机械卓越工程师人才培养模式的改革与实践

李公法，孙瑛，蒋国璋，孔建益，熊禾根 曾良才，吕勇，范勤，冒颖，佘杰（武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉 430081）

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》的重大改革计划，是教育部 “十二五”期间 “本科教学工程”的重要组成部分，该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。基于此目的，武汉科技大学依托学科与专业优势，机械自动化学院通过实施 “卓越计划”，致力于培养符合时代要求的卓越机械工程师。依托高等学校创新能力提升计划（“2011计划”）—— “钢铁行业协同创新中心”，建立校企钢铁－冶金人才培养协同创新基地，注重人才教学模式的顶层设计，针对钢铁装备制造业对专业化和国际化高层次特色人才需求，实行具有针对性、多元化的人才培养模式，注重学思结合、知行统一、因材施教，保证学生全面发展，鼓励学生个性化发展。从教学管理模式、实践教学和联合人才培养等方面进行深入改革。

1 推行学分制下人才培养模式改革

改革学分制下的人才培养体系和课程体系，采用3～6a的弹性学制。其中第1～3学期，完成通识教育平台课、学科平台课、专业核心课程和基础工程实践训练；第3学期末，学生根据个人兴趣，在导师的协助下完成个人学习计划的制定；从第4学期起进行专业方向课、专业任选课的学习与工程实践训练及本科毕业设计，鼓励学生在校学习期间利用1～2学期在企业进行全职实习，制定企业实习学分认定标准。以机械工程专业为依托，设立卓越工程师试点班，学生规模为30人/年左右。卓越工程师人才培养目标为：培养从事冶金机械的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理、经营销售、运行维护、工程管理的高素质工程技术人才［1］。

卓越工程师人才培养采用 “3＋1”的四年制本科培养模式，3a在校学习，累计1年在企业进行理论和实践环节的培养，并完成毕业设计。学习期间，采用校企联合培养模式，实施双导师制度，其培养分为校内学习和企业学习2个阶段。卓越工程师培养的课程包括公共基础课程、学科基础课程、专业基础课程、专业方向课程和实习实践课程。其中公共基础课程、学科基础课程为全体学生必修课程，如表1所示，卓越工程师培养中的专业基础课和专业课如表2所示。

表1 公共基础课程、学科基础课程列表

表2 卓越工程师主要特色课程列表

2 实行双导师制、小班化、个性化教学方式

2.1 双导师制改革方案

在校学习期间实行 “学业导师”＋ “素质导师”双导师制，在校企联合培养项目中实行 “学业导师”＋ “企业导师”双导师制。其中素质导师由学院统一安排，负责学生日常生活指导；学业导师由教师担任，与学生在每学期末进行双向选择，负责学生学习指导；企业导师由企业指定，负责学生在企业学习或实习期间的学习指导。学业导师由具有副高级及以上职称的教师、实验工程师或任职4a以上的优秀讲师担任；企业导师需具有高级技术职称、在企业工作5a以上、具有与还该业相关的丰富工程实践经验的一线工程技术人员。双导师制自每届本科学生从第1学期开始实施导师制，直至完成全部学业。学院成立由院长、书记、教研室主任、实验中心主任及辅导员组成的领导小组，全面负责导师制的实施和管理工作［2］。

1）双导师制实施流程 ①建立导师制实施管理系统，用于学生导师之间的选择和日常事务管理。②学业导师与学生双向选择机制。每年6月初，通过导师制实施管理系统向学生公布学业导师和企业导师个人信息、研究方向及实践（实验）能力要求；每年9月下旬，召开新生动员会，介绍实施导师制的指导思想、实施方案及操作程序等，并组织学生选择导师，安排为期一周的开放咨询。③学业导师从第1学期进校配备学业导师，从第5学期起配备企业导师。④学生根据个人兴趣，于10月中旬前填报选择学业导师和企业导师志愿，每人限报3个志愿。⑤根据学生志愿顺序，在教师、企业技术人员与学生之间进行双向选择，学院作最终调整，确定每位学业导师和企业导师所指导的学生名单；每个学业导师指导学生数不超过20人；每位企业导师指导的学生人数不超过20人。⑥学业导师指导学生专业学习定位、培养学习兴趣；帮助学生掌握课程之间以及相关学科之间的关系。第3学期结束前，在导师的协助下制定有目的、有针对性的个人学习计划；培养学生专业知识的综合应用能力，指导学生开展科研；对学生的学年论文、毕业论文、阶段实习、毕业实习进行指导；指导学生就业、考研、考证等［3］。

