高端需求为导向机电复合型人才高等教育创新培养模式探究

谭季秋 刘军安 王少力

摘  要：随着中国制造业的转型升级，工业物联网、工业互联网及其跨界融合取得突破式发展，以“中国制造2025”“工业4.0”为工程背景的大数据、智能制造、工业机器人等新工科专业飞速发展，社会对高校复合型人才的培养提出了更高的要求。本文分析了湖南工程学院机械电子工程专业在教学改革中，人才培养模式如何适应社会发展需求、与时俱进改革与创新的问题;在机械电子工程专业复合人才培养模式的教学改革中，人才培养计划的优化、校企深度融合、课程思政等一系列教学改革与创新模式的探究与实践;介绍了机电专业课程设计等实践环节中的“探究式教学法”“迭代式教学法”的实施与效果，以期对提高机电复合型人才的综合实践能力，推动高等教育实践教学改革产生重要的示范和指导作用。

关键词：机械电子工程专业;教学改革;复合人才培养;探究式教学法;迭代式教学法

中图分类号：G64    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）30-0074-03

当前，针对“工业4.0”、智能制造、“中国制造2025”的高端人才培养需要，打通学科人才培养的屏障与壁垒势在必行。以“工业4.0”、智能制造、“中国制造2025”工程教育为背景的新工科，对高校人才的培养提出了新的要求[1]。机电类专业的高等教育复合型人才培养，必须满足中国制造行业转型升级的行业需求。为攻克复合型人才培养难关，主动积极解决各部门、机构间存在的条块分割、缺乏统一协调、严重影响产学研合作成效的问题，学校与科研院所、行业企业通力合作，汇集三方资源，重新构建了集教育、培训、研究、服务于一体，科研与教学互动的多功能、创新型、复合型智能与智造产业学院育人模式[2]。

一、破除行政壁垒，完善四链融通

湖南工程学院实施工程教育近70年，在地方高校中率先确立“应用型本科”的办学定位，始终强调应用型卓越工程师人才培养的核心定位。2017年以來，学校已全面展开新工科2.0版办学模式，践行国家新工科高端人才培养理念，创新并实践了“政、产、学、研、用”办学模式，把地方政府、行业部门、科研院所、国有企业多方优势资源汇聚起来，完善产学融合、校企合作的协同育人模式，构建了集教育、培训、研发于一体的共享型协同育人新工科实践平台，把“教育链、人才链、产业链、创新链”四链融通，以实现校企双赢、岗位实训、解决复合型人才培养难的问题， 为增强高端机电复合型人才培养优质产出，课题组在学校教学主管部门支持下，进行了如下具体行政融通与教学改革措施[3]：

1. 老师队伍“请进来，派出去”。学校在智能与智造创新创业学院内部设立若干企业教师专岗和产业教授专岗，吸纳企业技术人才和管理人才到学校任教，有计划地派遣相关专任教师到企业实践锻炼和挂职工作。

2. 优化与重组教师结构。该校促进“四链融通”，打造了一支由“校内专业教师+创新导师+创业导师+企业导师”构成的导师队伍，将产业链中的资源需求、人才技术、项目研发等要素融入人才培养全过程，融合“理论基础+专业方向+产业方向”的专业教育链和“创意能力+创新能力+创业能力”的创新培养链，构建“对接—渗透—交融”的共享共赢运行保障机制。

3. 开放式教学模式。学校展开校企教师联合授课，打造高素质“双师型”教学团队，构建一支工程教学能力强的三维立体教师队伍。目前学校已聘请149名高水平企业专家担任新工科2.0人才培养的企业导师，邀请277家企业深度参与新工科复合型人才的联合培养。

4. 校企联合落到实处。学校机械电子工程专业大三到大四的所有实践环节都有企业专家全程参与并授课，为每项目前百分之十的优秀学员免费颁发证书，由此提高了学生的成就感和就业优势。

二、构建“四链融通”的新工科人才培养机制

近年来，学校为激活产学研深度融合的教育资源，主动将人才链和教育链对接产业链和创新链，构建了四链融通的新工科人才培养良性循环体系。除了获批机器人工程、人工智能等5个机电复合型新工科专业外，学校积极改造和升级了机械电子工程专业、机械设计制造及其自动化等6个传统工科专业，积极申报省级和国家级双一流专业。

机电复合型人才培养、机械电子工程专业的升级与改造，不但是学校新工科2.0版本的专业实践和教育依托主体，更是校企合作研发和协同创新的科研合作硬平台。其人才的特点必须是“产、学、研、创、转、用”六位联立一体。人才培养模式的特点是必须让学生快速成才、必须让专业教师健硕成长、让学校办学获得长远利益、让企业真正获利，实现四元共赢的良好局面。

在教学改革与实践中，如何积极发挥政、校、企多维主体的协同作用，引导建立优势互补、利益共享、协同高效、风险共担的运行保障机制，形成凝心聚力、资源优化、协同创新的发展合力，课题组做了很多积极有益的尝试，以助力企业对人才的发展需求，取得了可喜的成效。

1. 与高新企业、高新行业密切合作。机电复合型人才培养，已完善构建出以“教学科研新工科协同关系”为内核的实践环节教学体系，以对接产业与行业需求。为助力行业发展，学院管理部门、专业教研室与大疆、粤嵌、上海数造、山河智能等多家企业制定切实有效的教育实训、就业服务合同，为企业发展量身定制人才。

