面向新工科的機械類專業跨界融合改革與實踐

摘 "要：在新工科背景下，如何構建機械類專業新的課程體系與產教融合協同育人新機制，事關培養出的學生能否適應新工科背景下產業發展對人才的新需求。為滿足安徽區域內機械、鋼鐵等行業領域對智能制造、機器人工程等新技術人才的迫切需求，推動人工智能、互聯網+、信息化等多學科新技術與機械類專業的知識、能力和素質要求深度融合，開展機械類專業跨界融合改革與實踐的探索，重點介紹其總體思路、實現路徑、特色做法以及取得的改革成效。

關鍵詞：新工科；機械類專業；跨界融合；課程體系；實踐教學

中圖分類號：G642 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）08-0093-04

Abstract： Under the background of new engineering， how to build a new curriculum system for mechanical majors and a new mechanism of integration of production and education is related to whether the cultivated students can adapt to the new demand for talents under the background of new engineering industry development. In order to meet the urgent demand for intelligent manufacturing， robot engineering and other new technology talents in machinery， steel and other industries in Anhui region， and promote the deep integration of multi-disciplinary new technologies such as artificial intelligence， Internet + and information technology with the knowledge， ability and quality requirements of mechanical majors， this paper explores the reform and practice of cross-border integration of mechanical majors， and focuses on its general idea， realization path， characteristic approach and reform results.

Keywords： new engineering; mechanical majors; cross-border integration; curriculum system; practice teaching

隨著智能制造、機器人、人工智能等新興技術的發展，世界范圍均面臨著科技和產業的加速變革。為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，2017年以來，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識[1]”“天大行動[2]”和“北京指南[3]”，提出“新工科建設需要加強研究和實踐”、培養“創新型卓越工程科技人才”、“開展深化產教融合、校企合作的體制機制和人才培養模式改革研究和實踐”，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設。

2015年11月，安徽省發布《中國制造2025安徽篇》[4]，重點以“兩化”深度融合為切入點，主攻智能制造，推進制造過程智能化，引導制造方式向智能制造、網絡制造轉變。加快重點行業生產設備的智能化改造，大力實施“機器換人”工程，在機械、鋼鐵等領域選擇重點企業實施工業機器人規?；瘧谩?/p>

為適應安徽區域制造業的轉型升級，特別是安徽區域內機械、鋼鐵等行業領域對智能制造等復合型高素質工程技術人才的迫切需求，尚需解決以下關鍵問題：人才培養目標定位與區域智能制造產業發展新需求的契合度還不完全匹配，需重新進行科學定位；專業課程體系設置與區域制造產業結構的智能化轉型升級還不相適應，需要進行多學科交叉與專業融合，調整并優化課程體系設置；實踐教學體系及平臺與區域智能制造產業發展對人才創新實踐能力的要求還不相適應，需構建新的產教協同育人實踐體系與實踐平臺。

在新工科背景下，如何構建機械類專業新的課程體系與產教融合協同育人新機制，事關培養出的學生能否具備機械工程師的基本知識、能力和素質，能否達到機械類專業的培養目標和畢業要求，能否適應新工科背景下的產業發展對人才的新需求。因此，高等工科教育需要立足新工科、對接產業新需求，以學生為中心，注重創新能力培養，產教融合協同育人勢在必行。

為滿足安徽區域內機械、鋼鐵等行業領域對智能制造、機器人工程等新技術人才的迫切需求，安徽工業大學機械工程學院以產業學院和新工科建設為契機，對機械類專業進行跨界融合改革探索，推動人工智能、互聯網+、信息化等多學科新技術與機械類專業的知識、能力和素質要求進行深度融合，通過學科交叉、專業融合、產教協同的改造升級的人才培養機制、模式和途徑進行探索與實踐。

一 "總體思路

對接區域制造產業新需求，特別是安徽區域內機械、鋼鐵等行業領域對智能制造、工業機器人的迫切需求，對現有機械類專業進行跨界融合（學科交叉、專業融合、產教協同）改造升級，有機融合人工智能、互聯網+、智能控制、云計算、信息化等新工科元素，依托政產、校企協同育人平臺，探索構建一個適應引領經濟發展新常態、面向區域智能制造、機器人工程產業發展需求的復合型人才培養的新機制、新模式和新途徑，如圖1所示。

