新工科背景下機械類人才培養探析

周宏根，鐘 偉，張春燕，管小燕

（江蘇科技大學 機械工程學院，江蘇 鎮江 212100）

引言

隨著大數據、人工智能、物聯網、新能源、新媒體等技術的迅猛發展，新一輪產業革命在全球范圍內方興未艾。高校肩負著向國家輸送合格人才的重任，其教學內容、教學模式必須匹配并引領新興產業的發展，才能滿足日新月異的社會需求。在這種背景下，國家提出高校要進行新工科建設，著眼于面向未來新技術和新產業的發展，著力推動學科交叉融合和跨界整合。

新工科建設以智能制造、云計算、區塊鏈、虛擬現實、機器人等科學技術用于傳統工科專業的升級改造，其目標是培養適應新技術、新產業、新經濟發展，具有跨界整合能力、道德素養高尚的新型多元化卓越工程人才［1-3］。探索如何將思想政治、新技術、新理念、新方法融入教學中成為工科高等教育迫在眉睫的事情。當前，機械學科與信息、材料、控制等學科廣泛交叉，機械類人才的工程實踐能力培養理所當然成為新工科專業建設改革中亟待解決的問題。

一、機械類人才培養現狀分析

在新工科建設的大背景下，機械類人才培養要注重傳統工業技術與通信、控制、軟件等新技術的緊密結合。然而，由于歷史和國情的原因，我國的工程教育人才培養體系一直在借鑒與模仿中前進，教育現狀存在著諸多與新工科建設不相符的問題。

（一）教學內容落后于社會產業發展

高校機械學科的教學內容與機械制造業的發展息息相關，專業教學內容應該是當代社會機械行業發展的前沿精華。然而，現在學校教給學生的理念和技術，已經明顯落后和脫離于社會發展［4］。放眼當前機械制造業，三一重工、徐工集團等企業已經實現了生產管理數字化轉型，云端部署、數據共享、業務協同、支持企業個性化定制、透明化生產等智能化制造模式成為日常，遠比當今高校的教材所介紹的內容先進［5］。當今高校中的大多數機械專業課程還停留在對陳舊、單一的機械設計制造等技術原理進行闡述式介紹，這些與社會前沿發展嚴重脫節的知識體系使得學生學起來索然無味，內驅力不足，這顯然與高等教育的初衷相背離。

（二）學生實踐創新能力薄弱

目前高校教育的人才培養模式重理論、輕實踐。重視理論學習，輕視與考試關系不大的實踐創新能力的思想根深蒂固，導致學生不習慣“動手”，而習慣“看書”。此外，高校人才培養模式中，實習實踐的機會不充分，鮮有與先進的、前沿的產業直接聯系：一來企業由于完成自身生產任務的需要，沒有足夠時間或沒有相關接待人員接收來實踐的學生；二來學校實習實踐經費有限或企業檔期不合，不能聯系到機械“龍頭”企業給學生展示先進智能制造的生產模式；三來學生即使到了實習工廠，也不敢輕易親自上陣“動手”探索，這樣“走馬觀花”的實習實踐導致學生實踐創新能力的發展受到制約。

（三）教師“理論教學+實踐經驗”綜合能力不足

教師是高校人才培養的核心力量，師資能力的高低直接影響著人才培養的成效。目前，高校的一線教師特別是老教師，他們所學的內容、知識體系達不到多學科知識交叉融合的要求。新工科背景下機械學科應注重傳統機械工程技術與信息通信、電子控制、軟件設計、材料等新技術的緊密結合，不僅理論知識重要，工程實踐經驗更加重要。雖然部分年輕的教師理論知識能與最新技術接軌，但缺乏工程實踐經驗，達不到新型理論前沿+經驗豐富的“雙師型”教師的要求。師資能力的不足直接導致學生學不到前沿的綜合性知識，影響教學質量。

