機械工程專業碩士研究生培養方案的分析與修訂
——以廣西科技大學為例*

陸雨薇，蹇松陽，孫有平，李 健

(1.廣西科技大學機械與汽車工程學院，廣西 柳州 545006;2.廣西土方機械協同創新中心，廣西 柳州 545006)

“德國工業4.0”“美國工業互聯網”“中國制造2025”的制定與實施，都在表明發展智能制造技術是當前國家和社會發展任務的重中之重?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃綱要》和《“十四五”智能制造發展規劃》中都多次提到，我們要在2035年，實現制造業企業大規模普及數字化，骨干企業基本實現智能轉型的任務[1-2]。智能制造大環境下，各種新興產業不斷涌現，對人才的需求持續增強，根據廣西科技大學2019、2020年畢業生就業情況來看，面向機械大類招聘的企業格外積極，薪資起點漲幅也較大。另一方面，隨著生產技術的改革和生產模式進步，高端技術，如人工智能、機械自動化等，取代人力勞動已成必然趨勢，社會對勞動力的需求愈發偏向具有較高業務水平的高層次人才[3-4]。

高校研究生畢業后將逐漸成為各行各業的領軍人物，為智能制造的轉型和升級緩解高層次人才需求的缺口。研究生在校期間的培養是教育改革的重中之重，將在很大程度上影響其畢業后的發展。我國大部分高科技企業希望大部分員工能在學校教育和企業實踐的共同培養下，經過專業知識積累和技能訓練，具備獨立完成本專業領域內的常規及較復雜工作并解決部分具有不確定性因素問題的能力；具備一定的知識儲備、操作技能、技術開發和工藝改進的能力；具備技術和技能的創新能力，具備組織生產的能力[5]。目前，剛畢業的碩士研究生普遍面臨知識儲備量低、動手能力較差、實踐經驗不足等問題。如何使碩士研究生的培養與社會接軌，如何提高碩士研究生專業學習能力、實踐能力以及自主研發能力，已經成為了高層次人才的培養重點。本文以碩士研究生人才培養方案的合理修訂為目標，通過對比現有人才培養方案與國內其他高校的差別，結合本專業的辦學宗旨，匯報了2021年本專業人才培養方案的改革情況，并提出了今后的改進方向。

1 服務地方產業，凝練人才培養方向

自2017年以來，教育部開始大力推進“新工科”的建設。我國現階段正處于工程教育大國向工程教育強國轉化的關鍵時期[6]，提高工科人才核心競爭力，培養大量引領經濟發展的創新型工程科技人才，成為了新工科建設的目標[7]?！靶鹿た啤钡某霈F使得學科和專業實現共通、概念和理念交匯共融、學科建設和高等工程教育改革共同進步成為可能[8]。

廣西科技大學坐落在全國第五大汽車生產基地的柳州，擁有廣西柳工股份機械有限公司、廣西汽車集團有限公司、廣西柳州鋼鐵集團有限公司、東風柳州汽車有限公司、上汽通用五菱等傳統制造企業及配套的眾多供應商。但在2021年中國制造企業500強榜單中[9]，廣西僅有11家入圍企業，其中有三家坐落于柳州。要想獲得更多的發展，區內產業的升級改造勢在必行，這樣才能跟上《中國制造2025》時代改革的步伐[10]。另一方面，正因為擁有如此大規模的制造企業聚集和相對落后的生產模式，廣西柳州在智能制造的發展潛力和市場上又擁有著得天獨厚的優勢。

廣西科技大學作為柳州目前唯一的一所綜合性本科院校，承擔著為地方產業培養合格的從事智能制造生產與研究的高層次人才不可推卸的重任，同時也能享受地方產業為學生培養提供的利好。廣西科技大學以培養具備實踐創新能力的高素質復合型人才、服務地方產業為目標。在新工科建設的推動下，本校大力發展與先進制造、人工智能、大數據等產業相關的新興工科專業，加強學科交叉融合，實現從適應服務產業發展到支撐引領產業發展。

