立德樹人-技能培養融合的現代機械工程師專業實習路徑探索

孫遠韜 劉廣軍 張氫 羅森

基金項目：同濟大學教育教學改革重點項目“思政-技能融合的現代機械工程師專業實習路徑探索研究”（無編號）；2021年上海市創意機器人挑戰賽（滬教委高【2020】53號，4250145304-006-004）

第一作者簡介：孫遠韜（1979-），男，漢族，湖北武漢人，博士，副教授，博士研究生導師。研究方向為機械設計及理論。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.06.011

摘? 要：為提高機械專業實習的效果，該文在分析國內外實習教學模式、特點的基礎上，針對當前實習方法的成功之處和局限性，結合同濟大學機械專業的要求和特點，探索立德樹人-技能培養融合的機械專業實習路徑，并對所完成的機械專業實習過程予以說明。從整體看，融合思政過程的專業實踐模式取得較為理想的效果，提高機械專業學生實踐技能水平，培養學生奉獻機械行業，熱愛本專業的熱情。

關鍵詞：專業實習；課程思政；技能培訓；現代機械工程師專業；立德樹人

中圖分類號：G641? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）06-0048-04

Abstract： In order to improve the effect of mechanical professional practice， this paper， on the basis of the analysis of practice teaching mode， home and characteristics， according to the success and limitations of the current practice method， combined with the requirements and characteristics of mechanical engineering in Tongji University， explore the practical path of mechanical specialty integrating moral cultivation and skill training. and explain the completed mechanical professional practice process. On the whole， the professional practice mode integrating the ideological and political process has achieved relatively ideal results， improved the practical skills of students majoring in machinery， and cultivated the enthusiasm of students to contribute to the machinery industry and love their major.

Keywords： professional practice; curriculum ideology and politics; skills training; major in modern mechanical engineer; fostering character and civic virtue

機械制造業是國民經濟的主體，需要加快產業轉型升級步伐，而產業升級過程中最迫切的需求則是創新型人才的支撐。培育具有民族意識、勇于承擔社會責任、勇于創新的綜合型人才，是時代給與高校的任務與擔當。

但是現階段高校面臨供給側矛盾：我國高校現有的規模已達到大眾化教育階段，畢業人數日益增長，教育部門公布的數據顯示[1]，在2022年度，中國大學的畢業生數量創下了歷史最高紀錄，首次超過了1 076萬。同時受國際疫情形勢的影響，近年回國就業的留學生人數也不斷增加，就業形勢嚴峻復雜，形成一年比一年難的“史上最難畢業季”。同時評價指標的單一、趨同，導致我國學科專業結構設置的不合理，所培養人才的專業水平難以支撐處于經濟新常態中的機械領域的產業升級。

針對培養過程中的各種局限，各高校實施新的工學教學，改革院校的人才培養方式，實行“一技之長”的綜合素質教育[2-4]。以同濟大學為例，根據《同濟大學“十四五”發展規劃和2035年遠景目標綱要》等文件精神，就加快構建同濟大學高質量教育體系、全面提升學校人才培養質量提出各項意見。其中關于育人與實踐方面的兩大原則即為以育人為本，德育為先，將德育工作貫徹到人才的整個發展進程之中，始終以學生為本，促進學生全面發展。重點培養具有“通?；A，學術素養，創新思維”和擁有綜合素質，能夠成為領導未來社會的中流砥柱和職業精英。

可以預見強化立德樹人的理念，推進學生全面發展，培養具備創新思維及其實踐能力的教育模式已經被各大高校看重，而專業實習是機械專業培養計劃中的一個重要的實踐環節[5]，通過專業實習，加強學生綜合實踐能力和提高學生創新思維，將工程思維和科學思維訓練貫穿在實踐教育體系中，全面加強實踐育人。

因此，本文從國內外實習教育現狀出發，研究當前各高校開展專業實踐教育的方法、內容及其效果，分析其成功之處和局限性，探索立德樹人-技能培訓雙支撐下的機械專業實習路徑，研究情感價值觀教育和專業實踐的融合模式，并就機械專業實習的主要內容實施過程予以闡述。

