机械类人才工程实践能力培养研究

杨梁杰　周海　郑雷　赵世田

［摘 要］为积极应对新一轮智能制造科技革命和产业变革的挑战，针对目前机械类人才工程实践能力培养存在的问题，盐城工学院机械工程学院探索了基于“项目载体、任务驱动、多元协同”的机械类人才工程实践能力培养新模式，持续深化实践教学改革，不断提升工程人才培养质量，这对于地方本科院校工程实践教育具有较强的示范作用。

［关键词］机械类人才；工程实践能力；项目载体；任务驱动；多元协同

［中图分类号］ G416 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）06-0132-03

盐城工学院（以下简称我校）机械工程学院自2012年实施教育部“卓越工程师计划”以来，着力开展工程实践教育教学改革，持续深化合作共赢的多元协同育人机制，形成了基于“项目载体、任务驱动、多元协同”的机械类人才工程实践能力培养体系，全面提升工程人才培养质量，为区域制造业的转型升级和可持续发展提供了人才与智力支撑，努力实现专业建设与区域产业发展的同频共振。

一、机械类人才工程实践能力培养面临的问题和解决思路

地方本科院校机械类人才工程实践能力培养普遍存在一些亟待解决的突出问题，主要有以下几个方面： 第一，机械类专业教学内容老旧，部分教学内容滞后于先进制造业行业与技术发展；第二，地方本科院校机械类专业学生工程能力培养模式不适应用人单位对应用型人才的需求；第三，机械类专业学生的工程创新能力培养缺乏坚实的平台资源支撑。

针对上述问题，我校机械工程学院提出“项目载体、任务驱动、多元协同”的机械类人才工程实践能力培养新模式，全面提升工程人才培养质量。主要思路如下：（1）以工程需求为导向，以课程群项目、科研实践项目、学科竞赛项目等为主干，以项目为载体，将专业教育和素质教育课程体系的不同课程模块有机融合，构建以项目为链条的“课程—项目”式教学体系；（2）以学生培养为中心，将导入的项目分解成灵活多样的项目任务，构建基于项目分解的任务驱动培养模式，通过“任务驱动、学生主体、教师指导”的培养模式，逐渐打破教与学之间的壁垒；（3）以平台资源为支撑，不断深化全方位、全过程、深融合的多元协同育人新机制，构建开放共享、多元协同的工程教育平台体系，以期实现产学研用相结合、创新创业相耦合，全面提升学生的工程应用和创新能力。

二、基于“项目载体、任务驱动、多元协同”的机械类人才工程实践能力培养新模式的实践路径

（一）构建“课程—项目”式教学体系，培养学生的工程实践创新能力

在主干课程纬度中，以本科四年为主要时间跨度，将机械类专业主干课程分为公共基础类课程、专业基础类课程、专业核心类课程、专业方向类课程。以与课程相对应的综合性实践项目、不同层面的学科竞赛、大学生创新创业项目、横向纵向科研课题为线索，将项目分为工程意识项目、工程基础项目、工程应用项目及工程创新项目四大类。以项目为载体将不同课程模块有机地融为一体，构建以四类项目为链条的“课程—项目”式教学体系，如图1所示。

其中，工程意识项目是以数学和自然科学类课程为主干的设计与训练项目，突出工程理念、工程思维和综合能力的培养。工程基础项目是基于专业基础课程群开发的设计与训练类项目，突出力学、电工电子学、材料、控制等知识交叉融合。工程应用项目是基于专业核心课程开发的设计与训练类项目，侧重培养学生解决专业性、综合性工程问题的能力[1]。工程创新项目主要来源于教师科研项目、企业项目、学科竞赛、大学生创新训练等，将最新的工程技术和工程案例融入教学中，不断提升学生的知识素养和实践能力。这些兼具工程性、系统性和综合性的教学项目，打破课程壁垒，优化以知识点为目标的碎片化课程体系；逐级递进的系列化项目与课程密切配合、合理衔接，在理论教学与工程实践这两者间建立了桥梁，有效提高了学生的工程实践创新能力。

