面向“卓越工程师”培养的机械类专业“3+1”人才培养模式探索

一问题提出的背景：经济社会、现代教育模式及学校自身发展定位的需求

1应对经济社会发展的需求

一方面，随着我国制造业迅速发展，中国已成为世界制造大国，但远不是制造强国。要真正成为“世界制造中心”，必须有先进的制造技术和一大批掌握先进制造技术的应用型本科人才作为支撑。培养大批适应制造业发展所需的机械类专业人才，对中国机械工程高等教育既是严峻的挑战，又是难得的机遇。[1]另一方面，当前，广东的经济社会正进入一个新的发展时期。2008年7月，广东出台了《关于加快建设现代产业体系的决定》，明确提出要转变经济发展方式，推动产业结构优化升级，实现“广东制造”向“广东创造”、“广东服务”转型，提升产业国际竞争力；面对经济结构转型和发展方式转变，广东对机械类及其相关专业的应用型人才需求更加旺盛。而且，目前广东主体产业群之一的“先进制造业”已经逐渐形成了微电子制造、汽车零部件、轻工装备、模具、家电等支柱产业，形成了“大制造”的格局；面对更为宽泛的应用领域，要求机械类专业学生必须具备相应的能力和素质以适应广东的地方经济发展。因此，紧紧围绕广东省珠三角洲地区打造若干规模和水平居世界前列的先进制造产业基地的目标，培养一批能够熟练掌握与应用先进制造技术和设备的高技能人才，更好地服务广东省经济建设，已经成为广东省地方工科院校面临的重要任务。

2适应现代教育模式的要求

当前高等院校本科人才培养实践在新形势下表现出新的特征。一是多样化特征：主要表现在高校的培养目标、培养规格、培养模式等呈现多样化；它源于社会对人才需求的多样化，要求改变以往我国高校存在强调统一、规范，造成培养模式单一、人才类型单一等问题的缺陷。二是个性化特征：包含保护个性、尊重个性、培育个性；具体表现在学校给教师和学生个性发展空间的趋势明显。三是现代化特征：包括教育观念、理念、制度、手段的现代化等。四是国际化特征：表现在学生国际化、教师国际化、教学内容和教材国际化、工程教育与专业认证国际化等；国际合作办学越来越多，国家与国家、地区与地区之间协作越来越多。

3学校自身发展定位的要求

广东工业大学经过50多年的办学，沉淀了地方经济社会发展急需的优势学科，具备了培养应用型和创新型人才的基础及基本条件。依据联合国教科文组织1997年编制的《国际教育标准分类法》（ISCED），学校办学定位确定为教学研究型；服务面向定位是面向和服务广东，为广东全省的经济社会发展服务；在学科专业设置上坚持以工为主、工理经管文法结合、多科性协调发展。学校的机械类专业具有较强的办学实力。机械类学科在数字化、网络化设计制造技术，高端电子精密制造装备技术，工业机器人技术，高性能陶瓷材料加工及工具制造技术，高能束与特种能场微纳制造技术，先进设计与智能化检测技术，产品创新设计方法及制造系统建模、控制和优化技术等方向已形成鲜明的特色和优势；培养了大批机械及相关行业和社会发展需要的工程技术人才，为广东地方经济发展做出了巨大贡献。近几年，学校在广泛调研国内外应用型本科人才培养体系改革与实践的基础上，从学校自身的办学定位出发，根据社会对人才的多样化需求，以工程应用能力培养为目标，整合优化人才的知识、能力和素质结构，构建了多样化的机械类应用型本科人才培养方案，并在实践中验证和完善。

