地方高校傳統機械類專業新工科轉型發展的人才培養模式探索與實踐

尚會超 王潔 付曉莉

[摘 要]針對當前國內外新經濟快速發展對機械類專業人才的需求變化，解決傳統機械類專業發展中存在的問題，實現與新經濟、新產業、新需求相適應的新工科轉型發展，對此，該文基于“融合創新”的新工科建設途徑進行了探索與實踐。通過理念融合、專業融合、課程融合、培養模式融合、創新實踐融合等途徑，達到新工科特色方向凝煉與特色實踐平臺建設的創新，推動傳統機械類專業的新工科轉型升級目標實現。經過實踐，研究對象專業的新工科轉型發展取得了顯著成效。

[關鍵詞]新工科;機械類;轉型發展

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）44-0-03[收稿日期] 2020-04-10

一、引言

當前，世界范圍內新一輪科技產業革命加速進行，綜合國力競爭愈加激烈。國家實施“創新驅動發展”“中國制造2025”“互聯網+”“人工智能”等重大戰略并推進“一帶一路”合作倡議，以“新技術、新業態、新產業”為特點的新經濟發展日新月異，這種快速發展對具備更高的創新創業能力和跨界整合能力的新型工科人才支撐需求迫切[1]。機械類專業作為傳統工科專業，是不少地方工科院校的傳統優勢專業，但是面對新一輪科技革命和產業變革的沖擊，如果不能快速轉型升級發展，那么在新經濟形勢下，必將在學生培養質量、畢業生創新能力與工程實踐能力、畢業生就業領域、招生宣傳、校企合作等多方面出現困難和問題，影響到學科和專業的長遠發展。

本文以中原工學院的機械類專業為研究對象，針對當前國內外新經濟快速發展對機械類人才的需求變化，充分考慮專業類兼顧機、電、管、藝學科領域，并具有紡織行業特色的特點，以專業認證“學生中心、成果導向、持續改進”的質量理念和新工科“創新型、綜合化、全周期”的工程教育理念重塑各專業人才培養體系，通過對學科通識教育與專業教育、分專業課程體系與交叉課程模塊、常規人才培養模式和訂單式項目式校企協同育人、創新創業教育與“以賽促能”實踐、傳統課堂教育與線上線下混合式教學等教育教學要素的融合創新，促進新工科元素與傳統工科特色方向的相互融合，最終推動新工科特色方向凝煉與特色實踐平臺建設的創新，實現傳統機械類專業的新工科轉型升級目標。

二、地方高校機械類工科專業現狀

在“新工科建設”的分類規劃實施中，地方本科院校與工科優勢高校、綜合性大學相呼應，但在師資力量、教學設施、經費支持、生源質量等方面均無法與另兩者相比，在教育理念、培養目標、課程體系、教學模式、國際化等方面也存在較大差距[2]。

本文的研究對象—中原工學院機電學院是在原鄭州紡織工學院機械系基礎上發展起來的，帶有較為濃厚的紡織機械行業背景。目前開設機械設計制造及其自動化、機械電子工程、車輛工程、工業設計等4個機械類本科專業和工業工程1個近機類專業。其中機械設計制造及其自動化專業為國家級綜合改革試點專業、國家級特色專業;工業設計專業為河南省特色專業。各專業傳統的培養方向包括機械制造工藝及裝備、紡織機械、機電測控、汽車設計與制造、車間優化管理、工業產品設計等。實驗教學平臺建有河南省實驗教學示范中心2個，河南省虛擬仿真實驗教學示范中心1個，實驗儀器硬件條件良好。招生生源面向全國，本省生源占一半左右。就業去向除了本省企業外，多集中在東部沿海的江浙、山東和南方的深圳、珠海等地，就業率在學校排在前列。

雖然近年來隨著學校的發展，專業類在專業建設方面也取得了一些成果，但仍存在不少問題，主要表現在：人才培養和教育理念相對滯后，工程教育專業認證和國際化教育工作遲鈍;面向“大工程觀”的課程體系建設不夠完善;“工業互聯網”和“智能制造”為代表的新思維在課程內容中體現不足;學科專業間知識交叉融合不足，學生工程實踐能力與創新創業能力培養不夠;“學習為中心”的教學模式改革不夠深入;信息化技術在教育教學中的應用不夠廣泛;融合新技術、新產業的專業特色實踐平臺較少;具備高的工程素養、實踐教學能力、學科交叉融合能力的雙師型師資緊缺等。

