以应用为导向的机械工程人才培养模式创新研究

江励

摘 要：应用型本科人才的培养已进入了国家战略层面。该文根据广东省珠西地区经济快速发展对人才培养提出的多样化需求，提出以应用为导向的机械工程应用人才培养的思考。首先探讨了应用型人才的内涵，接着探讨了以社会需求为导向，培养应用型人才为宗旨的机械工程专业培养体系构建思想，最后讨论了应用为导向的人才培养模式的思考，以机械制造技术基础课程为例，全面论述了教学理念变革及教学方法设计等内容。

关键词：应用型人才 应用导向 教学体系 人才培养

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0184-04

Research on the Innovation of Application-oriented Training Mode of Mechanical Engineering Students

Jiang Li

（School of Mechanical and Electrical Engineering， Wuyi University， Jiangmen Guangdong， 529000， China）

Abstract：The cultivation of application-oriented undergraduates has entered the national strategic level. Application-oriented training mode of mechanical engineering students has been proposed to meet the requirement of rapid economic development of west regionof Guangdong Province. Firstly， the meaning of application talent has been discussed. Secondly， the paper discusses the construction of the training system of the mechanical engineering specialty with the aim of cultivating the applied talents. Finally， application oriented talent training mode has been discussed.Taking the basic course of mechanical manufacturing technology as an example， the reform of teaching ideas and the design of teaching methods have been fully discussed.

Key Words：Application talent； Application-oriented training； Teaching system； Talentscultivating

在全球制造業面临重大调整的大环境下，我国于2015年初正式提出了《中国制造2025》的战略规划。该战略规划将加快制造业的转型升级，推动信息化与工业化的深度融合和提高制造业的创新能力为目标，大力推动信息化技术、机器人技术、高档数控机床、航空航天设备等重点领域的快速发展。在这一新形势下，我国制造业正朝着信息化、智能化快速的转型发展。据不完全数据统计，我国2015上半年工业机器人销量增长幅度达到近80%，被广泛应用于汽车、五金卫浴和3C行业中。机器人技术、信息化技术、和物联网的融合发展已成为智能制造的一大亮点，大批无人仓库、无人工厂项目正在美的、格力和海信这样的传统制造业中开展起来，代表着我国制造业未来的发展方向和趋势。广东省委省政府正在大力推动“珠西战略”，打造珠江西岸先进装备制造产业带，江门市实施“珠西智谷”计划构建现代产业体系，将大力发展装备制造业被推上了“独一无二”的地位。到2017年，珠江西岸规模以上装备制造业计划实现产值1.5万亿元，年均增长约15%。到2020年，珠江西岸规模以上装备制造业实现产值2.2万亿元，年均增长约15%，其中先进装备制造业占规模以上装备制造业的比重超过50%。其中，以机器人技术和信息技术为代表的智能制造装备产业将作为“珠西战略”发展的重点，2017年年产值有望达到1 000亿元。

在这样的背景下，国家经济的发展越来越倚重科技创新推动下的制造业快速发展。而这种高端制造业的快速发展离不开高级技术人才的培养。高校作为高端人才培养的摇篮势必肩负起这一重要的任务。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中明确指出：“我国教育还不适应国家经济社会发展和人民群众接受良好教育的要求，提出改革人才培养体制一定要创新人才培养模式、探索多种培养方式”。这种不适应主要体现在人才培养的不适应上。“国际教育标准分类法”将高等学校分为三类：综合性研究型大学，培养自然科学、社会科学和人文科学的研究型人才；专业性应用型大学或学院，培养理论基础扎实的不同层次的高级专门人才和管理人员；职业性技能性高等院校，培养在生产、管理、服务第一线从事具体工作的技术人才。当前，我国经济发展正在从依赖资源、劳动力向依赖创新、人才转型，经济社会发展迫切需要高校培养大量高素质的应用型人才，对于应用型本科院校，正确回答什么是应用型人才、怎样培养高素质应用型人才已经成为迫在眉睫的问题。