二机械类专业“3+1”人才培养课程体系的构建

1课程体系构建的总体思路

第一，满足培养目标的需要。专业人才培养理念、培养目标和培养规格是课程体系构建的基础。“重视能力培养，是本科教育的共性要求，更是工程应用型本科教育的要求。”[2]在研究需要什么样的人才方面，各国都有各自的特色和特殊情况，但在工程技术人才培养上却有着共识：强调工程师强烈的社会责任感；培养工程师的国际视野和跨文化交流能力；实施领导力培养计划，培养工科学生引领本国和世界工程科技发展的能力；加强工程师的综合素质培养。广东工业大学机械类专业以“理论-实践-创新”为主线、以“学生主动学习”为方式、以“能力与素质的嵌入”为手段、以就业竞争力为导向、以“知识-能力-品格全面协调发展”为目标、探索和构建具有区域特色的机械类本科人才培养体系的培养理念；紧紧围绕面向工业界、面向未来培养工程师为目标，主动适应广东省区域经济建设、机械及其相关行业和社会的发展需要，确立以知识传授为基础，以能力培育为重点，以道德养成为根本，注重知识、能力、素质的全面协调发展，注重为学生搭建发展平台，培养具有较强的实践创新能力和职业技能的可持续发展的高级应用型人才。机械类专业培养规格主要建立在应用型工程师培养的国家通用标准和应用型机械工程师培养的行业专业标准之上。

第二，采用“平台+模块”[3]的课程体系结构。广东工业大学机械类专业“3+1”课程体系采用“平台+模块”的模式。在这种课程体系中，必修课程是由几个相互关联、逐层提升的平台构成的，而选修课程是由多个相互独立的专业方向模块和跨学科课程模块组成的。平台中的课程主要包括公共基础、学科基础和专业基础等方面，反映了人才培养的基本规格和全面发展的共性要求。模块则是可以由学生根据自己的兴趣、爱好和特长自由选修的专业层面的课程，体现了人才培养的多元化和学生个性发展的要求。“平台+模块”课程体系实际上是分别按照对学生的共性和个性要求进行设计和构建的一种模块化课程体系，它适用于有多个目标、多项功能要求的复杂课程体系的构建，是一种能够较好地协调和满足机械类专业“3+1”人才培养的课程体系结构。

2课程体系构建的具体做法

基于“3+1”模式的机械类专业课程体系的构建，从整个模块化课程体系设计开始，到各个课程模块中具体课程的确定，再到每一门课程教学内容的选择，都要考虑面向工业界、面向地方培养机械类本科应用型人才的需要，构建的着眼点主要是专业培养方案设计、实践课程模块建设和教学内容充实等。

第一，专业培养方案的设计。专业培养方案的设计需考虑诸多因素[4]：总的专业培养目标以及具体的课程目标；课程之间的连贯性；课程目标和课程内容上的共同性，课程在时间上的关联；等等。广东工业大学机械类专业“3+1”本科人才培养课程体系强调课程之间的融合，包括知识点的融合、理论教学与实践教学的融合等；注重交叉学科知识的融合，侧重知识的宽泛性和工程实用性。它是以工程专业能力培养为核心，通过对工程专业能力的界定，从而转化为每个学期的综合实训课程，再分析综合实训所涉及到的专业知识，从而设定该学期的课程。它细分为学校学习阶段课程体系（累计3年，共162学分）和企业学习阶段课程体系（累计1年，共50学分）。学校学习阶段课程体系注重于公共基础教育（通识教育）、专业基础教育；企业学习阶段课程体系注重于工程教育、实践与实训教育。另外，培养方案的设计也充分考虑区域经济建设及行业和社会的发展实际。例如，学校根据广东省发展微电子制造战略性新兴产业的需求，以及珠三角微电子制造业比较发达企业较多的实际，在机械类专业的课程体系中设置了微电子制造相关课程，增加学生相关方面的专业知识；发挥重点学科科研优势，新增专业前沿与特色课程，如“计算机集成制造技术”，“特种加工技术”，“机器视觉”，“三维逆向工程技术”等；增设“企业家专业系列讲座”课程，使学生通过更多的与企业家的接触，学习到产业界的最新知识；结合本专业“广东省创新方法与决策管理系统重点实验室”建设，开设“创新方法”课程，培养学生创新意识和能力；等等。

第二，教学内容的充实。基于“3+1”的机械类专业课程教学内容的充实，主要体现为：把机械学科的发展趋势及时地补充到专业课程教学内容中，以保证教学内容的有效性、先进性；将课外教学内容纳入机械类专业人才培养的课程体系，实现课内教学和课外教学的有机统一。广东工业大学通过“走出去、请进来”的方式，加强与国内外著名企业和大学研究所、实验室的交流与合作，定期聘请海内外知名专家学者等来校为师生举办学科前沿领域专题讲座，有效、及时地对机械专业课程内容进行补充。另外，学校用大课程观来协调和整合机械类专业课程资源，集聚校内外各种资源，组织各种类型、各种形式和不同层次的工程实践活动，将创新科研训练（共6学分）、学科竞赛活动（共6学分）、学术前沿讲座、社会实践、公益活动等课外活动作为课外课程模块（共15学分）纳入到机械类专业课程体系中集中实施和管理。