2.2 小班化教学实施方案

小班化教学模式如下：对试点班全部采用小班教学；专业课程逐步实行小班授课，40人以下的专业课程占全年开课总量的40%以上；对 《机械原理》、《液压传动》以及 《机械制图》等核心课程采用大班授课，小班辅导相结合的教学方式；对机械自动化学院开设的专业基础课和部分专业方向课在3a内逐步实现大班授课，小班辅导相结合的教学方式（专业基础课包括机械制图、机械设计、机械原理、机械制造基础、机械工程控制基础、液压传动，机械工程测试技术、机制工艺学、现代设计方法、工程传热学等；专业方向课包括机电传动控制、机械系统动力学、机械振动等）［4］。

根据选课学生人数，将学生分为1～2个授课班级，每个班可由一个或多个主讲教师完成理论部分讲解；将学生分为人数不超过40人的小班，由主讲教师在课后进行课程答疑、大作业辅导等教学环节；有实验环节的课程，由实验教师负责安排，每个实验小组的学生3～4名。对专业方向课程实行小班授课，冶炼生产工艺及装备、轧钢生产工艺及装备、机电液系统设计、设备故障诊断、高级信号处理、高级应力分析等专业方向课程采取小班授课模式。小班人数不超过40人，小班授课采取以项目牵引，启发式、探究式、讨论式和参与式的教学方式。力争4a改革后，小班教学的专业方向课超过全年开课总量的40%。

2.3 个性化教学方式

以双导师制为依托，由学业导师指导学生专业学习定位、培养学习兴趣；在导师的协助下制定有目的、有针对性的个人学习计划；培养学生专业知识的综合应用能力，指导学生开展科研；对学生的学年论文、毕业论文、阶段实习、毕业实习进行指导；指导学生就业、考研、考证等。

3 建立系统的课程考核评价机制

根据培养目标和人才理念，增加课程考核各环节的比例，打破目前课程考核按 “期末考试成绩70%＋平时考核成绩30%”的比例要求，建立课程过程考核机制。学生成绩的评定可按照下列公式计算：

式中，W为学生成绩；Si为第i种过程考核形式过程考核分数，过程考核可以采取阶段考试、口试、实验、专题讨论、专项答辩、口头演示、同学评价、设计、制图或模型、个人研究项目、专业领域研究情况分析、科研论文、专业实习和实践、专业领域软件开发、开卷考试、闭卷考试等十几种考试形式；ki为过程考核形式权重，权重系数由课程组根据课程特点决定。

鼓励对过程考核中特别优秀的学生实行期末免考。

4 加强课程建设，核心课程实行主讲教授负责制

4.1 加强机械专业基础和冶金装备专业方向课程建设

依托高等学校 “专业综合改革试点”项目，参考国外高水平大学同类学院教学模式，以重基础、重实践、重创新的 “三重”思路，以项目为牵引，培育机械原理、机械设计等13门全院机械专业基础课程；以分类培养、个性发展为目标，建设轧钢机械、冶炼机械等一批冶金装备专业课程；增加课程的实验、实践环节比重；将 《液压传动》和 《机械原理》建设成为国家精品资源共享课。

通过BIM技术的可视及可协调化的特性，进行多专业碰撞检查、净高控制检查和精确预留预埋的位置，可大大减少返工，加快工程建设速度，节约施工成本。

专业课程建设工作在教授委员会领导下，由课程责任教授全面负责。每门课程由具有一支由副教授（博士）以上职称（学历）的学科骨干教师带头，一批教学水平、学术水平较高的具有中级职称（硕士学历）的青年教师为梯队的师资队伍组成课程组进行建设。学院设立骨干课程建设基金，对被列为学院重点建设的课程，每门课程给予50000元的专项建设资助。其任课教师的工作量将按照一般课程的1.5倍计算。

