机械设计制造及其自动化专业一流本科人才培养探索

李聪波 林利红 江桂云 曹乐

摘要：源于国家和地方经济发展需求，结合重庆大学办学定位和人才培养方向，围绕立德树人根本任务，基于工程教育专业认证的最新标准和一流学科建设要求，制订了机械设计制造及其自动化专业培养目标和毕业要求，构建了公共基础课程、通识教育课程、大类基础课程、专业基础课程、专业课程、实践环节以及个性化模块等专业课程体系，重点在汽车制造及零部件配套产业、高端装备制造行业和智能机器人行业与企业展开了协同育人实践。根据评价结果持续改进培养目标、毕业要求、课程体系设置以及教学过程等，提出了以培养机械工程高素质创新型人才为目标的人才培养方案，探索了具有中国特色和重大风格的机械设计制造及其自动化专业一流本科教育，以期为服务国家和地方高质量发展提供人才保障。

关键词：一流学科;人才培养方案;工程教育专业认证;机械设计制造及其自动化

中图分类号：G642.0; TH11   文献标志码：A   文章编号：1005-2909（2021）02-0007-08

重庆大学机械设计制造及其自动化专业始建于1935年，经过八十多年的建设和发展，已成为国家级特色专业，是国家机械工程类人才培养的重要基地，在国内外享有较高声誉。制造业是立国之本，与世界先进水平相比，中国制造业在自主创新能力、信息化程度、产业结构水平等方面差距明显。随着“互联网+”“一带一路”“新工科”“工业4.0”以及“中国制造2025”

等重大计划的实施，国际产业分工格局正在重塑，为了适应电子、材料、信息、计算机技术等高新技术与机械学科的交叉融合，机械设计制造及其自动化专业培养方案应紧跟新时代步伐进行改革或更新[1-7]。

国家自2017年开始推行“双一流”高校建设，提升我国整体高等教育的综合实力和国际竞争力，而工程教育专业认证是一流学科建设的重要抓手[8]。根据学校自身定位以及该专业的现状和发展前景，工程教育专业认证能起到很好的规范作用，最终达到宏观调控和资源优化配置的目的，建设面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力的一流专业[9]。机械设计制造及其自动化专业一流人才的培养，必须以现代工程实际为依托，围绕能力培养纵向驱动模式，通过构建课堂、实验室、网络和企业工程实践环境的立体化教学平台，实现理论与实践的深度融合，培养学生解决实际工程问题的能力，让学生在现代学习和实践环境中取得丰富的工程设计制造和主动学习的经验[10]。

一个专业的建设，源于国家和地方经济发展需求。重庆大学机械设计制造及其自动化专业面向国家战略需求和重庆市“8+3行动计划”，根据工程教育专业认证最新标准，对2014版机械设计制造及其自动化专业人才培养方案进行修订和完善，制定了2018版机械设计制造及其自动化专业培养方案，着力打造中国特色、重大风格的一流本科教育，不断提升综合育人能力和水平，培育国家、区域产业急需人才，为服务国家和地方高质量发展提供强有力的人才保障。

一、 培养目标

机械设计制造及其自动化是研究机械制造理论、机械制造技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术和先进制造技术等多学科交叉融合的前沿专业。“工业4.0”标志着已进入利用信息化技术促进产业变革的智能化时代，“中国制造2025”实施制造强国战略，制造业迎来了新的挑战与机遇，因此新一轮科技革命和产业变革对机械设计制造及其自動化专业的人才培养提出了新的要求。

（一）培养目标制定依据

专业培养目标是培养方案的重要组成部分，培养目标应符合学校定位，契合国家、行业及企业发展需求，适应当前社会经济发展需要，顺应全球化发展趋势。重庆大学始终把人才培养作为最重要的本质职能，秉承“研究学术、造就人才、佑启乡邦、振导社会”的办学宗旨和“耐劳苦、尚俭朴、勤学业、爱国家”的校训精神，深入贯彻党中央、国务院关于建设世界一流大学和一流学科的系列重大战略部署，落实立德树人根本任务，把人才培养质量作为衡量办学水平的主要标准，以造就“行业精英、国家栋梁”为使命，努力培养具有优秀思想品格、深厚人文素养、扎实专业知识、强烈创新意识、宽广国际视野与浓郁家国情怀的机械工程高素质创新型人才。

根据国家战略需求和地方经济社会发展需要，该专业重点在汽车制造及零部件配套产业、高端装备制造行业和智能机器人行业，与企业展开协同育人与科研工作，旨在培养多学科交叉融合的行业领军人才和高素质创新型人才。

