機械設計制造及其自動化專業人才培養模式改革創新探索

許蘭貴 韓林山 譚群燕

摘? 要 根據社會對智能制造人才的需求，結合專業認證要求，對機械類人才培養模式改革創新進行探索，從分方向培養、實踐能力培養、卓越工程師培養、創新能力培養、課程建設等方面進行研究與實踐。實施效果表明，通過以上培養模式改革，人才培養質量提高明顯，學生就業率逐年提高，教學成果日益豐厚，學生創新創業成果顯著增多。

關鍵詞 機械設計制造及其自動化專業;精品課程;創新創業;卓越工程師;實踐教育基地;網絡開放課程

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）06-0068-04

1 前言

人才培養模式改革以保證人才培養質量和提升學生的就業能力為根本出發點[1]。華北水利水電大學機械設計制造及其自動化專業在人才培養模式改革創新方面，始終堅持以學生為中心，以滿足行業需求為出發點，不斷調整教學模式和教學內容，通過分方向培養、實踐能力培養、產學研結合、課外科技活動、精品課程建設、開放共享課程等方面，形成豐富多彩的創新人才培養模式。

2 改革創新的具體措施

分方向培養? 通過多年的沉淀積累，機械設計制造及其自動化專業的人才培養模式日漸完善，課程體系更加科學合理。人才培養體系秉承鮮明的水電特色，以面向水電工程建設和工程車輛人才需求為導向，由建校初期的單一水利施工機械專業方向，根據社會發展需要調整為工程機械（鏟土運輸機械）、起重機械、車輛工程、機械電子工程四個專業方向，分別滿足不同行業的人才需求。如圖1所示，在制訂教學計劃時實施兩階段培養。

1）“基礎課階段”使學生掌握數學等自然科學、機械設計制造基礎和自動化基礎課程，滿足社會對本專業人才的基本需求。如圖1中機械設計制造類課程和自動化類課程均為基礎平臺段，要求各個方向的學生都要學習。

2）“專業方向段”則針對學生在掌握機械設計制造及自動化專業基礎知識的基礎上，分四個方向定制培養，滿足不同專業方向領域對人才的需求。如圖1中各個專業方向設置不同的課程體系。

根據兩階段培養模式，教學計劃靈活設置，以水電施工機械、機電結合安排教學內容，堅持重要的學科基礎課程、專業基礎課程列為必修課，避免學生漏選重要課程的學習。

圖1中工程基礎類課程和專業基礎類課程均為必修課。選修課根據專業方向分組，讓學生根據自己的興趣愛好，在接受一定的引導下，選擇適合自身發展的專業方向。該模式既兼顧了學生興趣和必要的知識結構，又滿足了學生能力培養及就業要求。圖1中各個方向的選修課程組，學生根據選擇的專業方向進行選修。

加強實踐能力培養? 加強實踐能力培養是提高學生創新能力的重要途徑[2]。依托近十年的教育教學改革研究成果和實踐經驗，建立不斷完善的實踐課程體系。實踐能力培養由課程實驗和集中實踐環節兩部分組成，以2016培養方案為例，共180學分，其中理論教學118學分，集中實踐環節和課內實驗62學分，占總學分的34.4%。實踐教學與理論教學學分比為1：1.9，滿足了國際工程專業認證對實踐教學的要求。

1）課程實驗環節。根據課程需求，設置課內實驗環節可加深學生對知識的理解和創新能力的培養。為加強學生的實踐能力，在制訂培養方案時增加實踐學時比例。以2016級培養方案為例，本專業共180學分，課程實驗學分為22學分，通過課程實驗環節使學生能夠更好地掌握理論知識，提高動手能力。同時，調整和修訂課程的實驗內容，增加設計型、綜合型、創新型實驗內容比重。以2016年培養方案為例，驗證型實驗與創新型、綜合型、設計型實驗比例為1：1.08，滿足有實驗的專業課程中50%以上課程有設計型、綜合型或創新型實驗的要求，對開發學生潛能、培養學生創新能力創造了條件。

2）集中實踐環節。集中實踐教學體系如圖2所示，學生在不同的學習階段都有不同的實踐教學內容，構建學生不同的能力結構，實現學生實踐能力的有效培養。如基本素質訓練主要在大一、大二進行，基本技能訓練在大二、大三進行，專業技能訓練和專業綜合實踐在大三、大四穿插進行，創新能力訓練在整個大學期間持續進行。

以工程機械專業方向（鏟土運輸機械）為例，本專業集中實踐環節共有40學分（以2016年培養方案為例），圖2為集中實踐環節課程體系。實踐環節根據從低年級的基本素質訓練到高年級的綜合訓練循序漸進，創新能力訓練根據學生自身特點，從第一到第七學期完成，可以是學生申請的創新創業訓練項目，也可以是參加的各類專業賽事，以取得獎勵或發表論文或申請專利為計分標準。

