新工科背景下機(jī)械類人才培養(yǎng)探析

周宏根，鐘 偉，張春燕，管小燕

（江蘇科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212100）

引言

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、新能源、新媒體等技術(shù)的迅猛發(fā)展，新一輪產(chǎn)業(yè)革命在全球范圍內(nèi)方興未艾。高校肩負(fù)著向國家輸送合格人才的重任，其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式必須匹配并引領(lǐng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，才能滿足日新月異的社會需求。在這種背景下，國家提出高校要進(jìn)行新工科建設(shè)，著眼于面向未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，著力推動學(xué)科交叉融合和跨界整合。

新工科建設(shè)以智能制造、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人等科學(xué)技術(shù)用于傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造，其目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有跨界整合能力、道德素養(yǎng)高尚的新型多元化卓越工程人才［1-3］。探索如何將思想政治、新技術(shù)、新理念、新方法融入教學(xué)中成為工科高等教育迫在眉睫的事情。當(dāng)前，機(jī)械學(xué)科與信息、材料、控制等學(xué)科廣泛交叉，機(jī)械類人才的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)理所當(dāng)然成為新工科專業(yè)建設(shè)改革中亟待解決的問題。

一、機(jī)械類人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

在新工科建設(shè)的大背景下，機(jī)械類人才培養(yǎng)要注重傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)與通信、控制、軟件等新技術(shù)的緊密結(jié)合。然而，由于歷史和國情的原因，我國的工程教育人才培養(yǎng)體系一直在借鑒與模仿中前進(jìn)，教育現(xiàn)狀存在著諸多與新工科建設(shè)不相符的問題。

（一）教學(xué)內(nèi)容落后于社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展

高校機(jī)械學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容與機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，專業(yè)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該是當(dāng)代社會機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前沿精華。然而，現(xiàn)在學(xué)校教給學(xué)生的理念和技術(shù)，已經(jīng)明顯落后和脫離于社會發(fā)展［4］。放眼當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)，三一重工、徐工集團(tuán)等企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，云端部署、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、支持企業(yè)個性化定制、透明化生產(chǎn)等智能化制造模式成為日常，遠(yuǎn)比當(dāng)今高校的教材所介紹的內(nèi)容先進(jìn)［5］。當(dāng)今高校中的大多數(shù)機(jī)械專業(yè)課程還停留在對陳舊、單一的機(jī)械設(shè)計(jì)制造等技術(shù)原理進(jìn)行闡述式介紹，這些與社會前沿發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)的知識體系使得學(xué)生學(xué)起來索然無味，內(nèi)驅(qū)力不足，這顯然與高等教育的初衷相背離。

（二）學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力薄弱

目前高校教育的人才培養(yǎng)模式重理論、輕實(shí)踐。重視理論學(xué)習(xí)，輕視與考試關(guān)系不大的實(shí)踐創(chuàng)新能力的思想根深蒂固，導(dǎo)致學(xué)生不習(xí)慣“動手”，而習(xí)慣“看書”。此外，高校人才培養(yǎng)模式中，實(shí)習(xí)實(shí)踐的機(jī)會不充分，鮮有與先進(jìn)的、前沿的產(chǎn)業(yè)直接聯(lián)系：一來企業(yè)由于完成自身生產(chǎn)任務(wù)的需要，沒有足夠時間或沒有相關(guān)接待人員接收來實(shí)踐的學(xué)生；二來學(xué)校實(shí)習(xí)實(shí)踐經(jīng)費(fèi)有限或企業(yè)檔期不合，不能聯(lián)系到機(jī)械“龍頭”企業(yè)給學(xué)生展示先進(jìn)智能制造的生產(chǎn)模式；三來學(xué)生即使到了實(shí)習(xí)工廠，也不敢輕易親自上陣“動手”探索，這樣“走馬觀花”的實(shí)習(xí)實(shí)踐導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的發(fā)展受到制約。