圖1 "面向新工科的機械類專業跨界融合改革與實踐的總體思路

二 "實現路徑

根據安徽區域制造產業發展新需求，通過企業問卷調查、畢業生調研、企業和行業專家研討等多種方式，科學定位以區域產業發展新需求為導向的人才培養新目標，制定專業畢業要求新標準，通過跨界融合（學科交叉、專業融合、產教協同）構建出交叉、創新、開放的新課程體系；強化協同育人平臺建設，構建多層次的實踐教學體系與實踐平臺，形成一套實用性強、易于推廣的機械類專業跨界融合改造升級的新機制、新模式和新途徑。具體實現路徑如圖2所示。

圖2 "面向新工科的機械類專業跨界融合改革與實踐的實現路徑

三 "特色做法

（一） "需求引領，以區域產業需求為導向，科學定位專業人才培養目標

圍繞安徽區域產業結構轉型升級需求，堅持綠色發展理念，把握機械、冶金等行業對智能制造、機器人工程等新技術人才需求的變化趨勢，對機械類專業人才培養目標和畢業要求進行修訂。在此修訂過程中，采取了人員訪談、問卷調查、座談和研討等多種形式，組織國內行業專家、畢業生、用人單位、學校職能部門、多學科專業教師和在校生對人才培養目標進行論證和設計，突出學科知識交叉、國際視野和創新精神的培養，并建立了培養目標與畢業要求之間的對應關系。

修訂后的機械類專業人才培養目標定位為：立足安徽和華東地區裝備智能制造行業需求，培養德、智、體、美、勞全面發展的具有人文社會科學素養、社會責任感、職業道德和團隊意識，掌握現代機械相關基礎理論、專業知識和基本技能，能勝任本領域的技術開發、設計制造、應用研究和運行管理等工作，服務于機械、冶金、汽車等行業的具有一定國際視野和創新精神的工程技術人才。

（二） "跨界融合，構建學科交叉、內容創新、形式開放的課程體系

用新工科的理念對舊課程體系進行改造，形成學科交叉、內容創新、形式開放的課程體系，具體措施如下。

1 "通過學科交叉，有機融合新工科課程

對接區域制造產業新需求，特別是安徽區域內機械、鋼鐵等行業領域對智能制造、工業機器人的迫切需求，淘汰與行業發展趨勢不適應的課程（如將大學計算機基礎課程改為人工智能導論，企業管理改為工程經濟與項目管理），對現有機械類專業課程體系進行學科交叉、跨界融合改造升級，增加有關計算機、信息、仿真、智能控制和智能制造等技術領域的新工科課程，如增加了機器視覺、SW/ProE/UG三維模型、云計算概論、物聯網與大數據、機電系統Matlab仿真、有限元仿真分析、機器人傳感技術、單片機原理與控制、數字孿生技術和現代制造技術等新工科課程。

2 "修訂課程大綱，增開經濟下的新內容

基于產業升級需求，對各類傳統的課程進行教學大綱的更新升級，摒棄與產業方向不相適應的內容，增開新經濟、新產業條件下新的學科內容。改造后的機械類專業跨界融合課程新體系如圖3所示。

圖3 "機械類專業跨界融合課程新體系

（三） "產教協同，構建機械類專業產教融合平臺與多方協同育人的新機制

以區域產業升級需求為導向，探索多元化辦學體制，打造“政府主導，學校主體，企業參與”的產教融合平臺，實現多方合作共贏協同實踐育人新機制，具體措施如下。

1 "依托政產、校企協同，對接產業鏈共建產業學院

緊密對接安徽省馬鞍山市智能制造、新能源汽車、通信通訊、半導體四大產業鏈，市校共建的“安徽工業大學馬鞍山產業學院”，探索多元化辦學體制，打造“政府主導，學校主體，企業參與”的產教融合平臺，如圖4所示。其中，機械工程學院負責產業學院智能制造新工科專業的建設與人才培養，以“引企駐校、引校進企、校企一體”等方式，建立了協同實踐育人新模式，將工學結合、實踐教學、社會培訓、技術服務等嵌入人才培養環節和企業生產過程。