（二）构建基于项目分解的任务驱动培养模式，培养学生的工程实践分析能力

为适应智能制造科技革命和产业变革的发展需求，针对以项目为链条的“课程—项目”式教学体系要求，构建了基于项目分解的任务驱动培养模式。该培养模式以学生为中心，把重知识传授轻能力培养的被动接受型学习，转变为基于案例的、项目分解的、以能力培养为主的主动吸收型学习。学生通过完成项目任务，同步掌握知识和技能。

在任务驱动培养模式中，学生是任务的主体，根据校企联合导师组导入的项目，创建对应不同工程能力培养目标的项目任务。在目标任务的引导下，学生进行自主探索学习和互动协作的合作学习，进而分析相关技术问题、提出解决方案。校企联合导师组先审核任务方案的可行性，学生再根据相关指导意见，进行任务目标优化，这样以任务作为驱动循环轴，促使学生的能力素质不断循环上升，并最终达成能力目标。项目主要源于课程内训练、专业课程群训练、专业综合训练以及教师的横向纵向科研课题、大学生创新创业训练项目、学科竞赛等[1]。项目导入后，将课程的理论及实践教学内容分解成灵活多样的任务单元，以任务作为驱动，促使学生主动学习各学科知识，并在各项具体项目任务完成的过程中逐渐掌握课程教学内容，培养其分析问题、解决问题的能力，从而达到课程的培养目标。任务驱动调动了学生学习的积极性、创造性，学生能独立自主地完成项目任务，遇到問题可求助校企联合导师组加以解决，这样的教学区别于传统的“满堂灌”教学，大大提高了学生的工程实践分析能力。

（三）构建开放共享的工程教育平台体系，培养学生的工程实践应用能力

深化多元协同育人，实施校企深度融合、多学科交叉融合、国内—国际培养融合、教研学用主动融合，构建开放共享的多学科工程教育平台体系。

1.以充分就业为导向，实施“3+1”校企深度融合

立足长三角经济区行业发展需求，我校机械类专业人才培养融入制造业信息化本科全周期教学，与西门子（中国）有限公司、瓦锡兰集团等20余家国内外知名企业开展“3+1”“预就业”实习。校企合作企业选拔一批大三在校学生，参加企业为期一年的顶岗实习，校企联动，实行“双导师制”，校企共同制订人才培养目标、构建课程体系，实施产业一线的工程项目教学过程。对优秀的“预就业”学生，合作企业有选择地录用。

此外，立足区域地方行业发展，我校与江苏巨威机械有限公司签署了共建“巨威智能制造精英班”联合培养协议。机械类专业学生从三年级起自主报名，我校每年选10～20人建立虚拟班级，校企共同商定实践教学计划，实施学生定岗实习，完成相关实践教学与培训。最后根据学生意愿和企业需求，优先安排精英班学生就业。

2.以学科竞赛为平台，加强多学科的交叉融合

以培养学生工程实践能力为目标，在课程建设和实践教学中将教、导、赛、学相结合，加强跨学科交叉融合。依托江苏省电气与新能源综合实验教学中心、江苏省新材料与沿海基地基础设施建设实验教学示范中心、盐城工学院智能制造教学生产线综合实验室、盐城工学院机器人技术与应用实验教学中心等跨学科实践教学平台，建设创客空间和专业孵化器，支持学生实施各类实践项目、参加创新创业训练和学科竞赛等，保障学生进行自主创新设计与创造实践。例如，我校获第十二届“挑战杯”金奖的作品《绿林卫士——智能化树木养护一体机》，就是由机械类、信息类与经管类学生联合完成的。学生在完成竞赛作品的过程中，得到了多领域学科教师的指导，实现了多领域知识的综合应用，以“赛”为平台促进了多学科的教、导、学相结合，提升了学生的工程实践应用能力。

3.以多元文化为基点，拓展国内—国际培养融合

我校积极推行国际化融合培养，与英国格林威治大学、美国底特律大学、波兰格但斯克技术大学和韩国国民大学、又石大学、江陵大学等开展联合办学，提高学生的跨文化国际交流能力。2010年我校与英国格林威治大学正式签署合作协议，采取“3+1”培养模式，合作举办机械设计制造及其自动化专业本科教育项目。每年我校的英国格林威治大学毕业生获最高学位一等荣誉学士学位比例达60%以上，申请在英国名校继续攻读硕士的比例在90%以上。同时，我校鼓励教师到海外访学研修，打造具有国际视野、理论知识和实践技能的高水平师资队伍。我校积极推进双语教学，营造国际化教学语言环境和国际化交流氛围。我校定期开展国外学术交流与讲座，不断加强与国外工程领域专家的互动交流，将国外优质工程教育资源引进课堂[2]，加强机械类学生国际化工程实践能力的培养。