（三）教師“理論教學(xué)+實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)”綜合能力不足

教師是高校人才培養(yǎng)的核心力量，師資能力的高低直接影響著人才培養(yǎng)的成效。目前，高校的一線教師特別是老教師，他們所學(xué)的內(nèi)容、知識體系達(dá)不到多學(xué)科知識交叉融合的要求。新工科背景下機(jī)械學(xué)科應(yīng)注重傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)與信息通信、電子控制、軟件設(shè)計(jì)、材料等新技術(shù)的緊密結(jié)合，不僅理論知識重要，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更加重要。雖然部分年輕的教師理論知識能與最新技術(shù)接軌，但缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，達(dá)不到新型理論前沿+經(jīng)驗(yàn)豐富的“雙師型”教師的要求。師資能力的不足直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不到前沿的綜合性知識，影響教學(xué)質(zhì)量。

（四）部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度敷衍

學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后學(xué)習(xí)環(huán)境相對輕松自由，導(dǎo)致有的學(xué)生學(xué)習(xí)方向不明確，學(xué)習(xí)態(tài)度敷衍，逃課、掛科等情況司空見慣。尤其是當(dāng)前教學(xué)模式多樣，慕課教學(xué)、移動學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)互動等線上學(xué)習(xí)形式讓學(xué)生更多地可以利用網(wǎng)絡(luò)在宿舍、校外、非上課時間進(jìn)行多形式的學(xué)習(xí)。新的學(xué)習(xí)模式給學(xué)生帶來了一系列好處，如隨時隨地自由自在學(xué)習(xí)；網(wǎng)絡(luò)資源豐富、精美，課程的趣味性強(qiáng)；對于難以理解的晦澀知識點(diǎn)或感興趣的內(nèi)容可以重復(fù)觀看。但是，有些自律性欠佳的學(xué)生上課時僅僅掛在網(wǎng)上，連基本的上課時間都沒有保證。

（五）忽視思想政治元素在專業(yè)課教學(xué)中的滲透

國家建設(shè)需要的不僅僅是工作能力強(qiáng)的人，還需要德行高尚，即德才兼?zhèn)涞娜?。新工科建設(shè)要求高校教育培養(yǎng)出業(yè)務(wù)能力上能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)的時代新發(fā)展，道德水準(zhǔn)上具備愛國主義情懷、職業(yè)操守、人文價值觀、奉獻(xiàn)精神等良好素養(yǎng)的綜合型人才。機(jī)械工程專業(yè)一貫強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)理論，操作技能專長方面的教學(xué)，往往忽視了課程思政元素。這不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

（六）考核方式單一陳舊

工科不同于理科，理科注重理論研究，工科注重實(shí)際應(yīng)用。作為將多學(xué)科的知識、技術(shù)糅合在一起的新工科更加注重學(xué)生將知識應(yīng)用于實(shí)際的應(yīng)用能力。目前，高校教育的絕大部分工科課程的考核方式是仍采用試卷考試的形式來考查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。這樣一方面會誤導(dǎo)學(xué)生理論知識的掌握比生產(chǎn)實(shí)踐創(chuàng)新能力重要，使得學(xué)生輕視實(shí)踐創(chuàng)新能力的提升；另一方面給教師教學(xué)造成誤導(dǎo)：既然課程考核是“試卷考試”，那么在實(shí)際教學(xué)中就會強(qiáng)調(diào)理論知識的記憶或推理，而忽視其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

二、新工科建設(shè)對機(jī)械類學(xué)生的能力和素養(yǎng)要求

新工科的知識體系知識面廣、領(lǐng)域深、難度大、集成度高。機(jī)械類學(xué)生不僅要掌握傳統(tǒng)機(jī)械學(xué)科的專業(yè)知識，還要涉獵計(jì)算機(jī)、電子通信、金融、國際貿(mào)易、人文社科、管理學(xué)等學(xué)科的知識；不僅“卷面考試”能力強(qiáng)，道德素養(yǎng)、分析和解決問題的能力、動手能力、創(chuàng)新能力、與人交往的情商等方面都不能跛腿，要實(shí)現(xiàn)全面綜合發(fā)展。

（一）道德素養(yǎng)

學(xué)生時期是人生的“拔節(jié)孕穗期”，在這一時期，他們接受新事物的能力最強(qiáng)，思維最為活躍，“三觀”逐漸成熟，如果沒有教給他們正確的思想、給予他們正確的引導(dǎo)，那么其后果不僅影響個人發(fā)展，更重要的是會對國家、社會造成不可挽回的損失［6］。只有有了良好的道德素養(yǎng)和高尚的家國情懷，學(xué)生心中充滿了正向、積極的能量，才能為中華民族偉大復(fù)興之中國夢的實(shí)現(xiàn)盡心盡力［7］。

