新工科背景下机械工程专业课交通育人建设模式研究

李永喆　刘筱笛　李贺军

摘 要：我国进入新时代以来，随着国民经济水平的不断提高，交通运输业得到了极大发展，该行业也出现了较大的专业人才缺口。针对交通运输行业所需的专业人才结构分析，交通类院校的机械工程专业进行交通育人特色教学实践，根据社会对交通院校机械工程专业人才的需求，探索出机械工程专业交通育人的课堂模式。

关键词：新工科 机械工程 交通育人模式

Research on the Construction Mode of Transportation Education for Mechanical Engineering courses under the background of Emerging Engineering Education

Li Yongzhe Liu Xiaodi Li Hejun

Abstract：Since entering the new era， with the continuous improvement of national economy， the transportation industry has been greatly developed， and there has been a great shortage of professionals. According to the analysis of the professional talent structure needed by the transportation industry， the characteristic teaching practice of the mechanical engineering major in the transportation colleges and universities is carried out. According to the demand of society for mechanical engineering talents in transportation colleges and universities， the classroom mode of transportation education for mechanical engineering majors in transportation colleges and universities is explored.

Key words：Emerging Engineering Education; Mechanical engineering; Transportation education mode;

1 引言

交通院校機械工程专业培养学生掌握系统的专业知识，了解本学科的国内外技术发展的前沿与动态；熟练掌握本学科专业的分析问题的方法，具备能在工程应用中快速解决问题能力；熟悉现代化实验技术和计算机技术；并具备在工程应用中提前发现问题并提出合理优化方案的能力。交通院校机械工程专业学生创新能力的培养是大学教育的重要任务[1]，探索出交通院校在新工科背景下机械工程专业课交通育人模式非常重要。

2 研究背景

面对世界百年未有之大变局，新一轮科技革命加速演变推进，国内外环境深度调整，我国交通业发展面临着前所未有的战略机遇和供需格局巨变等风险挑战[2]。

交通运输业是迈向现代化的先行引领，是推动共同富裕的主力军，更是人民生活和各行各业发展中不可或缺的一部分。改革开放以来，我国交通运输领域发展成就显著，公路成网，铁路密布，总体适应经济社会发展需要。全国运输线路总里程、高速铁路和高速公路里程、沿海港口总吞吐能力、快递业务量规模等稳居世界第一，高速铁路、跨海桥隧等部分领域处于水平世界领先水平，成功跻身世界交通大国行列并向世界交通强国迈进，为“十四五”加快推进交通运输现代化建设、更好将新发展理念应用于构建新发展格局奠定了坚实基础[3]。

创新驱动发展，促进新科技赋能交通，提升交通运输质量效率，加快交通运输数字化智能化转型，加快构建互联、促进交通运输效能，扩展交通运输服务功能，增强交通运输发展新动能，建设具有全球竞争力的智能交通系统是我国现阶段及未来的建设和发展方向[4]。

在新工科背景下，应用型人才培养模式的课程体系应紧扣职业能力需求，基于机械工程交通育人理念，构建以专业知识模块为支撑，以能力产出为导向，课程设置与职业能力紧密衔接的课内实践讨论和协同育人的教学模式。

新工科建设是提升我国工科人才培养质量的重要手段，对工科高等教育产生了变革性影响[3]。黄河交通学院作为促进区域战略发展、产业转型升级的重要支撑，应围绕新工科建设和机械工程于交通板块相结合的主要职责和重要使命，以新工科建设和工程交通育人为契机，着力解决专业建设中存在的问题，将着力探索一条新工科背景下机械工程交通育人模式，主动对接区域社会经济发展，优化专业结构，推进课程体系改革，创新人才培养模式，全面提高学校办学水平和人才培养质量。从单纯“以学科为基础”向注重“以市场为导向”的转变，这不仅是经济社会发展对高等教育提出的要求，也是高等教育引领社会进步所必须承担的责任和义务。