1.在汽车制造及零部件配套产业方面

汽车制造及零部件配套产业体系的核心技术缺失、创新能力不足等问题一直困扰着我国汽车制造及零部件产业的发展，核心技术的掌握要依靠创新型人才，人才的匮乏制约了行业的进一步发展。基于此，开展了长安汽车机械工程卓越工程师人才培养计划，实现了人才与汽车行业发展有效匹配，培育了一大批汽车制造及零部件配套产业急需的创新型制造工程技术人才，同时，在汽车动力传动新构型及控制等核心技术方面为企业提供支持。通过与长安、东风等大型企业合作，将理论成果产业化，有效解决了汽车制造及零部件配套企业在精密齿轮设计与制造领域的技术难题。

2.在高端装备制造行业方面

紧密结合高端装备制造行业的特点及需求，搭建学科交叉创新实践平台，推进跨学科合作学习及创新实践，为高端装备制造业输送了一大批掌握机械、材料、力学、仪器及控制知识的复合型创新人才。与重庆机床等重点企业开展校企联合，为企业研发智能砂带磨削装备、大规格数控滚齿机、绿色智能数控滚齿机、万吨级挤压装备等高端装备提供技术支持。

3.在智能机器人行业方面

立足国家号召和智能机器人行业对人才的需求，与企业合作办学，实施固高机器人卓越工程师人才培养计划，培养了一批掌握机械、材料、信息技术知识的复合型创新人才。依托重庆大学机械传动国家重点实验室，在机器人RV及谐波减速器、轻量化机械臂、非结构自适应末端执行器等关键功能部件，精密微/纳操作、多自由度灵巧操作、执行机构与驱动器一体化设计等关键技术方面实现突破。

（二）培养目标

学院教学指导委会组织相关教师赴清华大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、北京理工大学、同济大学、上海交通大学和上海大学等国内高校调研，同时组织企业/行业专家、往届毕业生代表和用人单位等进行交流，修订2014版专业培养方案，最终制订了2018版专业培养方案。培养方案修订工作组组织架构如图1所示。

2018版专业培养目标：依托机械学科领域优势，培养适应现代科技发展和国家经济建设需求的，数理基础扎实，专业知识构架清晰，创新意识强，具有家国情怀和国际视野，知识、能力、素质全面发展，能够在装备、制造、交通、能源、航空航天等领域从事机械工程的科学研究、产品开发、设计制造、技术经济管理等工作的机械工程高素质创新型人才。毕业五年左右达到以下具体目标：

（1）能以职业道德和社会责任感为驱动，运用多学科知识解决国家和社会需求中与机械工程相关的工程技术问题;

（2）能依托机械工程知识构架，进行独立思考，采用批判性思维分析、研究、解决机械工程领域的复杂问题，成为机械工程相关领域研究机构和企业的技术骨干;

（3）能不断提升自身的创新意识、国际视野、工程实践和团队合作能力，可以组织机械工程及相关领域新产品、新技术、新服务和新系统的开发、设计和实施，成为所在领域的管理骨干，或在研究生阶段展现出良好的科研与创新能力;

（4）能以机械工程专业为基础，通过继续教育或其他终身学习途径，不断提升自身和职业发展能力。

（三）培养目标合理性评价

学院在教学指导委员会指导下，由院长担任组长，教学副院长担任执行副组长，企业/行业专家、专业骨干教师、学办工作人员为成员组成考核小组对培养目标进行合理性评价。评价内容包括培养目标是否契合国家、行业及企业发展需求;是否符合学校和专业定位;是否顺应当前全球化发展趋势;是否反映了用人单位的期望和毕业生对专业培养目标的看法;是否得到行业企业专家和学院教师的认可等。

前三项合理性评价主要以召开企业/行业专家座谈会、教师代表座谈会、毕业生校友座谈会、在校生座谈会等方式进行。为了客观充分地了解用人单位和毕业生对培养目标的看法和意见，在会议评价的基础上，增加了调查问卷和走访调研，评价结果如下。

（1）企业/行业专家认为，培养目标中对学生毕业五年左右从事的专业领域、职业特征和具备的职业能力描述合理，符合大部分用人单位对毕业生的期望;专业设定的培养目标与国家、地方经济社会发展需要有一定的契合度，符合重庆大学办学定位;在全球化大背景下竞争日趋激烈，对专业人才综合素质要求不断提高，建议在培养目标中突出“家国情怀、国际视野和创新意识”。