2 "校企合作共建學科平臺和專業實驗室，打造協同育人實踐基地

機械工程學院與驚天智能裝備股份有限公司、安徽海思達機器人有限公司先后聯合共建了液壓振動技術安徽省工程技術研究中心、特種重載機器人安徽省重點實驗室、安徽省智能破拆裝備工程實驗室等省級科研平臺，并建立了本科生和研究生工程實踐教學基地，為本院學生的工程實踐能力培養提供了良好的平臺。學院與江蘇湯姆集團校企合作，由湯姆集團無償捐贈總價值70萬的智能灌裝自動生產線，校企共建智能制造專業實驗室，為校企協同育人奠定了良好基礎。

圖4 "以區域產業升級新需求為導向的多方協同實踐育人新機制

（四） "實踐育人，構建“五層次雙結合”的實踐教學體系，培養學生的團隊意識、工程實踐與創新能力

實踐教學是機械類專業的主要教學環節，是提高學生創新能力培養的重要渠道，在教學過程中有著不可替代的作用，越來越受到各理工科院校的重視，持續開展機械類專業實踐教學體系的研究工作，取得了一些可喜的教改成果[5-10]。為保證實踐教學與理論教學的有機融合，以創新能力培養為主線，構建機械類專業多層次、分階段、模塊化和個性化的實踐教學體系結構，提出“五層次雙結合”的實踐教學體系，即人文實踐、基本實踐、綜合實踐、工程實踐和創新實踐“五個層次”，理論與實踐、校內與校外“雙結合”，如圖5所示。從社會實踐、課程實驗、課程設計、生產實習和工程訓練、創新教育與實踐、機械創新大賽和STRP項目等多角度、多手段、全方位地強化實踐教學環節，增強學生團隊意識、工程實踐和創新能力。

同時，通過跨界融合，構建出機械類專業實踐教學體系的細枝末葉，建成滿足行業發展需要的機械、材料、控制和信息多學科有機融合的專業實踐教學新體系，打通“最后一公里”，構建新興學科與傳統機械專業相融合的專業實踐教學的“新結構”。

具體措施：①做好頂層設計，在人才培養方案中有機融入科技競賽要求，將創新創業教育融入到人才培養全過程；②強化實踐基地建設，實行校外實踐基地負責人制度，保持實踐基地的長期穩定；③規范實踐考評，針對課程設計環節，提出了“基于貢獻度的學生分組協作課程設計成績評價方法”，注重培養學生的團隊意識、協作精神和綜合素質；針對實習實踐環節，基于課程目標和所支撐的畢業要求，出臺各類實習成績評定表，規范實踐環節評價辦法；④搭建“大學生科技創新節平臺”，以學科競賽為抓手，通過開設創造學與創新能力開發課程、創業培訓、專利培訓講座和競賽輔導等形式，培養學生的科技創新意識和創新創業能力。依托科技創新節活動，師生參與度高，受益面廣，起到了較好的推動效果。

圖5 "“五層次雙結合”實踐教學體系

四 "改革成效

科學定位機械類專業培養目標，通過跨界融合構建新的課程體系，更加貼合區域經濟發展新要求。根據最近一次用人單位和行業專家問卷調查：對機械類專業培養目標的滿意度分別為4.58分、4.52分（滿分5分）。根據最近一次畢業生問卷調查（問卷150份）：畢業生對機械類專業培養目標17個指標達成度評價均分4.5（滿分為5），表明專業的課程體系適應社會需求和學生成長成才的需要。

依托產教融合，校企協同共建平臺和實踐基地。學院建成5個省部級科研平臺、1個省級實驗教學示范中心、5個校內公共實踐平臺、2個共建共享生產型專業實驗室、30余家校外實習實踐基地，有效保障了機械類專業學生的科技創新和實踐教學活動。

依托科技創新節，強化創新和實踐育人。2021—2023年，學生在創新創業和省部級以上學科競賽中共獲獎683人次，其中國家級獲獎222人次，在省屬高校名列前茅。學生獲批各類專利和軟著76項。學院連續三年獲學?！盎ヂ摼W+”大學生創新創業大賽“優秀組織獎”榮譽稱號。

此外，據用人單位問卷調查反饋，本專業畢業生專業基礎扎實，實踐和動手操作能力強，具有較強的創新思維和團隊精神。2021—2023年，機械類專業畢業生就業率在98%以上，主要流向安徽和長三角地區，畢業生對工作滿意度達94%，專業對口及相近的比例達78%。對在校期間獲得的基本能力滿意度為74%，解決復雜能力的滿意度為70%以上，人文素養滿意度為77%，自主學習的滿意度為78%。

參考文獻：

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