2. 强化、优化人才质量。该校以助力学生成为行业栋梁之材为本、坚持复合型能力产出为导向，对接数字制造、智能制造企业，由企业专家对学生进行项目专业培训，为项目前10%的优秀学员发放优秀学员证书。根据企业需要进行为期1个月左右的专业方向培训，培训中不会增加学生经济负担，经过培训的学生实习期满后收入在0.8万—1.5万以上，企业、学生签订双向选择协议，达成了学生的就业目标后学生再支付少量的专业培训费用。培训效果明显，既提高了学生就业率和工资收入，也为企业培养了急需的高质量人才。

3. 学生积极参与课题项目的联合攻关。该校从大一学生的专业认知实习开始，向学生发起科学实践总动员，成立兴趣小组，开放所有机电实验室，进行实验器材培训，由学生参与实验室管理，免费提供部分实验器材等，学生的动手能力、科研兴趣、科研水平大大提高。学生与导师一起发表的科研论文、一起申报的专利数量明显提升。

三、机电复合型人才培养模式与过程实践

（一）结合办学定位，优化人才培养方案

机电类学科专业是融合自动化、机械工程、计算机科学与技术、微电子科技、控制工程、人工智能、高等数学与尖端物理等学科的前沿交叉学科。湖南工程学院机电类复合型人才培养，一直坚持学科的前沿性与工程导向性，采用个性化培养模式、多学科导师指导下的项目制教学，利用递进式实践教学，培养学生自主学习、科技创新等综合能力与素养[4]。湖南工程学院机械电子工程专业项目制的人才培养方案如下图所示。

（1）第一、二学期，每学期核心课程2—4门，课程总数不超过5门，大学四年贯通迭代式教学实践环节设计。

（2）第三、四学期每门核心课程中融合多类型课程环节与多学科知识能力，采用项目式教学。

（3）每学年进行项目制教学成果展示、考核与教改迭代。

（4）从基础到专业、从简单到复杂，关注教学与产业的能力提升，通过实验室管理、学科竞赛、创新创业、专业培训等多种方式提升实践能力。

在新的人才培养方案中，专业基础知识与前沿创新能力并重，充分发挥了湖南工程学院工程学科群的多学科交叉优势，以“4+4”的人才模式培养为特色，在前4个学期紧密结合机电学科方向进行多学科融合教学改革，夯实专业基础，之后的4个学期，根据每一位学生的发展目标制定个性化项目制培養方案，培养其创新能力[5]。

（二）整合教学内容，重构课程教学体系

为增强机电类复合型人才培养要求，该校在教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行系统改革。该校重构了课程教学内容（如图2所示），以达成以下课程改革目标：在课程设计中力求与机电专业的企业人才素质需求相结合，突出专业特色;在课程教学过程中注重理论联系实际，重点培养学生解决专业问题的能力与动手能力;用多目标、多形式考核代替单一课程考试，注重学习过程和效果，培养高素质、创新型人才。

（三）整合实验与实践教学环节，实现项目驱动迭代式教学

迭代式教学是通过不断反馈教学过程的活动，分析总结经验，进而不断修正教学计划并重复实施的循环改进过程。本研究将机械电子工程专业大三、大四的课程设计，整合了机电液综合课程设计（三周）、PLC课程设计、单片机课程设计及生产实习等实践环节。本研究在机电专业课程设计中设计了多个项目，如智能小车、无人机、3D打印等，每个项目都有智能制造企业工程师亲自授课，由项目导师共同指导。在具体实施迭代式教学活动的过程中，教师一定要把握好有限的课程设计时间，把握好教学过程的探讨，通过不断的循环实践来发现教学过程中存在的问题，修正教学方案，不断学习反思以寻求利于学生的最佳措施。

四、结语

目前，我国的高等教育正处于全面深化改革的过程中。在“互联网+”的背景下，大数据、云计算等信息技术与高等教育深度融合，在教育资源数字化进程中取得了长足发展。本文是湖南工程学院机械电子工程专业人才培养机制和培养模式改革的探讨与经验总结，目的是培养大学生掌握一定的专业技能，锻炼思维方式与方法，养成不断学习的心态，并锻炼其创新与适应能力。实践证明，在该校机械电子工程专业的教学改革中，校校合作、校企合作，高质量的产教融合在培养满足社会需求的高质量人才方面发挥了重要作用，能更好地满足学生个性化的学习需求[6-7]。

参考文献：

[1] 谭季秋，彭小敏，陈小异. 成人高等教育机械专业机电液综合能力培养的研究与实践[J]. 教育教学论坛，2014（36）：194-196.

[2] 陈岳堂. 湖南工程学院：构建“四链融通”的新工科人才培养模式[N/OL]. 光明日报. 2020-10-27（16）. https：//epaper.gmw.cn/gmrb/html/2020-10/27/nw.D110000gmrb_20201027_3-16.htm.

[3] 陈岳堂. 湖南工程学院 “新工科”：探索产教融合机制路径[N]. 中国教育报，2020-11-23（10）.

[4] 魏航信，周莹. 基于工程教育认证的机械电子工程专业教学改革[J]. 河南教育（高教），2019（07）：86-88.

[5] 王琨，陈海卫，蒋毅，等. 机械电子工程专业本科教学改革的创新与实践[J]. 教育教学论坛，2020（28）：179-180.

[6] 张军，李妍. 新工科背景下的“产教融合、校企联合”创新型人才培养机制建设——以河北工业大学人工智能与数据科学学院为例[J]. 教育现代化，2019（11）：9-10.

[7] 于雷. 基于产教融合的机械电子工程专业应用型人才培养改革与实践[J]. 长春工程学院学报（社会科学版），2018，19（01）：133-135.

（责任编辑：胡甜甜）