廣西科技大學機械工程專業碩士研究生的培養也以此為標準，通過依托地方汽車、機械產業優勢資源，不斷深化與地方龍頭企業的合作加強校企產學研合作，主要措施包括：高校與企業合作申報重大、重點課題，并以課題為依托，與企業共同培養碩士研究生，用符合企業需求、社會需求的成果來檢驗研究生培養質量。圍繞地方產業需求，本校機械工程專業碩士研究生培養的主要方向包括：數字化與模塊化設計技術、機械結構與系統動力學、機械結構優化及可靠性設計、汽車輕量化材料制備與焊接技術、汽車振動、噪聲與控制、汽車結構與強度、新能源汽車與智能控制技術等七個方面。相應地，也長期穩定開設機械振動、可靠性設計理論、機械工程控制理論、現代制造工程學、車輛結構分析等研究生學位課。

2 研究生培養方案的持續修訂

智能制造大環境下，我國機械類專業高等教育人才培養也成為了業內探討的熱點問題。如：云南農業大學機械類專業培養計劃安排小組針對課程體系存在的問題，以“新工科”要求為智能制造的核心，優化重構了“學科前沿講座→專業基礎課→專業模塊課→專業實踐→畢業設計”為主線的人才培養課程體系，打造集機械工程、計算機、信息技術、人工智能等多學科知識于一體的智能制造課程體系[11]；王曉瑤等[12]提出當前職業院校應該順應現代化企業向著智能、高端的方向轉型的趨勢，機械類專業的人才培養內容不應該僅僅局限于傳統理論知識的學習，還應加大工程實踐的比重，通過構建課程體系，開發實驗平臺，加深校企合作，來培養能夠適應時代，具備高技術、高素質的綜合性人才[13]。一些高水平高校提出應該建立良好的人才培養制度，為每一位學生提供同等的機會和條件，使其找到自己的坐標和定位，對每一個學生的個性能夠得到充分的尊重和培育，在最適合于自己成長的領域中發展并最終取得創新性成果[14]。在新時代課程改革方案上，更應注重課程的綜合性、擴展專業知識的領域性、與學生的未來規劃的匹配性等，有機結合智能制造所涉及的控制、信息、算法等方面的專業知識[15]。本團隊認為，新興知識體量與碩士研究生培養年限的沖突也是一個難點問題。

廣西科技大學機械與汽車工程學院近年來不斷增設智能制造新課程、改進學分體系安排，對研究生培養方案進行逐年修訂。本文主要分析了機械工程專業2020年專業碩士研究生培養方案的設置情況，描述了本團隊前期針對國內其他高校機械工程專業的培養方案調研情況，匯報了本專業2021年根據上述調研結果在課程體系、學分設置上做出的改進，闡述了本專業在課程體系中通過合并融合關聯性課程來壓縮學分的嘗試性改革。由于人才培養方案修訂幅度一次不宜過大，本文也對2022年培養方案提出了改進建議和暢想。

2.1 2020年培養方案

2020年廣西科技大學機械工程專業研究生培養方案在開設傳統通識必修、學科領域、科學研究課程的同時還開設了數字化與模塊化設計技術、有限元法基礎、計算機輔助幾何設計、計算機輔助工程、新能源汽車與智能控制技術等符合智能制造新要求的課程，同時鼓勵學生閱讀《中國制造業信息化》《機械工程學報》等專業期刊，引導學生學習專業領域的高新技術知識。但由于培養年限及課時的限制，學生在攻讀研究生期間能夠通過課堂習得的知識較之科學技術迅速發展產生的新知識而言少之又少，為了盡可能廣泛地覆蓋新興知識，課程須得到有效合理的安排。專業碩士研究生課程學習一般實行學分制，學院會開設較多的選修課，學生可與導師協商自主挑選感興趣的課程。廣西科技大學機械工程專業2019年課程設置與學分要求如表1所示。共設置有35個學分，課程學習方面占29學分，其中學位課24學分，包含學位公共課7學分、學位基礎課11學分、學位專業課6學分、非學位課5學分，學位課占比82.8%。其余6學分包含了文獻閱讀、學術活動、勞動教育和專業實踐等環節。為了使學生學習和教師教學質量能夠更加可靠和高效，廣西科技大學還大力加強監督管理機制，其中包括督導員制度、聽課制度、學生評教制度、教學檢查制度、課程建設質量評估制度等。在每個教學點增設監督攝像頭，督導員可實時監控教學質量，同時學校開通了“雨課堂”幫助教師實現實時課程互動、評價等機制保障我校教學水平，營造良好的教學氛圍。

