新工科背景下机械类人才培养模式的改革与实践

周华祥，陶 晶，华文林，袁 焕

(湖北理工学院 机电工程学院，湖北 黄石 435003)

当前，我国正在积极实施创新驱动发展重大战略。“十四五”规划明确提出，要坚持创新驱动发展，全面塑造发展新优势。因此，培养一大批多样化、创新型的卓越工程科技人才，为我国经济发展、科技发展和提升国际竞争力提供智力支撑，既是当务之急，也是长久之策[1]。机械类专业是与制造业结合最紧密的专业[2]，对突破核心关键技术、解决“卡脖子”问题、构筑先发优势、占据战略布局制高点至关重要，因此迫切需要培养一大批机械类创新型人才。

新工科建设打破了传统的学科设置，促进了学科间的交叉融合，引领着我国的工程教育改革。新工科建设规划的提出，是高校进入新时代更好地服务国家战略、提升竞争实力、培养创新人才的必然要求。对于高校来说，国家对新工科建设的倡导也意味着新的发展机遇，如何抓住机会，实现新的发展和飞跃是其必须思考的问题[3]。

本文基于新工科背景下我国高等教育机械类专业的人才培养模式，对其现状进行分析，梳理新工科背景下我国高等教育人才培养的目标与要求，从注重基础专业建设、开展新工科学科交叉、注重学术成果交流、加强校企合作与交流等方面对机械类专业创新型人才的培养模式进行探索与思考，旨在为深化新工科背景下机械类人才培养模式改革提供参考依据。

1 机械类专业人才培养模式存在的主要问题

当前，我国的经济结构更加优化，创新能力显著提升，能源配置更加合理，能源利用效率大幅提高。这些都对高等工程教育提出了新的、更高的挑战。机械类专业具有很强的实践性，要求学生在掌握专业知识的同时，具备一定的动手操作能力[4-5]。随着机械化、智能化进一步发展，墨守成规的机械类专业的教学模式已经过时，其弊端主要体现在以下方面：①现有的培养模式注重知识传授而轻能力发掘，并没有完全摆脱传统的“灌输式”“因袭式”教育，不利于创新型人才的培养；②教师的教学经验不足，工程实践经验相对较差，对新工科培养理念的理解不透彻，难以挖掘和塑造学生的创新能力；③教学内容与教学方法不匹配，学生被动地接受知识，其分析问题和解决问题的能力被削弱，创新思维无法形成；④协同创新机制缺失，过分强调第一课堂，而忽略了第二课堂在创新型人才培养中的重要作用，导致学生的实践技能训练不足，创新意识匮乏。

2 人才培养方案的优化

2.1 新人才培养方案的定位

机械类专业的实践性和技能性很强，学生既要学习本专业的基础理论知识，又需掌握一定的工程实践能力[6]。从目前的学生就业反馈来看，社会需求与学生能力之间还存在一定的差距。针对机械类专业旧版培养计划存在的缺陷，我院教师通过实地参观、电话咨询、文献调研、网络搜索等方式对兄弟院校、企业、培训机构、行业协会等进行调研，确定新培养方案的定位。以岗位需要和行业标准为依据，明确人才培养的知识、能力、素质结构，科学构建与行业标准对接的能力本位的模块化课程体系，确定与专业核心技能相对应的核心课程，突出实践能力的培养，体现“一专多能”的思想，培养适应行业需求的应用技术型人才。

2.2 新人才培养目标

创新型人才的培养重在“实践”二字。突出实践能力的培养，实现教学和就业零距离对接是人才培养的重要目标。在新工科背景下，根据新的人才培养方案，最终确定以培养具备从事机械类工作所需的基础理论、专业技术知识和实践与创新能力，能在设计研究院、工程建设公司、运营公司等单位从事技术或管理岗位工作的应用技术型人才为机械类专业新的培养目标[7]。

基于新的人才培养目标与方案，在教学实施过程中，坚持以“理论知识够用，实践能力够强，教育特色凸显”的教学理念为引导，实施“多级教学+情境创设+创新实践”的教学模式，培养“一专多能”的应用技术型人才，力求达到教学内容项目化、教学过程工作化、课业文本情境化，在课堂教学中注重培养学生的职业能力和职业素养[8]。从培养学生的实践能力和创新能力入手，构建新的教学体系，着重从实践和创新能力培养方面来确定教学方法和制定课程计划，使学生具有扎实的理论基础知识、较强的实践动手能力和全面发展的综合素质。

3 新工科背景下机械类专业课程体系的构建

3.1 理论课程体系的构建思路

在构建课程体系时，坚持以培养学生的综合能力为核心，运用逆向设计法，构建模块化课程体系。首先，找出机械类专业的社会岗位需求，根据岗位需求确定必备的知识能力，从而确定课程体系，再按照新的课程体系制定教学计划，并进行教学实施[4]。