實施校企聯合培養，提升學生的工程素養? 機械專業知識的學習要求理論與實踐有機結合，才能使學生加深對知識的理解。因此，學生學習的理論知識能夠在企業實際應用為有效的學習途徑。只靠學校教育，在課堂、實驗室和校內實訓場所，難以培養高素質的應用型人才。同時，現代科技飛速發展，許多新技術日新月異，學校教育與科技發展不可能同步，學生在企業可以獲得最新的實用技術，鍛煉創新能力。因此，專業建設必須與企業相結合。近幾年來，機械制造及其自動化專業針對機械行業特點，逐步形成校企聯合培養人才的新機制，強化理論教學與工程實踐的結合。

1）建設校外實踐教育基地。建設校外實踐教育基地，承擔學生校外實踐教育任務，促進高校和行業、企事業單位、科研院所聯合培養人才新機制，提升高校學生的創新精神、實踐能力和就業能力[3]。機械設計制造及其自動化專業申請的大學生校外實踐教育基地——華北水利水電大學—鄭州新大方重工科技有限公司工程實踐教育中心，被評選為國家“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地。同時，學校先后與洛陽一拖、河南衛華集團、湖北十堰東風汽車集團等11個單位建立校外實習基地，保證實踐教學環節的有效進行。

2）開展卓越工程師教育。“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項目。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[4]。該培養模式對工程型、應用型人才培養是一次新的校企合作嘗試。

①卓越工程師教育校企合作模式。實施“3+1”人才培養模式：在前三學年，學生在校內學習與機械學科相關的基礎課程、專業基礎課程和專業課程，以及參加相應的實踐性教學環節;在第四學年，學生在相關工程機械裝備制造企業或汽車制造企業學習和實踐。機械設計制造及其自動化專業與相關合作企業如鄭州新大方重工科技有限公司、鄭州三和水工混凝土機械有限公司、河南衛華集團、宇通客車有限公司等建立了長期有效的校企合作關系。

學生在企業學習階段，結合合作企業的產品特點，參加生產、檢驗、測試、研發、銷售等部門的輪崗實習和課程設計，并在該環節學習后期按照學校畢業設計選題相關規定和要求，結合企業需求確定畢業設計課題，設計內容及成果須滿足學校教學管理相關規定和要求。

②采用“校企雙導師”指導模式。從四年級開始，為學生配備校內和校外（企業）兩名導師，分別由校內具有工程實踐經驗的教師與企業中業務水平高、責任心強的工程師擔任。企業指導教師負責學生在企業學習期間的工作安排、考勤記錄和技術指導工作，指導學生的輪崗實習、課程設計及畢業設計。企業指導教師根據學生的實習表現，給出企業實習成績，作為實踐環節考核的組成部分。

經過幾年的發展，卓越工程師項目已完成兩屆學生的培養，畢業生工程能力、實踐能力較強，大部分學生畢業后直接進入實習企業就業。

創新能力訓練? 實行班導師制，班導師負責學生的創新創業學分。班導師根據學生自身特點，培養科技創新人才苗子，讓能力突出的學生提早開始接受科研訓練，并帶動周圍同學成立科技創新小組，發揮每個學生的優勢，培養創新能力，提高綜合素質。創新能力培養在培養方案中從素質拓展和創新創業課外實踐活動兩方面進行加強。

1）素質拓展活動。開展第二課堂活動，目的在于拓展學生素質，引導和幫助學生全面成長。為促進學生參加素質拓展活動，從2014年開始在培養方案中增設一學分的素質拓展。素質拓展活動體系包含社會實踐（社會調查，科技、文化、衛生“三下鄉”活動，勤工助學活動）、志愿者活動（青年志愿者開展的各種公益活動）、社團活動（各種文藝、體育團體和學術團體活動）、文體活動（文化節、藝術節、體育節及各種文藝體育活動）。

2）創新創業課外實踐活動。為了培養學生的創新精神和創業能力，機械設計制造及其自動化專業培養方案中開設公共基礎課“大學生就業創業指導”（第1～7學期完成）和實踐環節課程“大學生就業指導與創業實踐”（第5～8學期完成）。為此，學校鼓勵學生參加創新創業大賽、“挑戰杯”等科技競賽，積極組織學生參加校、省及國家三級比賽。為保證活動能長期持續發展，成立機械學院大學生創新創業基地，配備從事機械、電子制作的常用工具;建立開放實驗室和校外實習基地，為學生提供便利，將教師是否指導學生課外科技活動和指導質量與班導師考核掛鉤。所有這些有利條件激發了學生參與創新創業活動的熱情，提高了學生科技作品的制作水平，培養了學生的創新創業能力。

