“双创”理念下机械工程专业人才培养课程体系探索

曹源文， 徐向阳， 罗家元

(重庆交通大学，重庆400074)

一、引言

“大众创业，万众创新”的双创理念，作为国家的一项重要发展战略，成为了我国经济发展的新引擎，这一战略的实现离不开人才培养的支撑。高等院校作为培养高级工程技术人才的摇篮，在“双创”人才培养的过程中发挥着重要作用［1］。

机械工程是国家高新技术产业的基础和载体，是高科技发展的重要平台，在国民经济建设和发展中占有重要比重。《中国制造2025》指出:坚持创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针，以机械制造发展战略为牵引，在机械设计、机械制造等领域全面升级，实现创新、协调、绿色、开放的结构性改革［2－3］。面对新的要求和发展战略，机械工程专业的人才培养应秉承“出成果、出人才、创特色”的建设思路，要求学生掌握专业基础知识，具备实践动手能力、工程技术能力和创新创业意识，能应用理论知识与专业技术，创造性地解决工程和企业等实际问题。创新创业训练着重培养学生的创新性、创造力和创业能力，如何适应形势发展的需要，全面改革教学内容、课程体系及教学方法等，将人才培养、科学研究、社会服务等紧密结合起来，特别是在“双创”教育理念下，需要重新架构与改进人才培养课程体系，需要进一步研究与探索教学内容、教学方式、实践环节和综合素质教育等，培养出符合社会发展需要的“双创”人才［4］。

二、机械工程专业人才培养现状

机械工程专业承担着机械专业人才的培养重任，强调学生对自然科学、工程科学、机械学科及相关学科专业知识的融合，强调培养学生的知识能力、创新能力和工程技术应用能力。近年来随着我国高等教育的不断发展，高校的培养方式、培养要求与培养规模都发生了巨大变化。以重庆交通大学机械工程专业为例，2008级机械工程专业招生3个班共97人，专业方向为机械设计制造及其自动化;10年后，2018级新生实际录取420人，机械类共14个班，专业方向为机械设计制造及其自动化专业卓越工程师班2个、机械设计制造及其自动化专业2个班、工程机械2个班、型控专业2个班、车辆工程3个班、轨道交通1个班、机械电子2个班。近几年在班级、人数、规模大幅度增长的同时，大学生就业问题成了全社会关注的话题。不论是事业单位还是制造单位或者施工单位等的招聘，都对大学毕业生的基本知识、“双创”能力和综合素质等方面提出了更高的要求。

传统的人才培养课程体系虽然在基本素质、知识要求和能力要求方面提出了具体要求，如:掌握本专业必需的基础知识、基本理论、基本技能;具有本专业领域内相应专业方向所必需的专业知识;具有较强的自学能力、实践动手能力，具备较强的创新意识以及团队协作精神、较强的组织能力。但在“双创”能力的培养方面没有给予特别充分的重视，在创新创业课程体系上涉及的课程非常有限，仅开设了“就业指导”1学分，共16学时的必修课，“大学生职业生涯规划与发展”2学分，共32学时的选修课以及培养学生的实践动手和创新能力的“机械创新设计”共2周必修课等课程。对职业生涯与就业指导、创业基础、素质拓展、综合创新设计、创新创业实践、开放创新实验、学科竞赛等课程的学习与有关成果的认定转换，都没有给予充分的考虑和纳入人才培养体系中。由于学生“双创”能力的缺乏、工程素质的薄弱，高校毕业生的综合能力与社会要求存在差距。虽然目前本专业借助重庆市教学团队、重庆市“三特”专业、重庆市重点实验室以及重庆市人才培养模式创新实验区等平台开展了一些科技创新活动，然而在“双创”能力培养方面未能形成有效的人才培养课程体系并发挥其应有的作用，在新的理念下“双创”能力培养模式的构建、培养模式的改革以及培养模式的补充和完善都没有及时跟进，仍然存在创业课程指导缺乏重视、专业的创业教师团队不足、实践教学方面经费投入不够、校企联合培养单位和模式不稳定、毕业设计大多数是学校教师单独培养等问题。这些问题致使无法充分调动学生的主观能动性，学生得不到应有的能力锻炼，高校创业就业难，更谈不上对“双创”人才的培养［5－6］。