基于能力本位的逆向设计思路，确定本专业学生主要接受现代机械工程师的基本训练，培养其机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。在新版课程体系中，根据机械类专业毕业生应具备的能力，对专业课程进行模块划分，同时考虑学生综合能力的发展，保留公共课和考研课程模块[9]。

3.2 实践环节的构建思路

实践环节安排依然以岗位需求为本，加强实践动手能力的培养。在培养过程中，不仅让学生具备读图、识图的能力，还要具备实际动手能力。因此，在新版培养计划里，根据毕业生的工作内容的反馈信息，增加专业综合课程设计、专业实训等环节。在教学时间安排上，为了保证学生能够学以致用，以实际项目为依托进行合理规划，并且在每学期都设置实践环节，将理论和实践、校内和校外环节穿插进行[10]。

根据就业岗位的要求设计实验、实习、实训项目，建设与教学目标相适应的工程场景和工艺流程，提高实验、实习、实训设施的利用效率。加强校企合作，鼓励学生到施工生产一线顶岗实习，学习专业岗位知识，锻炼动手能力，参与社会实践，以此认识机械制造业在国民经济中的定位、了解机械制造业的精神和文化、内部团队与协同工作的关系、组织与制度约束，培养学生的社会能力。

原培养方案的主要实践环节为金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、专业综合课程设计、毕业设计(论文)等，没有开设专业类实训课程，并且课程设计时间比较短，课题内容和实际项目出入比较大。新版培养计划中，增加实践环节学时，增加实习实训环节和综合课程设计，并考虑在交叉学科中设立课程设计，紧跟行业发展。

目前，我院已建成的专业实验室有：机电基础实验室、车辆与交通实验室、智能制造虚拟实验室、虚拟仿真实验室，基本满足本专业培养需求，今后将进一步加强实训实验室建设。

4 新工科背景下机械类专业的师资队伍建设

4.1 师资队伍建设的目标

根据“校企互通、专兼结合、动态组合”和“理论水平与实践能力并重”的原则，加强本专业教学团队建设，实现从“注重学历”向“注重具备实践经验”的过渡，努力使专业教师的学历、职称、学科结构达到一个合理的程度，建立一支整体素质优良、业务精炼、技能突出、爱岗敬业、充满活力、能适应21世纪高教事业发展的专兼职教师队伍[8]。

加强师德教育，督促教师定好自身发展目标，促进教师自身获得更好的发展，鼓励教师参加讲课比赛、多媒体课件大赛、高校教师教学技能大赛等，通过参赛使教师的能力得到锻炼和提高。督促教师进行课程建设、学科建设和教材建设，积极申报项目，提升科研能力。

4.2 教师的教学质量控制

教学质量的控制主要依靠制度管理。采取院、系2级管理制度，具体目标、思路与措施如下。

1)教学中各类教学文件齐全，程序规范

教师在授课前，必须完成教学文件的制定，主要有教案、教学日历、教材(或讲义)、课件。授课结束后教师要撰写课程总结，填写教师自评表。

为了保证教学质量，我院安排院系2级教学督导和同行教师听课，定期开展教研室活动，加强教师间的学习交流，认真听取专家反馈意见。

2)教学管理机构对教学进行过程控制

学校教务处和教学质量监测与评估中心每学期除了期初、期中和期末定期进行教学检查外，期间还不定期地对教学过程进行抽查。学院通过召开学生座谈会，让学生参与评教和评课活动；此外，学院不定期进行教学检查，加强教学过程控制，使教学质量得以保障。

5 新工科背景下机械类人才培养模式的实践效果

湖北理工学院机电工程学院十分关注学生综合素质的培养，尤其注重学生的知识、能力、素质协调发展。近几年，新工科背景下机械类人才培养模式实践以来，学生在学科竞赛中成绩斐然，在国家级和省级英语、体育、建模、数控、机械设计创新等各类竞赛中获得奖项40余项，主要包括：“全国大学生机械创新大赛”国家级二等奖1项，“全国大学生电子设计大赛”国家级二等奖1项，“高教杯全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛”国家级一等奖8项，“全国大学生三维数字化设计大赛”国家级一等奖4项。

在不断完善教学质量保障体系的同时，机电工程学院一直坚持根据各专业学生未来工作的需要，开展数控程序员、数控操作员、钳工、车工、汽车维修工、模具设计师、CAD或Pro/E等职业技能培训，要求学生毕业前获得湖北省劳动与社会保障厅签发的中级职业技能等级证书，使毕业生实现了二证制(毕业证+技能等级证)，有效地提高了毕业生适应未来工作的能力。

6 结束语

培养机械类创新型人才的核心和关键是培养模式的改革和突破，通过优化课程结构，完善教学评估体系，提升教师自身素质，建设高质量的教学队伍，并鼓励科研人员参与到教学中，使课堂上的内容与最前沿的研究成果接轨，可不断提高机械类专业的教育水平，激发学生的创新能力，提升学生的综合素质，使其适应国家创新驱动发展战略对高素质创新人才的需求。