新工科背景下機械類專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)探索

熊曉松　盧君宜

摘 要：新經(jīng)濟和新技術的發(fā)展要求相適應的新工科。機械類專業(yè)學生是我國制造業(yè)的主力軍，學生的創(chuàng)新能力關聯(lián)是否滿足企業(yè)發(fā)展要求。針對傳動培養(yǎng)模式存在問題，探討新工科背景下機械類學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路，升級傳統(tǒng)機械專業(yè)方向的培養(yǎng)為智能制造方向的培養(yǎng)。改革培養(yǎng)模式后的學生實踐能力、創(chuàng)新能力得到提升，能夠較好地滿足社會崗位需求。

關鍵詞：新工科 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)模式

Exploration on the Cultivation of Innovative Ability of Mechanical Majors Under the Background of New Engineering

Xiong Xiaosong Lu Junyi

Abstract：Mechanical students are the main force in China's manufacturing industry. New engineering is required to meet the needs of new economy， new technology and enterprise development. In view of the problems existing in the traditional cultivation model， this study discusses the idea of cultivating the innovative ability of mechanical students under the background of new engineering and upgrades the traditional mechanical major into intelligent manufacturing. It is proved that the students' practical ability and innovation ability have been improved after the reform， and the adaptability to social demand is good.

Key words：emerging engineering， innovation ability， cultivation model

1 引言

當前，新產(chǎn)業(yè)不斷出現(xiàn)，為了讓高校滿足當前國家發(fā)展需要，根據(jù)新培養(yǎng)理念和模式的要求，更新傳統(tǒng)課本的知識體系，制定出新的學生培養(yǎng)目標，培育出符合企業(yè)需求的“新工科”畢業(yè)生?！靶鹿た啤斌w現(xiàn)在更加注重學科的應用性、交叉性與綜合性。新工科的人才培養(yǎng)模式是以“學生為中心、成果為導向、持續(xù)改進”的理念為指導[1-2]。

傳統(tǒng)的高校機械類專業(yè)培養(yǎng)大多以校內(nèi)封閉的教育為主，少與外界（企業(yè)為主）交流;以課本理論知識傳授為主，輕于實踐;重視本專業(yè)知識覆蓋，忽視學科間交叉融合。傳統(tǒng)模式下培養(yǎng)的學生動手實踐能力、創(chuàng)新能力較差，不能滿足新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。為培養(yǎng)引領未來時代發(fā)展的創(chuàng)新型人才，各高校院系針對機械類專業(yè)工程培養(yǎng)方案，進行了課程改革，縮短課程學時和增加科目方向覆蓋面，以提高學生的綜合素質(zhì)。[1]為了培養(yǎng)符合新產(chǎn)業(yè)需求的人才，培養(yǎng)引領未來時代發(fā)展的創(chuàng)新型人才，學院機械設計制造及其自動化專業(yè)針對新工科背景下機械類專業(yè)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)進行了探索。

2 創(chuàng)新能力各要素關系

創(chuàng)新能力中關鍵的兩個因素是創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐， 創(chuàng)新思維的產(chǎn)生與學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新視野和多學科融合交叉的基礎知識都有直接的關系。創(chuàng)新意識主要表現(xiàn)為興趣愛好、情感志趣，創(chuàng)新視野主要表現(xiàn)為對新生事物認識的深度和廣度，多學科融合交叉知識對創(chuàng)新思維可行性提供扎實的理論基礎。學生只有扎實地掌握了與本專業(yè)及與本專業(yè)關聯(lián)的學科知識，自身對現(xiàn)有的學科具有強烈的探索欲望和濃厚的學習興趣，同時對本專業(yè)發(fā)展有廣闊的視野，才能產(chǎn)生解決新問題的創(chuàng)新思維[3]。

3 “新工科”背景下機械類大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索

（1）探索“新工科”人才培養(yǎng)機制，改革人才培養(yǎng)模式。

以提高辦學質(zhì)量、突出專業(yè)特色為宗旨，培養(yǎng)學生應用能力、創(chuàng)新能力，服務省內(nèi)地方經(jīng)濟建設為定位，采取實地考察、畢業(yè)生訪談、專家座談等方式進行項目調(diào)研，與省內(nèi)多家企業(yè)建立合作關系，共同探討和優(yōu)化“新工科”機械制造專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，制造業(yè)經(jīng)歷了傳統(tǒng)制造業(yè)1.0，2.0、先進制造業(yè)3.0到如今的智能制造業(yè)4.0，由普通的機械、電氣發(fā)展，經(jīng)歷了數(shù)字化、網(wǎng)絡化變革，發(fā)展到現(xiàn)在的智能化、高級智能，如圖1所示。

