产教融合背景下新工科机械类专业创新工程实践研究与探索

李哲 伍世英 许昌

摘 要：党的二十大报告指出要进一步深化产教融合，为新工科人才培养指明了方向。不管是职业教育中的工程实践，还是本科教育中的基础实践课，都是以培养学生工程意识和基本技能为目标，其实质是一种综合工程实践教学，主要用于培养学生工程应用能力，也是一套以锻炼学生综合能力为特色的创新实践综合工程训练体系。与现代高等教育中的传统工程实践课程相比，创新工程实践是全方位培养学生创新能力的创新实践类课程。

关键词：产教融合；新工科；交叉学科；创新工程实践

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.23.088

0 前言

深化“产教融合”，将产业与教学密切结合，使学校资源和产业资源充分互补，学校企业共同成为集人才培养、科学研究、科技服务为一体的社会服务机构。这种全新的教育模式是为产业升级转型培养急需的大量产业型人才。为了应对新一轮科技革命和产业变革的新机遇、新挑战，提出“新工科理念”，则是为了培养适应产业发展方向并能掌握领先技术的新型工程人才，为我国相关产业升级转型提供支撑。现代职业教育机械类专业改革突破方向正是处于“产教融合+新工科”双重背景下，探索如何更好培养社会所需的工科、产业型创新人才。

根据深化产教融合的要求与新工科人才培养要求的共同特点，工科类职业院校需要对传统实践课程体系进行改革探索，以原有的基础工程实践课程为基础、以培养学生工程意识和基本技能为目标，采用综合工程实践教学的方式培养学生工程应用能力，建立一套锻炼学生系统性综合能力的特色与创新实践的综合工程训练体系。相比传统工程实践，创新工程实践是全方位培养学生创新能力的创新实践类课程。

哈佛大学在2007年提出了新工科建设思路，对我国高校加快建设发展新工科，推动学科深度交叉融合等具有重要启示。创新工程实践成为热点，湖南大学在2018年試行了创新工程实践教育，北京工业大学也在2019年开展了“创新工程实践”，并首次开设了通识教育选修课。深化“产教融合，校企合作”，结合新工科建设思路，高校人才培养应向创新型工程技术人员方向改变，注重学生的解决实际问题能力以及工程项目实践能力。近年来，国内外研究人员针对产教融合及新工科背景下各类专业交叉学科创新工程实践研究与探索作了大量探索工作。朱玉平认为在新工科建设背景下，针对工程实践创新能力培养中课程内容间联系松散、多学科资源整合不够等问题，针对多学科交叉改革、师资队伍融合、实践课程体系创新、培养方案、教学方式等进行了研究与探索。亓钧雷根据多学科交叉人才创新能力培养要求，对原有的博士生选拔模式进行改进，建立合理的学科交叉型博士生联合培养制度，组建多学科交叉的导师团队，实施跨学科导师联合指导制度，建设跨学科科研创新平台，提升研究生创新思维意识和创新能力。周邵萍辨析了新经济形势下过程装备专业存在的问题，提出“四位一体”的专业升级模式及具体举措，可以有效提高学生的多学科交叉学习能力、工程实践能力、创新能力。孙治博对现有的创新训练课程进行改革，将“人工智能+工程实践”概念引入到相关课程中，提升了教学效果，同时促进了多学科师资队伍的融合，有效提高了学生的创新能力及多学科交叉协作能力。王琳就水文气象交叉学科人才培养模式创新与实践进行了研究，并探讨了多学科交叉设置的必要性、人才需求分析、特色与优势及思想政治教育等状况。周建华的研究结果表明，多学科交叉科研平台在激发研究生源头创新思维、拓展专业知识、培养工程实践能力等方面起到重要的作用。黄彩霞构建了基于新工科背景下的多学科交叉融合的人才培养模式，分别介绍了在人才培养方案优化、课程体系整合、教学内容和教学方法创新、管理体制建设等方面的建设工作。蒋洋阐述了国内外关于新工科创新创业人才培养的主要研究及方向，概述了“新工科”“创新创业”的相关内涵，最后就学科交叉创新人才培养模式提出思路及方法。

