“互联网＋”背景下应用型院校机械工程专业人才培养模式改革探究

潘维东

(井冈山大学机电工程学院,江西 吉安 343009)

一、应用型院校机械工程专业人才培养现状及存在的问题

在高等教育模式不断改革和“互联网＋”教育蓬勃发展的情况下,目前我国高等教育在规模不断扩大、教育结构不断完善、投入不断增加、质量不断提高、国际合作深入发展等方面取得了一些成就[1]。对于应用型本科院校来说,存在着生源、师资队伍、教学科研能力等方面的不足,教学主要是以培养学生的应用能力和创新精神为重点[2]。传统的应用型院校机械工程专业人才培养存在培养模式趋同、校企合作不充分、缺乏工程实践、缺乏对学生综合素质的培养等问题[3][4],已无法适应“互联网＋”与教学相结合的需要,已无法满足学生个性化发展和机械工程人才不断增长的需求。

二、“互联网＋”背景下应用型院校机械工程专业人才培养路径

在“互联网＋”背景下,为了提高教学质量,顺应“互联网＋”的时代要求,互联网运用到高等教育的人才培养模式中来则显得必要而迫切,“互联网＋”背景下机械工程专业人才培养模式是对以往人才培养模式的补充,可以将先进院校的课程资源为我所用,教学模式更加多样,更富活力,也更具优势[5][6]。

(一)制定切实可行的培养目标

“互联网＋”背景下应用型院校机械工程专业人才的培养目标确立应符合信息化、网络化新时代的发展需要。除了应具有扎实的机械专业基础知识和现代工程师所必须掌握的工程实践等方面的基本技能和工程创新意识外,还应该充分考虑相关企业对人才需求的意见和建议,积极邀请相关企业参与培养目标的制定与修订,努力提升学生的就业能力,着重培养复合型、应用型机械工程专业人才。围绕“知识、能力、人格”的人才培养模式,严格按照“互联网＋”对机械工程专业人才的需求,制定针对性强的培养目标。

根据学院发展需要和办学能力,参照教育部2018版《机械类教学质量国家标准》,将毕业要求作为培养目标达成的支撑,课程内容紧密结合国内外前沿研究成果。以“大一通识教育、大二学科基础教育、大三专业教育、大四实践设计”作为课程设置方式。大三设置了“机械设计与制造、机电一体化、智能制造”三个专业模块,学生根据自身兴趣爱好选择相应的课程模块学习,实现个性化需要。其中“智能制造”是为了适应“互联网＋”新时代的要求新开设的专业模块。

(二)教育资源整合

“互联网＋”背景下,高校教学改革的一个突出特征,也是最显著的变化是教育教学资源的极大丰富。慕课、视频公开课、精品资源共享课、微课、在线学习平台、网络资源等教育资源不断涌现,为高校教学提供了内容丰富、形式多样、开放共享、获取便利的教学资源[7];将教材知识点、教学资源、互联网资源融汇结合,并重新整理优化,从而形成“新的”资源,更好地发挥教学资源的效果和价值。这些丰富优质的资源成为在“互联网＋”背景下开展机械工程专业人才培养模式改革的基础与保障。

“互联网＋”时代教育资源的开发、使用、研究等都集中于高校,高校能够高效便捷地获取资源,合理、充分地利用资源,这也为机械工程专业人才培养模式改革提供了可行性。

(三)专业课程改革

为了适应“互联网＋”时代对新技术、新科技的需求,专业课程教学内容“以实用和够用为原则,不求宽而全”。对一些传统课程进行优化和改革,去除老化知识,增加新的教学资源,如《机械制图》、《机械原理》、《机械设计》、《机械制造技术基础》等。针对专业课程较少的情况,通过建设线上课程、线上线下混合式课程、虚拟仿真实验教学平台等方式,将课程资源进行网络共享。

充分利用“互联网＋”课程的特点,定期发布项目案例,学生进行讨论分析;鼓励学生以小组为团队完成项目并线上分享,学生进行互评;课后师生交流互动,解决学生疑问。通过这些方式培养学生团队协作及批判性思维能力。

