面向“卓越工程師”培養的機械類專業“3+1”人才培養模式探索

楊文斌

一問題提出的背景：經濟社會、現代教育模式及學校自身發展定位的需求

1應對經濟社會發展的需求

一方面，隨著我國制造業迅速發展，中國已成為世界制造大國，但遠不是制造強國。要真正成為“世界制造中心”，必須有先進的制造技術和一大批掌握先進制造技術的應用型本科人才作為支撐。培養大批適應制造業發展所需的機械類專業人才，對中國機械工程高等教育既是嚴峻的挑戰，又是難得的機遇。[1]另一方面，當前，廣東的經濟社會正進入一個新的發展時期。2008年7月，廣東出臺了《關于加快建設現代產業體系的決定》，明確提出要轉變經濟發展方式，推動產業結構優化升級，實現“廣東制造”向“廣東創造”、“廣東服務”轉型，提升產業國際競爭力；面對經濟結構轉型和發展方式轉變，廣東對機械類及其相關專業的應用型人才需求更加旺盛。而且，目前廣東主體產業群之一的“先進制造業”已經逐漸形成了微電子制造、汽車零部件、輕工裝備、模具、家電等支柱產業，形成了“大制造”的格局；面對更為寬泛的應用領域，要求機械類專業學生必須具備相應的能力和素質以適應廣東的地方經濟發展。因此，緊緊圍繞廣東省珠三角洲地區打造若干規模和水平居世界前列的先進制造產業基地的目標，培養一批能夠熟練掌握與應用先進制造技術和設備的高技能人才，更好地服務廣東省經濟建設，已經成為廣東省地方工科院校面臨的重要任務。

2適應現代教育模式的要求

當前高等院校本科人才培養實踐在新形勢下表現出新的特征。一是多樣化特征：主要表現在高校的培養目標、培養規格、培養模式等呈現多樣化；它源于社會對人才需求的多樣化，要求改變以往我國高校存在強調統一、規范，造成培養模式單一、人才類型單一等問題的缺陷。二是個性化特征：包含保護個性、尊重個性、培育個性；具體表現在學校給教師和學生個性發展空間的趨勢明顯。三是現代化特征：包括教育觀念、理念、制度、手段的現代化等。四是國際化特征：表現在學生國際化、教師國際化、教學內容和教材國際化、工程教育與專業認證國際化等；國際合作辦學越來越多，國家與國家、地區與地區之間協作越來越多。

3學校自身發展定位的要求

廣東工業大學經過50多年的辦學，沉淀了地方經濟社會發展急需的優勢學科，具備了培養應用型和創新型人才的基礎及基本條件。依據聯合國教科文組織1997年編制的《國際教育標準分類法》（ISCED），學校辦學定位確定為教學研究型；服務面向定位是面向和服務廣東，為廣東全省的經濟社會發展服務；在學科專業設置上堅持以工為主、工理經管文法結合、多科性協調發展。學校的機械類專業具有較強的辦學實力。機械類學科在數字化、網絡化設計制造技術，高端電子精密制造裝備技術，工業機器人技術，高性能陶瓷材料加工及工具制造技術，高能束與特種能場微納制造技術，先進設計與智能化檢測技術，產品創新設計方法及制造系統建模、控制和優化技術等方向已形成鮮明的特色和優勢；培養了大批機械及相關行業和社會發展需要的工程技術人才，為廣東地方經濟發展做出了巨大貢獻。近幾年，學校在廣泛調研國內外應用型本科人才培養體系改革與實踐的基礎上，從學校自身的辦學定位出發，根據社會對人才的多樣化需求，以工程應用能力培養為目標，整合優化人才的知識、能力和素質結構，構建了多樣化的機械類應用型本科人才培養方案，并在實踐中驗證和完善。