第三，实践课程模块的建设。实践课程模块建设的一般途径是：整合重组课程体系、增加实践课程的课时数，改革教学方式方法、增加自主学习和小组合作学习的时间，增加设计性、综合性和创新性的实践课程，设置基于项目的课程和开设实践性课程，等等。广东工业大学机械类专业“以实验与工程技能训练为基础，以设计为主线，以提高学生的学习能力、工程实践能力、系统思考和研究能力、团队合作能力和交流能力为目标”，精心构建新的实践课程模块，即机械设计工程实践课程（含机械零件测绘工程实践项目、机构创新设计工程实践项目等）、机械制造技术工程实践课程（含数控加工工程实践项目、成型技术与模具工程实践项目等）和机械设计制造及其自动化专业实践课程（含机电一体化工程实践项目、微电子制造工程实践项目、工业机器人工程实践项目等）等模块。在这个新的实践课程模块中，以生产实习（或毕业设计）作为核心任务，驱动整个工程实践的教学。[5]专业性课程设计、生产实习都围绕核心任务展开，以开题报告、中期报告和毕业论文分别作为课程设计、生产实习和毕业设计等环节的成绩评价依据。还有，在实验课程构建方面，以机电系统的设计、制造、控制为主线，设置“机械设计基础实验”、“机械制造基础实验”、“传动及控制实验”、“工程测试实验”、“数字控制实验”、“CAD/CAM/CAE”和“数控编程与加工实训”等实验课程；使学生能在一个比较完善的系统中学习运用、整合和构建知识，它强调了知识的相互关联和系统性，同时也方便课程的管理和实验的调度。学校还坚持实践训练环节与企业的合作，创造条件由企业工程师直接指导或联合指导学生的设计；引入第2、3学年的暑假企业实习计划；延长毕业设计时间，使在企业实践与学习的总时间不少于1年；由来自企业的工程师或具备5年以上在企业工作的工程经历教师开设的课程不少于6门，在企业和社会环境下指导学生的学习和设计工作；实现实践教学边界的重新设计[6]，即把既有的集中性实践教学环节组合成为一个新的实践教学环节，与企业合作协同拟订实践教学指导大纲，建立以教师、企业工程师和行业专家共同组成的指导教师队伍。

3课程体系构建的核心问题

在机械类本科专业课程体系构建过程中，要创造机会让学生主动参与到知识、能力和素养的构建中来，这是课程体系构建的关键所在。换句话说，课程体系构建的关键不是教学内容的组织，而在于系统考虑学生的学习需求、学习能力和学习目标，并创造尽可能多的机会使学生主动参与到知识、能力和素养的建构中来。广东工业大学机械类专业“3+1”人才培养的课程体系，设计了多种形式的学习活动提高学生的学习动机和投入度，鼓励学生在参与解决复杂性工程问题的过程中，开发多元智能，学习运用、整合和构建知识。在教学组织方面，鼓励教师设置能力培养型课程，改革课程的教学方法和考核方式，以综合评价课程的学习成果、创新项目和系统方案等环节予以保证“3+1”人才培养计划的有效实施。通过设计自学课、讨论课、设计课、研究课、训练课等，以及理论教学、课堂分组讨论、课后团队设计与开发多种教学方式相结合，进行基于问题、项目及设计的教学，增强学生的工程设计能力和课程知识的应用能力，并致力于帮助学生理解专业领域的知识结构，传授给学生思考和研究的方法，教会学生有效的学习策略，引导学生对自身的知识、能力和素养发展负责。例如，在“机械设计”课程中，以典型的工程实例为研究对象，把课程教学的主要内容融入设计项目的各个阶段，以工程实例中所涉及的机构和各种典型零部件的设计为载体开展教学，使学生经历设计项目的全过程。通过这样的方式创造一个真实的情景，激发学生创造性解决问题的欲望；通过实践到理论、理论到实践的过程，使学生领悟默会知识并把知识内化为能力，最终达到主动参与建构自身的知识、能力和素养的目的。

