新工科背景下的機電專業工程人才培養模式研究與實踐

李明穎 徐 麗 朱晗鳴 魏鴻磊 孫 玲

（大連工業大學機械工程與自動化學院 遼寧·大連 116034）

當前我國正處在經濟轉型升級、產業結構調整的重要戰略機遇期，以智能制造、人工智能為核心的新一輪科技和產業革命蓄勢待發，新技術、新產品、新業態和新模式正在孕育興起，迫切需要“新工科”機電人才的支撐。習近平總書記在《讓工程科技造福人類、創造未來》的講話中強調：“未來幾十年。新一輪科技革命和產業變革將同人類社會發展形成歷史性交匯，工程科技進步和創新將成為推動人類社會發展的重要引擎。”作為與產業發展密切聯系、互為支撐的工程教育，必須為新產業的發展提供強大的人才支撐。反思工程教育，發展建設“新工科”已是當務之急，“新工科”的發展必須以行業的需求為導向。分析行業的發展現狀，摸清其存在的主要問題，從而培養出符合經濟社會發展和產業行業要求的工科機電人才。

此外，國家深入實施“科教興國”、“人才強國”、“創新驅動發展”等一系列重大國家戰略以及推動“中國制造2025”、“人工智能2.0”等重大建設的大背景下，高等工程教育改革迫在眉睫。走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、提高國家競爭力對高等工程教育提出了更高的新要求，同時也為新工科的建設與發展指明了方向。因此，高等學校的機電專業工程人才培養需要進一步加強與工業界的緊密結合，學生的工程實踐能力和創新能力需要進一步提升，工程教育師資隊伍建設特別是青年教師的工程能力需要進一步加強。發展建設“新工科”背景下的機電專業，培養大批擁有更強的應用能力、創新能力、適應能力的新興機電專業應用型人才，服務國家戰略發展需要勢在必行。

1 存在問題分析

雖然我國培養傳統工程人才的方式方法已比較成熟，涌現出一批足以沖擊世界一流工程學科的高等院校和學科。然而，地方高校對高質量的工程類本科應用型人才的培養仍然存在諸多亟待改進的空間及可能，對新工科工程教育也有待進一步的探索。

首先，課程體系失衡，實踐性欠缺。一直以來，課程體系失衡是地方高校在人才培養方案上存在的普遍問題。主要體現在：一是理論導向的課程比例過重；二是工程實踐課程不足；三是基礎學科課程內容老舊，與經濟社會的實際聯系不緊密，滯后于工程科技的發展；四是工程實踐教學手段相對落后，與現實相脫節，效果不如人意。

其次，師資隊伍建設滯后，教師的工程素質尚未達到新時期工程教育的要求。一方面，地方高校的教師主要來源于高校畢業生，普遍缺乏深入生產一線工作的經歷和教學實踐經驗；另一方面，我國高校衡量師資水平一直是重學歷、輕實踐，導致很大一部分高校教師忙于學術，忽視工程實踐能力的提升和應用型人才的培養，使得當前地方高校理論型師資隊伍難以培養出高質量全面的工程應用型人才。

再次，人才供給與需求脫節，難以匹配社會經濟需要。地方高校是培養服務區域經濟建設的高素質工程應用型人才的主陣地，但是隨著改革的不斷深化，地方高校已經無法為快速增長的市場提供相匹配的高質量應用型人才。通過寬口徑、基礎化的專業教育所培養的人才已經不足以滿足經濟社會的需求，導致地方高校對區域經濟社會發展的影響受到限制。此外，校、企沒有形成有機聯合體，大多數企業對接受學生進廠實習積極性不高，產學結合難有實質性進展，生產實習教學流于形式，學生難以掌握新技術的實際應用能力。

