新工科背景下机械类人才培养探析

周宏根，钟 伟，张春燕，管小燕

（江苏科技大学 机械工程学院，江苏 镇江 212100）

引言

随着大数据、人工智能、物联网、新能源、新媒体等技术的迅猛发展，新一轮产业革命在全球范围内方兴未艾。高校肩负着向国家输送合格人才的重任，其教学内容、教学模式必须匹配并引领新兴产业的发展，才能满足日新月异的社会需求。在这种背景下，国家提出高校要进行新工科建设，着眼于面向未来新技术和新产业的发展，着力推动学科交叉融合和跨界整合。

新工科建设以智能制造、云计算、区块链、虚拟现实、机器人等科学技术用于传统工科专业的升级改造，其目标是培养适应新技术、新产业、新经济发展，具有跨界整合能力、道德素养高尚的新型多元化卓越工程人才［1-3］。探索如何将思想政治、新技术、新理念、新方法融入教学中成为工科高等教育迫在眉睫的事情。当前，机械学科与信息、材料、控制等学科广泛交叉，机械类人才的工程实践能力培养理所当然成为新工科专业建设改革中亟待解决的问题。

一、机械类人才培养现状分析

在新工科建设的大背景下，机械类人才培养要注重传统工业技术与通信、控制、软件等新技术的紧密结合。然而，由于历史和国情的原因，我国的工程教育人才培养体系一直在借鉴与模仿中前进，教育现状存在着诸多与新工科建设不相符的问题。

（一）教学内容落后于社会产业发展

高校机械学科的教学内容与机械制造业的发展息息相关，专业教学内容应该是当代社会机械行业发展的前沿精华。然而，现在学校教给学生的理念和技术，已经明显落后和脱离于社会发展［4］。放眼当前机械制造业，三一重工、徐工集团等企业已经实现了生产管理数字化转型，云端部署、数据共享、业务协同、支持企业个性化定制、透明化生产等智能化制造模式成为日常，远比当今高校的教材所介绍的内容先进［5］。当今高校中的大多数机械专业课程还停留在对陈旧、单一的机械设计制造等技术原理进行阐述式介绍，这些与社会前沿发展严重脱节的知识体系使得学生学起来索然无味，内驱力不足，这显然与高等教育的初衷相背离。

（二）学生实践创新能力薄弱

目前高校教育的人才培养模式重理论、轻实践。重视理论学习，轻视与考试关系不大的实践创新能力的思想根深蒂固，导致学生不习惯“动手”，而习惯“看书”。此外，高校人才培养模式中，实习实践的机会不充分，鲜有与先进的、前沿的产业直接联系：一来企业由于完成自身生产任务的需要，没有足够时间或没有相关接待人员接收来实践的学生；二来学校实习实践经费有限或企业档期不合，不能联系到机械“龙头”企业给学生展示先进智能制造的生产模式；三来学生即使到了实习工厂，也不敢轻易亲自上阵“动手”探索，这样“走马观花”的实习实践导致学生实践创新能力的发展受到制约。

（三）教师“理论教学+实践经验”综合能力不足

教师是高校人才培养的核心力量，师资能力的高低直接影响着人才培养的成效。目前，高校的一线教师特别是老教师，他们所学的内容、知识体系达不到多学科知识交叉融合的要求。新工科背景下机械学科应注重传统机械工程技术与信息通信、电子控制、软件设计、材料等新技术的紧密结合，不仅理论知识重要，工程实践经验更加重要。虽然部分年轻的教师理论知识能与最新技术接轨，但缺乏工程实践经验，达不到新型理论前沿+经验丰富的“双师型”教师的要求。师资能力的不足直接导致学生学不到前沿的综合性知识，影响教学质量。

