新工科背景下機械工程專業課交通育人建設模式研究

李永喆　劉筱笛　李賀軍

摘 要：我國進入新時代以來，隨著國民經濟水平的不斷提高，交通運輸業得到了極大發展，該行業也出現了較大的專業人才缺口。針對交通運輸行業所需的專業人才結構分析，交通類院校的機械工程專業進行交通育人特色教學實踐，根據社會對交通院校機械工程專業人才的需求，探索出機械工程專業交通育人的課堂模式。

關鍵詞：新工科 機械工程 交通育人模式

Research on the Construction Mode of Transportation Education for Mechanical Engineering courses under the background of Emerging Engineering Education

Li Yongzhe Liu Xiaodi Li Hejun

Abstract：Since entering the new era， with the continuous improvement of national economy， the transportation industry has been greatly developed， and there has been a great shortage of professionals. According to the analysis of the professional talent structure needed by the transportation industry， the characteristic teaching practice of the mechanical engineering major in the transportation colleges and universities is carried out. According to the demand of society for mechanical engineering talents in transportation colleges and universities， the classroom mode of transportation education for mechanical engineering majors in transportation colleges and universities is explored.

Key words：Emerging Engineering Education; Mechanical engineering; Transportation education mode;

1 引言

交通院校機械工程專業培養學生掌握系統的專業知識，了解本學科的國內外技術發展的前沿與動態；熟練掌握本學科專業的分析問題的方法，具備能在工程應用中快速解決問題能力；熟悉現代化實驗技術和計算機技術；并具備在工程應用中提前發現問題并提出合理優化方案的能力。交通院校機械工程專業學生創新能力的培養是大學教育的重要任務[1]，探索出交通院校在新工科背景下機械工程專業課交通育人模式非常重要。

2 研究背景

面對世界百年未有之大變局，新一輪科技革命加速演變推進，國內外環境深度調整，我國交通業發展面臨著前所未有的戰略機遇和供需格局巨變等風險挑戰[2]。

交通運輸業是邁向現代化的先行引領，是推動共同富裕的主力軍，更是人民生活和各行各業發展中不可或缺的一部分。改革開放以來，我國交通運輸領域發展成就顯著，公路成網，鐵路密布，總體適應經濟社會發展需要。全國運輸線路總里程、高速鐵路和高速公路里程、沿海港口總吞吐能力、快遞業務量規模等穩居世界第一，高速鐵路、跨海橋隧等部分領域處于水平世界領先水平，成功躋身世界交通大國行列并向世界交通強國邁進，為“十四五”加快推進交通運輸現代化建設、更好將新發展理念應用于構建新發展格局奠定了堅實基礎[3]。

創新驅動發展，促進新科技賦能交通，提升交通運輸質量效率，加快交通運輸數字化智能化轉型，加快構建互聯、促進交通運輸效能，擴展交通運輸服務功能，增強交通運輸發展新動能，建設具有全球競爭力的智能交通系統是我國現階段及未來的建設和發展方向[4]。

在新工科背景下，應用型人才培養模式的課程體系應緊扣職業能力需求，基于機械工程交通育人理念，構建以專業知識模塊為支撐，以能力產出為導向，課程設置與職業能力緊密銜接的課內實踐討論和協同育人的教學模式。

新工科建設是提升我國工科人才培養質量的重要手段，對工科高等教育產生了變革性影響[3]。黃河交通學院作為促進區域戰略發展、產業轉型升級的重要支撐，應圍繞新工科建設和機械工程于交通板塊相結合的主要職責和重要使命，以新工科建設和工程交通育人為契機，著力解決專業建設中存在的問題，將著力探索一條新工科背景下機械工程交通育人模式，主動對接區域社會經濟發展，優化專業結構，推進課程體系改革，創新人才培養模式，全面提高學校辦學水平和人才培養質量。從單純“以學科為基礎”向注重“以市場為導向”的轉變，這不僅是經濟社會發展對高等教育提出的要求，也是高等教育引領社會進步所必須承擔的責任和義務。

3 交通育人應用于新工科機械工程專業的理論分析

中國經濟穩步向前發展，交通運輸現代化水平不斷提高。“互聯網+監管”模式深度應用，營商環境不斷優化，統一開放的交通運輸市場加快形成[5]。社會對具有新工科背景的機械工程專業學生需求量較大，這就要求交通院校機械工程專業學生除具備一般大學生的能力和素質之外，且要突顯交通背景的兼具有大數據，計算機，區塊鏈板塊等背景知識儲備的機械工程人才在交通工程機械領域的創新能力特點[6]。

在機械工程專業應用交通育人模式可以實現機械工程專業和交通運輸行業的緊密聯系，不僅可以滿足社會發展中交通行業機械工程方面人才的需求，還能實現交通類院校機械工程專業的交通特色，使機械工程專業學生能更好的適應現實交通工程的知識和技術需求。