伴隨著制造業(yè)的變革，工程教育也從傳統(tǒng)2.0發(fā)展到先進3.0，朝向未來工程教育4.0發(fā)展，如圖2所示。結合新經(jīng)濟發(fā)展，新工科模式下機械專業(yè)人才培養(yǎng)模式變革可以分為四個部分：課程體系、創(chuàng)新教育、創(chuàng)業(yè)教育和實踐教學，其中課程體系依據(jù)培養(yǎng)目標確定內(nèi)容和大綱，保證學生的基本知識能力，創(chuàng)新教育主要體現(xiàn)在課程中貫穿案例教學與原理創(chuàng)新、技術創(chuàng)新的內(nèi)容;創(chuàng)業(yè)教育可以通過案例教學過程中貫穿團隊協(xié)作、產(chǎn)品市場化內(nèi)容來體現(xiàn)，反應模式的創(chuàng)新;實踐教學主要保證學生的工程實踐能力，通過理論設計、實際制造過程來完成。

基于“新工科”機械專業(yè)人才模式的探索，提出“依托地方、面向應用、重視基礎、注重交叉、強化實踐”的人才培養(yǎng)模式，面向省內(nèi)機械制造業(yè)提供強有力的人才支撐和智力支撐，保持原有專業(yè)優(yōu)勢的基礎上，打造省內(nèi)具有一定特色和影響力的品牌專業(yè)。

（2）調(diào)整專業(yè)課程體系結構，突出學生分類培養(yǎng)，以賽促學，強化學生實踐創(chuàng)新能力。

按照機械類職業(yè)崗位能力要求，主動適應機械行業(yè)和湖北區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需要，培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型人才，機械設計與智能制造教研室對本專業(yè)的課程體系進行了改革，突出新工科模式下的專業(yè)特色，采取“+、-、×、÷”原則，即增加多學科基礎知識;刪減過時、陳舊課程內(nèi)容;強化工程實踐環(huán)節(jié);擯棄落后的教學手段。課內(nèi)教學分為大工科基礎課程、機械基礎課程、跨學科基礎課程以及專業(yè)課程，同時根據(jù)企業(yè)發(fā)展需求專業(yè)課程開設“機器人技術”、“數(shù)字化設計與3D打印”方向，對相關課程進行了調(diào)整，刪除了材料成型，壓焊及特種焊、模具制造等課程，增加了智能制造技術、機器人技術等模塊內(nèi)容，實踐教學分為校內(nèi)實踐和校外實踐，校外實踐教學中增設跨學科工程認識實踐教學，其總體教學課程體系如圖3所示。

如圖所示，學生經(jīng)過大工科基礎教育，專業(yè)基礎課程學習后，在結合企業(yè)需求的同時，根據(jù)學生的志趣愛好和個性差異，進行分類培養(yǎng)，逐步實現(xiàn)機械專業(yè)個性化人才培養(yǎng)課程體系。積極開展與提升學生專業(yè)創(chuàng)新能力相結合的素質(zhì)拓展活動，如“大學生第二課堂科技活動”、“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃訓練項目”等，鼓勵學生參加各類科技競賽，通過大賽訓練，提高學生學習興趣，鍛煉學生創(chuàng)新實踐能力。

（3）改革實踐教學模式，強化“校企合作”，加強學生知識能力培養(yǎng)。

以培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力為目標，以培養(yǎng)學生基本實驗技能和自主學習為抓手，構建“模塊化、多層次、遞進式”的實踐教學模式。

“模塊化”的教學體系，主要體現(xiàn)在從單元到系統(tǒng)，對實踐教學體系按照功能進行劃分，突出人才培養(yǎng)的階段性和客觀規(guī)律性。“層次化”體現(xiàn)在從基礎到綜合，為適應不同學科專業(yè)實踐教學需求，教學設計由易入難，由基礎到綜合，由綜合到創(chuàng)新，逐步提升設計項目的廣度、深度、綜合性、研究性和探索性?！斑f進式”體現(xiàn)在校內(nèi)實踐與校外實踐的融合中，將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入教學的每個環(huán)節(jié)，循序漸進，讓學生實踐中學會自主學習、學會做中學、學會研究分析、學會設計創(chuàng)新，能夠為校外實踐做好充分的準備。校內(nèi)實踐教學場地分布如圖4所示。

