機(jī)械工程專業(yè)科研特色育人的幾點(diǎn)思考

張真　蔣發(fā)光　馬海峰

摘要：科研對(duì)普通高校機(jī)械類專業(yè)的育人作用日益顯著，成為相關(guān)專業(yè)開展思政教育和“三全育人”的重要舉措。文章分析特色育人、過(guò)程育人、育人內(nèi)容、實(shí)踐育人與科研之間的關(guān)系與效果。研究表明，科研有助于培育與時(shí)俱進(jìn)的師資隊(duì)伍，凝練專業(yè)特色，形成特色鮮明的人才培養(yǎng)體系，構(gòu)建既滿足專業(yè)發(fā)展要求，又融入特定研究領(lǐng)域的課程體系，產(chǎn)出能緊跟專業(yè)發(fā)展和學(xué)科前沿的理論課程與實(shí)踐課程。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程專業(yè)；科研育人；科教融合；工程教育認(rèn)證

教學(xué)和科研相輔相成，作為大學(xué)教師，必然承擔(dān)教學(xué)與科研這兩項(xiàng)核心任務(wù)。目前，科研讓人才培養(yǎng)理念得到廣泛的認(rèn)可，并通過(guò)思政教育、課程思政等形式把思政工作貫徹到教學(xué)全過(guò)程，落實(shí)全過(guò)程育人、全方位育人，踐行立德樹人的教育理念。作為立德樹人教育理念的重要載體，科研育人在“十大育人”體系中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，有助于高校培養(yǎng)具有家國(guó)情懷，且社會(huì)責(zé)任感強(qiáng)、實(shí)踐能力卓越、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新意識(shí)突出的高級(jí)專業(yè)人才和未來(lái)科技工作者。高校的教學(xué)和科研之間存在復(fù)雜的關(guān)系，二者既相互促進(jìn)，又相互矛盾，教師首先要完成教學(xué)工作，而科研工作與所出的成果又能反哺教學(xué)，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)水平所以說(shuō)，科教融合是培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新性人才的重要舉措。

工程教育認(rèn)證和專業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)逐漸在高校人才培養(yǎng)中得到推廣，畢業(yè)生培養(yǎng)的制度化和舉證化趨勢(shì)日益顯著，如何既能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，又能結(jié)合專業(yè)特色，融入科研育人，合理制訂專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，值得教師不斷研討與實(shí)踐。筆者結(jié)合科研方面的認(rèn)知和在機(jī)械工程專業(yè)人才培養(yǎng)方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)科研在機(jī)械工程專業(yè)特色形成和特色育人方面的現(xiàn)狀進(jìn)行研討。

一、專業(yè)特色在科研中形成與發(fā)展

教學(xué)需要科研作為底蘊(yùn)，沒(méi)有科研，教學(xué)特別是工程類的教學(xué)就沒(méi)有觀點(diǎn)、沒(méi)有靈魂。高校科教協(xié)同是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的重要途徑，是“培養(yǎng)什么人”“怎樣培養(yǎng)人”的重要支撐。如西南石油大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)教師在科研中不斷研究生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)問(wèn)題，探索油氣和其他新能源的開發(fā)技術(shù)，解決相關(guān)設(shè)備的工程技術(shù)問(wèn)題，逐漸提高了科研能力、學(xué)術(shù)能力和工程實(shí)踐能力。西南石油大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)緊跟機(jī)械工程學(xué)科前沿，聚焦國(guó)家能源裝備重大需求，逐漸形成石油礦場(chǎng)機(jī)械、井下作業(yè)與工具、海洋油氣裝備等特色專業(yè)方向，教師科研成果豐富，專業(yè)與學(xué)科特色日益顯著，為開設(shè)新的專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)，在繼承和發(fā)揚(yáng)油氣裝備技術(shù)特色的基礎(chǔ)上，在可燃冰、頁(yè)巖氣、地?zé)崮艿刃履茉囱b備和綠色能源裝備等領(lǐng)域不斷探索，成效日益顯著。