（二）自主積極學(xué)習(xí)的能力

新工科涉及學(xué)科多，技術(shù)新，知識體系朝著多元化、深度化的層面發(fā)展，這對學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了新的挑戰(zhàn)［8］。新工科學(xué)生不能滿足于專業(yè)傳統(tǒng)課程，不能滿足于課本，不能滿足于教師指定的內(nèi)容，不能滿足于常規(guī)的學(xué)習(xí)時間，而是要養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，多途徑、跨學(xué)科學(xué)習(xí)，積極關(guān)注學(xué)科及對應(yīng)產(chǎn)業(yè)的前沿資訊，并懂得將它們?nèi)诤显谝黄?，不斷提高自主學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)能力。

（三）實(shí)踐創(chuàng)新能力

工科教育的重點(diǎn)在于學(xué)生學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)知識之后，回歸到生產(chǎn)現(xiàn)場，在真實(shí)的工程項(xiàng)目中能夠解決實(shí)際技術(shù)問題。隨著各學(xué)科高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，要求技術(shù)人員具備更強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力、解決現(xiàn)場生產(chǎn)問題的能力。學(xué)生在校期間可以多參與學(xué)校的跨學(xué)科科研平臺的建設(shè)、教師的橫向/縱向科研項(xiàng)目、國家或省部級舉辦的創(chuàng)新大賽等，不斷擴(kuò)大自己的知識面和提升自己的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（四）團(tuán)隊(duì)精神和人際交往能力

在新工科背景下，團(tuán)隊(duì)合作尤為重要。只有融入團(tuán)隊(duì)并與團(tuán)隊(duì)一起奮斗，與他人協(xié)調(diào)分工，優(yōu)勢互補(bǔ)，風(fēng)雨同舟，才能完成既定的任務(wù)。在合作過程中，不同的人其性格、處事方式、理念等均有所差別，這時就需要學(xué)生抱著合作的心態(tài)，多溝通、多交流、多包容、多站在對方的角度理解他人，具備良好的交際能力才能和諧、順暢地把事情做好。

三、新工科背景下機(jī)械類人才培養(yǎng)的關(guān)鍵問題

新工科建設(shè)要求高校的人才培養(yǎng)模式突出復(fù)合交叉與協(xié)同創(chuàng)新，即側(cè)重跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)人才的培養(yǎng)，同時強(qiáng)調(diào)學(xué)科專業(yè)設(shè)置與產(chǎn)業(yè)發(fā)展對接，這就要求改進(jìn)傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式。筆者結(jié)合我校機(jī)械類人才培養(yǎng)現(xiàn)狀和新工科建設(shè)對機(jī)械類學(xué)生的能力和素養(yǎng)要求，探討人才培養(yǎng)模式中的關(guān)鍵問題如下。

（一）樹立新工科教育教學(xué)理念

教育理念是教育主體在教育實(shí)踐、思維活動、文化積淀和交流中所形成的教育價值取向與追求，是種具有相對穩(wěn)定性、延續(xù)性和指向性的教育認(rèn)識和理想的觀念體系［9］。教育理念是一切教育教學(xué)活動的內(nèi)動力和方向，沒有正確的教育理論的指導(dǎo)，教學(xué)目標(biāo)是雜亂無章的，教學(xué)活動是漫無目的的。所以，要進(jìn)行新工科建設(shè)，首先就要樹立正確的教學(xué)理念。新工科堅(jiān)持以學(xué)生為本，朝著培養(yǎng)能適應(yīng)和駕馭未來的知識結(jié)構(gòu)新、專業(yè)技能強(qiáng)、品德言行優(yōu)的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才方向前行，使培養(yǎng)的學(xué)生能挑起把我國建設(shè)成世界強(qiáng)國的大梁。

