新工科背景下機械類專業創新人才的培養探索

熊曉松　盧君宜

摘 要：新經濟和新技術的發展要求相適應的新工科。機械類專業學生是我國制造業的主力軍，學生的創新能力關聯是否滿足企業發展要求。針對傳動培養模式存在問題，探討新工科背景下機械類學生的創新能力培養思路，升級傳統機械專業方向的培養為智能制造方向的培養。改革培養模式后的學生實踐能力、創新能力得到提升，能夠較好地滿足社會崗位需求。

關鍵詞：新工科 創新能力 培養模式

Exploration on the Cultivation of Innovative Ability of Mechanical Majors Under the Background of New Engineering

Xiong Xiaosong Lu Junyi

Abstract：Mechanical students are the main force in China's manufacturing industry. New engineering is required to meet the needs of new economy， new technology and enterprise development. In view of the problems existing in the traditional cultivation model， this study discusses the idea of cultivating the innovative ability of mechanical students under the background of new engineering and upgrades the traditional mechanical major into intelligent manufacturing. It is proved that the students' practical ability and innovation ability have been improved after the reform， and the adaptability to social demand is good.

Key words：emerging engineering， innovation ability， cultivation model

1 引言

當前，新產業不斷出現，為了讓高校滿足當前國家發展需要，根據新培養理念和模式的要求，更新傳統課本的知識體系，制定出新的學生培養目標，培育出符合企業需求的“新工科”畢業生。“新工科”體現在更加注重學科的應用性、交叉性與綜合性。新工科的人才培養模式是以“學生為中心、成果為導向、持續改進”的理念為指導[1-2]。

傳統的高校機械類專業培養大多以校內封閉的教育為主，少與外界（企業為主）交流;以課本理論知識傳授為主，輕于實踐;重視本專業知識覆蓋，忽視學科間交叉融合。傳統模式下培養的學生動手實踐能力、創新能力較差，不能滿足新產業發展的需要。為培養引領未來時代發展的創新型人才，各高校院系針對機械類專業工程培養方案，進行了課程改革，縮短課程學時和增加科目方向覆蓋面，以提高學生的綜合素質。[1]為了培養符合新產業需求的人才，培養引領未來時代發展的創新型人才，學院機械設計制造及其自動化專業針對新工科背景下機械類專業學生的創新創業能力培養進行了探索。

2 創新能力各要素關系

創新能力中關鍵的兩個因素是創新思維和創新實踐， 創新思維的產生與學生的創新意識、創新視野和多學科融合交叉的基礎知識都有直接的關系。創新意識主要表現為興趣愛好、情感志趣，創新視野主要表現為對新生事物認識的深度和廣度，多學科融合交叉知識對創新思維可行性提供扎實的理論基礎。學生只有扎實地掌握了與本專業及與本專業關聯的學科知識，自身對現有的學科具有強烈的探索欲望和濃厚的學習興趣，同時對本專業發展有廣闊的視野，才能產生解決新問題的創新思維[3]。

3 “新工科”背景下機械類大學生創新能力培養探索

（1）探索“新工科”人才培養機制，改革人才培養模式。

以提高辦學質量、突出專業特色為宗旨，培養學生應用能力、創新能力，服務省內地方經濟建設為定位，采取實地考察、畢業生訪談、專家座談等方式進行項目調研，與省內多家企業建立合作關系，共同探討和優化“新工科”機械制造專業人才培養模式。

隨著國民經濟發展，制造業經歷了傳統制造業1.0，2.0、先進制造業3.0到如今的智能制造業4.0，由普通的機械、電氣發展，經歷了數字化、網絡化變革，發展到現在的智能化、高級智能，如圖1所示。

伴隨著制造業的變革，工程教育也從傳統2.0發展到先進3.0，朝向未來工程教育4.0發展，如圖2所示。結合新經濟發展，新工科模式下機械專業人才培養模式變革可以分為四個部分：課程體系、創新教育、創業教育和實踐教學，其中課程體系依據培養目標確定內容和大綱，保證學生的基本知識能力，創新教育主要體現在課程中貫穿案例教學與原理創新、技術創新的內容;創業教育可以通過案例教學過程中貫穿團隊協作、產品市場化內容來體現，反應模式的創新;實踐教學主要保證學生的工程實踐能力，通過理論設計、實際制造過程來完成。

基于“新工科”機械專業人才模式的探索，提出“依托地方、面向應用、重視基礎、注重交叉、強化實踐”的人才培養模式，面向省內機械制造業提供強有力的人才支撐和智力支撐，保持原有專業優勢的基礎上，打造省內具有一定特色和影響力的品牌專業。

（2）調整專業課程體系結構，突出學生分類培養，以賽促學，強化學生實踐創新能力。

按照機械類職業崗位能力要求，主動適應機械行業和湖北區域經濟發展的需要，培養應用型、創新型人才，機械設計與智能制造教研室對本專業的課程體系進行了改革，突出新工科模式下的專業特色，采取“+、-、×、÷”原則，即增加多學科基礎知識;刪減過時、陳舊課程內容;強化工程實踐環節;擯棄落后的教學手段。課內教學分為大工科基礎課程、機械基礎課程、跨學科基礎課程以及專業課程，同時根據企業發展需求專業課程開設“機器人技術”、“數字化設計與3D打印”方向，對相關課程進行了調整，刪除了材料成型，壓焊及特種焊、模具制造等課程，增加了智能制造技術、機器人技術等模塊內容，實踐教學分為校內實踐和校外實踐，校外實踐教學中增設跨學科工程認識實踐教學，其總體教學課程體系如圖3所示。