（四）部分学生学习态度敷衍

学生进入大学后学习环境相对轻松自由，导致有的学生学习方向不明确，学习态度敷衍，逃课、挂科等情况司空见惯。尤其是当前教学模式多样，慕课教学、移动学习、网络互动等线上学习形式让学生更多地可以利用网络在宿舍、校外、非上课时间进行多形式的学习。新的学习模式给学生带来了一系列好处，如随时随地自由自在学习；网络资源丰富、精美，课程的趣味性强；对于难以理解的晦涩知识点或感兴趣的内容可以重复观看。但是，有些自律性欠佳的学生上课时仅仅挂在网上，连基本的上课时间都没有保证。

（五）忽视思想政治元素在专业课教学中的渗透

国家建设需要的不仅仅是工作能力强的人，还需要德行高尚，即德才兼备的人。新工科建设要求高校教育培养出业务能力上能适应产业的时代新发展，道德水准上具备爱国主义情怀、职业操守、人文价值观、奉献精神等良好素养的综合型人才。机械工程专业一贯强调自然科学理论，操作技能专长方面的教学，往往忽视了课程思政元素。这不利于学生综合素质的提高。

（六）考核方式单一陈旧

工科不同于理科，理科注重理论研究，工科注重实际应用。作为将多学科的知识、技术糅合在一起的新工科更加注重学生将知识应用于实际的应用能力。目前，高校教育的绝大部分工科课程的考核方式是仍采用试卷考试的形式来考查学生的学习情况。这样一方面会误导学生理论知识的掌握比生产实践创新能力重要，使得学生轻视实践创新能力的提升；另一方面给教师教学造成误导：既然课程考核是“试卷考试”，那么在实际教学中就会强调理论知识的记忆或推理，而忽视其在实际生产中的应用。

二、新工科建设对机械类学生的能力和素养要求

新工科的知识体系知识面广、领域深、难度大、集成度高。机械类学生不仅要掌握传统机械学科的专业知识，还要涉猎计算机、电子通信、金融、国际贸易、人文社科、管理学等学科的知识；不仅“卷面考试”能力强，道德素养、分析和解决问题的能力、动手能力、创新能力、与人交往的情商等方面都不能跛腿，要实现全面综合发展。

（一）道德素养

学生时期是人生的“拔节孕穗期”，在这一时期，他们接受新事物的能力最强，思维最为活跃，“三观”逐渐成熟，如果没有教给他们正确的思想、给予他们正确的引导，那么其后果不仅影响个人发展，更重要的是会对国家、社会造成不可挽回的损失［6］。只有有了良好的道德素养和高尚的家国情怀，学生心中充满了正向、积极的能量，才能为中华民族伟大复兴之中国梦的实现尽心尽力［7］。

（二）自主积极学习的能力

新工科涉及学科多，技术新，知识体系朝着多元化、深度化的层面发展，这对学生的学习提出了新的挑战［8］。新工科学生不能满足于专业传统课程，不能满足于课本，不能满足于教师指定的内容，不能满足于常规的学习时间，而是要养成良好的自主学习习惯，多途径、跨学科学习，积极关注学科及对应产业的前沿资讯，并懂得将它们融合在一起，不断提高自主学习的积极性和学习能力。

（三）实践创新能力

工科教育的重点在于学生学习完基础知识之后，回归到生产现场，在真实的工程项目中能够解决实际技术问题。随着各学科高新技术的迅猛发展，要求技术人员具备更强的实践创新能力、解决现场生产问题的能力。学生在校期间可以多参与学校的跨学科科研平台的建设、教师的横向/纵向科研项目、国家或省部级举办的创新大赛等，不断扩大自己的知识面和提升自己的实践创新能力。

（四）团队精神和人际交往能力

在新工科背景下，团队合作尤为重要。只有融入团队并与团队一起奋斗，与他人协调分工，优势互补，风雨同舟，才能完成既定的任务。在合作过程中，不同的人其性格、处事方式、理念等均有所差别，这时就需要学生抱着合作的心态，多沟通、多交流、多包容、多站在对方的角度理解他人，具备良好的交际能力才能和谐、顺畅地把事情做好。