一? 國內外專業實習教育現狀與特點

國外相關研究表明，教室以外、課程以外的專業實踐類活動對工科本科生的專業素養、個性開發、社交能力、社會參與意識的開發很有幫助[6]。

1957年美國教育政策委員會在報告《高等教育：十年的決策》中論述[7]：“正規的課堂于課堂教學僅是學生大學學習的一部分，學生個體的價值觀、道德觀是在群體的影響下形成的。”報告中強調了教學發生的環境、學生活動的組織方式和教學的組成部分，即教育既包括正式的第一課堂，也包括第一課堂之外的各種實踐類型的第二課堂。從20世紀60年代開始，美國高校即開始重視各類型實踐類第二課堂對于人才培養的積極影響。

德國采用的是基于理論的雙元制，實行企業和大學的個性化培訓，在學校和企業之間進行教學活動，以培養適應雙方共同發展需要的高素質應用型人才[8]。在此雙元制模式下，學生可以取得雙學位或碩士學位，以及德國工商協會職業資格證書[9]。而Daun等人對德國的工業專業大學教育的研究表明，機械類專業學生在就讀階段不是單純的理論教學，更提供了大量的工業案例，其目的就是為了促進機械專業學生的興趣。將案例作為中心的課堂間接模式，也有效促進機械專業學生交流合作與自主探索。類似地，Grytnes等人對瑞典機械工業教育的研究表明，瑞典通過職業教育和專業實踐訓練兩種模式的連接來促進機械專業學生學習效率的提高。

在亞洲，新加坡采用了“教學工廠”的培訓模式，日本采用了“企業教學”，這兩種模式都是把企業的生產和管理結合起來，讓學生在教學中親身體驗工作，將高校與公司的實際生產和運營進行直接的聯系，為公司發展創造了一個巨大的施展空間[10]。

國內各大高等院校也針對專業實習類實踐課程的特點，開展了一系列教學模式與人才培養模式的研究與探索，也總結出了一些經驗。

中國地質大學機械工程專業提出“復合實習”模式，推進網絡/智能化的實訓項目，對教學資源進行了整合和優化，使實訓課的教學品質得到極大提高[11]。

西安交通大學依托校內教學實驗教學示范中心，基于校企聯合教育基地，聯合廣汽豐田公司建立了實踐教學基地，將學生的專業實習設置在豐田廠區內進行。

廣西科技大學提出“問題為導向”的實習方式，撰寫實習手冊對學生進行提問，讓學員帶著問題到實習現場，并強化實習流程管控及實習績效評估[12]。

除了傳統線下專業實習教育，在近幾年疫情大環境下，國內院校也積極探索線上教學模式。各小組成員通過線上會議形式，協商作業內容選擇、錄制方式、任務分工等，線上訓練科目在諸如canvas平臺布置，及時了解學生對知識的學習和掌握情況。中國石油大學專業實習教學本著“以生為本”的宗旨，聘請從事生產、施工、安全管理的資深技術人員，使用騰訊的“云實習”課程，利用專家在線授課，企業現場直播授課[13]。

通過國內外機械專業實踐方法可以看到的是，像機械工程這種實踐性較強的工科，實踐教學不僅要靠教師一人的力量，還要與學校、企業、管理和生產等進行多方面的合作。由于實習基地一般都是在遠離校園的地方，還需要支付實習期間的材料、交通、住宿等費用，在資金緊張的情況下，學校有時被迫縮短實習時間，使實習教學流于形式，質量難以保證[14]。在新時代，高校的實踐活動將從有限的校園搬到生產現場，是新時代高校的一項重大課題，到工廠進行第一手的“生產實踐”，這是其職業生涯中必不可少的一步。

其次，以機械專業為代表，有些大學幾十年來一直“始終如一”地進行實踐教學。而隨著生產模式的不斷變化，傳統的實習課程已經不適應越來越先進的自動化和智能化生產，專業實習的教學內容必須不斷完善和提高。