三、双创人才能力培养课程体系

重庆交通大学机械工程专业作为国家级卓越工程师试点专业和重庆市特色专业［7］，对“双创”人才能力的培养显得尤为重要，本文以重庆交通大学机械工程专业为例进行改革探索。

(一)课程体系平台架构

围绕机械工程专业人才培养目标，结合社会和机械工程、交通建设等行业的人才需求，在研究现行机械类本科生培养方案的基础上，以“双创”为理念，以提高学生的综合知识能力为切入点，架构了“平台+模块+系列课程”的“公共基础培养、专业能力培养、素质教育与‘双创’教育培养”三级理论知识平台，按照学生的认知发展规律“循序渐进+能力递增”的“基础能力、专项能力、双创能力、综合能力”四级实践教学平台，将三级理论知识平台和四级实践教学平台密切融合，高度贯通［8］。强化创新型实践环节，突出工程技术和“双创”能力的培养，实现教学体系的前后衔接、循序渐进和层次分明，课程体系平台基本架构如图1所示。

(二)“平台+模块+系列课程”的理论教学体系

理论教学体系既要具备科学性，同时又要符合学生的学习认知规律。具有创新性的教学体系是“双创”能力培养的核心内容，每门课程客观上都要不同程度地对其他课程起到既是基础理论的掌握，又能够延伸和扩大，最后做到相互交叉融合的作用。针对机械工程专业，在教学体系课程设置中考虑了“双创”理念下以综合知识能力发展为主线，在学生的“双创”能力和现代工程观方面着力培养。将专业通识理论知识教育、自然科学知识教育和人文科学知识教育融会贯通，使学生掌握专业学习所具备的基础知识和基本技能，作为教学体系的公共基础培养教育平台。在“双创”理念下，专业能力培养按照模块化培养方式构建，分为专业学科教育模块、专业方向教育模块和专业能力教育模块，增强学生对社会快速发展的适应性，掌握必备的专业理论知识，得到在创新能力和工程技能等方面的训练，以此作为教学体系的专业能力培养教育平台。提高大学生的身心及社会文化素质，尊重人的主体性和主动精神，注重开发大学生的智慧潜能，增强其工程技术与技能，充分培养和训练大学生的创新创业精神、团结协作能力，以全面提高大学生的综合素质作为理论教学体系的素质教育与创新创业培养教育平台。针对不同的平台、模块，开设不同系列的课程，如:在公共基础培养教育平台开设了“机械工程专业导论”“信息技术”“基础实践”等课程;在专业培养教育平台除开设了“机械设计课程设计”“电工电子综合实践”“综合创新设计”等课程外，增加了包括由“机电传动与控制”“智能自动化制造系统”“人工智能技术”“机械装备故障诊断学”组成的专业拓展模块课程和包括“绿色制造前沿技术”“智能交通技术”“工业机器人应用技术”“新型城市单轨技术”等在内的专业拓展前沿微型模块课程;在素质教育与创新创业教育平台开设了包括“职业生涯与就业指导”“创新创业基础”“就业与职业能力综合实践”等创新创业类课程，开设了包括“应用文写作”“跨专业通识课”“素质拓展”等素质拓展类课程。

图1 课程体系平台的基本架构

(三)“循序渐进+能力递增”的实践教学体系

实践教学是巩固理论知识和加深理论认识的有效途径，是培养具有创新创业意识的高素质人才的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的落脚点，高校教学过程要以课堂教学与实践教学结合为主，在夯实创新能力培养理论基础的同时，实现理论与实践完美结合，使理论知识在工程实践中发挥作用，最终转化成大学生的创新创业能力。