3 交通育人应用于新工科机械工程专业的理论分析

中国经济稳步向前发展，交通运输现代化水平不断提高。“互联网+监管”模式深度应用，营商环境不断优化，统一开放的交通运输市场加快形成[5]。社会对具有新工科背景的机械工程专业学生需求量较大，这就要求交通院校机械工程专业学生除具备一般大学生的能力和素质之外，且要突显交通背景的兼具有大数据，计算机，区块链板块等背景知识储备的机械工程人才在交通工程机械领域的创新能力特点[6]。

在机械工程专业应用交通育人模式可以实现机械工程专业和交通运输行业的紧密联系，不仅可以满足社会发展中交通行业机械工程方面人才的需求，还能实现交通类院校机械工程专业的交通特色，使机械工程专业学生能更好的适应现实交通工程的知识和技术需求。

我校在机械工程专业探索出交通育人模式，并通过不断实践进行不断完善，计划建立交通育人模式的长效机制，有望成为机械工程人才培养模式创新与实践中的一道亮丽风景。

4 研究方法

交通院校的专业知识模块包括专业基础课程和专业核心课程，以基础理论模块为依托，以行业发展需求为引导，在教学中着重提升学生对专业知识体系的理解能力和融会贯通能力。以专业基础课程中的《工程材料及成型技术》和《现代数控技术》为例，经过不断探索和实践，将交通育人思想融进课堂，通过对教学端的改进：课件、教案等融入交通类知识，以及学生端的改进：“6N”，“5N+1”分项目组的形式构建交通育人模式，提高了学生的学习热情，促进了机械工程专业交通化，使其具备了交通类院校机械工程专业的特色。

教师端是由教师为主导，以章节中知识点的教授为导向，将新工科背景下交通运输业涉及到的材料及其成型的方式、交通网络应用到的新工科中的大数据和区块链板块的知识融进教案和课件，带进课堂。例如教材的第一章节的内容：工程材料的分类，作为教材开篇内容，在课件上更新，逻辑上安排先给大家介绍什么是材料，哪些场景会使用到材料，接着阐述材料的分类。在介绍材料的概念时，引入材料在我们生产生活的“衣食住行”的方方面面，讲述到“行”使用到的材料时，引入交通大数据：截至2021年末，我国的高速公路总里程已经达到了16.91万公里[7]，居世界第一，其中使用了大量的无机非金属材料和金属材料；截至2022年末，我国高速铁路营业里程已达4.2万公里，高铁网络中使用的材料比重最多的是特种钢材，应用于铁轨，车体。而且为符合节能减排绿色发展的理念，应用了很多新材料，例如复合材料等[8]。向学生布置作业：利用计算机搜索我国每年在高速公路网的建设中使用了多少重量的材料，分别是哪些材质及牌号的材料，以及在铁路领域的材料的使用情况。最后总结：十万公里级别的里程使用了大量的钢材，不同的应用场景使用的钢材型号也完全不同，所以我们要系统地学习钢材的种类、牌号、成型方式等理论知识，及时关注国家发展，关注交通行业的现状及不足，从而确立努力的目标和方向。

在学生端的改变，给学生设置问题环节，例如在教材在讲到关于材料性能的内容时，让学生找出和交通工具和交通网络有关联的材料的性能。启用“6N”模式，将学生6人分组进行讨论，组内成员举例论证，得出结论，以小组为单位要求提交不少于300字的小论文的形式，作为讨论的结果。这种形式即保证了组内所有成员的参与度，保持课堂的活跃程度；也可以让大家各抒己见在集体判断所学章节和交通之间的关联度，使学生对知识点有更加深刻的印象。在讨论“到底是交通促使了材料及材料性能的发展还是材料促进了交通行业的发展”等问题时，采用“5N+1”建立项目组的模式，推选一人作为项目负责人，由这名项目负责人将讨论任务分摊，组内成员各负责一个方向的研究和思考，并将自己思考的方向在组内表述，进行6人讨论。最后项目负责人和其他项目组长进行答辩，和其他组之间的观点进行交流，这种形式不仅让大家在项目小组讨论中理清思维逻辑，得到材料行业和社会发展尤其使交通行业之间的关系，得到材料对于社会发展的重要意义，还能深刻理解社会发展对于材料性能提升的促进作用。