1 应用型人才的内涵

应用型人才是相对于学术型人才和技能型人才而言的，是一种能够将所学的专业知识和技能直接用于社会的生产实践中的专业技术人才。它强调充分发挥知识和技能力量，将抽象的理论和符号转化成为具体的操作步骤或产品设计方案，用于直接解决生产制造中的问题。应用型人才既要有足够的理论基础和专业素养，又能够理论联系实际将知识应用于实际。与学术型人才相比，它在知识结构、能力培养和素质培养上都有自己鲜明的特点。

首先，在知识结构上，学术型人才强调知识的完整性和系统性，以学科为导向，关注在自然科学、社会科学、人文科学领域发现和研究客观规律，偏重理论学习，具有较强的科研能力和创新能力。应用型人才不过分强调知识的系统性，更加注重专业素质和能力的培养。理论以适用为度，强调服务生产一线、管理生产一线的能力。同时，应用型人才强调多学科知識的综合运用，强调利用理论知识来指导实践的验证。

其次，在能力培养上，学术型人才强调专业技术能力培养，而应用型人才则更加强调综合能力的培养。这种综合能力包括实践应用能力和实践创新能力的融合，就业能力和创业能力的融合，领导沟通能力和团队合作能力的融合。只有具备这样的综合能力才能够适应社会经济和科技的快速、多元化发展。

最后，在素质培养上，学术型人才强调科研学术素质，主要包括研究态度、研究作风和研究方法等内容。而应用型人才则注重职业素质，包括职业技能，职业道德和职业责任等内容。

总体来说，应用型人才和传统学术型人才相比，更加强调科学和知识的创新应用，而不是知识的创新或者科学的发现。应用人才的培养应该更加注重社会对人才的需求，应该具有不同的视角和不同的培养体系[1]。

2 机械工程专业培养体系构建

由于笔者为机械工程专业教师，该文将以机械工程专业为例，提出以社会需求为导向，应用型人才的培养为宗旨的专业培养体系构建思路。

应用型人才的培养应该摒除学术型人才的培养体系的思路，从社会对人才的需求为导向逐层递进，形成一整套完整的培养体系。笔者地处珠江西岸地区，该地区较为发达的产业包括：纺织服装、造纸、轨道交通、建材、食品和机电设备。通过对这些产业的实地调研和沟通，发现对于机械工程专业而言，目前社会需求较大的人才应该具备以下几方面的知识储备。

（1）数字化设计知识。包含CAD/CAE（计算机设计—仿真—有限元分析—优化技术）、虚拟样机技术。以摩托车、数控机床（铣床）、注塑机、机器人等为主线设计教学内容和环节。

（2）精密制造知识。以数控机床、激光加工设备、控制系统等为主线设计教学内容和环节。含3、4、5、6轴数控精密机床（如雕铣机、高速铣床）、加工中心、精密铸造（注塑机）、激光加工装备、3D打印、精密测量等设备，学习和掌握机床原理、加工特点、超硬刃具、加工（成型）工艺、加工质量、精密测量等技术及发展趋势。

（3）工业机器人应用知识。以工业机器人、机械手的原理和类型、应用案例（重点：切割、焊接、抛光、码垛等）及发展趋势为主线设计教学内容与环节，重点：控制系统、机器人应用。

（4）智能生产知识。重点研究无人车间，主要包括自动装配生产线、自动加工生产线（含自动检测）、自动运输系统、自动仓储系统、自动监控系统等。以无人车间规划与实现、卫浴产品自动装配生产线、卫浴产品自动加工生产线、AGV小车、自动仓储系统等为主线。

以上面四部分需求为出发点，首先构建人才培养知识模块体系。接着以该知识模块体系为核心，反推应用型人才所需要的能力点和素质点，最终形成培养方案的知识体系构建，如图1所示。