2 實施方案

2.1 遵循“新工科”教育理念，修訂人才培養方案

機電專業應遵循“面向工業界、面向未來、面向世界”的新工科教育理念，以社會需求為導向，以設備先進、功能齊全的開放實驗室、校外實習基地和省級工程實踐教育中心為依托，本著服務遼寧及大連地區機電行業，以課程體系改革為核心，系統地培養德、智、體全面發展，能夠將現代機械、電子、測控、計算機、管理、應用外語等多學科知識交叉融合貫通，接受現代機電工程師的基本訓練，能夠從事機械電子工程及相關領域內的設計制造、科技開發、應用、運行管理和經營銷售等方面工作，并具有較強的創新精神和實踐能力的高級工程技術應用型人才。

2.2 重構課程體系，強化工程教育

機電專業應實現設計與制造、機械與電子、測試與控制、信息與管理、單元技術與系統思想、實踐能力與創新素質的融合，重構課程教學體系以提高學生從應用角度綜合運用所學知識來解決實際問題的能力。

課程教學體系包括四個模塊，如圖1所示。“四模塊”的課程教學體系使學生能夠獲得較系統的機電專業相關的理論知識和實踐技能，培養和強化學生的專業綜合能力、實踐能力和創新能力。

圖1：課程教學體系的組成框圖

（1）基本模塊包括：思政、數學、物理、制圖、力學、啟航工程、工程倫理、工程訓練等通識及學科基礎課程，培養學生具有基本的理工科素養；（2）專業模塊包括：金屬材料、機械設計、機械制造、電工電子、電氣控制、計算機應用、質量管理、專業外語等專業基礎課、專業課的基礎理論和實踐學習，培養學生具有基本的專業技能；（3）高級模塊包括：通過典型機電設備的設計、制造、控制、管理與維修，以及機械、電子、測控、計算機、管理、外語等多學科融合訓練，讓學生認識宏觀的、現代的設計與制造思想及發展動向，了解現代制造業的一些基本概念和工程知識。培養學生設計制造的能力、較強的實踐能力和解決實際問題能力；（4）創新模塊包括：學生將多學科知識交叉融合并綜合運用，針對實際需求通過創新思維，進行機械設計、工藝制作、電子設計與應用、自動控制、機器視覺、計算機應用、管理協調等實際工作。根據自己的興趣、愛好選擇性參加國家、省、學校舉辦的各種科技創新競賽，如機器人大賽、機械創新設計大賽、“挑戰杯”課外科技作品大賽、“西門子”智能制造挑戰賽等等。學生自己繪制總裝圖、零件圖、編制控制程序，然后親自在機床上進行加工、裝配和調試，直至產品完成。并將成果進一步凝練，發表論文、申請專利。主要培養學生的創新設計、綜合設計能力與團隊協作精神。

2.3 建立“雙導師”制度，建設工程實踐經驗豐富的師資隊伍

采取“請進來，走出去”的辦法，著力打造一支具有豐富工程實踐經驗和較強專業理論素養的教師隊伍。“請進來”是指從企業聘請技術專家、高級管理人員到學校擔任兼職教師；聘請具有豐富實踐經驗的一線技術能手擔任學生實習實訓的指導教師，建立“雙導師”制度；“走出去”是指有計劃選派教師，特別是青年教師，到企業工程崗位工作，使專業教師充分利用各種實習條件提高專業知識及工程實踐能力。建立“教師-工程師”有機結合的新機制，形成“雙師型”專業師資隊伍。

2.4 打造校企有效參與和合作培養的長久機制

產教融合校企協同育人是“新工科”建設的基本任務。校企合作方面始終本著以提高工程應用型人才培養質量為核心，參照“新工科”教育理念，打造校企聯合培養模式，通過校企雙方合作育人、合作就業和合作發展的互利互惠為基礎建立校企聯合培養機制。

通過校企合作，實現專業的轉型發展，實現本科學歷教育與職業能力培養高度融合的理念創新，實現應用型人才培養的目標和規格創新，使畢業生既達到本科層次的學業標準，又符合應用型教育的特殊要求，集學術、技術、職業為一體。充分利用雙方資源優勢，強強聯合，共同發展。

3 結語

總之，我國的工程教育可以說是世界上最大規模的工程教育，作為地方高校應該充分發揮在工程教育中師資力量、實踐平臺、科技創新、行業協同等方面的優勢，培養出國家和地方經濟社會所需的高質量機電專業應用型人才。