4.2 实行核心课程主讲教授负责制

各专业基础课和专业课实施主讲教授负责制，由主讲教授负责组建课程教学团队，建立课程考核评价方式和教师教学评价方式；鼓励优秀教师承担课程的建设工作，更新课程内容，改革教学方法，主持课件建设，编写优秀教材，培养青年教师。

5 深化实践教学平台建设改革

5.1 建设行业特色的实习实训基地

依托冶金特色和武钢先进的生产技术、优越的实践环境，利用 “国家硅钢工程技术研究中心”、“湖北省汽车用钢工程技术研究中心”和 “武钢博物馆”等优质资源，联合武钢丰富的科研人才和应用人才，共同建设 “武汉科技大学－武汉钢铁（集团）公司国家级工程实践教育中心”。

5.2 建设机械制造特色的实习实训基地

依托参照 “武汉科技大学－武汉钢铁（集团）公司国家级工程实践教育中心”和 “武汉科技大学—武汉船用机械有限责任公司实习实践基地”的建设标准，加强其它校企联合实习实训基地建设，包括“中冶连铸－武汉科技大学共建卓越工程师计划工程实践教育基地”、“武汉科技大学－中冶南方共建研究生培养基地”和 “鄂钢－武汉科技大学等合作项目；通过校企联合实习实训基地的建设，使学生在企业中学习冶金生产工艺流程及冶金机械装备结构和工作原理、冶金机械装备设计规范和行业标准、冶金生产装备的设计能力。熟悉冶金设备的生产、制造、现场安装调试与维护等专业技术知识。了解机械工程学科现状及发展前沿，培养团队合作精神和沟通能力［5］。

5.3 建设大学生创新公共实践平台

以 “全国大学生机械创新设计大赛”、“挑战杯”课外学术科技作品竞赛等为载体、扩建大学生科技创新基地，搭建大学生创新公共实践平台，加强学生科研创新能力培养。学校投入专项资金建设大学生科技创新实验室，下设3个主题实验室：机器人创意实验室、机电创新设计实验室和工程能力训练实验室。其中机器人创意实验室实现对机械学科的认知和科学思维的启迪；机电创新设计实验室培养学生用所学专业知识进行机电系统或产品的创新设计，旨在让学生积极思考，综合锻炼；工程能力训练实验室培养学生的工程实践能力和专业操作技能，旨在实现由理论向实践的转化，培养出厚基础、重实践的综合型人才。

5.4 高效利用实验室资源

以项目的形式接纳学生到冶金装备及控制教育部重点实验室参加科研和工程实践活动。开放项目主要结合实际的科研项目进行，主要面向学有余力的中、高年级本科生。针对卓越工程师培养，利用实验室受控机构实验台、提高板带质量的试验用11辊矫直机、带钢表面质量在线检测试验系统、冶金流程工业过程控制系统和喷雾激光粒度仪（L17-8）等先进设备对冶金装备的结构及力学行为进行相关研究。

5.5 建立科研－实践资源转化机制

建立科研资源向教育资源快速转化的机制，实施具有冶金装备专业和制造特色的多样化实践教学。以各级科研项目和校企联合研究项目为基础，设计面向钢铁－汽车装备制造业的专业方向课程的设计型、应用型、综合型和创新研究型的实验项目。建立 “本科生研究项目”计划，积极鼓励高年级优秀本科生参与到学业导师的科研项目中来；学院设立科研－教学资源转化基金，主要用于为完成新开发实验项目所必须的教学资源购置、改造等。将科研－教学资源转化作为学业导师个人年度考核指标之一，新开发试验项目或 “本科生研究机会项目”计40学时的工作量。

5.6 建设专兼结合企业指导教师队伍

由武汉科技大学教师和武钢的专业技术人员、管理人员共同组成中心的指导教师队伍，要采取有效措施，调动指导教师的积极性；要开展指导教师培训，不断提高指导教师队伍的整体水平。

