地方高校传统机械类专业新工科转型发展的人才培养模式探索与实践

尚会超 王洁 付晓莉

[摘 要]针对当前国内外新经济快速发展对机械类专业人才的需求变化，解决传统机械类专业发展中存在的问题，实现与新经济、新产业、新需求相适应的新工科转型发展，对此，该文基于“融合创新”的新工科建设途径进行了探索与实践。通过理念融合、专业融合、课程融合、培养模式融合、创新实践融合等途径，达到新工科特色方向凝炼与特色实践平台建设的创新，推动传统机械类专业的新工科转型升级目标实现。经过实践，研究对象专业的新工科转型发展取得了显著成效。

[关键词]新工科;机械类;转型发展

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）44-0-03[收稿日期] 2020-04-10

一、引言

当前，世界范围内新一轮科技产业革命加速进行，综合国力竞争愈加激烈。国家实施“创新驱动发展”“中国制造2025”“互联网+”“人工智能”等重大战略并推进“一带一路”合作倡议，以“新技术、新业态、新产业”为特点的新经济发展日新月异，这种快速发展对具备更高的创新创业能力和跨界整合能力的新型工科人才支撑需求迫切[1]。机械类专业作为传统工科专业，是不少地方工科院校的传统优势专业，但是面对新一轮科技革命和产业变革的冲击，如果不能快速转型升级发展，那么在新经济形势下，必将在学生培养质量、毕业生创新能力与工程实践能力、毕业生就业领域、招生宣传、校企合作等多方面出现困难和问题，影响到学科和专业的长远发展。

本文以中原工学院的机械类专业为研究对象，针对当前国内外新经济快速发展对机械类人才的需求变化，充分考虑专业类兼顾机、电、管、艺学科领域，并具有纺织行业特色的特点，以专业认证“学生中心、成果导向、持续改进”的质量理念和新工科“创新型、综合化、全周期”的工程教育理念重塑各专业人才培养体系，通过对学科通识教育与专业教育、分专业课程体系与交叉课程模块、常规人才培养模式和订单式项目式校企协同育人、创新创业教育与“以赛促能”实践、传统课堂教育与线上线下混合式教学等教育教学要素的融合创新，促进新工科元素与传统工科特色方向的相互融合，最终推动新工科特色方向凝炼与特色实践平台建设的创新，实现传统机械类专业的新工科转型升级目标。

二、地方高校机械类工科专业现状

在“新工科建设”的分类规划实施中，地方本科院校与工科优势高校、综合性大学相呼应，但在师资力量、教学设施、经费支持、生源质量等方面均无法与另两者相比，在教育理念、培养目标、课程体系、教学模式、国际化等方面也存在较大差距[2]。

本文的研究对象—中原工学院机电学院是在原郑州纺织工学院机械系基础上发展起来的，带有较为浓厚的纺织机械行业背景。目前开设机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程、工业设计等4个机械类本科专业和工业工程1个近机类专业。其中机械设计制造及其自动化专业为国家级综合改革试点专业、国家级特色专业;工业设计专业为河南省特色专业。各专业传统的培养方向包括机械制造工艺及装备、纺织机械、机电测控、汽车设计与制造、车间优化管理、工业产品设计等。实验教学平台建有河南省实验教学示范中心2个，河南省虚拟仿真实验教学示范中心1个，实验仪器硬件条件良好。招生生源面向全国，本省生源占一半左右。就业去向除了本省企业外，多集中在东部沿海的江浙、山东和南方的深圳、珠海等地，就业率在学校排在前列。

虽然近年来随着学校的发展，专业类在专业建设方面也取得了一些成果，但仍存在不少问题，主要表现在：人才培养和教育理念相对滞后，工程教育专业认证和国际化教育工作迟钝;面向“大工程观”的课程体系建设不够完善;“工业互联网”和“智能制造”为代表的新思维在课程内容中体现不足;学科专业间知识交叉融合不足，学生工程实践能力与创新创业能力培养不够;“学习为中心”的教学模式改革不够深入;信息化技术在教育教学中的应用不够广泛;融合新技术、新产业的专业特色实践平台较少;具备高的工程素养、实践教学能力、学科交叉融合能力的双师型师资紧缺等。