三、新工科轉型發展的途徑探索與實踐

為了解決上述專業發展中存在的問題，實現與新經濟、新產業、新需求相適應的傳統機械類專業的新工科轉型，我們開展了如下的“融合創新”途徑探索與實踐。

（一）融合專業認證“學生中心、成果導向、持續改進”的質量理念和新工科“創新型、綜合化、全周期”的工程教育理念，加強思想認識與教育理念

持續開展“學生中心，成果導向，持續改進”的質量理念的貫徹實施[4]，對機自、機電、車輛三個專業依據機械工程類專業國際認證標準和機械類專業補充標準，對工業設計和工業工程專業按照國家本科專業質量標準要求并參考國內優勢專業院校培養方案，進一步優化專業人才培養目標和培養標準，重構課程體系結構，重點是構建核心課程評價指標體系。按照新工科“創新型、綜合化、全周期”的要求，通過培養方案的制定、教學大綱的撰寫、線上線下混合式教學改革、加強過程性考核制度的推行，推動專業認證理念在機械類專業得到全面的貫徹和實施。

（二）融合基于大類培養的學科通識教育和因材施教的專業教育，加強機—電—管—藝學科交叉，提高學生綜合素質

在人才培養的前三個學期實施機械類（機自、機電、車輛）專業大類培養，打通專業類基礎課程平臺，為學生奠定機械工程學科良好的理論基礎。大一開設機械工程概論課程，加強學科通識教育，為學生專業分流和專業階段因材施教打下良好基礎。專業階段推動機械類的選修課程平臺建設，將智能制造、工業互聯網、人工智能、物聯網技術等新工科元素融入課程內容。加強工業設計、工業工程專業的機械工程基礎課程優化整合。推動工業設計專業向綠色、智能、協同設計方向發展;推動工業工程專業與物聯網、大數據、智能車間管理等新技術的對接。加強主要專業基礎課程的網絡教學平臺建設，推動教育信息化在專業教學中的應用。加強機—電—管—藝學科專業之間的交叉融合，開設院內交叉課程模塊，提高學生綜合素質。

（三）融合常規人才培養模式和訂單式/項目式人才培養模式，加強校企合作協同育人，提高學生工程實踐能力

加強對地方產業和相關行業機械類工程科技人才的需求調研，掌握產業發展最新的人才需求和未來發展方向，研究專業與區域經濟發展的適配性，立足地方高校服務地方經濟轉型發展的基本要求，梳理人才培養新觀念，打破以課堂教學為中心的教學方式，強化企業育人作用。加強與行業企業的育人合作，針對工程類專業（機自、機電、車輛）、設計類專業（工業設計）、管理類專業（工業工程）分別探索校企合作人才培養的“訂單式課程”“設計項目合作”“管理項目合作”等不同的培養模式探索，加強聯合育人過程中的培養方案優化、管理制度完善和深度校企協同。積極承擔教育部產學合作協同育人項目，利用企業資源建立一批師資培訓基地和學生實踐基地平臺。

（四）融合創新創業教育與以賽促能實踐活動，全面實施“六個一工程”，提高學生理實結合與協同創新能力

進一步推廣實施河南省教育教學改革項目《“以賽促能”創新實踐培養平臺建設及管理模式研究與實踐》成果，全面實施“六個一工程”：完善一個體系—實踐教學體系;構筑一個平臺—“以賽促能”機制下的創新實踐培養平臺;建立一個系統—“學科競賽”綜合系統;培養一個團隊—實踐教學指導教師團隊;獲得一批成果—具有代表性的高水平學科競賽獎;實現一個目標—培養學生基于工匠精神的創新能力。對專業導師制的執行過程進一步加強組織優化，提高有效指導;對創新工作室、學科競賽的成員選拔與團隊組建堅持跨學科、專業、班級，引導學生知識交叉、團隊合作、協同創新。

促進新工科元素與傳統工科特色方向的相互融合，最終推動新工科特色方向凝煉與特色實踐平臺建設的創新

針對不同專業特點，結合“新工科”要求，增強、引入、融合“中國制造2025”中明確提出的智能制造、高端制造裝備、工業機器人、激光加工、新能源汽車、“物聯網”、數字化車間、綠色設計、數字化設計等相關技術、理念和實驗裝備到傳統機械類專業方向，凝煉培育機械類專業新工科特色方向。依托實驗室建設、企業創新實踐基地建設，為工程教育相關利益者搭建平臺，打造不同專業新工科特色實踐平臺。

