民辦高校機械專業“制造相關知識及技能”培養路線探究

李棟，趙桂清，邢金鵬，劉國浩，高德營

（聊城大學東昌學院機電工程系，山東聊城 252000）

目前，國家高等教育的導向是對大學重新定位，根據學校的綜合實力和生源水平，具體分為研究型、研究應用型、應用型等[1]，結合民辦高校的實際條件，其發展的出路只能是與社會需要相適應的應用型高校[2]。

智能制造背景下，傳統的機械設計制造及其自動化專業人才培養模式已顯不足[3]。其仍以培養機械專業的非復合型人才為主要目標，所授課程仍以傳統的機械相關課程為主，輔以部分自動化、控制類等課程，培養模式仍舊為傳統的“課程與課程界限分明”，顯然無法完全與智能制造背景下對機械專業應用型人才的需求相匹配[4-5]。上述種種弊端，在民辦本科高校體現得尤為嚴重。為此，基于民辦本科高校的現實條件及生源水平，對機械專業應用型人才的培養模式進行了重構，打破了傳統的分學期、分課程的培養模式，在此基礎上，筆者提出了一種基于應用能力獲取的機械專業“制造相關知識及技能”培養新路線。

一、機械專業應用型人才培養現狀

目前，為了便于課程的分學年、分學期開展，學校通常將機械專業涉及的相關課程進行分類，主要包括通識教育課程、專業教育課程和實踐類課程[6]，具體如圖1所示。

圖1 傳統課程設置

按照現有的培養模式，專業教育課程顯然需要細分為專業基礎課、專業核心課、專業選修課以及實踐類課程等[7]。各課程間的細分實質上是人為地設置了一道知識屏障。這必然導致在對學生開展專業知識和技能的培養時造成一個棘手的問題，即老師和學生均無法有效并且高效地建立各課程間的知識和技能連接。縱使本專業開設的課程數量再多，課程設置的順序再合理，深淺搭配再恰當，也無法完全解決課程與課程間的知識和技能的間斷問題。這必然會影響學生的最終培養質量。

二、人才培養新模式概述

智能制造作為時代的大背景，雖然一直強調“智能”，對于機械專業的應用型人才來說，“制造”仍為其核心。為了培養出與智能制造相適應的應用型機械專業人才，我們立足于學生應用能力的獲取，提出了“一個基礎”“兩條基本路線”的人才培養新模式。其中，“一個基礎”是指人才基本素養的培養[8]，“兩條基本路線”是指“智能相關知識及技能培養路線”和“制造相關知識及技能培養路線”。“兩條基本路線”均以使學生獲取實際應用能力為根本目標。

對于基本素養的培養[9]，考慮到其為學生應用能力的基礎，不宜進行顛覆性的創新，我們主張仍以現行的通用培養模式為主，但將基本素養的培養集中到第1學年，即本科教學的第1～46周。培養一名合格的應用型人才，首先要保證的是使其具有合格的基本素養，具體涉及身體素質方面、心理素質方面、道德素質方面以及職業素質方面。為此，本科教育的第1學年仍以各種公共課為主。公共課的設置，除必要的思政、體育、美育課程外，還應設置大量的公選課供學生自由選擇，以盡可能地滿足學生個性化、差異化的素養需求，為后續的應用能力培養打好堅實的素養基礎。

對于“制造相關知識及技能”與“智能相關知識及技能”的培養，考慮到當下智能制造大趨勢對機械專業應用型人才的實際需求，立足民辦本科高校的實際現狀，我們提出了一種新的培養思路，即為了實現學生應用能力的獲取，打破傳統的分學年、分學期開展教育、教學活動的固有模式，改以教學周為單位，借此可進一步打破學科與學科間、課程與課程間的界限，對學生進行離散化的知識和技能的定時間點、定知識點的雙定點培養。在此基礎上，本文對“制造相關知識及技能”的培養路線進行詳細探究。

三、“制造相關知識及技能”培養路線

根據上述人才培養新模式，我們打破傳統的學期與課程界限，參照現有的本科4學年、8學期教學制，將機械專業的教學階段以教學周為單位進行劃分，總體上重新分為8個大教學階段，每個大教學階段均以OBE-CDIO理念為指導[10-11]，立足學生應用能力的獲取，創新課程的開設時間、開課內容和開展方式。在此基礎上，針對不同學生，設置不同的4學年終極大任務和大量的階段性小任務，以闖關的形式，使學生通過參與大量的小任務以獲取離散化的知識和技能，實現雙定點教學，并據此完成4學年的終極大任務，以實現個人應用能力的切實獲取。