目前国内高校中创新工程实践平台较少，且其中大部分的创新实践平台仅面向单一的学科或方向，很少有高校建立多学科交叉的创新工程实践平台。此外，国内在创新工程实践教学上很少采用混合式教学。

1 创新工程实践建设

1.1建设意义

1.1.1 职业教育实施交叉学科创新工程实践是贯彻落实党和政府方针政策的迫切需要

近年来，在教育部的指导下各大高校纷纷发力着手进行新工科的建设，各级教育机构对如何培养更高质量的创新型、交叉型新工程人才提出了要求。相比之前大多数高校培养的仅在某一学科专业上学术精深的传统工程类人才，具备“学科交叉融合”能力且工程实践能力强、创新能力强的新型高素质复合型人才才能适应未来新兴产业和新经济的需要。2015 年国务院办公厅《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中提出新时代的工程教育需要积极探索更深入的创新实践教育、学科交叉融合和进一步深化产学结合，要具备更强的实用性、更好的交叉性与更高的综合性。2015年教育部《关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见》进一步提出职业院校实施创新实践教学的若干意见。故职业教育实施交叉学科创新工程实践是贯彻落实党和政府方针政策的迫切需要。

1.1.2 实施交叉学科创新工程实践改革是高职院校自我发展的需求

一项针对高职学生选择专业的调查数据显示：真正按照兴趣爱好和职业规划选择专业的，占比不超过40%。许多学生在填报志愿时要么是盲目跟风，要么是综合了老师、家长、亲戚、朋友等人的意见，还有许多学生是被调剂录取的，并非是因为自己的兴趣和爱好。高职院校新生对就读专业满意度平均不到50%，有37%的学生有转专业的想法，对专业“很不满意”者为27%。

工程训练是多学科交叉融合的实践教育，是各专业创新人才培养不可缺少的支撑，在新工科人才培养模式改革中，工程训练无疑是重要突破口和切入点。所以从学生个体的兴趣爱好和职业规划来看，职业教育实施交叉学科创新工程实践是适应职业院校学生个体差异性大特点的现实需要；从高职院校毕业生工作与专业相关度来看，职业教育实施交叉学科创新工程实践是适应教育大众化学习需求和就业意愿多样化与个性化的必然选择。总之，职业教育实施交叉学科创新工程实践是提高就业质量和对社会的人才培养贡献度的有力措施，是自我发展的内在需求。

1.1.3 实施交叉学科创新工程实践改革是“双高计划”建设和二级学院专业建设的内在需求

作者所在单位是广东省全日制普通高职院校，国家“双高计划”建设单位，根据“双高计划”建设要求需要进行交叉学科创新工程实践改革。学校目前有7个二级学院，其中6个学院属于工科专业，由于轨道交通背景，这些二级学院下属专业交叉性特别强，专业课相似率较高，学生就业去向几乎一致。其中机电工程学院有多个专业，包括机械制造与自动化、机电一体化技术、机械设计与制造、机电设备维修与管理、城市轨道交通机电技术等，秉着“做优轨道交通类专业、做强先进制造类专业”的思路，专业围绕轨道交通装备制造业，以传统机械专业为基础开展统一的工程实践，忽略了学科交叉融合能力的培养，满足不了新工科创新人才的需求，这就形成了机械专业交叉学科创新工程实践的雏形。很多学生都有自己兴趣爱好和职业规划，而学生的兴趣爱好和职业规划并不与原来所学专业并不完全相符，所以需要进行交叉学科工程实践改革，以实现个性化发展、按学生兴趣爱好、职业规划、特长、因材施教。