在该专业应用型人才培养体系构建中，应该更加注重实践课程体系的建设，大力提升实践课程体系所占的比重，务必使得学生达到能够学以致用甚至创新应用的水平。

3 以应用为导向的人才培养模式

应用型人才培养的成功与否的一个重要标志是学生能否将学到的专业知识和技能用于实际的生产中。为此，该文提出以应用研究为导向，建立产学结合、深度共融的人才培养模式。

3.1 产学结合、互惠互助的校企协同模式

为了使培养的人才与社会需求更加贴合，学校应该开拓思路，更加主动的与社会企业交流互动，寻求切实有效的多元化校企协同模式。

模式一：共同讲解专业课程。学校可以聘请有丰富经验的企业工程师作为一门课程的特聘教师，参与课程的讲解。企业工程师能够从专业的视角帮助学生梳理知识和应用之间的关系。

模式二：引企业进入学校。通过共建校内实践基地的方式将企业引入学校。这种校企共建的实践基地一方面能够使实践课程与企业需求结合更加紧密，另一方面也可以帮助企业提前培养所需的人才。

模式三：搬课堂到企业。学校可以在企业建立多媒体教室。学生可以更方便的到企业上课和设计，企业的老师也更加方便的指导学生。

模式四：共同开发应用研究项目。通过与企业的深度合作，发现企业所存在的问题，并将这些问题转化成为实际的应用研究项目。组织学校的师生和企业的工程师一起参与项目的研究，在锻炼了学生应用实践能力的同时也能够帮助企业解决问题。

通过这些协同模式的开展，可以让学生更好地了解社会的需求，促进自己提高相应的知识储备和实践技能水平。

3.2 以应用为导向的项目团队建设

通过与企业的沟通掌握了企业的需求，但将这种需求转化成为学生的技能水平还需要一个推进平台。在这个平台中，学生可以将理论知识应用于实际的应用研究之中。该文提出以应用研究为导向的项目团队模式来进行上述平台的建设。

首先，根据企业的需求进行应用研究项目的立项，保证所有应用研究项目都最大限度的贴合实际的需求。另一方面，所立项目应该具有较高的视角，具有一定的创新性和前瞻性，或能够解决一些重点难点问题。以完成项目的形式来引导学生运用所学理论知识，锻炼学生的实践创新能力。

其次，项目的开展应该具有清晰的组织构架。教师和企业工程师为项目主要负责人，负责项目的立项和总体组织规划的工作。学生以团队协作的形式组织参加，一方面能够通过互助合作提升工作效率，另一方面能够锻炼学生团队合作能力和职业责任感。

最后，项目的评价要做到“不以奖状论英雄”。此种研究型项目的目的是培养学生的实践能力，项目的成功与否应该更多的引入过程评价。在项目开展过程中，鼓励学生进行创新应用，肯定学生在项目开展过程中所付出的努力和得到的锻炼。以更加开放的态度来评价项目开展所取得的成果。

3.3 以应用为目标的教学理念变革

围绕应用能力为指标的课程再设计是应用型人才培养中教学理念变革的主要体现。以应用型机械工程专业人才为培养对象，在工科教育的情境下，实践应用教育比死记硬背的知识积累更加重要。也就是说，学习应该以实际的项目问题解决为核心。学生通过系统的分析项目问题，努力的寻找用以解决问题所需的知识点，确立自己的学习目标。同时，针对同一问题，学生可以学会从不同的视角出发，整合不同学科的理论来解决[2]。

具体以机械工程专业基础课程机械制造技术基础为例，这门课程以机械加工的原理、方法、过程和工艺为基本内容，它是设计和产品间的纽带。课程的教学质量直接影响了机械工程专业的人才培养质量。如果忽略应用型人才培养的理念，这门课将非常的枯燥，学生需要花费大量的时间去记忆很多的名词和原理。而这种简单的记忆式教学显然无法获得良好的教学效果。