二機械類專業“3+1”人才培養課程體系的構建

1課程體系構建的總體思路

第一，滿足培養目標的需要。專業人才培養理念、培養目標和培養規格是課程體系構建的基礎。“重視能力培養，是本科教育的共性要求，更是工程應用型本科教育的要求。”[2]在研究需要什么樣的人才方面，各國都有各自的特色和特殊情況，但在工程技術人才培養上卻有著共識：強調工程師強烈的社會責任感；培養工程師的國際視野和跨文化交流能力；實施領導力培養計劃，培養工科學生引領本國和世界工程科技發展的能力；加強工程師的綜合素質培養。廣東工業大學機械類專業以“理論-實踐-創新”為主線、以“學生主動學習”為方式、以“能力與素質的嵌入”為手段、以就業競爭力為導向、以“知識-能力-品格全面協調發展”為目標、探索和構建具有區域特色的機械類本科人才培養體系的培養理念；緊緊圍繞面向工業界、面向未來培養工程師為目標，主動適應廣東省區域經濟建設、機械及其相關行業和社會的發展需要，確立以知識傳授為基礎，以能力培育為重點，以道德養成為根本，注重知識、能力、素質的全面協調發展，注重為學生搭建發展平臺，培養具有較強的實踐創新能力和職業技能的可持續發展的高級應用型人才。機械類專業培養規格主要建立在應用型工程師培養的國家通用標準和應用型機械工程師培養的行業專業標準之上。

第二，采用“平臺+模塊”[3]的課程體系結構。廣東工業大學機械類專業“3+1”課程體系采用“平臺+模塊”的模式。在這種課程體系中，必修課程是由幾個相互關聯、逐層提升的平臺構成的，而選修課程是由多個相互獨立的專業方向模塊和跨學科課程模塊組成的。平臺中的課程主要包括公共基礎、學科基礎和專業基礎等方面，反映了人才培養的基本規格和全面發展的共性要求。模塊則是可以由學生根據自己的興趣、愛好和特長自由選修的專業層面的課程，體現了人才培養的多元化和學生個性發展的要求。“平臺+模塊”課程體系實際上是分別按照對學生的共性和個性要求進行設計和構建的一種模塊化課程體系，它適用于有多個目標、多項功能要求的復雜課程體系的構建，是一種能夠較好地協調和滿足機械類專業“3+1”人才培養的課程體系結構。

2課程體系構建的具體做法

基于“3+1”模式的機械類專業課程體系的構建，從整個模塊化課程體系設計開始，到各個課程模塊中具體課程的確定，再到每一門課程教學內容的選擇，都要考慮面向工業界、面向地方培養機械類本科應用型人才的需要，構建的著眼點主要是專業培養方案設計、實踐課程模塊建設和教學內容充實等。endprint

第一，專業培養方案的設計。專業培養方案的設計需考慮諸多因素[4]：總的專業培養目標以及具體的課程目標；課程之間的連貫性；課程目標和課程內容上的共同性，課程在時間上的關聯；等等。廣東工業大學機械類專業“3+1”本科人才培養課程體系強調課程之間的融合，包括知識點的融合、理論教學與實踐教學的融合等；注重交叉學科知識的融合，側重知識的寬泛性和工程實用性。它是以工程專業能力培養為核心，通過對工程專業能力的界定，從而轉化為每個學期的綜合實訓課程，再分析綜合實訓所涉及到的專業知識，從而設定該學期的課程。它細分為學校學習階段課程體系（累計3年，共162學分）和企業學習階段課程體系（累計1年，共50學分）。學校學習階段課程體系注重于公共基礎教育（通識教育）、專業基礎教育；企業學習階段課程體系注重于工程教育、實踐與實訓教育。另外，培養方案的設計也充分考慮區域經濟建設及行業和社會的發展實際。例如，學校根據廣東省發展微電子制造戰略性新興產業的需求，以及珠三角微電子制造業比較發達企業較多的實際，在機械類專業的課程體系中設置了微電子制造相關課程，增加學生相關方面的專業知識；發揮重點學科科研優勢，新增專業前沿與特色課程，如“計算機集成制造技術”，“特種加工技術”，“機器視覺”，“三維逆向工程技術”等；增設“企業家專業系列講座”課程，使學生通過更多的與企業家的接觸，學習到產業界的最新知識；結合本專業“廣東省創新方法與決策管理系統重點實驗室”建設，開設“創新方法”課程，培養學生創新意識和能力；等等。

第二，教學內容的充實。基于“3+1”的機械類專業課程教學內容的充實，主要體現為：把機械學科的發展趨勢及時地補充到專業課程教學內容中，以保證教學內容的有效性、先進性；將課外教學內容納入機械類專業人才培養的課程體系，實現課內教學和課外教學的有機統一。廣東工業大學通過“走出去、請進來”的方式，加強與國內外著名企業和大學研究所、實驗室的交流與合作，定期聘請海內外知名專家學者等來校為師生舉辦學科前沿領域專題講座，有效、及時地對機械專業課程內容進行補充。另外，學校用大課程觀來協調和整合機械類專業課程資源，集聚校內外各種資源，組織各種類型、各種形式和不同層次的工程實踐活動，將創新科研訓練（共6學分）、學科競賽活動（共6學分）、學術前沿講座、社會實踐、公益活動等課外活動作為課外課程模塊（共15學分）納入到機械類專業課程體系中集中實施和管理。