我校在機械工程專業探索出交通育人模式，并通過不斷實踐進行不斷完善，計劃建立交通育人模式的長效機制，有望成為機械工程人才培養模式創新與實踐中的一道亮麗風景。

4 研究方法

交通院校的專業知識模塊包括專業基礎課程和專業核心課程，以基礎理論模塊為依托，以行業發展需求為引導，在教學中著重提升學生對專業知識體系的理解能力和融會貫通能力。以專業基礎課程中的《工程材料及成型技術》和《現代數控技術》為例，經過不斷探索和實踐，將交通育人思想融進課堂，通過對教學端的改進：課件、教案等融入交通類知識，以及學生端的改進：“6N”，“5N+1”分項目組的形式構建交通育人模式，提高了學生的學習熱情，促進了機械工程專業交通化，使其具備了交通類院校機械工程專業的特色。

教師端是由教師為主導，以章節中知識點的教授為導向，將新工科背景下交通運輸業涉及到的材料及其成型的方式、交通網絡應用到的新工科中的大數據和區塊鏈板塊的知識融進教案和課件，帶進課堂。例如教材的第一章節的內容：工程材料的分類，作為教材開篇內容，在課件上更新，邏輯上安排先給大家介紹什么是材料，哪些場景會使用到材料，接著闡述材料的分類。在介紹材料的概念時，引入材料在我們生產生活的“衣食住行”的方方面面，講述到“行”使用到的材料時，引入交通大數據：截至2021年末，我國的高速公路總里程已經達到了16.91萬公里[7]，居世界第一，其中使用了大量的無機非金屬材料和金屬材料；截至2022年末，我國高速鐵路營業里程已達4.2萬公里，高鐵網絡中使用的材料比重最多的是特種鋼材，應用于鐵軌，車體。而且為符合節能減排綠色發展的理念，應用了很多新材料，例如復合材料等[8]。向學生布置作業：利用計算機搜索我國每年在高速公路網的建設中使用了多少重量的材料，分別是哪些材質及牌號的材料，以及在鐵路領域的材料的使用情況。最后總結：十萬公里級別的里程使用了大量的鋼材，不同的應用場景使用的鋼材型號也完全不同，所以我們要系統地學習鋼材的種類、牌號、成型方式等理論知識，及時關注國家發展，關注交通行業的現狀及不足，從而確立努力的目標和方向。

在學生端的改變，給學生設置問題環節，例如在教材在講到關于材料性能的內容時，讓學生找出和交通工具和交通網絡有關聯的材料的性能。啟用“6N”模式，將學生6人分組進行討論，組內成員舉例論證，得出結論，以小組為單位要求提交不少于300字的小論文的形式，作為討論的結果。這種形式即保證了組內所有成員的參與度，保持課堂的活躍程度；也可以讓大家各抒己見在集體判斷所學章節和交通之間的關聯度，使學生對知識點有更加深刻的印象。在討論“到底是交通促使了材料及材料性能的發展還是材料促進了交通行業的發展”等問題時，采用“5N+1”建立項目組的模式，推選一人作為項目負責人，由這名項目負責人將討論任務分攤，組內成員各負責一個方向的研究和思考，并將自己思考的方向在組內表述，進行6人討論。最后項目負責人和其他項目組長進行答辯，和其他組之間的觀點進行交流，這種形式不僅讓大家在項目小組討論中理清思維邏輯，得到材料行業和社會發展尤其使交通行業之間的關系，得到材料對于社會發展的重要意義，還能深刻理解社會發展對于材料性能提升的促進作用。

在新工科背景下，理解能力、操作能力和創新能力是應用型人才需要著重培養的核心能力[9]。在校內實踐過程中，依托實踐平臺加強對課程設計、實驗教學等實踐環節的改進。將以教師重復操作和反復講解為主的傳統教學模式，改進為“引導實踐模塊+自主實踐模塊”的實踐教學模式。

在引導實踐模塊中，教師主要結合實際交通背景及行業新興技術引導學生將理論知識應用于實踐的思路和方法，強調對實際操作過程的重現，讓學生通過獨立實踐而非模仿的方式印證理論知識，提高學生對知識的深刻理解和實踐動手操作等能力。自主實踐模塊將學生分成各實踐小組，把實踐任務以項目的方式分配給學生，然后以能力產出為導向進行評價考核，啟發學生探索，增強從理論知識到實際應用的遷移能力。例如，在數控加工課內實驗中，以螺栓為教學案例，教師將數控加工和數控編程的思路通過演示講解給學生，然后讓學生自主編程完成某橋梁應用的特制螺栓的數控加工任務，實現引導實踐教學; 再將汽車輪轂的數控加工任務以項目的方式分派給學生小組，作為自主實踐模塊讓學生自主討論完成。再以畢業設計為例，機械工程專業畢業設計的部分題目通常來源于教師或學生自擬，還有部分題目來源于使用多年的陳舊課題。多數教師缺乏交通類企業經驗，交通企業調研不足，而學生缺少實際工作經驗，專業知識不夠深厚，導致教師與學生自擬題目通常脫離交通工程實際。反復使用的陳舊題目難以適應當今的科學發展，也無法滿足行業的實際需求。因此，教師在擬定題目前應充分進行企業調研，并且也可增設交通類企業導師和企業命題，使學生的畢業設計選題起到良好的實踐引導作用。