校外實習實訓基地的建設是人才培養(yǎng)質(zhì)量的保障，也是提高學生實際動手能力，培養(yǎng)工程應用型人才的重要實踐教學環(huán)節(jié)，是學生接觸社會、了解社會，服務社會的主渠道。本專業(yè)建設中始終把校外實習實訓基地建設作為一大重點，積極主動與本專業(yè)各大企業(yè)聯(lián)系，不斷擴大實習實訓基地，拓寬實習內(nèi)容，與華中數(shù)控、蘇州易德龍科技股份有限公司武漢分公司等企業(yè)聯(lián)合建設生產(chǎn)實習、實訓基地，目前實習實訓基地達17家。通過與企業(yè)開放共享、互動共贏，共建一批集人才培養(yǎng)、繼續(xù)教育、技術研發(fā)、技術服務于一體的相對穩(wěn)定的校外基地;通過校企共同制定畢業(yè)實習管理制度，建立基于生產(chǎn)現(xiàn)場的技能訓練、工程能力培養(yǎng)、職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成體系，以及應用型人才培養(yǎng)目標與培養(yǎng)方案信息反饋修訂機制，成為畢業(yè)實習管理的示范。

（4）構建骨干教師學術梯隊、落實青年教師“雙師素質(zhì)型”培訓。

加大“雙師素質(zhì)型”教師培訓力度，創(chuàng)新培訓的方式方法，采取企業(yè)聘請，骨干教師參加專業(yè)研討會、專業(yè)技術培訓考證、企業(yè)實踐或培訓學習等途徑，提高雙師型教師的數(shù)量和質(zhì)量。通過與北京一維弦科技有限責任公司等校企結合，積極開發(fā)和利用企業(yè)行業(yè)人才資源、發(fā)揮企業(yè)行業(yè)技術人員的專業(yè)指導作用，與企業(yè)共同建設一支真正意義上的、具有較高標準的“雙師素質(zhì)型”師資隊伍。

積極營造科研氛圍，通過實驗室建設為教師科研提供有利的條件，在專業(yè)建設的過程中，專業(yè)教學團隊教師從專業(yè)建設、課程改革、實踐教學體系等課題研究中不斷加以探索，通過科研活動，進一步優(yōu)化教學管理，優(yōu)化課堂教學結構，提高教師的教學水平和課堂教學效果。逐漸形成“以科研促進教學，以教學總結歸納傳授科研帶動創(chuàng)新”的專業(yè)建設學術氛圍。

4 結束語

通過改革后的育人體系，新工科人才培養(yǎng)初見成效。學生的專業(yè)知識扎實、實踐能力和創(chuàng)新能力突出。畢業(yè)生質(zhì)量高，競爭力強，很受企業(yè)歡迎，一次性就業(yè)率95%以上;考研學生過線率26%（占畢業(yè)生總數(shù)），錄取率達到20%;大學生科技競賽獲獎人數(shù)、比率上升。在新工科背景下，面對機械類專業(yè)發(fā)展的趨勢，要將學生培養(yǎng)成具有實踐能力、創(chuàng)新能力的專業(yè)人才是一項任重道遠的工作，要求教學緊跟專業(yè)領域前沿技術，不斷從科研中提煉典型案例，持續(xù)更新和豐富教學內(nèi)容，在教學模式、內(nèi)涵提升、產(chǎn)教結合、協(xié)同育人及實踐平臺等方面進行大力改革和建設，才能為社會培養(yǎng)更多的高素質(zhì)創(chuàng)新型機械類工程人才。

基金項目：教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目（201802093010）;2019年度院級教學研究項目（2019CYYBJY015）。

參考文獻：

[1]吳愛華，侯永峰，等.加快發(fā)展和建設新工科主動適應和引領新經(jīng)濟[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[2] 林崇德.中國學生核心素養(yǎng)研究[J].心理與行為研究，2017，15（2）：145-154.

[3]杜靜，楊根.論“新工科”背景下工科學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑[J].石家莊鐵道大學學報，2019，13（02），106-110.

[4]吳玉程，宋燕等.新工科背景下全員協(xié)同實踐育人體系的構建與實踐[J].山西高等學校社會科學學報，2019，31（06），66-70.

[5]胡秀麗，張宏生等.實踐教學改革重在創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].機械設計，2018，35（S2），35-37.

作者簡介

熊曉松：（1972—），男，副教授，碩士，主要從事機電一體化專業(yè)的教學與研究。