第三，實踐課程模塊的建設。實踐課程模塊建設的一般途徑是：整合重組課程體系、增加實踐課程的課時數，改革教學方式方法、增加自主學習和小組合作學習的時間，增加設計性、綜合性和創新性的實踐課程，設置基于項目的課程和開設實踐性課程，等等。廣東工業大學機械類專業“以實驗與工程技能訓練為基礎，以設計為主線，以提高學生的學習能力、工程實踐能力、系統思考和研究能力、團隊合作能力和交流能力為目標”，精心構建新的實踐課程模塊，即機械設計工程實踐課程（含機械零件測繪工程實踐項目、機構創新設計工程實踐項目等）、機械制造技術工程實踐課程（含數控加工工程實踐項目、成型技術與模具工程實踐項目等）和機械設計制造及其自動化專業實踐課程（含機電一體化工程實踐項目、微電子制造工程實踐項目、工業機器人工程實踐項目等）等模塊。在這個新的實踐課程模塊中，以生產實習（或畢業設計）作為核心任務，驅動整個工程實踐的教學。[5]專業性課程設計、生產實習都圍繞核心任務展開，以開題報告、中期報告和畢業論文分別作為課程設計、生產實習和畢業設計等環節的成績評價依據。還有，在實驗課程構建方面，以機電系統的設計、制造、控制為主線，設置“機械設計基礎實驗”、“機械制造基礎實驗”、“傳動及控制實驗”、“工程測試實驗”、“數字控制實驗”、“CAD/CAM/CAE”和“數控編程與加工實訓”等實驗課程；使學生能在一個比較完善的系統中學習運用、整合和構建知識，它強調了知識的相互關聯和系統性，同時也方便課程的管理和實驗的調度。學校還堅持實踐訓練環節與企業的合作，創造條件由企業工程師直接指導或聯合指導學生的設計；引入第2、3學年的暑假企業實習計劃；延長畢業設計時間，使在企業實踐與學習的總時間不少于1年；由來自企業的工程師或具備5年以上在企業工作的工程經歷教師開設的課程不少于6門，在企業和社會環境下指導學生的學習和設計工作；實現實踐教學邊界的重新設計[6]，即把既有的集中性實踐教學環節組合成為一個新的實踐教學環節，與企業合作協同擬訂實踐教學指導大綱，建立以教師、企業工程師和行業專家共同組成的指導教師隊伍。

3課程體系構建的核心問題

在機械類本科專業課程體系構建過程中，要創造機會讓學生主動參與到知識、能力和素養的構建中來，這是課程體系構建的關鍵所在。換句話說，課程體系構建的關鍵不是教學內容的組織，而在于系統考慮學生的學習需求、學習能力和學習目標，并創造盡可能多的機會使學生主動參與到知識、能力和素養的建構中來。廣東工業大學機械類專業“3+1”人才培養的課程體系，設計了多種形式的學習活動提高學生的學習動機和投入度，鼓勵學生在參與解決復雜性工程問題的過程中，開發多元智能，學習運用、整合和構建知識。在教學組織方面，鼓勵教師設置能力培養型課程，改革課程的教學方法和考核方式，以綜合評價課程的學習成果、創新項目和系統方案等環節予以保證“3+1”人才培養計劃的有效實施。通過設計自學課、討論課、設計課、研究課、訓練課等，以及理論教學、課堂分組討論、課后團隊設計與開發多種教學方式相結合，進行基于問題、項目及設計的教學，增強學生的工程設計能力和課程知識的應用能力，并致力于幫助學生理解專業領域的知識結構，傳授給學生思考和研究的方法，教會學生有效的學習策略，引導學生對自身的知識、能力和素養發展負責。例如，在“機械設計”課程中，以典型的工程實例為研究對象，把課程教學的主要內容融入設計項目的各個階段，以工程實例中所涉及的機構和各種典型零部件的設計為載體開展教學，使學生經歷設計項目的全過程。通過這樣的方式創造一個真實的情景，激發學生創造性解決問題的欲望；通過實踐到理論、理論到實踐的過程，使學生領悟默會知識并把知識內化為能力，最終達到主動參與建構自身的知識、能力和素養的目的。endprint