(四)健全完善实践实训教学体系

机械工程专业人才一个显著的特点是应当具有一定的工程实践能力。在掌握基础知识的基础上,通过开展相关实践教学和实训训练,让学生积累更多的机械相关知识和经验,进一步提高实践和应用能力,培养创新能力和创造能力。

在“互联网＋”背景下,充分利用互联网的实践实训资源,建设工程训练实验教学中心,除了保证机械类相关工程实训外,还应该拓展计算机技术和控制技术等相关内容。以能力培养为中心,构建先进、完善的分层次、模块化、立体化实践教学体系,从基础性实验——综合设计性实验——研究创新性实验——大学生创新创业训练——学生学科、技能竞赛——企业实习实践训练形成完整的实践教学体系,通过课堂内外结合、校内外结合、“互联网＋”结合,依托工程训练实验教学示范中心,循序渐进地提高学生的创新及实践能力,并可以实现优化反馈回路。实践内容向工程实际靠拢,采用融入项目式、工程案例式等训练方式,辅以虚拟仿真实验平台,通过现代教育技术等先进教学手段进行知识传授。实践教学体系如图1所示。

图1 分层次、模块化、立体化实践教学体系

(五)个性化教学内容

根据学生的需求和兴趣设置相应的课程,包括选修课程、辅修课程、公选课、课外实践、创新创业训练等[8]。学生根据自身情况和喜好,自由选择学习内容和资源。课程应该根据学生学习情况,智能化推送教学内容,如根据学生的学习进度、知识掌握水平、测试成绩,调整教学进度,改变学习方式方法,变更学习资料等,满足不同层次学生需求,实现个性化教学。

对于机械工程专业人才,除了具备扎实的基础理论、机械专业知识及基本技能之外,还应该具备智能化、自动化和信息化等方面专业知识,例如计算机科学、信息技术、网络技术、自动控制、环境感知、数据分析、信息交换等。这项工作不仅需要高校开展个性化教学内容更新和推送的工作,还要求教师不断地接收新知识来提高教学质量。

(六)加强课程思政教育

在高校课程建设中,要坚持“立德树人、全面发展”的教学理念,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。对课程教学内容仔细分析,从中找寻到思想政治教育的融入点,树立思政教育目标,通过合理的授课形式和方法,将思政教育理念渗透到教学设计中。

对于机械工程专业学生来说,可以从“工匠精神”“知行统一”“严谨踏实”“实事求是”“遵守规范”“灵活思维”和“创新精神”等方面灌输课程思政教育。

(七)大数据技术应用

“互联网＋”大数据技术能够客观、准确地记录学生的学习情况,通过这些数据掌握学生的学习时长、学习偏好、学习过程、学习效果、学习特点等,分析学生学习的行为和态度,并有针对性地对课程教学进行调整和改进。

通过这些数据进行更客观、更准确、更全面地教学评价,以激发学习动力和专业志趣为着力点完善过程评定制度。评价方式方法向多元化、多样化、综合化、技术化方面转化,对学生的掌握水平作出综合评估,并能根据评价结果进行反思和改进,注重评价过程的管理与质量监控。

三、改革成效分析

经过二年的探索与实践,我院机械工程专业人才培养模式改革初现成果,以机械工程专业近四年参加国家级、省级学科竞赛获奖情况为例,主要包括“挑战杯”省大学生创业大赛、省大学生机械创新设计大赛、省科技创新与职业技能竞赛、中国工程机器人大赛、中国机器人大赛、全国三维数字化创新设计大赛等,如表1所示,图2为部分学生参赛获奖作品。从中可以看出,随着机械工程专业人才培养模式改革的不断进展,学生参加学科竞赛的积极性有了提高,获得的奖项也逐年增加。机械工程专业人才培养模式改革提高了学习主动性,激发了学生对机械学科的热爱,无论毕业就业,还是升学读硕,都提升了竞争力。

表1 学科竞赛获奖情况

此外,机械工程专业人才培养模式改革以来,本专业共立项省级教改项目12项,发表教改论文10篇,其中6项教学研究成果已经应用于课堂教学。获批省级一流课程2门,校级一流课程6门,省级虚拟仿真实验平台1门,校级思政课程5门。大学生创新创业计划项目共立项国家级5项,省级15项,校级55项。