表1 2020年課程設置與學分要求

2.2 2021年培養方案的改進情況及依據

2021年廣西科技大學機械與汽車工程學院成立了研究生培養方案改革小組。改革小組對國內典型高校的機械工程大類研究生培養方案開展了調研[16]，發現大部分高校均設置了課程學分、論文學分、實踐學分等內容，并作為考察學生學習情況或是否滿足畢業條件的依據。其中，課程學分是研究生期間所需學分中最重要的部分，它由學位課程學分和非學位課程學分組成。各高校學分構成大不相同，但通過深入分析所選取的10所代表性高校發現：研究生修習課程總學分均在24～30區間中，平均為26.8學分，且學位課學分占比約為66.3%。

對比廣西科技大學2020年學分安排的數據和所調研的其他高校的數據，發現本校本專業不但所修課程總學分明顯高于平均值，學位課占比82.8%也遠高于平均值。因此，2021年廣西科技大學對機械工程專業碩士研究生培養方案在學分的設置上做出了如表2所示改進。通過減少學位公共課1學分，學位基礎課5學分，學位專業課2學分，并增加了非學位課3學分，其他學分設置方案不變，將總學分由35學分調整到30學分，課程學分由29學分減少到24學分，學位課占比由82.8%降低到了66.6%，已與其他高校學分比例一致。本次改革的主要目的是通過壓縮學位課學分，增加選修課學分來引導學生進行多方面多學科的學習，涉獵廣泛的學科門類，并騰出更多的時間開展社會實踐學習社會技能。

表2 廣西科技大學2020年VS.2021年機械工程研究生學分設置修訂情況

在智能制造趨勢下，大多數高校都開設了與之相關的課程，如機器視覺與應用(上海交通大學)、制造裝備智能化控制技術(華中科技大學)、人工智能與大數據(北京理工大學)、人工智能原理(哈爾濱工業大學)等高新前沿課程。結合地方產業特點，廣西科技大學機械工程專業碩士研究生的培養中，近幾年亦陸續開設了如新能源汽車技術、電動汽車理論與設計、車輛結構設計與分析專題研究等前沿課程。但當前課程體系仍存在的知識量與培養時限的沖突，各學科知識單一，沒有明顯的聯系，研究生很難將各學科之間融會貫通，大大降低學習效率等問題。例如，專業基礎課是大學教育的中間環節，安排教授這些課的主要目的是將其作為基礎，不僅學習了本門課程，還可以將其學習方法和知識擴張到其他相關課程的學習上。如參考本科生課程的設置，機械原理課程學習完畢后，可立刻學習機械設計，進一步擴展到學習CAD工程圖的繪制，將這三門課程先后按順序安排，能使課程之間的聯系更為緊密、更加貼合社會需求。這種安排在一定程度上解決了各學科知識點單一，無顯著聯系的缺點，使學生更容易理解與融會貫通。本校在2021年的研究生課程設置上，嘗試將有限元基礎和彈性力學結合為彈性力學與有限元法基礎，并將塑性力學調整為選修課。本次改革希望學生在學習有限元的基礎彈性力學之后緊跟著進入有限元和ANSYS的學習，建立了彈性力學、有限元法基礎和ANSYS的“父子”關系。通過剔除邏輯關系較遠的塑性力學部分，大大增加學習的有效性，減少不必要的時間，使課程之間更加具有聯系性。正是通過這種方式，本專業的學位課總學分在得以減少的同時，學生習得的知識體系反正更加合理。課程調整具體情況見表3。