三、新工科转型发展的途径探索与实践

为了解决上述专业发展中存在的问题，实现与新经济、新产业、新需求相适应的传统机械类专业的新工科转型，我们开展了如下的“融合創新”途径探索与实践。

（一）融合专业认证“学生中心、成果导向、持续改进”的质量理念和新工科“创新型、综合化、全周期”的工程教育理念，加强思想认识与教育理念

持续开展“学生中心，成果导向，持续改进”的质量理念的贯彻实施[4]，对机自、机电、车辆三个专业依据机械工程类专业国际认证标准和机械类专业补充标准，对工业设计和工业工程专业按照国家本科专业质量标准要求并参考国内优势专业院校培养方案，进一步优化专业人才培养目标和培养标准，重构课程体系结构，重点是构建核心课程评价指标体系。按照新工科“创新型、综合化、全周期”的要求，通过培养方案的制定、教学大纲的撰写、线上线下混合式教学改革、加强过程性考核制度的推行，推动专业认证理念在机械类专业得到全面的贯彻和实施。

（二）融合基于大类培养的学科通识教育和因材施教的专业教育，加强机—电—管—艺学科交叉，提高学生综合素质

在人才培养的前三个学期实施机械类（机自、机电、车辆）专业大类培养，打通专业类基础课程平台，为学生奠定机械工程学科良好的理论基础。大一开设机械工程概论课程，加强学科通识教育，为学生专业分流和专业阶段因材施教打下良好基础。专业阶段推动机械类的选修课程平台建设，将智能制造、工业互联网、人工智能、物联网技术等新工科元素融入课程内容。加强工业设计、工业工程专业的机械工程基础课程优化整合。推动工业设计专业向绿色、智能、协同设计方向发展;推动工业工程专业与物联网、大数据、智能车间管理等新技术的对接。加强主要专业基础课程的网络教学平台建设，推动教育信息化在专业教学中的应用。加强机—电—管—艺学科专业之间的交叉融合，开设院内交叉课程模块，提高学生综合素质。

（三）融合常规人才培养模式和订单式/项目式人才培养模式，加强校企合作协同育人，提高学生工程实践能力

加强对地方产业和相关行业机械类工程科技人才的需求调研，掌握产业发展最新的人才需求和未来发展方向，研究专业与区域经济发展的适配性，立足地方高校服务地方经济转型发展的基本要求，梳理人才培养新观念，打破以课堂教学为中心的教学方式，强化企业育人作用。加强与行业企业的育人合作，针对工程类专业（机自、机电、车辆）、设计类专业（工业设计）、管理类专业（工业工程）分别探索校企合作人才培养的“订单式课程”“设计项目合作”“管理项目合作”等不同的培养模式探索，加强联合育人过程中的培养方案优化、管理制度完善和深度校企协同。积极承担教育部产学合作协同育人项目，利用企业资源建立一批师资培训基地和学生实践基地平台。

（四）融合创新创业教育与以赛促能实践活动，全面实施“六个一工程”，提高学生理实结合与协同创新能力

进一步推广实施河南省教育教学改革项目《“以赛促能”创新实践培养平台建设及管理模式研究与实践》成果，全面实施“六个一工程”：完善一个体系—实践教学体系;构筑一个平台—“以赛促能”机制下的创新实践培养平台;建立一个系统—“学科竞赛”综合系统;培养一个团队—实践教学指导教师团队;获得一批成果—具有代表性的高水平学科竞赛奖;实现一个目标—培养学生基于工匠精神的创新能力。对专业导师制的执行过程进一步加强组织优化，提高有效指导;对创新工作室、学科竞赛的成员选拔与团队组建坚持跨学科、专业、班级，引导学生知识交叉、团队合作、协同创新。

促进新工科元素与传统工科特色方向的相互融合，最终推动新工科特色方向凝炼与特色实践平台建设的创新

针对不同专业特点，结合“新工科”要求，增强、引入、融合“中国制造2025”中明确提出的智能制造、高端制造装备、工业机器人、激光加工、新能源汽车、“物联网”、数字化车间、绿色设计、数字化设计等相关技术、理念和实验装备到传统机械类专业方向，凝炼培育机械类专业新工科特色方向。依托实验室建设、企业创新实践基地建设，为工程教育相关利益者搭建平台，打造不同专业新工科特色实践平台。

