新工科背景下机械大类人才培养改革实践研究

邱显焱 李光 汤迎红 吴吉平 廖翠姣

摘要：本文阐述了在后疫情时代新工科机械大类应用型人才培养改革实践的相关措施，分别从线上教学模式改革实践、构建多学科跨专业实践训练和创新研究平台、“竞赛+项目”促进双创能力提升等方面探索新工科背景下机械大类专业人才培养新思路，以期为同类高校及同专业教学改革提供参考借鉴。

Abstract： This paper describes the relevant measures for the reform and practice of the training of applied talents of new engineering machinery in the post epidemic era. This paper explores new ideas for talent cultivation of Mechanical Majors under the background of new engineering from the aspects of online teaching mode reform practice， construction of multi disciplinary and interdisciplinary practice training and innovation research platform， and promotion of entrepreneurship and innovation ability by "competition + project"， in order to provide reference for similar colleges and universities and the same professional teaching reform.

关键词：新工科;后疫情时代;机械大类;应用型人才培养;改革实践

Key words： new engineering;post epidemic era;machinery;applied talents training;reform and practice

中图分类号：TH11-4;G642                         ;   文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）21-0242-02

0  引言

当前是“十三五”规划收官之年，中国工业的发展已迈入关键时期，从“工业4.0”、“互联网+”，到“中国制造2025”、“一带一路”倡议，机械行业尤其是高端装备制造业急需高素质、数字化、复合型技术人才，而“新工科”机械大类人才培养是基于“适应行业变化，面对未来趋势”的理念，“培养多元化创新型人才”的要求以及“继承而创新，交叉和融合”的途径来构建和实施的。

1  后疫情时代专业人才培养策略新发展

新冠肺炎疫情打乱了全球经济、产业与科技发展体系，加剧了我国工业经济发展压力，同时后疫情时代“新工科”专业人才培养的教育教学方法随着数字化、网络化和智能化的迅猛發展而掀起新一轮系统性、全局性的变革。①以产业需求为导向，以工程能力养成为核心，主动融合行业应用，项目驱动、理实融合、知行合一，全过程培养高素质应用型人才。②围绕培养学生的学习能力、工程能力、创新能力，努力构建理实融合的课程体系;打造双高师资队伍;建设理论与实践两类高阶课程;开展兴趣小组、学科竞赛、企业实习实践、工程实践创新层递式训练，达成人才培养目标。③以专业领域兴趣小组、学生专业素质拓展、教师科学研究、工学协同育人等四大类项目为驱动，贯穿于学生培养的全过程，实现对学生全覆盖。

2  新形势下专业人才培养改革实践措施

2.1 构建多学科跨专业实践训练和创新研究平台

机械行业是国民经济与社会发展的重要基础，我国全力构建持续发展的新型机械产业格局，实现由“制造大国”向“制造强国”的战略转型。紧密对接我国“制造强国”建设战略对培养机械专业高层次创新人才、提升机械制造技术自主创新水平的要求，建设了多个机械学科类科研教学和实践平台。如机械工程大学生创新创业教育中心、湖南省普通高校示范基础实验室及现代工程实训中心等。根据机械产业链各个环节所涉及到的不同知识构架，组织相对应不同专业的学生建立创新创业训练团队，开展跨学科跨专业的团队建设和项目训练运行管理，为学生成为机械产业急需的高素质复合型创新人才打下坚实的基础。

2.2 创新第一课堂教学模式，改革实践线上教学方法

2.2.1 以能力培养为核心，优化实践教学内容

从创新创业能力培养角度，优化重组实验内容，把行业创新应用贯穿到课程实验、课程设计、生产实习和毕业设计等各个实践教学环节中。提高专业能力培养方面的实验内容比例，淡化单向传授知识的验证型实验，加强设计型、综合型、研究型和创新型实验，加强生产实习、毕业设计等专业技能综合创新实践。实验内容精心安排，按照先基础、后综合、再创新的思路，循序渐进地安排实验教学计划。

2.2.2 以项目为催化，构建项目驱动式实验教学模型

精选大量来自企业的真实项目，项目经过标准化和模块化，有效抽取技术知识点和行业知识点。采用一个实际的开发案例来组织实验内容，将案例的各关键技术环节分散到各实验项目中，建立“自然认知-方法实践-综合分析-探索创新”循序渐进的实验教学模型。

2.2.3 以信息化为基础，高效利用创新实践平台

大力推动现代信息技术与实践教学的融合，与超星公司、 爱课程等企业合作，利用其开放的 MOOC 在线教育平台，面向高校创新实践的群体化在线支撑环境，直观、准确地评判学生利用该平台学习实验项目知识和掌握专业技术的效果，还可以对学生的项目学习和实施的过程进行监控和指导，为项目驱动的实践教学模式提供全面、灵活的策略支持。