對于絕大部分高校而言，本科生從第1年9月份入學至第4年6月份畢業，共計200周左右。為了充分利用本科的教學周數，實現以“教”為中心向以“學”為中心的轉變，在重新劃分教學階段時，所有節假日（包括寒暑假）均被包含在內，具體新教學階段見表1。

表1 新教學階段劃分

（一）終極大任務和階段性小任務

為了保證學生實際應用能力的獲取，新生入學后，應在4周內根據個人的職業規劃、興趣愛好等選定自己的4學年終極大任務。學生的終極大任務可以以畢業論文或設計的形式呈現。每個終極大任務都會對應大量的階段性小任務。每個階段性小任務都需要特定的知識和技能去解決。在此基礎上，我們將傳統的固定到某學期開設的課程進行拆分，將所有課程的知識與技能分別與不同的階段性小任務進行關聯和對應，再結合重新劃分的不同教學周中預設的階段性小任務和終極大任務，做到需要“哪個知識或技能”就講“哪個知識或技能”，而不再是傳統的需要“哪個知識或技能”卻講“多門課程或整本教材”，由此實現了對不同課程間界限的跨越，進而保證了對學生進行離散化的知識和技能的定時間點、定知識點的培養，最終能夠實現學生獲取實際應用能力的目標。

上述4學年終極大任務和階段性小任務應由本專業全體教師及合作企業資深工程師協同商定[12]，主要依據是現有教材中的典型案例和合作企業的現場案例[13]。制定終極大任務時應重點考慮的方面如下：（1）應具有現實意義，且能滿足本專業的畢業要求和培養目標；（2）應具有綜合性，具有一定的復雜性和難度值；（3）覆蓋面要廣，應能照顧到學生的差異化、自由化選題需求。制定階段性小任務時應重點考慮的方面如下：（1）應系列化，每個系列的階段性小任務應由第1～8教學階段中大量單個的階段性小任務組成；（2）單個階段性小任務應能支撐本專業的某條或某幾條畢業要求和培養目標，系列化的階段性小任務應能夠實現對畢業要求和培養目標的完全支撐；（3）應與課程的理論知識和技能相對應，并源于實際案例；（4）應盡量考慮到學生的差異化、自由化選題需求。表2為以車床床身設計為終極大任務對應的部分階段性小任務。

表2 階段性小任務示例（以車床床身設計為終極大任務）

整個“制造相關知識及技能”培養路線以使學生通過協作完成選定終極大任務的設計、加工和零部件的裝配為培養主線，中間針對某一階段性的設計、加工或裝配環節穿插講授不同的理論及實踐課程。對于中間穿插的理論及實踐課程，學校應打破傳統的學期和課程界限，其總的設置原則是“理論服務實踐，實踐檢驗理論，設必有需，授必即用”，即在學生完成各階段性小目標的過程中，需要用到哪些知識和技能，就以教學周為單位，集中由相關教師（或企業工程師）講授對應課程的對應知識點，進而實現對學生進行離散化知識和技能的定時間點、定知識點的培養，具體如表3所示（以車床床身設計為終極大任務）。

此種培養模式既可有效保證學生獲取解決實際問題的理論知識和技能，又可大大減少非急需、非必要知識和技能的講授時長。由此，可實現學生和學校間的一種雙贏。

（二）知識及技能對應教學周劃分

以車床床身設計為終極大任務，合理布置與之對應的階段性小目標，在此基礎上，完成相關課程知識及技能的離散化，制定出階段性小任務的對應教學周，并以此為基礎，確定該終極大任務對應的具體培養路線，具體如圖2、圖3所示。

圖2 第1～102周培養路線（以車床床身設計為終極大任務）

圖3 第103 ～200 周培養路線（以車床床身設計為終極大任務）

四、結束語

本文為了滿足智能制造的發展需求，對機械專業應用型人才的培養模式進行了重構，提出了基于應用能力獲取的“制造相關知識及技能”培養新路線。該培養路線能夠使學生“學有所需”“學必有用”，充分實現理論知識與實踐技能的結合，并最終保證學生實際應用能力的獲取，具有以下特點：（1）打破了傳統的分學期培養模式，將本專業教學階段以教學周為單位進行劃分，每個教學階段均以OBE-CDIO理念為指導，實現需要“哪個知識或技能”就講“哪個知識或技能”；（2）打破了課程與課程間的壁壘，實現了跨課程知識與技能的連續性教學，對于某門課程，又保證了離散化的知識和技能的定時間點、定知識點教學；（3）其總原則為使學生貼近實際案例，采用“全生命周期的培養方式”，即沿“市場調研—制圖—選毛坯—選制造毛坯工藝—確定加工路線—加工—熱處理—質檢—倉儲—銷售—售后—市場調研等”整條閉環路線對學生開展項目式的分階段培養。