四、转型探索與实践取得的效果

（一）专业认证理念得以贯彻实施

按照专业认证标准制定专业培养方案，从2017级机械设计制造及其自动化专业，2018级机械类专业培养方案（含机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程），到2019级机械类、工业设计、工业工程专业培养方案和课程大纲，经过三年时间，专业认证理念在我院5个机械类、近机类专业贯彻实施。

（二）以赛促能创新创业活动取得突出成绩

近三年，并院机械类专业学生在“互联网+”“挑战杯”、机械创新设计大赛、智能汽车竞赛、中国工程机器人大赛、中国智能制造挑战赛等各类竞赛共取得各类国家级竞赛奖励73项、省级竞赛奖励133项。其中在全国大学生机械创新设计大赛、“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、“恩智浦”杯智能汽车竞赛全国总决赛、“西门子杯”中国智能制造挑战赛、中国工程机器人大赛等比赛中均取得全国一等奖。学院推行竞赛学分，院级竞赛学生覆盖面100%，推行专业导师制与创新工作室制度，学生创新实践能力得到显著提升。成果被人民网、光明日报、大河报等多家新闻媒体、网站报道。

（三）校企联合育人模式探索进一步深入

与深圳明阳电路联合开展卓越工程师人才培养，在2018届、2020届机自、机电、工业工程等专业选拔学生44名进行订单式课程培养，人才培养质量受到企业好评。与翔宇医疗合作开展卓越设计师人才培养，工业设计专业学生连续两年在企业开展暑期设计实践，开发设计作品数十项，部分作品转化的产品参加了国际医疗设备展，合作申报河南省智能康复设备创新中心并取得成功。专业教师还承担教育部产学合作协同育人项目9项，建成了一批师资培训基地和学生实践基地平台。

（四）机电管艺学科专业交叉融合初见成效

为促进机、电、管、艺学科专业交叉融合，2019年起在机电学院5个本科专业分别设立交叉课程模块，充分融入先进制造技术、现代测量技术、现代产品设计技术、物联网、车联网、新能源汽车等新经济、新技术元素，鼓励各专业学生交叉选课，拓宽专业领域和知识面，提高学生综合素质。2019年度，机电学院内部交叉模块选课学生达到398人次。在挑战杯、互联网+、机械设计创新、智能汽车、工程能力训练、高教杯制图大赛等全国大赛中，我院学生多是跨专业联合组队，专业交叉融合的团队效应初步显现。

（五）新工科特色方向与实践平台融合创新取得阶段成果

机自专业打造“精密制造+非织造装备”特色方向，建立郑纺机先进纺织装备实践基地。机电专业打造“工业机器人+激光增材制造”特色方向，建立浙江大学山东枣庄工研院实践基地。车辆专业打造“新能源汽车+汽车电子”特色方向，建设森源鸿马和跃博电器实践基地。工业工程专业打造“工业物联网+车间信息化”特色方向，建立郑州女裤企业践基地。工业设计专业打造“产品创新设计+康复医疗”特色方向，建立安阳翔宇医疗实践基地。

五、结论

本文对传统机械类专业的新工科转型升级进行研究，给出了传统机械类专业新工科转型发展的思路与实现途径，从“融合创新”的角度，将工程教育专业认证的质量理念与新工科的工程教育理念相结合，以提高学生完成实际工程项目，解决复杂工程问题能力为目标，突出学生中心地位和综合能力培养，交叉融合新工科元素到传统机械类工程教育各要素，使之能够互补匹配、互相支撑，从而在专业特色凝炼与实践平台建设中实现整体性、系统性的质量提升。通过三年来的实践，在研究对象专业建设中取得了明显的效果，两个专业获批河南省首批一流本科专业建设点，一个专业获得省级专业评估第一名，取得相关省级教学工程项目和教学成果8项，机械类各专业的新工科特色凝练与特色实践平台建设取得阶段性成果。

参考文献

[1]王淑坤，李学光，王金龙.新工科背景下传统机械类本科专业建设的若干思考[J].吉林广播电视大学学报，2020（01）：1-2+55.

[2]高焱，耿纪莹，周君.应用型地方高校科教融合教育模式研究[J].科教导刊（下旬），2019（12）：15+17.