經過幾年的發展，學生在創新創業實踐活動中通過傳幫帶積累了豐富的實踐經驗和創新能力，在校、省、國家三級比賽中取得優異成績。

課程建設? 課程是教育教學的基本依據，是實現學校教育目標的基本保證[5]，對學生全面發展起著決定性的作用。多年來，機械設計制造及其自動化專業持續不斷加強課程建設，先后建立精品課程、網絡開放課程等。

1）精品課程建設。本專業現有四門省級精品課程“微機原理及應用”“機械設計”“機械制造技術基礎”和“液壓與氣壓傳動”，一門校級精品課程“現代設計理論及方法”。精品課程涵蓋專業基礎課和主要專業課程。

2）加強網絡教學資源開發和共享平臺建設。建設面向全校的網絡課程和數字化資源中心，實現精品課程、網絡課程的各種教學資源網上開放，為廣大教師和學生提供免費的學習資源。

以“機械制造技術基礎”課程為例，該課程經過多年建設，已建成多媒體教學、網絡教學等多種教學模式，開展以課堂講授為主，網絡學習、分組討論為輔的互動教學。經過不懈努力，“機械制造技術基礎”于2015年通過轉型，升級為河南省高等學校精品資源共享課程，為課程建設提供了更好的平臺。

3）教材建設。課程內容大部分是通過教材來具體體現的。教材是師生教與學的基本素材，是體現一定教學目的的重要工具。在教材選用方面，把優秀教材、精品教材作為教材選用的主要目標。同時，鼓勵有經驗的老教師根據自己的教學經驗和學科發展情況積極開展教材建設，參編或主編教材。

3 實施效果

華北水利水電大學機械學院機械設計制造及其自動化專業通過上述人才培養模式改革創新所采取的措施，人才培養主要取得四個方面的成績。

人才質量顯著提高? 近幾年來，機械設計制造及其自動化專業畢業生整體上基礎理論扎實，工程實踐能力強，綜合素質高，受到用人單位的普遍好評。從河南省大中專畢業生就業信息管理系統查知，畢業生一次性就業率近五年分別為98.45%、94.93%、94.06%、97.31%、96.35%，均在94%以上;大部分學生進入工程建設及汽車制造企業，出口暢、入口旺。

教學成果日益豐碩? 經過多年的探索與實踐，機械設計制造及其自動化專業專任教師已經主持“教育部卓越工程師教育培養計劃—機械設計制造及其自動化專業”等六項省級及以上教學改革及研究項目;主持“國家工程實踐教育中心—華北水利水電大學—鄭州新大方重工科技有限公司工程實踐教育中心”等九項省級及以上本科教學工程項目;獲得省級及以上教學成果四項;“微機原理及應用”

“液壓與氣壓傳動”“機械設計”“機械制造技術基礎”四門課程被定為省級精品課，“現代設計及理論”課程被定為校級精品課;主編并出版《機械設計》等17部教材;發表13篇教科研論文。

師資力量日顯實力? 多年來，本專業在人才引進上注重師資隊伍的多元化建設，引入有半年以上機械行業經驗的教師充實專職教師隊伍以加強卓越工程師教育。目前，專任教師中有一名全國優秀教師、一名河南省優秀教師、一名校教學名師;一名教師獲得河南省教育系統教學技能競賽一等獎，多名教師獲得校級講課大賽獎勵。

學生大賽成績顯赫? 近四年來，本專業學生申報《“斤斗云”便攜式載人飛行器》等17項國家級、省級、校級大學生創新創業項目，獲得省級及以上各類競賽獎勵12項，在國內外學術期刊上發表學術論文11篇，申請專利七項，參與教師科研項目10項。

4 結語

不斷進行人才培養模式創新改革是提高教學質量、提升學生創新能力及實踐能力的有效手段。地方高校要準確定位，合理規劃，與時俱進，及時吸收國內外先進經驗，以專業認證為目標進行教育教學模式改革，豐富教學手段和教學內容，使大學生知識和能力結構更加全面，滿足社會對人才的需求。■

參考文獻

[1]曾小彬.創新人才培養模式 提升應用型人才培養質量[J].中國大學教學，2010（3）：17-18.

[2]于化東.加強實踐教學環節 提高大學生創新實踐能力[J].中國高等教育，2010（21）：23-25.

[3]林峰森，周杰.大學生校外實踐教育基地建設的問題及對策研究：以福建省F校為例[J].北京城市學院學報，2017（2）：94-99.

[4]楊喜平，楊新麗，曹曉雨.以“卓越計劃”為導向的物理化學課程創新教學模式研究[J].廣州化工，2014（24）：176-177.

[5]林杰，劉國瑞.關于深化中國特色高等教育人才培養體系改革的幾個問題[J].中國高教研究，2015（3）：21-25.