“產、學、研、品、用”融合教學模式探索

曹蔚 閆莉 王洪喜 彭潤玲 瞿金秀

摘? 要：該文針對機械類卓越工程創新人才解決復雜工程問題能力培養的現狀，進行機械類卓越工程師班專業課程“產、學、研、品、用”融合協同教學模式探索研究并提出改進措施。從教學理念、教學資源、教學方法和評價機制等幾個方面進行改革。構建以“能力導向式培養”和“品商”素養為核心的機械類卓越工程師班專業課程教學模式和考核制度，進而提升卓越工程創新人才的解決復雜工程問題能力和綜合素養。

關鍵詞：機械類;卓越工程創新人才;復雜工程能力;教學模式;品商

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）08-0042-04

Abstract： This article focuses on the current situation of cultivating the ability of outstanding mechanical engineering talents in complex engineering problems. The reform and exploration of the "production， learning， research， morality and application" integration and collaboration teaching mode for mechanical professional courses are carried out， and improvement measures are proposed. Reform should be carried out from several aspects such as teaching philosophy， teaching methods， teaching resources， and evaluation mechanism. Construct a teaching method and assessment system for mechanical major courses centered on "ability oriented training" and "Moral literacy"， to enhance students' complex engineering abilities and comprehensive literacy.

Keywords： mechanical engineering major; excellent engineering innovation talents; complex engineering ability; teaching mode; morality

《中國制造2025》已明確提出創新驅動、智能轉型、加快從制造大國轉向制造強國的號召。復雜性是現代機械工程問題的本質，我國機械行業距離發達國家還有相當的差距，這種“差距”不僅體現在原始創新設計及制造技術上，更重要的是體現在機械人才解決復雜工程問題的能力。2018 年9月17日，教育部、工業和信息化部、中國工程院發布的《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃 2.0 的意見》中提出，要“著力提升學生解決復雜工程問題的能力”。可見，培養學生發現、分析、解決復雜工程問題的能力，既是工程教育認證的重要標準，也是卓越工程師計劃及新工科建設背景下，高校培養高素質工程人才的關鍵內容。

復雜性是現代機械工程問題的本質，發現、分析、解決復雜工程問題，除了具備一定的技能，還需要涉及溝通、個人與團隊、項目管理、工程與社會，環境和可持續發展等多方面的非技術因素。這些非技術因素、思想品德和基于人類命運共同體的國際大局觀可概括為“品商”素養。注重“品商”素養的培養有利于全面提升發現、分析、解決復雜工程問題能力，已成為高校亟需解決的問題。西安工業大學機電工程學院圍繞機械類卓越工程師班（簡稱“卓工班”）學生工程問題培養已經開展近十年探索，近年來，在機械類卓越人才復雜工程能力和“品商”素養培養過程中進行了一系列的探索與嘗試。

本文以“卓工班”學生為主體，著眼新工科、“產、學、研、品、用”融合協同，深化機械專業卓越班教學模式的改革，著重培養學生解決復雜工程問題的能力，培養具有創新實踐能力、國際大局觀和“品商”素養、懂研發會應用的卓越機械工程師。科學育人，使培養出的人才更符合制造業全球化產業升級對卓越機械工程師能力的需求。

一? 教學模式改革措施

（一）? 轉變教學理念

本文圍繞西安工業大學（簡稱“我校”）卓越機械工程師試點班，從教學觀念、教學內容、教學方法、教學資源建設和教學評價等幾個方面進行了改革，具體改革思路如圖1所示。

（二）重塑新工科背景下的機械人才復雜工程問題能力和“品商”素養培養理念

機械系統本身是一個多學科交叉的復雜工程系統，解決機械工程問題需要基于對問題基本原理的深刻理解，在實踐中全面分析，努力思考。通過研究，本文概括復雜工程問題能力的關鍵影響因素包括：技能因素和非技能因素兩大類。發現、分析、解決復雜工程問題，除需要具備知識技能，思想品德和職業情商（終身學習、創新精神，溝通協作、職業規范、工程倫理和國際標準規則）等因素也是必不可少，本文將這些非技能因素簡稱為“品商”素養。

