學生的內在和外在兩方面研究激發學生內驅力和提升責任感的方法。

設置的第二課堂活動包括學科競賽模塊、教科研活動與成果模塊、證書模塊、養成教育模塊和學術講座模塊。內容上涉及各類各級學科競賽及學術論文、專利、國家級等級考試認證培訓、職業認證培訓（二維CAD、三維CAD、數控工藝員）、大學生創新創業訓練計劃項目、學術講座、體育競賽、文體表演等其他課外科技文化活動，共6學分。第二課堂按學校規定修滿6學分，超出要求的第二課堂學分可替代不超過4學分的通識任選課學分。理論與實踐課程體系的學習為學生參加學科競賽提供了堅實的基礎，學生參加競賽又對本課程學習增加了興趣和動力，形成了“以賽促學”“以賽促教”，一、二課堂互動的良性循環。

4 結語

在“新工科”的背景下，行之有效的專升本應用型人才培養模式是至關重要的，因此基于職本銜接，以能力成果導向構建了模塊化的機械工程專業應用型人才培養模式。通過對課程體系、實踐教學內容、第二課堂教育進行模塊化梳理和構建，使各部分培養內容脈絡更加清晰，邏輯關系更強，與職業教育階段聯系更緊密，提供多元化自主探索環境，增強學生對專業知識的可用性和整體認知。此外，充分運用課程思政的方法提高人才培養質量，有效激發學生的學習動機，提升學習內驅動力和自主學習能力。

基金項目：吉林省職業教育與成人教育教學改革研究課題：“新工科”背景下機械工程專業職本銜接應用型人才培養模式研究（2023ZCY365）。

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