表3 廣西科技大學2020年VS.2021年機械工程研究生課程設置修訂情況

與此同時，研究生培養過程中除了傳統的課堂“教授”教學方式外，傳統的培養方案還設置有“討論”“自學”和“實驗”3種方式來彌補課堂教學學時的不足和學習廣度的局限性。本次改革中，考慮到原有“自學”方式不易監督和考評的問題，2021級人才培養方案中使用“專題報告”替換了“自學”環節?！皩ｎ}報告”教學方式不僅能促進學習，還能提高學生表達和寫作能力，將學習、科學研究與工程實踐完美結合。廣西科技大學機械與汽車工程學院著力打造了“天宮講堂”系列講座，不定期召開，演講嘉賓主要由企事業單位杰出專家和本校優秀青年教師擔任。在服務地方產業打造產學研結合人才培養方式的指導下，積極地邀請企業專業進校講座，可進一步加深學生對地方產業的認知，培養學生服務地方產業的意識，了解企業的真實需求，落實產學研聯合培養，為畢業生就業打下良好的基礎。青年教師的演講涉及范圍包括學術道德、論文寫作、科研細分方向介紹、學術前沿知識介紹等，旨在拓寬學生對科技發展前沿知識的了解，培養學生扎實刻苦的學術素養，為學生順利完成論文做好鋪墊，并為畢業后的順利工作打下良好的基礎。

2.3 對2022年研究生培養方案改進計劃

本著持續改進的思維，本團隊認為2022年碩士研究生人才培養體系改革重點應在繼續增設智能制造相關課程、增大實踐性環節的投入，并鼓勵與企業協作的線上線下教學方式，使得研究生培養更加符合企業需求。

具體地，在理論課程的設計上，考慮加入企業實踐因素，在與合作企業的工程師協商后，任課教師可通過“云班課”等網絡輔助教學工具布置極具工程背景的作業或小項目，任課教師和企業工程師共同通過網絡檢測學生作業，并做出點評。學生可在在線平臺上與工程師交流，了解自身解答問題的不足。采用此種方式教學帶來的好處包括：①可一定程度解決學生去企業實踐不方便的問題，在學校就能了解企業需求；②授課及批改作業的時間與方式均靈活，使得企業專家深入參與教學成為可能；③讓學生在課程學習過程中能夠與行業專家交流；④促進了專任教師與企業的交流，為產學研合作奠定基礎。進一步地，通過“云班課”“騰訊會議”等網絡輔助教學APP或以現場指導的形式，邀請企業專家點評學生作業，擔任畢業設計評閱人和答辯小組成員；以企業實際工作的要求來檢查本專業教學及培養成果。采用此種方式，一方面可以增加企業深入了解學生的可能性，為學生應聘工作提供良機；另一方面，在第三方監督審查的壓力下，本系教師需不斷提升自身能力，更加認真地指導學生，有望提高人才培養的效果。

進一步地，從課程設置上來說，本團隊認為應進一步增設制造裝備智能化控制技術、智能優化方法、人工智能與大數據、機器人與智能制造、智能車輛基礎、智能生產與制造服務技術，計算機技術等符合智能制造需要的選修課程?？紤]到開課的可行性，主講教師的專業及可得性，以及人才培養方案變更的幅度，這些課程可先從學術講座開始，成體系后逐步、逐年加入課程清單中，并可考慮從學科交叉融合的角度開設綜合性的選修課。

3 結語

本團隊通過對智能制造趨勢下碩士研究生課程體系的分析，介紹并分析了廣西科技大學機械工程專業2020年研究生培養方案的設置情況，發現現有的人才培養方案在學分設置上與其他高校相差甚遠，已落后于時代的要求。經過調研，團隊提出了2021年研究生培養方案的改進方案，將學位課比例從82.8%降低到66.6%，與其他高校保持一致，并進一步提出對2022年研究生培養方案改進的計劃。碩士研究生培養方案作為新時代人才培養的路徑之一，必須緊跟智能制造趨勢的步伐，增加相關課程、合理安排學分、實時更正培養計劃才能為國家智能制造技術的發展提供高水平，高質量、高標準的人才。智能制造趨勢影響廣泛，研究生人才培養計劃應與時俱進，持續改善。本研究通過對比其他高校的經驗并結合地方特色來修訂人才培養方案的更新方式不僅可以用于廣西科技大學機械工程研究生的培養，也可擴展至其他專業，或本科生的人才培養方案制定中。

在未來的研究中，本團隊將致力于探索將“新工科”要求融入研究生學術研究及論文撰寫的培養過程中的方式方法，將在院系層面對從選題到學位論文答辯全過程的由導師負責的指導過程提出可執行的、可量化的要求和指標，并將企業專家的指導更深入的融入學術論文選題、方案設計和實驗驗證的過程中，更進一步地加強對學術研究培養過程的監督，深化產學研融合培養方式，提高研究生培養質量。