長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)械工程專業(yè)不斷總結(jié)凝練科研成果，形成油氣勘探裝備、油氣鉆井裝備、油氣開采裝備、油氣儲(chǔ)運(yùn)裝備及新能源裝備（如地?zé)帷淠艿龋┑忍厣滩模婕爱a(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、工藝開發(fā)、裝備服務(wù)與維修、新產(chǎn)品新裝備研發(fā)等內(nèi)容。教師以科研成果來(lái)豐富教學(xué)案例，課程內(nèi)容、課程作業(yè)與拓展議題能夠與學(xué)科前沿、技術(shù)發(fā)展接軌，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣和熱愛(ài)。從科研中歷練出特色，特色又應(yīng)用于教學(xué)，教師對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題、學(xué)科交叉融合有了更多積累，對(duì)工程問(wèn)題有了更深入的理解與詮釋，能站在更高的學(xué)術(shù)高度，以新的視野、廣博的科研經(jīng)歷，更好地指導(dǎo)學(xué)生、服務(wù)學(xué)生。

二、在專業(yè)培養(yǎng)方案中落實(shí)科研育人

機(jī)械類專業(yè)一般都是在人文社科基礎(chǔ)上開設(shè)工程基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)特色課程，形成一套既統(tǒng)一又具特色的人才培養(yǎng)方案。該專業(yè)不斷探索科研育人，使其科學(xué)地、系統(tǒng)地進(jìn)入課程，進(jìn)入課堂，進(jìn)入實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，落實(shí)到本科人才培養(yǎng)全過(guò)程，為學(xué)生培養(yǎng)“賦能、賦新、賦值”，科研成果的融入能更好地體現(xiàn)專業(yè)特色和展示教師專長(zhǎng)。

工程類專業(yè)教育不能讓學(xué)生脫離生產(chǎn)實(shí)際的歷練，而科研項(xiàng)目又往往源于現(xiàn)場(chǎng)急需解決的問(wèn)題和前沿科學(xué)問(wèn)題，所以科研與教學(xué)互融能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生所學(xué)知識(shí)和實(shí)際工程問(wèn)題的良好對(duì)接。專業(yè)教師從事科研項(xiàng)目并不斷取得科研成果，有助于凝練出專業(yè)特色與學(xué)科優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而將專業(yè)特色融入人才培養(yǎng)方案。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，學(xué)生必須達(dá)到12條通用畢業(yè)要求，這是合格畢業(yè)生的基本條件，而通用畢業(yè)要求中反復(fù)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，這就要求專業(yè)培養(yǎng)必須具有特色，對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題不能千篇一律地處理。課程體系能反映出從事科研所需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本手段，也間接反映出各門課程之間的邏輯關(guān)系。

三、學(xué)生實(shí)踐能力經(jīng)科研得到增強(qiáng)

從科研中凝練出課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的議題并服務(wù)于教學(xué)，有助于喚起學(xué)生的好奇心。教師從事專業(yè)相關(guān)科研項(xiàng)目并取得科研成果后，對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生全新的認(rèn)識(shí)。這些從科研實(shí)踐中獲得的經(jīng)驗(yàn)，能讓教師在教學(xué)時(shí)得心應(yīng)手，如課堂提問(wèn)、課程大作業(yè)等就可以不拘泥于教材或陳舊案例。

教學(xué)與科研融合的教學(xué)模式對(duì)提高課堂質(zhì)量具有顯著影響。實(shí)踐能力對(duì)工科學(xué)生至關(guān)重要，除學(xué)生自身努力之外，實(shí)踐能力的養(yǎng)成在很大程度上得益于實(shí)踐教學(xué)資源和有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教師。教師將科研中形成的創(chuàng)新理論、新型結(jié)構(gòu)、授權(quán)專利、軟件系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷妊芯砍晒谌雽?shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有助于充實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源，將科研方法和科研經(jīng)驗(yàn)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于探索新的實(shí)踐教學(xué)方法。因此，高校可以聘任有科研經(jīng)驗(yàn)的教師作為實(shí)驗(yàn)教師，并不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，不斷增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

總之，教師要將科教融合落實(shí)到實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，貫穿于人才培養(yǎng)的全過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的提高。

