機械類人才工程實踐能力培養研究

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［摘 要］為積極應對新一輪智能制造科技革命和產業變革的挑戰，針對目前機械類人才工程實踐能力培養存在的問題，鹽城工學院機械工程學院探索了基于“項目載體、任務驅動、多元協同”的機械類人才工程實踐能力培養新模式，持續深化實踐教學改革，不斷提升工程人才培養質量，這對于地方本科院校工程實踐教育具有較強的示范作用。

［關鍵詞］機械類人才；工程實踐能力；項目載體；任務驅動；多元協同

［中圖分類號］ G416 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）06-0132-03

鹽城工學院（以下簡稱我校）機械工程學院自2012年實施教育部“卓越工程師計劃”以來，著力開展工程實踐教育教學改革，持續深化合作共贏的多元協同育人機制，形成了基于“項目載體、任務驅動、多元協同”的機械類人才工程實踐能力培養體系，全面提升工程人才培養質量，為區域制造業的轉型升級和可持續發展提供了人才與智力支撐，努力實現專業建設與區域產業發展的同頻共振。

一、機械類人才工程實踐能力培養面臨的問題和解決思路

地方本科院校機械類人才工程實踐能力培養普遍存在一些亟待解決的突出問題，主要有以下幾個方面： 第一，機械類專業教學內容老舊，部分教學內容滯后于先進制造業行業與技術發展；第二，地方本科院校機械類專業學生工程能力培養模式不適應用人單位對應用型人才的需求；第三，機械類專業學生的工程創新能力培養缺乏堅實的平臺資源支撐。

針對上述問題，我校機械工程學院提出“項目載體、任務驅動、多元協同”的機械類人才工程實踐能力培養新模式，全面提升工程人才培養質量。主要思路如下：（1）以工程需求為導向，以課程群項目、科研實踐項目、學科競賽項目等為主干，以項目為載體，將專業教育和素質教育課程體系的不同課程模塊有機融合，構建以項目為鏈條的“課程—項目”式教學體系；（2）以學生培養為中心，將導入的項目分解成靈活多樣的項目任務，構建基于項目分解的任務驅動培養模式，通過“任務驅動、學生主體、教師指導”的培養模式，逐漸打破教與學之間的壁壘；（3）以平臺資源為支撐，不斷深化全方位、全過程、深融合的多元協同育人新機制，構建開放共享、多元協同的工程教育平臺體系，以期實現產學研用相結合、創新創業相耦合，全面提升學生的工程應用和創新能力。

二、基于“項目載體、任務驅動、多元協同”的機械類人才工程實踐能力培養新模式的實踐路徑

（一）構建“課程—項目”式教學體系，培養學生的工程實踐創新能力

在主干課程緯度中，以本科四年為主要時間跨度，將機械類專業主干課程分為公共基礎類課程、專業基礎類課程、專業核心類課程、專業方向類課程。以與課程相對應的綜合性實踐項目、不同層面的學科競賽、大學生創新創業項目、橫向縱向科研課題為線索，將項目分為工程意識項目、工程基礎項目、工程應用項目及工程創新項目四大類。以項目為載體將不同課程模塊有機地融為一體，構建以四類項目為鏈條的“課程—項目”式教學體系，如圖1所示。

其中，工程意識項目是以數學和自然科學類課程為主干的設計與訓練項目，突出工程理念、工程思維和綜合能力的培養。工程基礎項目是基于專業基礎課程群開發的設計與訓練類項目，突出力學、電工電子學、材料、控制等知識交叉融合。工程應用項目是基于專業核心課程開發的設計與訓練類項目，側重培養學生解決專業性、綜合性工程問題的能力[1]。工程創新項目主要來源于教師科研項目、企業項目、學科競賽、大學生創新訓練等，將最新的工程技術和工程案例融入教學中，不斷提升學生的知識素養和實踐能力。這些兼具工程性、系統性和綜合性的教學項目，打破課程壁壘，優化以知識點為目標的碎片化課程體系；逐級遞進的系列化項目與課程密切配合、合理銜接，在理論教學與工程實踐這兩者間建立了橋梁，有效提高了學生的工程實踐創新能力。

（二）構建基于項目分解的任務驅動培養模式，培養學生的工程實踐分析能力

為適應智能制造科技革命和產業變革的發展需求，針對以項目為鏈條的“課程—項目”式教學體系要求，構建了基于項目分解的任務驅動培養模式。該培養模式以學生為中心，把重知識傳授輕能力培養的被動接受型學習，轉變為基于案例的、項目分解的、以能力培養為主的主動吸收型學習。學生通過完成項目任務，同步掌握知識和技能。