三机械类专业“3+1”人才培养模式的运行

1师资队伍建设机制创新

开展机械类专业“3+1”人才培养，师资队伍是关键。机械类专业要培养与社会经济发展相适应的高素质工程应用型人才，就必须有一支既具有较深理论教学功底又具有较强实践指导能力的“双师型”师资队伍。广东工业大学不断强化机械类专业教师的工程经历和实践能力，并设置准入门槛。例如，通过制定政策，规定一定比例的年轻教师在工业界进行1～2年的博士后工作，并选派一批青年教师走出校门，到世界500强或行业领军企业进行实地工作1～2年，增强解决实际问题的能力。学校还制定和规范教师的兼职办法，引导和规范教师到企业兼职，同时，设立面向企业创新人才的客座教授和研究员岗位，选聘实践经验丰富的行业或企业高级专家到学校任教或兼职，建立稳定的兼职教师队伍。通过建立高校专职教师与企业兼职教师的合作机制，使两者之间取长补短、相互学习、共同提高[7]，为机械类专业“3+1”人才培养提供了一支知识结构合理、富有活力和发展趋势良好的高素质“双师型”师资队伍。

2实践教学平台运行机制创新

各级各类实验室、实践基地、训练中心是培养学生实践能力和工程综合素质，培养其创新意识的重要实践教学平台。广东工业大学充分发挥工程训练等国家实验教学示范中心和机械设计省级实验教学示范中心的实践教学平台作用，不断完善工程实践条件，积极拓展工程训练内涵，建立起分阶段、多层次、模块化、综合性、开放式的工程训练教学模式，完成传统实习方式向全面工程训练的转换，实现“工程训练四年不断线”。另外，学校积极推进校内、校外人才培养实践基地的建设。在校内尝试以企业为依托，通过与各大企业合作，建立基于企业的校内实践基地；以相关企业为依托，选择一批生产规模大、管理规范、技术先进、用工需求量大和社会声誉好的企业作为长期合作伙伴，使之真正成为培养高技能人才的稳定校外实习实训基地。这些基地紧紧围绕机械及相关专业的培养目标，贴合企业需求，为学生提供了模拟仿真与真实职业岗位环境相结合的实践环境。学校还积极推进校外实习和毕业设计实战计划，强化以项目驱动实践教学为手段，以实践创新能力培养为主线的实践课程体系，在时间分配、项目实践、流程环节等方面给予全力保证；学生通过在教学实践基地的学习，实现了企业与学校之间的无缝对接。

3产学研合作机制创新

坚持产学研深度合作是机械类专业“3+1”人才培养模式有效运行的重要保障。广东工业大学通过加强学校与产业紧密结合，调查广东产业界对机械类本科人才素质的需求，创新和优化“3+1”人才培养方案以及课程体系结构。通过完善校内专任教师到相关产业和领域一线学习交流、相关产业和领域的人员到学校兼职授课的制度和机制，提高机械类专业师资水平。通过发挥学校机械类学科及科研优势，与广东省大型企业密切合作，进一步增加和改进校外校内实践教学基地/平台的建设。通过增设企业家专业系列讲座课程，使学生通过更多的与企业家的接触，学习到产业界的最新知识。还有，依托机械类学科优势，进一步促进科研和教学工作相结合，将科研实验室部分向本科生进行开放，鼓励引导教师将科研成果引入本科生教学中，鼓励学生积极参与导师科研项目和投身各类科技创新竞赛，不断提高其综合能力和创新精神。

参考文献

[1]中国机械工程学科教程研究组.中国机械工程学科教程[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2]章跃.关于工程应用型本科教育的思考[J].江苏高教， 2009（2）：92-94.

[3]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011（5）：1-9.

[4]王颖，陆昉.本科课程设置与改革的关键因素分析[J].复旦教育论坛，2010（6）：51-55.

[5]李文军，李东升，郑永军，毛成.校企联合培养工科学生的研究与实践[J].高等工程教育研究，2012，03：62-65.

[6]李培根.高等工程教育中的边界再设计[J].高等工程教育研究，2007（4）：8-11.

[7]林健.校企全程合作培养卓越工程师[J].高等工程教育研究，2012（3）：7-23.