表1為機(jī)械工程實(shí)踐能力培養(yǎng)路線與科研助力實(shí)踐能力達(dá)成評(píng)價(jià)表。機(jī)械類專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要有課程實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立實(shí)踐。獨(dú)立實(shí)驗(yàn)是針對(duì)學(xué)科基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)等課程所開設(shè)的、以驗(yàn)證型為主的實(shí)驗(yàn)，如數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)。獨(dú)立實(shí)踐主要設(shè)置工程認(rèn)知實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等，其中工程認(rèn)知實(shí)踐面向大一新生，以了解工程領(lǐng)域相關(guān)的工藝技術(shù)與裝備為目的，而課程設(shè)計(jì)主要設(shè)置有機(jī)械制圖課程的繪圖實(shí)踐、機(jī)械原理課程的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、機(jī)電綜合控制設(shè)計(jì)實(shí)踐。另外，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是工科專業(yè)課程體系的必然設(shè)置項(xiàng)。

隨著科學(xué)研究的深入，一些涉密不強(qiáng)的特色科研項(xiàng)目成果議題逐步被納入課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，如將油氣裝備中關(guān)于鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、泵、大鉤、頂驅(qū)、大鉗、抽油機(jī)、分離器、熱交換器等方面的研究成果作為實(shí)踐議題，學(xué)生對(duì)工藝設(shè)備會(huì)有更深入的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，教師可以讓學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)特色工藝、裝備等，在大一和大二年級(jí)實(shí)現(xiàn)基本的認(rèn)知、模仿性實(shí)踐，到大三和大四時(shí)的創(chuàng)新創(chuàng)造性實(shí)踐，形成從制圖、原理等機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)踐到專業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐的全過(guò)程均實(shí)現(xiàn)科研融入，豐富設(shè)計(jì)類實(shí)踐的內(nèi)涵。

學(xué)生在掌握一定專業(yè)知識(shí)與技能的基礎(chǔ)上，從事科研和綜合性議題，有利于鍛煉資料收集、方案擬定、多方協(xié)調(diào)、理論探索、學(xué)術(shù)問(wèn)題表達(dá)等能力。潛心參加過(guò)科學(xué)研究或?qū)W科競(jìng)賽的學(xué)生，在后期課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)中表現(xiàn)得更優(yōu)秀。

以西南石油大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生解決油氣裝備問(wèn)題為例，學(xué)生基于工程基礎(chǔ)與學(xué)科基礎(chǔ)課程，歷經(jīng)專業(yè)基礎(chǔ)課程，再通過(guò)油氣裝備特色課程的學(xué)習(xí)，最終落實(shí)在油氣裝備類實(shí)踐課中。教師將科研成果分解為油氣裝備實(shí)踐課程研究議題，分解到整個(gè)課程體系中，通過(guò)油氣裝備實(shí)踐課程進(jìn)行收尾和成果總結(jié)，形成了學(xué)生能力培養(yǎng)的閉環(huán)。

科研與教學(xué)的融合育人，有助于凝練專業(yè)特色；有助于探索專業(yè)發(fā)展新領(lǐng)域、新方向，從而影響和指導(dǎo)人才培養(yǎng)方案；有助于加強(qiáng)課程體系構(gòu)建，使課程體系更科學(xué)、更系統(tǒng)，使理論課程的教學(xué)內(nèi)容能緊密聯(lián)系產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、學(xué)科發(fā)展新動(dòng)態(tài)和新趨勢(shì)，使實(shí)踐議題能緊跟學(xué)科與專業(yè)前沿，實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)涵能更深入地與企業(yè)、專業(yè)需解決的復(fù)雜工程問(wèn)題相結(jié)合，最終使人才培養(yǎng)更合理規(guī)范，更與時(shí)俱進(jìn)。科研育人作為高校開展思政教育、“三全育人”的重要措施，勢(shì)必在工科類專業(yè)的育人工作中起到越來(lái)越重要的作用。

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基金項(xiàng)目：四川省2021-2023年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“基于雙軌制的高階工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”，項(xiàng)目編號(hào)：JG2021-533；四川省2021-2023年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“面向智能制造的油氣裝備高層次人才創(chuàng)新能力協(xié)同培養(yǎng)模式研究”，項(xiàng)目編號(hào)：JG2021-546；西南石油大學(xué)2021年“三全育人”“課程思政”綜合改革示范專業(yè)（機(jī)械工程專業(yè)）建設(shè)項(xiàng)目。