6 联合培养人才模式

依托高等学校创新能力提升计划（“2011计划”）—— “钢铁行业协同创新中心”，建立校企钢铁－冶金人才培养协同创新基地。

6.1 订单培养模式

根据学院专业综合实力，主动了解本地区和区域内各大企事业单位的用人需求，积极主动地与武钢、东风汽车等单位沟通协商，使学生直接学习用人单位所急需的职业岗位（群）知识和技能，达到供需共识，签订0.5～3a的订单培养协议书，每年为武钢、东风等单位培训30～50人；明确双方职责，学校负责招生，根据企业用工要求，制定切合培养目标的教学计划和开课计划并与企业共同组织实施教学，对学生进行定向培养；企业提供实习教学条件并投入一定资金，用于学校添置必需的教学设施、实习实训场地建设、改善食宿等办学条件和学生专项奖学金等方面；学生毕业并取得相应的职业资格证书后接收学生就业。

6.2 校企合作开发课程

实现教学与生产同步，实习与就业同步的课程开发模式。校企共同制订课程的教学计划、实训标准。学生的基础理论课和专业理论课由学校负责完成，学生的生产实习、顶岗实习在企业完成，课程实施过程以工学结合、顶岗实习为主。开发的课程应具备的特点如下：

1）课程结构模块化 以实际工作岗位（群）需求分析为基础，其课程体系、课程内容均来自于实际工作任务模块，从而建立了以工作体系为基础的课程内容体系。

2）课程内容综合化 主要体现在理论知识与实践知识的综合，职业技能与职业态度、情感的综合。

3）课程实施一体化 主要体现在实施主体、教学过程、教学场所等3方面的变化。即融 “教、学、做”为一体，构建以合作为主题的新型师生、师徒、生生关系，实现教具与工具、耗材与原料相结合，做到教室、实训室或生产车间的三者结合等。

4）课程评价开放化 除了进行校内评价之外，还引入企业及社会的评价。

6.3 校企合作开发教材

教材开发应基于课程开发的基础上实施，应聘行业专家与学校专业教师针对专业课程特点，结合学生在相关企业一线的实习实训环境，编写针对性强的教材。教材可以先从讲义入手，然后根据实际使用情况，逐步修正，过渡到校本教材和正式出版教材［6］。

6.4 专业培养方案及教学工作

1）专业培养方案 专业培养方案以就业为导向，适应地区和区域经济社会发展的需求。在设置培养方案时，充分调查和预测发展的先进性，在初步确定专业后，应邀请相关部门、用人单位的专家和实际者进行论证，以增强培养方案的科学性和现实应用性。

2）教学工作 各专业的教学计划、课程设置与教学内容的安排和调整等教学工作应征求企业或行业的意见，使教学计划、课程设置及教学内容同社会实践紧密联系，使学生在校期间所学的知识能够紧跟时代发展步伐，满足社会发展的需要；完善专业教师定期到企业一线轮训制度，各院、系、部每学年要选派教师到企业一线参加3个月以上的实践锻炼，重点提高教师的专业能力和实践教学能力。同时每个专业至少聘请或调进3个以上生产和服务第一线的高技术人员充实教师队伍。

7 结语

武汉科技大学机械卓越工程师的培养，采用了多元化的人才培养模式：以培养机械设计制造、科技开发、应用研究、运行管理、经营销售、运行维护、工程管理的德智体美全面发展的高素质工程技术人才为中心，从创新人才，教学管理，实践教学改革，联合校企培养的模式进行了改革；建立了多种培养模式，全面实行学分制，实行双导师制和小班教学，实现动态考核机制；加强了校企联合实习实训基地建设，建设了大学生创新公共实践平台，实现了校企人才培养基地的建设，从而走上国际化人才培养的道路。

［1］廖汉元，孔建益.机械原理 ［M］.北京：机械工业出版社，2013.

［2］孔建益，侯宇，杨金堂，等.五横五纵”矩阵型机械原理教学模式的探索与实践 ［J］.武汉科技大学学报（社会科学版），2009，11（1）：101-104.

［3］侯宇，孔建益，杨金堂，等.机械原理多元化实践教学体系研究 ［J］.中国冶金，2011（2）：3-36.

［4］林健.谈实施 “卓越工程师培养计划”引发的若干变革 ［J］.中国高等教育，2010（17）：30-32.

［5］林健.“卓越工程师教育培养计划”学校工作方案研究 ［J］.高等工程教育研究，2010（5）：30-36.

［6］张安富，刘兴凤.实施 “卓越工程师教育培养计划”的思考 ［J］.高等工程教育研究，2010（4）：56-59.

［编辑］ 洪云飞