另外，從學生的觀點來看，有些同學認為實習是可有可無的，受此思想的影響，有些同學把實習當作“夏令營”“旅游觀光”，最終導致專業實習流于形式，因此對還需要改正學生對生產實習帶有偏見的觀念，使其真正懂專業，愛實踐。

二? 立德樹人-技能培養融合的專業實習思路

同濟大學機械專業經過多年建設，于2018年通過機械工程專業工程教育認證，2020年入選國家級一流本科專業建設點，其中專業實習課程2022年成為上海市重點課程。課程以工程機械及智能制造為特色，結合上海市高端裝備發展需求，依托同濟大學國家級工程實踐教育中心、國家級機械實驗教學示范中心、重大工程施工技術與裝備教育部工程中心等平臺，通過模塊化的全員動手操作及調研實踐，培養學生分析和解決生產技術問題的能力及終身學習的意識[15]。

在機械專業實習教學過程中，總體思路是強化思想引領作用，強調鍛煉同學動手能力，通過技能實訓提高理論知識學習過程的認知水平，強化對一線生產工藝、生產設備的認識，結合理論知識，身臨其境地認識并參與科技改變世界的全過程，實現情感價值觀構建下的立德樹人教育與技能培訓的融合，真正夯實專業實習中理論結合實踐并改造世界的途徑。

情感價值觀構建的總體目標是解決好怎么培養人、培養什么人、為誰培養人這個根本問題，培養德才兼備的新時代青年[16]。對于本學科而言其內涵為：堅持立德樹人根本任務，以黨團共建活動為抓手，以專業課為輻射，努力挖掘專業課教學中的育人基因，激發了學生對機械裝備事業的興趣，樹立解決機械裝備發展“卡脖子”等關鍵問題的信心，引導大家以濟天下為己任，為振興中華而學習，并結合真實的項目經歷、真實的“實業報國”情節感染同學。

技能培訓總體目標是培養理論先進、能動手的高級人才。對于本學科實習目標而言其內涵是：重視動手能力的培養，結合專業理論知識，將模塊化的動手技能培訓貫穿整個實習過程，通過數字化建模、裝配仿真訓練能夠掌握工程機械結構關系，并在熟練拆裝和分析的基礎上，掌握其結構組成與作用，能夠理解相關裝置的養護方法；針對樣機進行實訓感受，掌握基本電氣系統的構成和動作及性能要求，能夠站在系統角度，通過社會實踐感受產業發展蒸蒸日上的希望。

具體目標如下：①形成基于專業認識與專業情感的模塊化立德樹人教學方案，完成思想品德和價值觀念的建構。引導學生主動學習、自覺學習、樹立為國創新和為民服務的思想，為學生培根鑄魂。②建立典型部件的虛擬裝配與仿真訓練模塊及達成方式，能熟練進行虛擬裝配，掌握工程機械構成關系，能夠了解數字孿生、云服務在機械領域中的作用。③建立實訓操作模塊與達成方式，掌握關鍵機械部件的構成，能夠進行拆裝，對相關電氣系統能夠進行控制操作并能夠分析故障進行排除。④通過調研龍頭企業，培養發展產業及相關技術的創新思考能力，激發學生的理想信念和學習興趣，建立專業信心，樹立終身學習意識，感悟團隊合作意識的重要。

在實習結束時，除了撰寫實習報告和日記以外，還需以答辯的方式作為個人的心得總結交流，更深刻地理解實習的目的、過程和立德樹人的專業情感，觸及內心深處學習本專業的初心。

三? 立德樹人-技能培養融合的專業實習教學過程

本課程自2011年開始建設，課程建設之初主要在上海振華重工、上海彭浦機器廠、上海柴油機廠、上海龍工和上海電氣集團等企業進行參觀，通過企業現場講解介紹，從產品級別熟悉了工程機械的門類、功能和制造流程。但是隨著對學生能力培養要求的提高，還需要在理論和實踐層次提供教學實訓一體化的實習平臺，促進學生的全面發展。立德樹人-技能培養框架如圖1所示。