“循序渐进+能力递增”的实践教学体系主要包括基础能力、专项能力、综合能力和双创能力四个模块。其中基础能力模块包括基础性、验证性及设计性实验，通过该模块的学习，认知和理解课堂上所学的理论知识，进一步验证和加深理论知识，使学生了解本学科实验研究的基本方法及正确使用实验仪器设备，通过实际操作的基本训练，不仅能巩固和深化课程教学中的基本理论，同时可以激发同学对科学探索的的兴趣和能力，树立实践意识。专项能力模块主要是通过AutoCAD制图、Pro-E制图、UG软件、金属工艺学实习、机械设计课程设计、发动机拆装试验等，为机械工程专业能力的掌握打下坚实的实践基础。综合能力模块主要通过企业生产实习、毕业实习、综合课程设计和毕业设计等实际训练，使学生全面了解一般机械制造企业的生产组织管理及生产过程，直接获得专业工作的体验，掌握基本的生产实际知识，印证和巩固学过的专业理论知识。培养学生严谨的设计思想、良好的工作作风和科学的工作方法，不断建构、优化知识结构，促进学生对所学专业理论知识的交叉融合，使学生受到高级工程技术人员能力的综合训练。“双创”能力模块主要通过开放创新实验、创新设计、科技活动和创新创业训练、就业与职业能力综合实践等活动，将所学的专业知识有机结合。以大学生科技活动和学科竞赛为载体，注重突出学生的主体地位，让学生在各种专业比赛中利用所学知识解决实际问题，充分调动学生的主观能动性，以赛促学、以赛促教、以赛育人。科技活动和学科竞赛不仅培养了学生的学习兴趣和创造性思维能力，同时可以增强他们的人际交往、心理素质和协作精神;通过形式多样的创新实验、创新设计、职场体验、社会实践以及就业与职业能力的综合训练，激发学生的创新思维，增强创业意识，锻炼实践能力。

(四)人才培养课程体系建设保障措施

1．教学团队结构优化

过去本专业教学团队的专业教师人员偏少，而专业课程较多，随着近几年招生人数越来越多，生师比呈逐渐扩大的趋势，而且学科梯队有待加强。本团队积极采取措施，根据不同的专业要求组建不同的教学团队，如先进制造教学团队、工程机械教学团队、车辆和轨道交通教学团队、机电一体化教学团队。通过采取引进人才、学科交叉、知识深造等措施，提高师资力量，如从美国、日本等国引进知名教授，从浙江大学、同济大学、北京理工大学、重庆大学、长安大学等高等院校引进优秀博士，师资队伍在学历结构、年龄结构、学缘结构、职称结构以及工程实践功底等方面优化组合。目前的教学师资队伍已由过去的30人增至57人，其中正教授13人、副教授31人、讲师13人，高级职称比例为77．2%;具有博士学位40人，占70．2%，硕士及以上学位达100%;35岁以下的青年教师占46．3%，中青年教师共占81．2%。团队以中青年教师为主体，有利于发挥承上启下的作用。

团队带头人是团队的核心和灵魂，是确保团队实现共同目标的基础。团队带头人不仅要有高尚的道德品质、严谨的治学态度、丰富的教学经验、创新的教学思想，同时要具备较高的学术造诣、良好的团结协作精神和一定的组织管理能力。不同教学团队带头人中有国务院政府特殊津贴获得者、交通部科技英才、国际单轨协会常务理事、重庆市科委轨道交通装备领域首席专家、重庆市优秀教师、交通部吴福—振华交通教育优秀教师、重庆市学术技术带头人等。

2．校内创新创业平台建设

充分依托中央地方共建项目、国家卓越工程师培养计划、重庆市特色专业、重庆市人才培养模式创新实验区以及重庆市重点实验室等，搭建自主、开放的创新创业平台。机电学院教学科研基础较好，原先拥有3个实验室和1个工程实训中心。根据新的建设要求，将原来的设备和实验室划分为3个实验中心:机电控制与自动化实验中心、车辆与轨道交通装备实验中心和交通装备制造与工程实训中心。近几年，通过学校建设资金、校企合作资金、中央地方共建项目等经费的支持，总计投入设备经费5000多万元，为本科实验教学开展、实验室开放和学校各类学科竞赛的开展奠定了良好的硬件基础。