三機械類專業“3+1”人才培養模式的運行

1師資隊伍建設機制創新

開展機械類專業“3+1”人才培養，師資隊伍是關鍵。機械類專業要培養與社會經濟發展相適應的高素質工程應用型人才，就必須有一支既具有較深理論教學功底又具有較強實踐指導能力的“雙師型”師資隊伍。廣東工業大學不斷強化機械類專業教師的工程經歷和實踐能力，并設置準入門檻。例如，通過制定政策，規定一定比例的年輕教師在工業界進行1～2年的博士后工作，并選派一批青年教師走出校門，到世界500強或行業領軍企業進行實地工作1～2年，增強解決實際問題的能力。學校還制定和規范教師的兼職辦法，引導和規范教師到企業兼職，同時，設立面向企業創新人才的客座教授和研究員崗位，選聘實踐經驗豐富的行業或企業高級專家到學校任教或兼職，建立穩定的兼職教師隊伍。通過建立高校專職教師與企業兼職教師的合作機制，使兩者之間取長補短、相互學習、共同提高[7]，為機械類專業“3+1”人才培養提供了一支知識結構合理、富有活力和發展趨勢良好的高素質“雙師型”師資隊伍。

2實踐教學平臺運行機制創新

各級各類實驗室、實踐基地、訓練中心是培養學生實踐能力和工程綜合素質，培養其創新意識的重要實踐教學平臺。廣東工業大學充分發揮工程訓練等國家實驗教學示范中心和機械設計省級實驗教學示范中心的實踐教學平臺作用，不斷完善工程實踐條件，積極拓展工程訓練內涵，建立起分階段、多層次、模塊化、綜合性、開放式的工程訓練教學模式，完成傳統實習方式向全面工程訓練的轉換，實現“工程訓練四年不斷線”。另外，學校積極推進校內、校外人才培養實踐基地的建設。在校內嘗試以企業為依托，通過與各大企業合作，建立基于企業的校內實踐基地；以相關企業為依托，選擇一批生產規模大、管理規范、技術先進、用工需求量大和社會聲譽好的企業作為長期合作伙伴，使之真正成為培養高技能人才的穩定校外實習實訓基地。這些基地緊緊圍繞機械及相關專業的培養目標，貼合企業需求，為學生提供了模擬仿真與真實職業崗位環境相結合的實踐環境。學校還積極推進校外實習和畢業設計實戰計劃，強化以項目驅動實踐教學為手段，以實踐創新能力培養為主線的實踐課程體系，在時間分配、項目實踐、流程環節等方面給予全力保證；學生通過在教學實踐基地的學習，實現了企業與學校之間的無縫對接。

3產學研合作機制創新

堅持產學研深度合作是機械類專業“3+1”人才培養模式有效運行的重要保障。廣東工業大學通過加強學校與產業緊密結合，調查廣東產業界對機械類本科人才素質的需求，創新和優化“3+1”人才培養方案以及課程體系結構。通過完善校內專任教師到相關產業和領域一線學習交流、相關產業和領域的人員到學校兼職授課的制度和機制，提高機械類專業師資水平。通過發揮學校機械類學科及科研優勢，與廣東省大型企業密切合作，進一步增加和改進校外校內實踐教學基地/平臺的建設。通過增設企業家專業系列講座課程，使學生通過更多的與企業家的接觸，學習到產業界的最新知識。還有，依托機械類學科優勢，進一步促進科研和教學工作相結合，將科研實驗室部分向本科生進行開放，鼓勵引導教師將科研成果引入本科生教學中，鼓勵學生積極參與導師科研項目和投身各類科技創新競賽，不斷提高其綜合能力和創新精神。

參考文獻

[1]中國機械工程學科教程研究組.中國機械工程學科教程[M].北京：清華大學出版社，2008.

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[5]李文軍，李東升，鄭永軍，毛成.校企聯合培養工科學生的研究與實踐[J].高等工程教育研究，2012，03：62-65.

[6]李培根.高等工程教育中的邊界再設計[J].高等工程教育研究，2007（4）：8-11.

[7]林健.校企全程合作培養卓越工程師[J].高等工程教育研究，2012（3）：7-23.endprint