首先，在實習過程中選擇具有典型示范效應的實習基地，課程依托同濟大學-上海振華重工國家級工程實踐中心和同濟大學國家級機械實驗中心，上海濟光職業技術學院作為主要基地；聘請職業技術學院的教師作為導師共同確定培養模塊，并請他們示范拆裝、測量。教師從視頻和動作分解進行示范，并要求每個學生都要獨立進行操作，對于操作不當之處及時糾正錯誤動作并點評講解，在有限時間里提高實訓效果。助教將每個學生所有實訓模塊考核相片都予以拍攝，實現實習過程的可追溯、可衡量。

在完成個人技能培訓的同時，每一個模塊都是小組團隊形式進行講解-訓練-觀摩。在此過程中，學生能夠發現他人問題并提醒自己，同時在整機保養、故障排除等科目進行協作訓練的過程中，培養學生的團隊精神和合作能力。

自2018年起，我們從國家重大戰略需求出發，通過網絡平臺方式，針對大國重器的主要裝備及其實施過程進行講解。在實習過程中，我們收集大量影像視頻，多角度展示大國重器等高端機械裝備的魅力，并形成基于專業認識的模塊化思政教學方案，重點從零件制造工藝突破到機電關鍵技術創新及重大工程集成應用角度，系統講解現代機械的特點和思想引領的作用，樹立為國創新、為民服務的思想意識，讓學生體會同濟人科教濟世的情懷。

我們還從機械制造的原材料-鋼鐵生產出發，結合現場工藝流程講解整個鋼鐵冶煉過程的要素和重大關鍵技術，讓學生了解高爐煉鐵、真空煉鋼的流程，熟悉原料雜質對金屬結構及關鍵零部件產品的重大影響。在此基礎上讓學生熟悉鋼結構失效原理，熟悉大型起重機鋼結構的制造工藝，如預處理、切割、焊接、火工校正，時效處理、機加工、戶外拼裝和涂裝等；了解大型鋼結構焊接的進展和常用的無損檢測方法；了解聯接件及緊固件的特點。從齒輪嚙合原理出發，調研重型齒輪制造全過程，結合不同場景通過介紹差動減速器的應用和設計說明其創新過程的工匠精神、團隊精神等精神譜系，在調研的時候嚴格強化學生的時間概念，也強化了其社會責任感，讓其學會先做人后做事的道理。

在高端龍頭制造企業建立實習基地，實地調研上海電氣集團、上海振華重工等裝備企業的生產線，現場了解機械裝備的生產過程，理解風電裝備、港機裝備等大型工程裝備的裝配流程與關鍵工藝，同時也通過自身所參與的自動化碼頭及打撈世越號案例講解，充分讓同學們感受科技在超級工程中的偉大作用，進一步樹立同學熱愛機械、獻身機械的情感，激發同學們主動結合所學知識與實際應用的意識。而在這部分考核中，我們通過調研報告撰寫指導及答辯方式，讓同學們從自身樸素情感出發，通過文獻檢索、現場交流、技術調研等方式，逐步對行業形成清晰的認識，培養學生建立產業及相關技術發展前沿的創新思考能力，并能初步樹立一個立足于機械奉獻社會的責任與情懷。

四? 結束語

在整個機械專業實習過程中，本專業從課程思政出發，依托豐富多樣的網絡資源、社會調研與座談講解，形成基于專業認識的模塊化思政教學方案，系統講解現代機械的特點和思想引領的作用，樹立和構建為國創新、為民服務的思想意識和技術途徑，讓學生體會同濟人科教濟世的情懷；針對工程機械主要動力及傳動部件，建立實際動作操作訓練模塊與考核達成方式，能夠結合文獻檢索等方式形成論證報告，現場認識現代機械工程師所需要的材料、結構、電氣和裝配工藝方法，培養和建立產業及相關技術發展前沿的創新思考能力。

專業實習也為師生交流提供了一個很好的平臺，學生們可以與實踐教學老師一起交流生產工業和實踐技術，并探討相關的基礎理論知識，彌補理論的不足，提升了同學們的學習積極性，達到了OBE的要求。

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