（四）部分學生學習態度敷衍

學生進入大學后學習環境相對輕松自由，導致有的學生學習方向不明確，學習態度敷衍，逃課、掛科等情況司空見慣。尤其是當前教學模式多樣，慕課教學、移動學習、網絡互動等線上學習形式讓學生更多地可以利用網絡在宿舍、校外、非上課時間進行多形式的學習。新的學習模式給學生帶來了一系列好處，如隨時隨地自由自在學習；網絡資源豐富、精美，課程的趣味性強；對于難以理解的晦澀知識點或感興趣的內容可以重復觀看。但是，有些自律性欠佳的學生上課時僅僅掛在網上，連基本的上課時間都沒有保證。

（五）忽視思想政治元素在專業課教學中的滲透

國家建設需要的不僅僅是工作能力強的人，還需要德行高尚，即德才兼備的人。新工科建設要求高校教育培養出業務能力上能適應產業的時代新發展，道德水準上具備愛國主義情懷、職業操守、人文價值觀、奉獻精神等良好素養的綜合型人才。機械工程專業一貫強調自然科學理論，操作技能專長方面的教學，往往忽視了課程思政元素。這不利于學生綜合素質的提高。

（六）考核方式單一陳舊

工科不同于理科，理科注重理論研究，工科注重實際應用。作為將多學科的知識、技術糅合在一起的新工科更加注重學生將知識應用于實際的應用能力。目前，高校教育的絕大部分工科課程的考核方式是仍采用試卷考試的形式來考查學生的學習情況。這樣一方面會誤導學生理論知識的掌握比生產實踐創新能力重要，使得學生輕視實踐創新能力的提升；另一方面給教師教學造成誤導：既然課程考核是“試卷考試”，那么在實際教學中就會強調理論知識的記憶或推理，而忽視其在實際生產中的應用。

二、新工科建設對機械類學生的能力和素養要求

新工科的知識體系知識面廣、領域深、難度大、集成度高。機械類學生不僅要掌握傳統機械學科的專業知識，還要涉獵計算機、電子通信、金融、國際貿易、人文社科、管理學等學科的知識；不僅“卷面考試”能力強，道德素養、分析和解決問題的能力、動手能力、創新能力、與人交往的情商等方面都不能跛腿，要實現全面綜合發展。

（一）道德素養

學生時期是人生的“拔節孕穗期”，在這一時期，他們接受新事物的能力最強，思維最為活躍，“三觀”逐漸成熟，如果沒有教給他們正確的思想、給予他們正確的引導，那么其后果不僅影響個人發展，更重要的是會對國家、社會造成不可挽回的損失［6］。只有有了良好的道德素養和高尚的家國情懷，學生心中充滿了正向、積極的能量，才能為中華民族偉大復興之中國夢的實現盡心盡力［7］。

（二）自主積極學習的能力

新工科涉及學科多，技術新，知識體系朝著多元化、深度化的層面發展，這對學生的學習提出了新的挑戰［8］。新工科學生不能滿足于專業傳統課程，不能滿足于課本，不能滿足于教師指定的內容，不能滿足于常規的學習時間，而是要養成良好的自主學習習慣，多途徑、跨學科學習，積極關注學科及對應產業的前沿資訊，并懂得將它們融合在一起，不斷提高自主學習的積極性和學習能力。

（三）實踐創新能力

工科教育的重點在于學生學習完基礎知識之后，回歸到生產現場，在真實的工程項目中能夠解決實際技術問題。隨著各學科高新技術的迅猛發展，要求技術人員具備更強的實踐創新能力、解決現場生產問題的能力。學生在校期間可以多參與學校的跨學科科研平臺的建設、教師的橫向/縱向科研項目、國家或省部級舉辦的創新大賽等，不斷擴大自己的知識面和提升自己的實踐創新能力。

（四）團隊精神和人際交往能力

在新工科背景下，團隊合作尤為重要。只有融入團隊并與團隊一起奮斗，與他人協調分工，優勢互補，風雨同舟，才能完成既定的任務。在合作過程中，不同的人其性格、處事方式、理念等均有所差別，這時就需要學生抱著合作的心態，多溝通、多交流、多包容、多站在對方的角度理解他人，具備良好的交際能力才能和諧、順暢地把事情做好。