机械制造技术基础这门课程的难点在于课程内容非常繁杂，名词术语较多，涉及面较广，记忆难度较大。当我们围绕着应用型人才的能力要求来讲授这门课时，可以将机械制造技术基础这门课的教学内容设计为：（1）以具体的零件加工案例为例使学生掌握机械加工制造的基本定义、概念、过程和影响因素；（2）在有了一定的知识基础储备后，让学生举一反三，完成不同零件的整套加工工艺流程的制定及夹具的设计工作。通过实际的实践应用，一方面可以大大提高学生对该课程的学习兴趣，另一方面可以更好的加深学生对专业知识的认识，提高学生的应用能力。

3.4 以应用为目标的教学方法设计

培养应用型人才的教学理念与传统教学有所区别，同时也必将体现在教学方法的不同上。17世纪捷克著名教育家夸美纽斯撰写了《大教学论》，旨在寻求一种教学的方法，使教师因此可以少教，但学生可以多学。他指出：“一切知识都是从感官的感知开始的；然后才由想象的媒介进入记忆的领域；随后才由具体事物的探讨对普遍生出理解；最后才有对业已领会的事实的判断。”因此夸美纽斯倡导的教学方法最重要的就是强调遵循“感觉-理解-记忆-判断”法则。将上述法则运用于教学可以概括为四个重点：第一是强调教学的直观性；第二是强调教学的情境性；第三是强调教学的实践性；第四是强调教学方法应当体现感悟性的特征要素[3]。

夸美纽斯对于教学方法的总结和目前备受教育者所推崇的基于“翻转课堂”的教学设计方法非常吻合。“翻转课堂”的教学方法让学生更加积极主动的进行课前的学习，并在课堂上跟老师进行互动交流，实现知识的理解，并促进知识的更好记忆。通过老师的积极引导，可将所学知识应用于实际问题的判断。根据“翻转课堂”的教学理念和机械制造技术基础课程的特点，该文认为采用以问题为导向的教学设计方法（PBL）是非常适合以“应用”为目标的应用型人才培养的[4]。

PBL是以学生为中心的课程设计方法，使学生通过执行学习任务来整合理论学习与实践应用，运用知识与技能实现自主学习和提升解决实际问题的能力。其课程教学的典型特点是，整个学习过程由小组成员共同参与完成。这给学生提供了合作学习的机会。PBL是能力导向教学法的当然之选。

PBL教学方法的关键在于问题的设置，在上某一章节的内容前，通过选则一个结构模糊的问题来组织课程内容的学习和讨论，通过讨论来深入的分析问题，并使知识得到应用。如在讲述《金属切削过程的基本定义》这一章节的切削用量三要素这个名词的概念时，可以引入问题：切削用量三要素对金属切削的效果有何影响，如切削速度过快会带来什么后果，如背吃刀量过大会带来什么后果，如进给量过大会带来什么后果。通过这样的问题设置，学生能够更加深刻的讨论切削用量三要素对金属加工过程的影响，并通过自己查找资料和相互的讨论学习，加深对该部分知识内容的理解和实践应用的转化。在进行PBL教学方法设计时，注意所提的问题应与学生的先修知识相结合，并选择合适的提问时机。采用PBL教学时要特别注意角色的定位，学生是问题的持有者，而教师则应扮演认知教练或者促进者的角色，搭配采用小组合作学习等方式进行，并注意采用不同角度的多元学习评价方式。

4 结语

应用型人才的培养涉及到专业体系结构建设、人才培养模式梳理、教学理念和方法的变革等各个环节。每一个环节设计的科学与否都直接影响着人才培养的质量。学校应该根据自己的实际情况，在内涵和外延上有所创新，构建适合自己发展的应用型人才培养模式，办出自己的特色，提高自身的教育教学质量，为地方经济社会发展做出贡献。

参考文献

[1] 劉耘.务实致用：对地方大学应用型人才培养模式的探索[J].中国高教研究，2006（5）：7-9.

[2] 杜翔云，安奈特·科莫斯，钟秉林，等.基于问题的学习：理论与实践[M].高等教育出版社，2013：7-9.

[3] 夸美纽斯.大教学论[M].教育科学出版社，1999.

[4] 陈啸，刘杨.应用型本科人才培养的教学法体系研究[J].合肥学院学报，2012（4）：47-51.