1.2 建设目的

（1）构建校企联合创新创业平台。对提高高等教育质量、促进学生全面发展、推动毕业生创业就业起到良好作用。

（2）重组各类创新竞赛活动，建立校级实践创新平台。通过在创新比赛中不断思考、开拓思路、勇于创新，并激励学生努力丰富专业知识，提高实践技能，有利于提高人才培养质量，促进学生自主学习，增强学生学习积极性。

（3）依托机械类专业的实践课程，引入混合式教学，对实践课程进行改革，提高教学质量，培养学生的工程能力和工程素质。

（4）提出具体有效的措施全面提升高校教师的工程实践能力。激励教师加强自身工程实践技能提升。促使教师积累宝贵的可借鉴的资料，为教学工作增加新素材、新案例，促进教学科研水平的提高。

（5）提高学生熟练掌握基础知识和灵活应用能力，通过将深度掌握的理论知识灵活应用于创新工程实践，反过来促进实践效果；

（6）制定滿足新工科要求的创新工程实践课程体系的教学大纲；

（7）形成一套系统的讲授、学生自学、案例分析等教学案例；

（8）培养一批具有较强创新工程实践能力的青年教师。

（9）总结、整合创新工程实践教学的积极经验，逐步形成创新工程实践课程。

2 建设内容

依托机电工程学院拥有的教育部“轨道交通装备减摩抗磨及修复应用技术协同创新中心”“广州市教育系统创新学术团队——面向轨道装备的减摩抗磨及修复技术研究与应用”“机电产品数字化智能化制造技术开发中心”“轨道交通装备研究所”和“电力机车维修技术产学研基地”等多个教学科研平台开展以下研究与探索工作：

2.1 创新工程实践平台构建

构建以机械创新为主体的机械制造实践平台。该平台重点为机械类学生提供工程实践教学条件，使学生能从入校刚开始接触专业学习时就开始参与各种创新实践活动，不仅能培养学生的创新意识，更有助于提升其专业技术水平和工程实践能力。

构建机械制造设计与其他学科（机车车辆、工业机器人、人工智能）交叉平台。该平台是以机械制造基础进行综合运用的平台。该平台是一个团队协作的平台，学生必须通过机械制造平台的实践学习，具有一定的基础之后，才可以根据不同研究方向组建团队，由团队完成实践全部过程。

2.2 创新工程实践教学改革

增加课堂教学工程案例。把企业实际生产中的典型工程案例引入实践教学课堂，包括创新创业实践课、电气控制实践、智能制造实践等实践教学课堂中。

校企联合创新工程实践教学。由工程实训中心的企业导师对实际工程案例的背景、实施过程等进行详细讲解，包括但不局限于实际工程案例的设计要求、技术路线、施工方案、现场调试、验收以及项目管理。通过多个实际工程案例的教学，学生对工程技术人员的工作内容和岗位职责有了初步的了解和熟悉，对于增强他们的工程意识和实践能力非常有益。

启动线上-线下混合式创新实践教学。对传统实践类课程进行改革，以提高教学质量，培养学生的工程能力和工程素质。

改革实践教学评价方法。过去学生工程实践的考核评价方法大多都是采用单一的考试来进行评价，现在采用“多方式+多渠道”的考核评价机制，学生最终评分考核指标包括：课堂作业、技能大赛、综合性实操作业、创新创业大赛、阶段性测验、团队测试、科技作品等，能最大限度反映学生的创新、实践能力，同时也能彰显因材施教的教育理念。

3 结语

党的二十大报告明确指出现代职业教育体系建设和改革发展方向，要继续大力推进“产教融合”。通过机械类专业交叉学科创新工程实践研究与探索，拟完成：

（1）构建满足新工科要求的面向大学生创新工程实践的平台以及课程体系；

（2）统筹安排适当的创新工程实践教学中线上-线下比例分配，以引导大学生自主学习，使学生成为实习的主体；

（3）摸索创新工程实践教学中的科学管理方法与具体实施策略。

参考文献

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