在任務驅動培養模式中，學生是任務的主體，根據校企聯合導師組導入的項目，創建對應不同工程能力培養目標的項目任務。在目標任務的引導下，學生進行自主探索學習和互動協作的合作學習，進而分析相關技術問題、提出解決方案。校企聯合導師組先審核任務方案的可行性，學生再根據相關指導意見，進行任務目標優化，這樣以任務作為驅動循環軸，促使學生的能力素質不斷循環上升，并最終達成能力目標。項目主要源于課程內訓練、專業課程群訓練、專業綜合訓練以及教師的橫向縱向科研課題、大學生創新創業訓練項目、學科競賽等[1]。項目導入后，將課程的理論及實踐教學內容分解成靈活多樣的任務單元，以任務作為驅動，促使學生主動學習各學科知識，并在各項具體項目任務完成的過程中逐漸掌握課程教學內容，培養其分析問題、解決問題的能力，從而達到課程的培養目標。任務驅動調動了學生學習的積極性、創造性，學生能獨立自主地完成項目任務，遇到問題可求助校企聯合導師組加以解決，這樣的教學區別于傳統的“滿堂灌”教學，大大提高了學生的工程實踐分析能力。

（三）構建開放共享的工程教育平臺體系，培養學生的工程實踐應用能力

深化多元協同育人，實施校企深度融合、多學科交叉融合、國內—國際培養融合、教研學用主動融合，構建開放共享的多學科工程教育平臺體系。

1.以充分就業為導向，實施“3+1”校企深度融合

立足長三角經濟區行業發展需求，我校機械類專業人才培養融入制造業信息化本科全周期教學，與西門子（中國）有限公司、瓦錫蘭集團等20余家國內外知名企業開展“3+1”“預就業”實習。校企合作企業選拔一批大三在校學生，參加企業為期一年的頂崗實習，校企聯動，實行“雙導師制”，校企共同制訂人才培養目標、構建課程體系，實施產業一線的工程項目教學過程。對優秀的“預就業”學生，合作企業有選擇地錄用。

此外，立足區域地方行業發展，我校與江蘇巨威機械有限公司簽署了共建“巨威智能制造精英班”聯合培養協議。機械類專業學生從三年級起自主報名，我校每年選10～20人建立虛擬班級，校企共同商定實踐教學計劃，實施學生定崗實習，完成相關實踐教學與培訓。最后根據學生意愿和企業需求，優先安排精英班學生就業。

2.以學科競賽為平臺，加強多學科的交叉融合

以培養學生工程實踐能力為目標，在課程建設和實踐教學中將教、導、賽、學相結合，加強跨學科交叉融合。依托江蘇省電氣與新能源綜合實驗教學中心、江蘇省新材料與沿海基地基礎設施建設實驗教學示范中心、鹽城工學院智能制造教學生產線綜合實驗室、鹽城工學院機器人技術與應用實驗教學中心等跨學科實踐教學平臺，建設創客空間和專業孵化器，支持學生實施各類實踐項目、參加創新創業訓練和學科競賽等，保障學生進行自主創新設計與創造實踐。例如，我校獲第十二屆“挑戰杯”金獎的作品《綠林衛士——智能化樹木養護一體機》，就是由機械類、信息類與經管類學生聯合完成的。學生在完成競賽作品的過程中，得到了多領域學科教師的指導，實現了多領域知識的綜合應用，以“賽”為平臺促進了多學科的教、導、學相結合，提升了學生的工程實踐應用能力。

3.以多元文化為基點，拓展國內—國際培養融合

我校積極推行國際化融合培養，與英國格林威治大學、美國底特律大學、波蘭格但斯克技術大學和韓國國民大學、又石大學、江陵大學等開展聯合辦學，提高學生的跨文化國際交流能力。2010年我校與英國格林威治大學正式簽署合作協議，采取“3+1”培養模式，合作舉辦機械設計制造及其自動化專業本科教育項目。每年我校的英國格林威治大學畢業生獲最高學位一等榮譽學士學位比例達60%以上，申請在英國名校繼續攻讀碩士的比例在90%以上。同時，我校鼓勵教師到海外訪學研修，打造具有國際視野、理論知識和實踐技能的高水平師資隊伍。我校積極推進雙語教學，營造國際化教學語言環境和國際化交流氛圍。我校定期開展國外學術交流與講座，不斷加強與國外工程領域專家的互動交流，將國外優質工程教育資源引進課堂[2]，加強機械類學生國際化工程實踐能力的培養。