通過充分認識機械人才復雜工程問題能力培養各階段驅動要素和阻礙要素，本文將能力導向式培養引入到“卓工班”整個教學實施過程當中，確定能力培養的外部驅動條件，具體包括：校企協同、“產、學、研、品、用”融合、師資隊伍建設、教學和工程實訓資源建設、多元考核機制。

通過以上分析，本文改進機械專業“卓工班”課程傳統的理論知識導向式的培養途徑，形成“產、學、研、品、用”融合協同的教學模式。

（三）與時俱進、重構“產、學、研、品、用”融合的教學內容

首先，圍繞“品商素養”，凝練機械專業課課程思政內容。在專業課程教學中增加思想品德、工程倫理、跨文化交流類及項目管理類教學內容強化學生工程倫理教育。機械工程導論等課程深入挖掘提煉專業知識蘊含的思政價值，專業知識與課程思政結合，培養“卓工班”學生精益求精的大國工匠精神，厚植家國情懷。

其次，在“卓工班”專業課程教學中融入機械工程的行業標準規則;在課程設計等實踐課程中特別增加項目質量意識和契約精神教育;以豐富的人文素質和創新創業教育讓學生掌握國情社情，開闊學科視野。培養國際大局觀，助力“品商”素養的形成。

最后，根據復雜工程能力培養需求改進優化機械專業“卓工班”專業課程內容，追蹤機械學科的前沿知識，課堂引入國內外工程項目，介紹機械工程國外和國內標準。加強專業內容中的“產、學、研、品、用”項目案例，將企業機械工程相關項目、案例增加到教學內容中;基于教師科研成果反哺教學，以研促教、 教學相長。通過產學融合、校企合作、協同培養等多種模式，最終實現“產、學、研、品、用”的整個過程。

（四）? 建設構建“產、學、研、品、用”融合的教學資源

依托專業課程實驗平臺、省級和國家級校內外實踐教育基地、校企合作實訓基地，拓展實訓新模式、新技術、新裝備，整合實踐資源，將精選科研項目或科研項目凝練構建案例庫，豐富企業實際機械產品開發案例和工程實踐案例元素，強化專業課程教學中學生的感性認知力，增加學生實踐經驗和工程思維。提高學生的實際應用能力。

以“工程問題”為基礎，校企協同。在本課題組已有的“現代設計知識服務網”基礎上進一步構建“產、學、研、品、用”融合復雜工程能力培養訓練子平臺，鏈接政府產業平臺，建設案例資源庫（圖2和圖3），提供專家服務，實現校內外合作培養“卓工班”學生復雜工程問題能力。

采用線上線下多元化教學手段，推進班級課程群、微信群、學習通信息發布等多渠道培養學生?；谧越ń虒W平臺整合動畫、產品實例、機械前沿視頻等教學資源單元，增強教學過程真實感和渲染力度，建設教材、課程講義、教學課件、微課小視頻和試題庫等資源，讓學生能夠方便獲取所有的學習資源，進而掌握機械系統及其關鍵機構的關鍵知識，提升分析解決問題能力。

（五）? 將基于復雜工程問題能力培養和“品商”素養形成的培養引導方式納入各個教學環節

1? 全過程“產學研案例牽引”

將“基于產學研項目案例學習”的理念和措施貫穿始終，推動學生圍繞實際科研或企業項目訓練，帶著問題去探索、解決問題。教學過程采取啟發式和討論式等多元化教學模式，通過翻轉課堂、視頻、遠程課堂等手段幫助學生完成產學研案例分析，例如機械設計類專業課程采用“引、拆、剖、練、用”方式開展項目探究，通過虛擬仿真、試驗樣機等手段對設計的裝置進行研究論證方案;畢業設計、綜合實踐訓練等環節也大量結合教師科研項目案例，引導學生深度參與，“做中學”，提升學生的解決復雜工程問題，工程實踐能力及協同創新能力，加強產學融合。

2? 提升參與度、激發主動性

遵循學生能力形成基本規律，學業導師、專業教師、企業合作導師聯動，通過采用布置小組作業、集體討論課、動手操作等引領學生在解決復雜工程問題的同時，完成了“產學研用”整個流程，實現“卓工班”學生的創新意識、工程實踐能力、工程項目管理能力和團結協作能力的全面發展。