机电控制与自动化实验中心面积为1566平方米，共有实验用房19间，拥有德国FESTO公司的二维机械手、数控加工中心、PCB印刷电路制版机、模块化生产加工系统等各类实验教学仪器设备1840台(套)，实验室各类设施齐全，满足实验教学的要求。车辆与轨道交通装备实验中心下设汽车摩托车与工程机械构造实验分室、车辆性能测试实验分室、车辆电子与电器实验分室、汽摩动态仿真实验分室、城市轨道交通车辆实验分室、热能与动力工程实验分室等6个实验分室。中心面积为1773平方米，拥有汽车底盘测功机、汽车操纵稳定性测试仪、实验汽车、非接触式车速仪、微机制动仪、车载油耗仪、五组份尾气分析仪，拥有振动力学试验台、汽车无级变速器传动原理实验台、汽车动力转向原理实验台、城市轨道车辆转向架综合性能试验台、地铁动力转向架模型、动车组动力转向架模型、城市轨道车辆编组运行沙盘模型等各类实验教学仪器设备337套。交通装备制造与工程实训中心目前有金工实训基地、先进制造实验室、机械零件与机械原理实验室、液压实验室、工业设计实验室、金属材料与热处理实验室、互换性与技术测量实验室和创新实验室等1个基地和7个实验室。中心拥有实习场地6000平方米，设备台套数达500余台/套。

为了加强学科的实践教学，学院在南岸校区和双福校区各建立了一个创新创业实验室。“双创”实验室全面向本科生和研究生开放，主要为学生的科技创新活动服务，如中国“互联网+”大学生创新创业大赛、全国挑战杯大赛、全国机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、节能车设计大赛、电子设计大赛等。学生在实验室中具有极大的自主性，可以自己设计，自己加工装配，实现自己创造、发明的梦想。学校和学院为每一项创造发明提供了充足的资金与技术支持。

3．加强产学研合作，与校企深度融合

充分利用重庆长安汽车集团、重庆望江机械厂、重庆大江工业有限公司、徐州工程机械有限公司、力帆集团、重庆轨道交通有限公司等多家本领域知名企业，联合建立校外实习实践基地，建立学生到工厂、企业等实践教学基地开展实践实习的有效机制。例如与重庆长安汽车集团开展了“3+1”联合培养模式，并以此为契机，突出特色培养，强化分类培养，缩短学生的就业实习时间，实现与用人企业的无缝对接。

长期以来，重庆交通大学机电学院与重庆大学、长安大学、武汉理工大学、中国汽车工程研究院等国内外有关的科研院所和高等院校开展紧密合作，实行产学研结合，共同开展本领域的技术开发工作，所取得的成果和利益共享，风险共担。

四、结语

“双创”理念下机械工程专业的人才培养，借助按照学生认知发展规律架构的“平台+模块+系列课程”的理论教学体系和“循序渐进+能力递增”的实践教学体系，经过近几年的运行，在学生培养质量方面取得了一定的研究成果和建设成效。

近3年来已培养毕业生1000多人。毕业生基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，深受用人单位欢迎。近3年来学生的一次性就业率由过去的90%上升为95．4%以上，学位获得率由过去的89．5%上升为96．2%，研究生录取率由过去的5．1%上升为10．3%，更为突出的是卓越工程师班2017年研究生录取率达到38%。本专业近90%以上的学生参加了中国“互联网+”大学生创新创业大赛、全国“挑战杯”大赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生电子设计大赛、全国金工实训以及校内举行的各种科技竞赛活动，并获得了多个奖项。特别是在两年一次的全国大学生机械创新设计大赛中，本专业学生在2016和2018年共取得了全国一等奖1项、二等奖4项的优异成绩，全国一等奖取得了零的突破。本专业学生在2018年中国“互联网+交通运输”创新创业大赛中荣获国家级二等奖，在2017年中国“互联网+”大学生创新创业大赛中获得了重庆市金奖。此外，还获国家知识产权局颁发的发明和实用新型专利25项，公开发表学术论文50余篇，学生自主科研或参与教师科研立项的创新创业等项目达20多项，学生的动手能力和创新意识得到了极大的提高，效果显著。今后还需根据人才培养的特点和要求，充分依托中央地方共建项目、重庆市人才培养模式创新实验区以及创新创业平台等，以创新创业大赛和科技竞赛为载体，教师在创业精神、创新能力培养等方面积极引导，给予支持帮助和鼓励，使地方高校的人才培养质量越来越高，满足“双创”人才培养的最终需要。