四、轉型探索與實踐取得的效果

（一）專業認證理念得以貫徹實施

按照專業認證標準制定專業培養方案，從2017級機械設計制造及其自動化專業，2018級機械類專業培養方案（含機械設計制造及其自動化、機械電子工程、車輛工程），到2019級機械類、工業設計、工業工程專業培養方案和課程大綱，經過三年時間，專業認證理念在我院5個機械類、近機類專業貫徹實施。

（二）以賽促能創新創業活動取得突出成績

近三年，并院機械類專業學生在“互聯網+”“挑戰杯”、機械創新設計大賽、智能汽車競賽、中國工程機器人大賽、中國智能制造挑戰賽等各類競賽共取得各類國家級競賽獎勵73項、省級競賽獎勵133項。其中在全國大學生機械創新設計大賽、“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽、“恩智浦”杯智能汽車競賽全國總決賽、“西門子杯”中國智能制造挑戰賽、中國工程機器人大賽等比賽中均取得全國一等獎。學院推行競賽學分，院級競賽學生覆蓋面100%，推行專業導師制與創新工作室制度，學生創新實踐能力得到顯著提升。成果被人民網、光明日報、大河報等多家新聞媒體、網站報道。

（三）校企聯合育人模式探索進一步深入

與深圳明陽電路聯合開展卓越工程師人才培養，在2018屆、2020屆機自、機電、工業工程等專業選拔學生44名進行訂單式課程培養，人才培養質量受到企業好評。與翔宇醫療合作開展卓越設計師人才培養，工業設計專業學生連續兩年在企業開展暑期設計實踐，開發設計作品數十項，部分作品轉化的產品參加了國際醫療設備展，合作申報河南省智能康復設備創新中心并取得成功。專業教師還承擔教育部產學合作協同育人項目9項，建成了一批師資培訓基地和學生實踐基地平臺。

（四）機電管藝學科專業交叉融合初見成效

為促進機、電、管、藝學科專業交叉融合，2019年起在機電學院5個本科專業分別設立交叉課程模塊，充分融入先進制造技術、現代測量技術、現代產品設計技術、物聯網、車聯網、新能源汽車等新經濟、新技術元素，鼓勵各專業學生交叉選課，拓寬專業領域和知識面，提高學生綜合素質。2019年度，機電學院內部交叉模塊選課學生達到398人次。在挑戰杯、互聯網+、機械設計創新、智能汽車、工程能力訓練、高教杯制圖大賽等全國大賽中，我院學生多是跨專業聯合組隊，專業交叉融合的團隊效應初步顯現。

（五）新工科特色方向與實踐平臺融合創新取得階段成果

機自專業打造“精密制造+非織造裝備”特色方向，建立鄭紡機先進紡織裝備實踐基地。機電專業打造“工業機器人+激光增材制造”特色方向，建立浙江大學山東棗莊工研院實踐基地。車輛專業打造“新能源汽車+汽車電子”特色方向，建設森源鴻馬和躍博電器實踐基地。工業工程專業打造“工業物聯網+車間信息化”特色方向，建立鄭州女褲企業踐基地。工業設計專業打造“產品創新設計+康復醫療”特色方向，建立安陽翔宇醫療實踐基地。

五、結論

本文對傳統機械類專業的新工科轉型升級進行研究，給出了傳統機械類專業新工科轉型發展的思路與實現途徑，從“融合創新”的角度，將工程教育專業認證的質量理念與新工科的工程教育理念相結合，以提高學生完成實際工程項目，解決復雜工程問題能力為目標，突出學生中心地位和綜合能力培養，交叉融合新工科元素到傳統機械類工程教育各要素，使之能夠互補匹配、互相支撐，從而在專業特色凝煉與實踐平臺建設中實現整體性、系統性的質量提升。通過三年來的實踐，在研究對象專業建設中取得了明顯的效果，兩個專業獲批河南省首批一流本科專業建設點，一個專業獲得省級專業評估第一名，取得相關省級教學工程項目和教學成果8項，機械類各專業的新工科特色凝練與特色實踐平臺建設取得階段性成果。

參考文獻

[1]王淑坤，李學光，王金龍.新工科背景下傳統機械類本科專業建設的若干思考[J].吉林廣播電視大學學報，2020（01）：1-2+55.

[2]高焱，耿紀瑩，周君.應用型地方高校科教融合教育模式研究[J].科教導刊（下旬），2019（12）：15+17.