5 結論

從我國工科教育體系出發，以培養新工科背景下的交通院校機械工程技術人才為導向，根據中國發展與時代需要，對應用型高校教育理論教學體系、實踐教學體系等方面進行了綜合論證[10]，形成交通特色的機械工程專業課程。這些系統課程可以滿足社會工業發展的需求。為當代工科的發展提供了理論依托和實踐途徑。結合我校的學科優勢，突出交通方向特色，摸索出交通育人的模式，不僅能培養學生主動學習意識；培養學生良好的獨立思考能力；著重培養學生的實踐能力、創新能力、工程素養，增強學生的社會責任感，激發學生的創新精神，將理論知識和生活場景相結合的方式，加深對理論知識的印象，增強在實踐中的參與度，增強課堂氣氛，利于提高學習熱情，還可以弘揚“逢山開路，遇水架橋”的交通精神和“精益求精、追求卓越”的工匠文化精神，進而實現不斷提升服務地方經濟社會的能力。

基金項目：（1）黃河交通學院2022年度“交通育人”專項教育教學改革創新研究項目（HHJTXY-2022jjgy49）。

（2）黃河交通學院2022 年度“235”教學工程建設項目（HHJTXY-2022ylkc15）

（3）黃河交通學院2022 年度“235”教學工程建設項目（HHJTXY-2022kczyk013）

（4）黃河交通學院2022 年度“235”教學工程建設項目（HHJTXY-2022ylkc10）。

參考文獻：

[1]劉燕德，王均剛，姜小剛，歐陽愛國，孫旭東.面向交通需求的機械工程專業學生創新能力培養模式探究[J].當代教育實踐與教學研究，2017（02）：64+68.DOI：10.16534/j.cnki.cn13-9000/g.2017.0271.

[2]汪 鳴，向愛兵，楊宜佳.新工科和工程認證背景下工科專業建設探索.北京交通大學學報（社會科學版） Journal of Beijing Jiaotong University（Social Sciences Edition） 第21 卷 第2 期? 2022 年 4 月? Vol.21 No. 2 Apr.2022.

[3]沈琦.交通運輸經濟管理的意義及其未來發展方向[J].中國集體經濟，2022（20）：48-50.

[4]吳偉平，張蘭，余明艷.科研育人推動職教高質量發展的困境與對策——以廣東交通職業技術學院為例[J].未來與發展，2022，46（12）：102-106+96.

[5]河南交通職業技術學院：念好五字訣探索思政育人新途徑[J].青春期健康，2022，20（23）：88-89.

[6]趙光輝，吳宏，張慧玲，交通運輸促進共同富裕政策研究[J] 重慶交通大學學報（社會科學版）第22卷 第2期 1674-0297（2022）02-0019-12.

[7]培育服務交通強國建設的時代新人——廣西交通職業技術學院“三全育人”百花齊放結碩果[J].西部交通科技，2022（09）：2-3.

[8]苗建偉，姜波，趙京鶴，王順，王春艷.新工科背景下機械工程專業應用型人才培養模式研究[J].長春師范大學學報，2022，41（12）：131-134+151.

[9]蘇丹.交通行業工程機械專業技能型人才培養政策探討[J].黑龍江科技信息，2008（20）：183+185.

[10]王均剛，劉燕德，姜小剛，歐陽愛國，孫旭東.交通院校機械工程專業學生創新能力培養舉措[J].當代教育實踐與教學研究，2017（03）：52-53. DOI：10.16534/j.cnki.cn13-9000/g.2017.0474.

[11]宋倩文.“三全育人”視域下高職汽車制造與試驗技術專業建設新模式——以甘肅交通職業技術學院為例[J].南方農機，2022，53（19）：183-186.

[12]培育服務交通強國建設的時代新人——廣西交通職業技術學院“三全育人”百花齊放結碩果[J].西部交通科技，2022，No.182（09）：2-3.

[13]上海交通大學以“三個注重”為抓手構建“五育融合”育人體系[J].思想教育研究，2022，No.338（08）：2.

[14]劉延安，和西杰，李贏.基于環境育人理念的高校交通空間規劃研究[J].城市建筑空間，2022，29（07）：196-198.