在新工科背景下，理解能力、操作能力和创新能力是应用型人才需要着重培养的核心能力[9]。在校内实践过程中，依托实践平台加强对课程设计、实验教学等实践环节的改进。将以教师重复操作和反复讲解为主的传统教学模式，改进为“引导实践模块+自主实践模块”的实践教学模式。

在引导实践模块中，教师主要结合实际交通背景及行业新兴技术引导学生将理论知识应用于实践的思路和方法，强调对实际操作过程的重现，让学生通过独立实践而非模仿的方式印证理论知识，提高学生对知识的深刻理解和实践动手操作等能力。自主实践模块将学生分成各实践小组，把实践任务以项目的方式分配给学生，然后以能力产出为导向进行评价考核，启发学生探索，增强从理论知识到实际应用的迁移能力。例如，在数控加工课内实验中，以螺栓为教学案例，教师将数控加工和数控编程的思路通过演示讲解给学生，然后让学生自主编程完成某桥梁应用的特制螺栓的数控加工任务，实现引导实践教学; 再将汽车轮毂的数控加工任务以项目的方式分派给学生小组，作为自主实践模块让学生自主讨论完成。再以毕业设计为例，机械工程专业毕业设计的部分题目通常来源于教师或学生自拟，还有部分题目来源于使用多年的陈旧课题。多数教师缺乏交通类企业经验，交通企业调研不足，而学生缺少实际工作经验，专业知识不够深厚，导致教师与学生自拟题目通常脱离交通工程实际。反复使用的陈旧题目难以适应当今的科学发展，也无法满足行业的实际需求。因此，教师在拟定题目前应充分进行企业调研，并且也可增设交通类企业导师和企业命题，使学生的毕业设计选题起到良好的实践引导作用。

5 结论

从我国工科教育体系出发，以培养新工科背景下的交通院校机械工程技术人才为导向，根据中国发展与时代需要，对应用型高校教育理论教学体系、实践教学体系等方面进行了综合论证[10]，形成交通特色的机械工程专业课程。这些系统课程可以满足社会工业发展的需求。为当代工科的发展提供了理论依托和实践途径。结合我校的学科优势，突出交通方向特色，摸索出交通育人的模式，不仅能培养学生主动学习意识；培养学生良好的独立思考能力；着重培养学生的实践能力、创新能力、工程素养，增强学生的社会责任感，激发学生的创新精神，将理论知识和生活场景相结合的方式，加深对理论知识的印象，增强在实践中的参与度，增强课堂气氛，利于提高学习热情，还可以弘扬“逢山开路，遇水架桥”的交通精神和“精益求精、追求卓越”的工匠文化精神，进而实现不断提升服务地方經济社会的能力。

基金项目：（1）黄河交通学院2022年度“交通育人”专项教育教学改革创新研究项目（HHJTXY-2022jjgy49）。

（2）黄河交通学院2022 年度“235”教学工程建设项目（HHJTXY-2022ylkc15）

（3）黄河交通学院2022 年度“235”教学工程建设项目（HHJTXY-2022kczyk013）

（4）黄河交通学院2022 年度“235”教学工程建设项目（HHJTXY-2022ylkc10）。

参考文献：

[1]劉燕德，王均刚，姜小刚，欧阳爱国，孙旭东.面向交通需求的机械工程专业学生创新能力培养模式探究[J].当代教育实践与教学研究，2017（02）：64+68.DOI：10.16534/j.cnki.cn13-9000/g.2017.0271.

[2]汪 鸣，向爱兵，杨宜佳.新工科和工程认证背景下工科专业建设探索.北京交通大学学报（社会科学版） Journal of Beijing Jiaotong University（Social Sciences Edition） 第21 卷 第2 期  2022 年 4 月  Vol.21 No. 2 Apr.2022.

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