2.2.4 以学生为中心，改革线上教学方法

2020年初，受新冠肺炎疫情影响，课堂教学全面采用线上授课方式。人才培养目标中强调学生的自主学习能力培养，而线上教学时的主体为学生，我们在进行线上教学过程中不断强化学生的学习能力和学习方法和习惯改进。教师则扮演引导者和领路人的角色，积极引导学生完成课前预习、参与课堂教学互动、反馈课后作业互评及讨论。

2.3 建设“一体化”实训创新平台及复合型工程技术人才培养机制

为培养学生的工程能力，工程实训中心以实验平台建设为根本，拓宽人才的工程创新能力培养渠道，建立了以机械制造为主的传统制造技术实训平台和先进制造技术实训平台，实行开放共享的运行机制。工程实训中心坚持“普及基础训练，强化学科训练，加大综合训练，鼓励创新训练”，普及机械类专业学生大众实践教育水平，同时鼓励推动精英教育，实现一般学生有创新培养要求，优秀学生有创新施展空间的目标。

突破专业和年级的限制，在全校范围内，通过自荐、教师推荐等方式，組建了“机械工匠创新创业实验班”和“格物创新创业实验班”，实现了全校不同专业学生融合，实行自我发展管理，自主实践创新。工程实训中心为其提供活动场所及条件保障，同时针对各类学科竞赛和创新创业竞赛开展活动，配备相应教师进行指导;实践活动场所规划基地四个功能区，即启、学、练、创四大板块，从创业启蒙到综合素养训练，再从项目转化到创业孵化，实现创新创业训练实战的全流程覆盖，保障了创新实践活动的持续发展和科技创新成果的可持续提升或孵化，有效提升了学生自主学习的兴趣和成就感，激发了创新思维意识，促进了大学生实践能力和创新能力的提高。

切合机械行业企业创新要素、融合实践教学创新平台、整合学科专业创新资源，打造课堂培养体系、课外实践体系、创新训练体系、师资整合体系“四位一体”的创新人才培养机制，实现教学与研究互动、理论与实践统一，通过与校外协同企业共同研究和推进人才培养改革机制，形成了协同办学、协同实践和协同创新的人才培养机制，有效提高了大学生的综合素质和创新创业能力，形成了“多协同的复合型工程 技术创新人才培养机制”。

2.4 新形势下的“竞赛+项目”促进双创能力提升

以学科竞赛为导向，以项目实施抓手，促进机械大类学生创新创业能力的提升。由于疫情影响，学生不能如期返校集中进行竞赛培训和项目讨论，但是线上专业课程讲授过程中，项目+竞赛教学法始终贯穿其中，将理论教学与实践教学互相融合，以赛促教，以教促项目，形成良性循环。

以全国大学生自动化系统应用大赛为例，该赛事要求学生参赛队自行选择现场设备和被控对象搭建工业应用场景，体现工业物联网“安全”、“环保”、“节能”和“增效”的可持续发展理念，我们学生以“节能型打包机打包系统设计及研究”荣获特等奖，并以节能型打包机的包装装备项目开展了深入研究，极大地锻炼了学生的创新能力和创业精神，该团队在第九届湖南省大学生机械创新设计大赛中制作的“基于空间机构的助老抬腿装置”获得了一等奖的优异成绩，充分体现了学生双创能力的提升。

为了进一步深化工程实训教学改革，结合学科竞赛和项目，开发了近几年工程训练综合能力大赛的主题——无碳小车作为工程实训项目，提高学生对金工实训的兴趣，培养学生系统的工程设计能力、实践能力、创新能力及全局意识。

3  改革成效

此次新冠肺炎疫情防控期间，机械工程学院在“新工科”机械大类应用型人才培养中顺势而为，积极改革创新并努力实践，取得了一系列成果，比如按照工程专业认证标准，制订了2019版湖南工业大学机械学院本科专业人才培养方案;湖南工业大学机械工程学院的机械设计制造及其自动化专业获批湖南省一流本科专业建设点;2020年第八届全国大学生自动化系统应用大赛中荣获1个特等奖和1个一等奖;在第九届湖南省大学生机械创新设计大赛线上评审答辩，荣获2个一等奖、3个二等奖和3个三等奖的优异成绩;全国大学生节能减排课外实践科技作品荣获1个三等奖。2019年获批3项教育部产学合作协同育人项目，在爱课程平台推出了《机械设计基础》、《包装机械设计》和《机构动态仿真设计》等MOOC网上课程。

4  结语

湖南工业大学机械学院在“双一流“建设中，在机械大类应用型人才培养中积极实践，基于学院“智能包装装备”的特色定位，以大学生创新创业能力培养为重点，构建新工科背景下机械大类专业人才培养体系，不仅为科技创新服务，且能够推动产学研用紧密结合，提升学生双创能力，促进社会经济繁荣，全面提高大学生就业质量。

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