三、新工科背景下機械類人才培養的關鍵問題

新工科建設要求高校的人才培養模式突出復合交叉與協同創新，即側重跨學科、跨領域、跨行業人才的培養，同時強調學科專業設置與產業發展對接，這就要求改進傳統的人才培養模式。筆者結合我校機械類人才培養現狀和新工科建設對機械類學生的能力和素養要求，探討人才培養模式中的關鍵問題如下。

（一）樹立新工科教育教學理念

教育理念是教育主體在教育實踐、思維活動、文化積淀和交流中所形成的教育價值取向與追求，是種具有相對穩定性、延續性和指向性的教育認識和理想的觀念體系［9］。教育理念是一切教育教學活動的內動力和方向，沒有正確的教育理論的指導，教學目標是雜亂無章的，教學活動是漫無目的的。所以，要進行新工科建設，首先就要樹立正確的教學理念。新工科堅持以學生為本，朝著培養能適應和駕馭未來的知識結構新、專業技能強、品德言行優的高素質復合型新工科人才方向前行，使培養的學生能挑起把我國建設成世界強國的大梁。

（二）構建機械專業課程新體系

課程是人才培養的基本要素，教學改革改到深處是課程。新工科教學要求在精選傳統機械工程專業課程的基礎上，增開與先進制造技術相關的新興課程，如“計算機智能控制系統”“工業物聯網”“人工智能技術及應用”“綠色設計與制造技術”等，使課程內容、體系能反映現代科技前沿水平。此外，應加大實踐實訓課時，依托高新企業為實習教學基地，使學生有機會實現與企業生產實際的無縫對接，學以致用。各課程間層層相扣、相輔相成，共同構成一個能夠體現時代性、前瞻性的科學課程體系。

（三）加強教師教育教學能力培訓

教師淵博的學識、豐富的工程經驗、高尚的道德情操、得體的行為是育人成功的前提。為此，教師不僅要有終身學習的理念，不斷補充新技術、新知識，跟上時代的步伐，還應與企業協同，積極參與前沿實用技術和工程項目實施等方面的培訓與交流，在實踐教學中不斷提升自身的業務能力，由此打造高素質“雙師型”教學團隊，構建一支工程教學能力強的教師隊伍。此外，制訂青年教師企業實訓方案，將提高教師創新創業教育的意識和能力納入青年教師崗前培訓的重要內容。

（四）開展線上線下混合式教學

傳統教學和網絡教學各有自己的優缺點。傳統教學在規定的時間、規定的地方師生雙方到現場上課，儀式感強，學生在教師的眼皮底下學習，注意力更容易集中；網絡教學不受時間、空間等客觀因素的制約，有利于學生根據個人情況利用碎片化時間學習，網上資源豐富，學生能及時獲取最新教學消息和教學資料，學習內容與社會發展同步甚至超前，教育更加個性化與便捷。混合式教學綜合線上線下教學的優勢，相輔相成，相得益彰，彼此成為對方的補充和拓展，使學生的學習更加符合現代學生的生活學習方式。在混合式教學模式中，教師擁有更多的教學組織形式，而且教學資源的呈現形式變得多樣，學生也可以自由安排時間和學習內容。

（五）改革考核內容與方式，細化考核指標

新工科建設不僅注重學生的卷面成績，更注重學生的實踐創新能力和道德素養。課程考核應全方位考核評價學生的知識、能力、道德素養達成情況。由教學產出反向設計考核環節，使終結性評價向發展性評價轉變。可以圍繞上述三大塊設置不同權重，細化考核指標，分別從試卷答題、動手能力、平時言行等方面進行綜合評價。建立教學質量監控和持續改進機制，確保考核評價結果能有效運用于課程與教學改進。

結語

新工科是一種新的工程教育發展模式，與傳統的教學模式有很大的不同。新機械類工科學生不僅要精選學習傳統機械制造內容，還要學習交叉融合先進學科技術；學習地點不再局限于教室教學，而是教室、實踐實習基地等；考核不僅看重卷面成績，還注重考查學生的動手能力、創新能力等；個人培養不僅注重知識、能力水平，更注重愛國敬業等家國情懷。