4.以科研訓練為手段，促進“教—研—學—用”主動融合

我校長期推行教師企業實踐定期輪崗制度，鼓勵校內教師在企業完成累計6個月以上的過程實踐，積極參與企業的產品研發、設計與生產等工作[3]。鼓勵教師將企業鍛煉科研項目主動轉化為教學案例，或指導學生創新應用技術，將科研訓練項目轉化為學生科技競賽的立意，實踐“教—研—學—用”一體化教學模式。例如，我校李亮老師將橫向項目《新型環保電動微型田園管理機研發》主動融入機械設計基礎課程教學中，將齒輪箱設計作為新增教學案例。此外，在2015年“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中，我校機械類學生的作品《環保電動微型旋耕機》獲得全國一等獎，而參賽作品的靈感也來源于指導教師李亮的橫向項目《新型環保電動微型田園管理機研發》。以指導教師的科研項目為依托，“教—研—學—用”主動融合不僅為教師完成自身科研項目奠定了良好基礎，而且提高了學生的工程實踐應用創新能力。

三、基于“項目載體、任務驅動、多元協同”的機械類人才工程實踐能力培養新模式的實踐效果及應用

基于“項目載體、任務驅動、多元協同”的工程實踐能力培養新模式的應用取得了良好的成效，提升了學生的工程實踐能力，顯著提高了學生的就業率和就業質量，得到了教育行政主管部門、行業主管部門、用人單位、畢業生、兄弟高校和社會媒體等多方面的贊譽，受到社會的普遍認同。

（一）學生的就業質量高

畢業生協議就業率達98％以上，就業單位包括西門子工業軟件公司、瓦錫蘭維修服務（上海）有限公司、天納克（中國）有限公司、ABB（中國）有限公司、中國船舶重工集團有限公司等知名企業或跨國公司，企業對畢業生的滿意度較高。

（二）學生的工程實踐能力強

學生不僅能較好地完成課內的實驗、課程設計等實踐任務，而且積極參加課外的學科競賽實踐，進一步提升了自身的專業工程實踐能力。學生獲得國家級學科競賽獎勵37項，其中全國“挑戰杯”大學生課外科技作品競賽一等獎4項、全國大學生機械創新設計大賽一等獎3項。學生還獲得江蘇省優秀畢業設計12項，其中優秀畢業設計一等獎4項，優秀畢業設計團隊4個。

（三）獲得多家用人單位的高度評價

西門子工業軟件有限公司、中國船舶重工集團有限公司等國內外多家用人單位高度評價了我校的教育實踐改革。在全國30余所西門子“GO PLM”計劃高校中，我校機械類專業與西門子工業軟件公司及其用戶的合作辦學被西門子公司譽為“合作教育的典范”。西門子工業軟件公司等用人單位都高度贊揚我校畢業生。

四、結語

本文針對目前機械類人才工程實踐能力培養中存在的問題，提出了基于“項目載體、任務驅動、多元協同”的工程實踐能力培養新模式。實踐結果表明：（1）依托項目為鏈條的“課程—項目”式教學體系，形成項目載體的教學內容更新機制，優化了學生的知識結構，有效解決了教學內容陳舊、與行業發展脫節的問題；（2）依托產業發展需求，構建任務驅動的培養模式，實現了以學生為中心、以完成項目任務為目標的主動式學習，提高了學生獨立分析問題及解決問題的工程能力，為智能制造科技革命和產業變革背景下應用型人才工程能力的培養提供了有效途徑；（3）以產業和技術發展的創新需求推動人才培養改革，構建多元協同的工程教育平臺，為機械類人才工程實踐能力培養提供資源要素支撐。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 程啟華，楊會軍，殷埝生.項目載體的實踐教學改革探索[J].中國現代教育裝備，2020（3）：80-82.

[2] 張建斌，屠遠，臧愛琴.產教融合促進工程碩士培養質量提升的探索與實踐：以江蘇理工學院為例[J].江蘇理工學院學報，2020，26（2）：112-119.

[3] 戴紅，石玉軍，張燕.產學研合作視域下的化學工程專業碩士創新能力培養模式探析[J].教育教學論壇，2020（53）：32-34.

［責任編輯：鐘 嵐］