三、新工科背景下机械类人才培养的关键问题

新工科建设要求高校的人才培养模式突出复合交叉与协同创新，即侧重跨学科、跨领域、跨行业人才的培养，同时强调学科专业设置与产业发展对接，这就要求改进传统的人才培养模式。笔者结合我校机械类人才培养现状和新工科建设对机械类学生的能力和素养要求，探讨人才培养模式中的关键问题如下。

（一）树立新工科教育教学理念

教育理念是教育主体在教育实践、思维活动、文化积淀和交流中所形成的教育价值取向与追求，是种具有相对稳定性、延续性和指向性的教育认识和理想的观念体系［9］。教育理念是一切教育教学活动的内动力和方向，没有正确的教育理论的指导，教学目标是杂乱无章的，教学活动是漫无目的的。所以，要进行新工科建设，首先就要树立正确的教学理念。新工科坚持以学生为本，朝着培养能适应和驾驭未来的知识结构新、专业技能强、品德言行优的高素质复合型新工科人才方向前行，使培养的学生能挑起把我国建设成世界强国的大梁。

（二）构建机械专业课程新体系

课程是人才培养的基本要素，教学改革改到深处是课程。新工科教学要求在精选传统机械工程专业课程的基础上，增开与先进制造技术相关的新兴课程，如“计算机智能控制系统”“工业物联网”“人工智能技术及应用”“绿色设计与制造技术”等，使课程内容、体系能反映现代科技前沿水平。此外，应加大实践实训课时，依托高新企业为实习教学基地，使学生有机会实现与企业生产实际的无缝对接，学以致用。各课程间层层相扣、相辅相成，共同构成一个能够体现时代性、前瞻性的科学课程体系。

（三）加强教师教育教学能力培训

教师渊博的学识、丰富的工程经验、高尚的道德情操、得体的行为是育人成功的前提。为此，教师不仅要有终身学习的理念，不断补充新技术、新知识，跟上时代的步伐，还应与企业协同，积极参与前沿实用技术和工程项目实施等方面的培训与交流，在实践教学中不断提升自身的业务能力，由此打造高素质“双师型”教学团队，构建一支工程教学能力强的教师队伍。此外，制订青年教师企业实训方案，将提高教师创新创业教育的意识和能力纳入青年教师岗前培训的重要内容。

（四）开展线上线下混合式教学

传统教学和网络教学各有自己的优缺点。传统教学在规定的时间、规定的地方师生双方到现场上课，仪式感强，学生在教师的眼皮底下学习，注意力更容易集中；网络教学不受时间、空间等客观因素的制约，有利于学生根据个人情况利用碎片化时间学习，网上资源丰富，学生能及时获取最新教学消息和教学资料，学习内容与社会发展同步甚至超前，教育更加个性化与便捷。混合式教学综合线上线下教学的优势，相辅相成，相得益彰，彼此成为对方的补充和拓展，使学生的学习更加符合现代学生的生活学习方式。在混合式教学模式中，教师拥有更多的教学组织形式，而且教学资源的呈现形式变得多样，学生也可以自由安排时间和学习内容。

（五）改革考核内容与方式，细化考核指标

新工科建设不仅注重学生的卷面成绩，更注重学生的实践创新能力和道德素养。课程考核应全方位考核评价学生的知识、能力、道德素养达成情况。由教学产出反向设计考核环节，使终结性评价向发展性评价转变。可以围绕上述三大块设置不同权重，细化考核指标，分别从试卷答题、动手能力、平时言行等方面进行综合评价。建立教学质量监控和持续改进机制，确保考核评价结果能有效运用于课程与教学改进。

结语

新工科是一种新的工程教育发展模式，与传统的教学模式有很大的不同。新机械类工科学生不仅要精选学习传统机械制造内容，还要学习交叉融合先进学科技术；学习地点不再局限于教室教学，而是教室、实践实习基地等；考核不仅看重卷面成绩，还注重考查学生的动手能力、创新能力等；个人培养不仅注重知识、能力水平，更注重爱国敬业等家国情怀。