（二）構(gòu)建機(jī)械專業(yè)課程新體系

課程是人才培養(yǎng)的基本要素，教學(xué)改革改到深處是課程。新工科教學(xué)要求在精選傳統(tǒng)機(jī)械工程專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，增開與先進(jìn)制造技術(shù)相關(guān)的新興課程，如“計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)”“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”“人工智能技術(shù)及應(yīng)用”“綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)”等，使課程內(nèi)容、體系能反映現(xiàn)代科技前沿水平。此外，應(yīng)加大實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課時，依托高新企業(yè)為實(shí)習(xí)教學(xué)基地，使學(xué)生有機(jī)會實(shí)現(xiàn)與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的無縫對接，學(xué)以致用。各課程間層層相扣、相輔相成，共同構(gòu)成一個能夠體現(xiàn)時代性、前瞻性的科學(xué)課程體系。

（三）加強(qiáng)教師教育教學(xué)能力培訓(xùn)

教師淵博的學(xué)識、豐富的工程經(jīng)驗(yàn)、高尚的道德情操、得體的行為是育人成功的前提。為此，教師不僅要有終身學(xué)習(xí)的理念，不斷補(bǔ)充新技術(shù)、新知識，跟上時代的步伐，還應(yīng)與企業(yè)協(xié)同，積極參與前沿實(shí)用技術(shù)和工程項(xiàng)目實(shí)施等方面的培訓(xùn)與交流，在實(shí)踐教學(xué)中不斷提升自身的業(yè)務(wù)能力，由此打造高素質(zhì)“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建一支工程教學(xué)能力強(qiáng)的教師隊(duì)伍。此外，制訂青年教師企業(yè)實(shí)訓(xùn)方案，將提高教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的意識和能力納入青年教師崗前培訓(xùn)的重要內(nèi)容。

（四）開展線上線下混合式教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)在規(guī)定的時間、規(guī)定的地方師生雙方到現(xiàn)場上課，儀式感強(qiáng)，學(xué)生在教師的眼皮底下學(xué)習(xí)，注意力更容易集中；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不受時間、空間等客觀因素的制約，有利于學(xué)生根據(jù)個人情況利用碎片化時間學(xué)習(xí)，網(wǎng)上資源豐富，學(xué)生能及時獲取最新教學(xué)消息和教學(xué)資料，學(xué)習(xí)內(nèi)容與社會發(fā)展同步甚至超前，教育更加個性化與便捷?；旌鲜浇虒W(xué)綜合線上線下教學(xué)的優(yōu)勢，相輔相成，相得益彰，彼此成為對方的補(bǔ)充和拓展，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加符合現(xiàn)代學(xué)生的生活學(xué)習(xí)方式。在混合式教學(xué)模式中，教師擁有更多的教學(xué)組織形式，而且教學(xué)資源的呈現(xiàn)形式變得多樣，學(xué)生也可以自由安排時間和學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（五）改革考核內(nèi)容與方式，細(xì)化考核指標(biāo)

新工科建設(shè)不僅注重學(xué)生的卷面成績，更注重學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和道德素養(yǎng)。課程考核應(yīng)全方位考核評價學(xué)生的知識、能力、道德素養(yǎng)達(dá)成情況。由教學(xué)產(chǎn)出反向設(shè)計(jì)考核環(huán)節(jié)，使終結(jié)性評價向發(fā)展性評價轉(zhuǎn)變?？梢試@上述三大塊設(shè)置不同權(quán)重，細(xì)化考核指標(biāo)，分別從試卷答題、動手能力、平時言行等方面進(jìn)行綜合評價。建立教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，確保考核評價結(jié)果能有效運(yùn)用于課程與教學(xué)改進(jìn)。

結(jié)語

新工科是一種新的工程教育發(fā)展模式，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式有很大的不同。新機(jī)械類工科學(xué)生不僅要精選學(xué)習(xí)傳統(tǒng)機(jī)械制造內(nèi)容，還要學(xué)習(xí)交叉融合先進(jìn)學(xué)科技術(shù)；學(xué)習(xí)地點(diǎn)不再局限于教室教學(xué)，而是教室、實(shí)踐實(shí)習(xí)基地等；考核不僅看重卷面成績，還注重考查學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力等；個人培養(yǎng)不僅注重知識、能力水平，更注重愛國敬業(yè)等家國情懷。