如圖所示，學生經過大工科基礎教育，專業基礎課程學習后，在結合企業需求的同時，根據學生的志趣愛好和個性差異，進行分類培養，逐步實現機械專業個性化人才培養課程體系。積極開展與提升學生專業創新能力相結合的素質拓展活動，如“大學生第二課堂科技活動”、“大學生創新創業計劃訓練項目”等，鼓勵學生參加各類科技競賽，通過大賽訓練，提高學生學習興趣，鍛煉學生創新實踐能力。

（3）改革實踐教學模式，強化“校企合作”，加強學生知識能力培養。

以培養學生工程實踐能力和創新能力為目標，以培養學生基本實驗技能和自主學習為抓手，構建“模塊化、多層次、遞進式”的實踐教學模式。

“模塊化”的教學體系，主要體現在從單元到系統，對實踐教學體系按照功能進行劃分，突出人才培養的階段性和客觀規律性。“層次化”體現在從基礎到綜合，為適應不同學科專業實踐教學需求，教學設計由易入難，由基礎到綜合，由綜合到創新，逐步提升設計項目的廣度、深度、綜合性、研究性和探索性。“遞進式”體現在校內實踐與校外實踐的融合中，將創新能力的培養融入教學的每個環節，循序漸進，讓學生實踐中學會自主學習、學會做中學、學會研究分析、學會設計創新，能夠為校外實踐做好充分的準備。校內實踐教學場地分布如圖4所示。

校外實習實訓基地的建設是人才培養質量的保障，也是提高學生實際動手能力，培養工程應用型人才的重要實踐教學環節，是學生接觸社會、了解社會，服務社會的主渠道。本專業建設中始終把校外實習實訓基地建設作為一大重點，積極主動與本專業各大企業聯系，不斷擴大實習實訓基地，拓寬實習內容，與華中數控、蘇州易德龍科技股份有限公司武漢分公司等企業聯合建設生產實習、實訓基地，目前實習實訓基地達17家。通過與企業開放共享、互動共贏，共建一批集人才培養、繼續教育、技術研發、技術服務于一體的相對穩定的校外基地;通過校企共同制定畢業實習管理制度，建立基于生產現場的技能訓練、工程能力培養、職業素質養成體系，以及應用型人才培養目標與培養方案信息反饋修訂機制，成為畢業實習管理的示范。

（4）構建骨干教師學術梯隊、落實青年教師“雙師素質型”培訓。

加大“雙師素質型”教師培訓力度，創新培訓的方式方法，采取企業聘請，骨干教師參加專業研討會、專業技術培訓考證、企業實踐或培訓學習等途徑，提高雙師型教師的數量和質量。通過與北京一維弦科技有限責任公司等校企結合，積極開發和利用企業行業人才資源、發揮企業行業技術人員的專業指導作用，與企業共同建設一支真正意義上的、具有較高標準的“雙師素質型”師資隊伍。

積極營造科研氛圍，通過實驗室建設為教師科研提供有利的條件，在專業建設的過程中，專業教學團隊教師從專業建設、課程改革、實踐教學體系等課題研究中不斷加以探索，通過科研活動，進一步優化教學管理，優化課堂教學結構，提高教師的教學水平和課堂教學效果。逐漸形成“以科研促進教學，以教學總結歸納傳授科研帶動創新”的專業建設學術氛圍。

4 結束語

通過改革后的育人體系，新工科人才培養初見成效。學生的專業知識扎實、實踐能力和創新能力突出。畢業生質量高，競爭力強，很受企業歡迎，一次性就業率95%以上;考研學生過線率26%（占畢業生總數），錄取率達到20%;大學生科技競賽獲獎人數、比率上升。在新工科背景下，面對機械類專業發展的趨勢，要將學生培養成具有實踐能力、創新能力的專業人才是一項任重道遠的工作，要求教學緊跟專業領域前沿技術，不斷從科研中提煉典型案例，持續更新和豐富教學內容，在教學模式、內涵提升、產教結合、協同育人及實踐平臺等方面進行大力改革和建設，才能為社會培養更多的高素質創新型機械類工程人才。

基金項目：教育部產學合作協同育人項目（201802093010）;2019年度院級教學研究項目（2019CYYBJY015）。

參考文獻：

[1]吳愛華，侯永峰，等.加快發展和建設新工科主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[2] 林崇德.中國學生核心素養研究[J].心理與行為研究，2017，15（2）：145-154.

[3]杜靜，楊根.論“新工科”背景下工科學生創新能力培養途徑[J].石家莊鐵道大學學報，2019，13（02），106-110.

[4]吳玉程，宋燕等.新工科背景下全員協同實踐育人體系的構建與實踐[J].山西高等學校社會科學學報，2019，31（06），66-70.

[5]胡秀麗，張宏生等.實踐教學改革重在創新能力培養[J].機械設計，2018，35（S2），35-37.

作者簡介

熊曉松：（1972—），男，副教授，碩士，主要從事機電一體化專業的教學與研究。