（2）教师代表认为，培养目标与机械设计制造及其自动化专业现有办学条件匹配较好，专业自身师资、资源等能够较好支撑专业培养目标;“创新能力和清晰完整的知识架构对于今后解决复杂实际工程问题非常重要”，建议在专业培养目标中加以考虑。

（3）毕业生代表认为，培养目标中对学生毕业五年左右应具备的能力描述合理，符合多数毕业生的真实感受。

（4）用人单位调查问卷反馈信息显示，78%的用人单位认为专业培养目标与当前经济社会发展需要结合紧密;毕业生调查问卷反馈信息显示，88%的毕业生认为培养目标与当前经济社会发展需要结合紧密。

二、毕业要求

根據《华盛顿协议》及国家工程教育专业认证的最新标准，结合学校的办学定位和人才培养方向，综合考虑毕业要求对培养目标的支撑关系，通过对国内外高校毕业要求、行业/企业、校友、研究院所的人才需求和专业培养要求的广泛调研，围绕培养学生解决复杂工程问题的能力，从专业能力、通用能力和社会素养三个方面，制定了12项毕业要求，完全覆盖了中国工程教育认证的通用标准。专业毕业要求体系如表1所示，专业毕业要求对2018版培养目标的支撑关系矩阵如表2所示。

2018版专业培养方案在2014版的基础上，结合时代发展持续改进，主要对培养目标（3）进行了完善，增加了对学生管理能力的培养，即为支撑一流机械设计制造及其自动化专业人才培养目标，增加了毕业要求11，要求学生理解并掌握从事机械工程专业所需的工程管理原理与经济决策方法，具有在多学科环境中的应用能力，使其积累管理经验，成为管理中坚力量。

三、课程体系设置

人才培养最终需由课程体系体现。按照教育部高等教育机械设计制造及其自动化专业教学指导委员会的指导意见，依据专业培养目标和毕业要求，充分参考企业或行业专家的建议，围绕立德树人根本任务，建立相应的理论教学和实践教学的课程体系。

随着机械工程学科科学技术的发展和教育教学新方法的推出，2014版专业培养方案的课程体系部分已经不能完全适应经济社会的发展，存在一定的不合理性。在制订2018版本科专业课程体系时，主要基于以下因素作了调整。

（1）前两年按机械大类培养，第三年开始进入专业课程学习，体现了大类特色。

（2）为了培养机械工程高素质创新型人才，强调了外语类、数学类、物理类、生化类以及计算机类等公共基础课程的重要性，这些课程是专业学习和终身学习的基础。

（3）增加了人文社会科学类的通识教育课程，使学生在从事机械工程设计时能够充分考虑环境、经济、法律等制约因素。

（4）将系统工程学放在大类基础课程中作为一门必修课程，主要培养学生在项目管理、经济决策方面的非技术能力。

（5）将2014版的大类基础课程新生研讨课调整为工程学导论，调整后的课程以工程实践项目为线索，解决了新生研讨课研讨宽泛而缺少具体内容等问题。

（6）小学分课程偏多，部分课程之间存在内容重复，不利于学生

系统学习。为此，进行了课程整合，加强了课程之间的联系，优化了课程体系。如：将机械制造技术基础、数控编程与工艺两门课程整合为制造技术;将控制工程基础、机械工程测试技术和机械电气控制及自动化三门课程整合为测试技术;将机械设计、现代设计方法两门课程合并为机械设计。

（7）实践课程比较分散，现有实践课程偏重单一知识点的训练，对学生解决复杂工程问题的能力训练不够。对部分课程设计及课程实践环节进行了大的调整。如：制图综合训练调整为课程内的实践;机械原理课程设计与机械设计课程设计整合为机械创新实践;工艺课程设计、数控加工综合实践整合为制造技术综合实践;专业课程设计整合为机电测控综合实践。整合后，实践环节与理论教学结合更紧密，更具特色。

（8）模块课程应与时俱进，强调适应学科发展和专业特色，如增设了智能制造方向、机械传动方向等特色模块课程。智能制造方向包括智能制造技术基础与应用、机器人技术，以及工业大数据与深度学习等课程，机械传动方向包括齿轮啮合理论与新型传动、特殊齿轮传动创新设计，以及机械传动摩擦、疲劳与强化等课程。