組建團隊參加創新創業訓練及學科競賽、組建科創研究小組合作完成工程項目。組織不同專業學科背景的學生共同組隊參加競賽、綜合實驗或課程設計，圍繞設計、制造、機電系統等多個環節進行實訓，促進不同學科背景學生的交叉融合和相互協助，激發學生積極創新和團隊協作的能力。

3? 注重“品商”素養培養滲透

在團隊項目等訓練環節中時刻引導學生遵守基本倫理道德和職業道德，激勵學生關注彼此專業差異，熟悉工程規則和職業規范。綜合應用所學知識解決實際項目問題，樹立創新意識。借助課程、項目實訓、科研創新、學科競賽等多個環節，培養“卓工班”學生的社會責任、工程倫理決策和價值觀。通過具體案例和經典事件拓寬機械專業“卓工班”學生的眼界和道德認知，讓學生體驗倫理道德情感，全面培養卓越機械工程師解決復雜工程問題所需的“品商”素養。

（六）? 建立“產、學、研、品、用”融合評價機制

為解決原有考核評價體系過于關注孤立知識點的傳授，對復雜工程問題能力和職業“品商”形成缺乏有效評價手段的情況，在教學過程中圍繞“卓工班”學生大學期間創新創業、學科競賽、文體活動、實踐實訓、多元文化溝通協作等綜合能力狀況，引入全過程多元化的“產、學、研、品、用”融合考核評價方式（圖4），降低期末筆試的權重，嘗試分組教學，采取組內同學互評，自主完成各組作業的評價，促進學生復雜工程能力和職業“品商”全面發展。

二? 實施效果

我校機械專業教師轉變教學觀念，將復雜工程問題能力和“品商”培養納入機電學院“卓工班”各個教學環節，取得了一些列成效。

2021年至今，“卓工班”學生組建團隊參加了機械創新大賽、全國三維數字化創新大賽、“互聯網+”比賽等學科競賽獲省級以上獎勵三十余項。獲全國機械行業卓工聯盟畢設大賽省級以上獎十一項。

“卓工班”授課教師主動到企業掛職鍛煉和交流，提升自身工程實戰能力和綜合素質。建設了省級、國家級一流課程、課程思政示范課、創新創業特色課程，項目制課程、科教融合課程十余門。授課教師發表相關教研論文十篇。

搭建了一批校內外資源平臺，提供多層次專家服務，建設了企業工程元素、工程標準規范、國內外項目工程倫理案例等資源庫。50%以上“卓工班”實訓認知模塊或畢業設計題目聘請校外專家、校友、優秀企業家共同指導。

三? 結束語

卓越的機械工程創新人才除了需要具備良好的分析解決復雜工程問題的能力，還應具有優秀的非技術素養和思想品德。本文“卓工班”專業課程教學模式的嘗試，大大增強了學生的創新實踐能力、團隊合作能力。訓練學生的復雜工程能力、創新思維，拓展了專業視野。促進我校工科學生的復雜工程問題能力和“品商”素養培養，對現有的工程人才教學模式具有一定的借鑒意義。在未來的教學中，我們有必要進一步探索如何更好地適應產業發展新需求、更加契合工程教育新理念、采用更多的數智化教學手段，以更好地促進卓越工程創新人才的培養。

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基金項目：陜西高等教育教學改革研究重點項目“‘三位一體、多層次融通機械類卓越工程創新人才培養模式探索與實踐”（23BZ032）;陜西高等教育教學改革研究重點攻關項目“數字化轉型背景下工程創新人才數字化能力培養課程體系研究與構建”（23BG033）;陜西省教育廳教師發展研究計劃“理實相映、專業協同-機械類教師職業素養提升路徑研究”（SJS2022ZY015）;陜西省教師教育改革與教師發展研究重點項目“機械類專業青年教師工程實踐能力提升路徑與評價體系”（SJS2023ZD021）;西安工業大學教學改革研究項目“《機械設計》課程有機融入思想政治教育元素研究與實踐”（22JGY1）

第一作者簡介：曹蔚（1977-），女，漢族，陜西西安人，工學博士，教授，博士研究生導師。研究方向為機械設計理論、高等工程教育。