新工科机械人才创新应用能力培养探索

李杨，张学峰，王永琪，梁丽萍，杨发展

（1.青岛理工大学（临沂） 机械与电子工程系，山东临沂 273400；2.青岛理工大学 机械与汽车工程学院，山东青岛 266520）

《中国制造2025》提出要推动我国在2025 年迈入制造强国的行列。人才是推动社会经济发展的动力，要实现制造强国的目标，机械工程类创新人才的培养至关重要。探索新的机械工程人才培养模式对促进经济社会发展和人才的全面发展具有积极作用，能够推动我国工程教育从“科学范式”回归“工程范式”，并在此基础上进一步丰富我国高等教育机械工程类创新人才培养的相关理论研究和实践，为高校工程教育的发展提供可借鉴的经验。在此背景下，研究机械工程类创新人才的培养不仅具有重要的理论价值，而且具有重要的应用价值。随着技术革命以及新兴技术的快速发展，现有的工科教育体制需要紧密跟随社会经济发展需求而改革。此外，为了实现培养满足制造业发展以及社会需求的工程创新型人才的目标，高校需要着重培养机械专业人才的综合创新能力[1]。综上所述，高校需要重视培养和提高机械专业人才解决实际工程问题的能力。

本文以国家需要、行业产业要求、地区需要为指导，结合学校定位和专业特色，以学生为中心，以产出为导向，制定培养方案、建立新工科背景下机械专业人才培养模式，为实现国家“十四五”规划和 2035 年远景目标助力[2]。

1 建立教学体系

1.1 “四位一体”课程体系

应用型本科院校在制定课程计划时应注意课程的跨学科性，删除重复的内容，增加能够为学生未来职业发展服务的内容，提升课程的综合性和交叉性[3-4]。为满足经济社会发展和高等教育改革的需要，以“三全育人”方法论、协同论等相关理论为依据，在比较研究国内高校育人模式的基础上[5-8]，深化对新工科背景下“三全育人”协同机制的研究，创新课程体系，形成“四位一体”课程体系，见图1。

“四位一体”课程体系以学生能力发展为中心，坚持“加强基础、提高素质”“强化实践、合作培养”“发展个性、注重创新”“整体优化、凸显特色”的原则，按照“平台+模块+自主个性化学分”的基本思路构建，课程分为通识教育类、专业教育类、实践教育类、创新拓展类。主要课程除了机械专业学科基础课程如理论力学、材料力学、电工技术、机械制图、工程化学等以及专业核心课程如机械设计、机械原理、机械工程材料、金属工艺学、互换性原理与测量、工程传热学等以外，还根据学校所在区域经济社会发展特色设置智能制造方向、高端装备方向、智能农机方向专业选修课。通识教育课程可以提高学生的综合能力，专业教育课程能够提升学生的专业理论水平，实践教育和创新拓展课程可以使学生在课程设计、实习以及学科竞赛中提升专业实践能力。

1.2 “三纵三横”实验实践教学体系

在新工科建设背景下，企业和研究院所等机构对高校生“双创”能力的要求逐步提高，作为培养专业人才的应用型地方高校，探索新工科背景下能够有效提升应用型人才“双创”能力的培养模式迫在眉睫[9-10]。实践课是提升学生工程实践能力的重要方式，搭配相应的教学方法，可以有效优化学生的知识、能力及素质结构。实践课程是新工科建设背景下工科专业课程体系革新的主要方向[11]。以国家战略需求、行业产业要求、地区需要为指导，结合学校定位和专业特色，以学生为中心，以产出为导向，实施“三纵三横”“实践分层”模块化改革，以“基础、综合、创新”为纬，以“内容、方法、目的”为经，构建图2 所示“三纵三横”实验实践教学体系。该系统主要包含三个模块，其中，基础实验模块主要包含各个通识课程实验，该模块在培养学生综合能力的同时将实验的规范化、可视化以及信息化的特点教授给学生；综合试验模块包含各门专业课程的课程设计、毕业设计以及专题研讨等，结合虚拟现实技术对学生实践能力进行个性化和开放性培养；研究创新训练模块的主要内容是各类学科竞赛，将学生的实践能力应用在工程中，增强学生所学知识的实用性，同时培养学生的协同合作能力。