2018版专业课程体系包含公共基础课程、通识教育课程、大类基础课程、专业基础课程、专业课程、实践环节以及个性化模块。课程体系、毕业学分要求及学分分布如表3所示。

四、持续改进

专业实行校-院-系三级教学过程质量管理机制，高质量的教学过程是实现毕业要求的保证，也是促进培养目标实现的根本。围绕学生毕业要求达成，根据教学过程质量监控机制，制定课程教学、课程考核、实践教学等教学质量要求，严格过程管理和质量监控，定期开展课程质量评价和学生学习成果评价，定期进行毕业要求达成情况评价以及培养目标达成评价，对专业的培养目标、毕业要求、课程设置、教学过程等进行持续改进。

（一）课程设置、教学过程、毕业要求等持续改进

如课程目标达成的定量评价，对所考核班级，根据教学大纲考核方式，分项统计支撑各课程目标的评价数据，定量计算课程分目标的达成值：

课程分目标达成=总评成绩中支撑该课程目标相关考核环节平均得分总评成绩中支撑该课程目标相关考核环节目标总分

课程总目标达成=该课程学生总评成绩平均值该课程总评成绩总分

课程目标达成评价结果实行双向反馈，一是反馈给学生，二是反馈给专业教师。课程主讲教师根据课程教学不足及课程目标达成存在的问题，针对性提出持续改进措施，并构成闭环持续改进机制。课程评价结果将用于毕业要求达成情况评价，评价结果同时用于优化改进课程教学，促进本科教学质量提升。

（二） 培养目标持续改进

根据往届毕业生、用人单位等对2014版专业培养目标达成情况的跟踪、调查和评价反馈，评价较低的培养目标是“可以组织机械工程及相关领域新产品、新技术、新服务和新系统的开发、设计和实施，或在研究生阶段展现良好的科研与创新能力”。这说明在解决复杂工程问题能力培养方面还有不足。同时，毕业生认为，需要提高专业必修课和专业选修课的质量，注重学生创新思维、逻辑分析、独立工作，口头表达、信息搜集与获取及谈判协商等能力的培养。

将评价结果用于培养目标、毕业要求、课程大纲的修订，以及课程整合的持续改进，最终制订了2018版专业培养方案。该培养方案对于提升学生解决机械工程领域复杂工程问题能力，树立并强化工程与社会、环境与可持续发展、职业规范、社会责任等方面的意识，主动运用工程管理和经济决策方法指导工程实践有积极的促进作用。

五、结语

在推进“双一流”学科建设和专业认证需求的背景下，2018版专业培养方案结合时代发展，持续改进培养目标和毕业要求，构建了专业课程体系，形成了全面培养多学科交叉融合的行业领军人才和机械工程高素质创新型人才的专业特色办学模式。

“双一流”学科建设和专业认证是涉及面广、任务艰巨的复杂系统工程，需要政府、企业、行业以及高校等全社会参与，进行全面、持续、深入的探索、完善和实践，才能实现专业建设目标。专业应进一步明确自身定位和优势，有针对性地推进发展，探索行之有效的建设之路，以期为同类院校机械设计制造及其自动化专业建设提供借鉴、参考。

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Exploration of the first-class talent training of mechanical design， manufacturing

and automation specialty： Taking Chongqing University as an example

LI Congbo， LIN Lihong， JIANG Guiyun， CAO Le

（College of Mechanical Engineering， Chongqing University， Chongqing 400040， P. R. China）

Abstract：

Derived from the needs of national and local economic development， combined with educational orientation and talent training direction of Chongqing University， centered on the fundamental task of establishing morality and cultivating of people， and based on the latest standards of engineering education professional certification and first-class discipline construction requirements， professional training goals and graduation requirements were formulated. A professional curriculum system was built， such as public basic courses， general education courses， broad basic courses， professional basic courses， professional courses， practical exercises， and personalized modules. Focusing on the automobile manufacturing and parts supporting industries， high-end equipment manufacturing industry and intelligent robot industry， collaborative education with enterprises has been carried out. According to the evaluation results， the training goals， graduation requirements， curriculum system settings and teaching process have been continuously improved. Talent training program aimed at cultivating high-quality and innovative talents in mechanical engineering has been proposed. The first-class undergraduate education in mechanical design and manufacturing and automation specialty with Chinese characteristics and the style of Chongqing University was explored to provide talent guarantee for serving the high-quality development of the country and localities.

Key words：

first-class discipline; talent training program; engineering education professional certification; mechanical design; manufacturing and automation

（責任编辑 梁远华）