4.以科研训练为手段，促进“教—研—学—用”主动融合

我校长期推行教师企业实践定期轮岗制度，鼓励校内教师在企业完成累计6个月以上的过程实践，积极参与企业的产品研发、设计与生产等工作[3]。鼓励教师将企业锻炼科研项目主动转化为教学案例，或指导学生创新应用技术，将科研训练项目转化为学生科技竞赛的立意，实践“教—研—学—用”一体化教学模式。例如，我校李亮老师将横向项目《新型环保电动微型田园管理机研发》主动融入机械设计基础课程教学中，将齿轮箱设计作为新增教学案例。此外，在2015年“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中，我校机械类学生的作品《环保电动微型旋耕机》获得全国一等奖，而参赛作品的灵感也来源于指导教师李亮的横向项目《新型环保电动微型田园管理机研发》。以指导教师的科研项目为依托，“教—研—学—用”主动融合不仅为教师完成自身科研项目奠定了良好基础，而且提高了学生的工程实践应用创新能力。

三、基于“项目载体、任务驱动、多元协同”的机械类人才工程实践能力培养新模式的实践效果及应用

基于“项目载体、任务驱动、多元协同”的工程实践能力培养新模式的应用取得了良好的成效，提升了学生的工程实践能力，显著提高了学生的就业率和就业质量，得到了教育行政主管部门、行业主管部门、用人单位、毕业生、兄弟高校和社会媒体等多方面的赞誉，受到社会的普遍认同。

（一）学生的就业质量高

毕业生协议就业率达98％以上，就业单位包括西门子工业软件公司、瓦锡兰维修服务（上海）有限公司、天纳克（中国）有限公司、ABB（中国）有限公司、中国船舶重工集团有限公司等知名企业或跨国公司，企业对毕业生的满意度较高。

（二）学生的工程实践能力强

学生不仅能较好地完成课内的实验、课程设计等实践任务，而且积极参加课外的学科竞赛实践，进一步提升了自身的专业工程实践能力。学生获得国家级学科竞赛奖励37项，其中全国“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛一等奖4项、全国大学生机械创新设计大赛一等奖3项。学生还获得江苏省优秀毕业设计12项，其中优秀毕业设计一等奖4项，优秀毕业设计团队4个。

（三）获得多家用人单位的高度评价

西门子工业软件有限公司、中国船舶重工集团有限公司等国内外多家用人单位高度评价了我校的教育实践改革。在全国30余所西门子“GO PLM”计划高校中，我校机械类专业与西门子工业软件公司及其用户的合作办学被西门子公司誉为“合作教育的典范”。西门子工业软件公司等用人单位都高度赞扬我校毕业生。

四、结语

本文针对目前机械类人才工程实践能力培养中存在的问题，提出了基于“项目载体、任务驱动、多元协同”的工程实践能力培养新模式。实践结果表明：（1）依托项目为链条的“课程—项目”式教学体系，形成项目载体的教学内容更新机制，优化了学生的知识结构，有效解决了教学内容陈旧、与行业发展脱节的问题；（2）依托产业发展需求，构建任务驱动的培养模式，实现了以学生为中心、以完成项目任務为目标的主动式学习，提高了学生独立分析问题及解决问题的工程能力，为智能制造科技革命和产业变革背景下应用型人才工程能力的培养提供了有效途径；（3）以产业和技术发展的创新需求推动人才培养改革，构建多元协同的工程教育平台，为机械类人才工程实践能力培养提供资源要素支撑。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 程啟华，杨会军，殷埝生.项目载体的实践教学改革探索[J].中国现代教育装备，2020（3）：80-82.

[2] 张建斌，屠远，臧爱琴.产教融合促进工程硕士培养质量提升的探索与实践：以江苏理工学院为例[J].江苏理工学院学报，2020，26（2）：112-119.

[3] 戴红，石玉军，张燕.产学研合作视域下的化学工程专业硕士创新能力培养模式探析[J].教育教学论坛，2020（53）：32-34.

［责任编辑：钟 岚］