图2 “三纵三横”实验实践教学体系

1.3 “六位一体”学业指导体系

构建“全员参与，六位一体”的学业指导体系。围绕培养目标和毕业要求达成，构建“全员参与，六位一体”的学生学业发展指导跟踪体系，并为学生提供个性化学业指导，见图3。

图3 “六位一体”的学业指导体系

“全员参与，六位一体”的学业指导体系具体指：教学副主任负责本科生教学管理、指导教学办公室工作；学业导师开展学业规划、科研训练；专业教师进行专业教育等学业指导；辅导员负责学生日常事务管理，指导班委会建设，配合任课教师教学；班主任开展纪律约束、心理健康教育、学术讲座等学业指导；朋辈志愿者与同学进行学习交流，心理沟通。

2 建立人才培养模式

产教融合协同育人机制的运行过程主要是企业参与高校的人才培养工作，承担部分育人职责，评价工作应由高校和企业共同开展，既能提升企业的参与度，又能增强企业教师的责任感和使命感[12-13]。结合学校一流本科专业，兼顾学校所在区域产业特色，特别是当地的林业机械、五金机械等产业，特色学科应围绕特色产业进行学科建设，以新时代客观要求引导学科发展，对培养高端装备制造业现代应用型人才进行探索与实践，构筑符合地区产业发展的新工科机械人才“13336”培养模式，见图4。

图4 新工科机械人才培养模式

新工科机械人才“13336”培养模式具体内容如下。

“1”：构建一个多元化产学研育人平台。通过校地合作、校企合作、军民融合、国际合作，由多元主体共同构建“生产实训、技术创新、成果转化”一体化产学研育人平台，将平台汇聚的生产科研设备和项目、工程技术人员、企业文化等资源融入人才培养全过程。

第一个“3”：“三对接”构建人才培养方案。依托平台发挥新技术研发与应用等前沿性、实战性和创新性优势，以“专业设置对接产业发展、人才培养规格对接岗位职业标准、教学内容更新对接技术进步”的“三对接”构建人才培养方案。

第二个“3”：“三进入”升级人才培养方法。以“推行教师进平台、学生进项目、教学进现场”的“三进入”，升级“教”与“学”方法，全面提高教师工程实践能力、学生实践能力，增强学生创新意识。

第三个“3”：“三反馈”人才培养持续改进。学生反馈教学成果，教师反馈教学质量，企业反馈学生职业能力、创新能力和应用能力。结合三方反馈，综合反映学生在专业水平、专业能力、社会能力以及持续改进能力等方面的培养结果，并根据反馈持续改进。

“6”：是指“全员参与，六位一体”学业指导体系中的6 个主体。

通过构建“13336”人才培养模式，培养机械专业创新型、应用型人才，实施“辅导员+班级导师+教授（博士）”协同管理制度，建立博士工作室、举办学科/技能大赛，导师引路、教授（博士）引领，培养具有良好的人文、学术和工程素养，具备较深厚的基础理论和扎实的机械类专业知识，较强的专业技术能力、工程创新能力，富有社会责任感和团队合作精神，具有国际视野和终身学习能力，能够在机械工程相关领域从事设计制造、研究开发、生产管理等方面工作的创新型、应用型复合人才[14]。

3 结语

本研究致力于解决当前机械类人才培养与行业需求不匹配的问题，所建立的人才培养模式经过实践证明：学生的创新能力和应用能力大幅提升，教师教学理念更新，教学能力显著提升，课堂教学质量和教学效果明显提高；与企业沟通顺畅，提高了企业人才需求和学校人才培养的契合度，提高了毕业生的就业率；根据学生、教师以及企业三方反馈，及时调整教学目标和人才培养方式，保证教学持续改进，形成教学闭环，培养新工科创新型、应用型机械专业人才。