萬宇杰 易建鋼 張 良 方自強(qiáng)

（江漢大學(xué) 智能制造學(xué)院，湖北 武漢 430056）

一、概述

隨著國家裝備制造業(yè)在高端智能化方向上的戰(zhàn)略布局，企業(yè)對機(jī)械類專業(yè)人才提出了更高的要求。為了滿足新興產(chǎn)業(yè)對人才的需求，項(xiàng)目圍繞機(jī)械類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，結(jié)合學(xué)校自身辦學(xué)條件和特色，對機(jī)械類專業(yè)開展了“三交叉三融合”人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐，探索了地方高校機(jī)械類專業(yè)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改革途徑。

二、地方高校機(jī)械類人才模式面臨的問題和“三交叉三融合”人才培養(yǎng)模式理念的提出

1.傳統(tǒng)機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)置模式不能適應(yīng)現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)對人才的需求

目前普遍情況是：高校機(jī)械類專業(yè)人才模式與新興技術(shù)結(jié)合不緊密而無法適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需求，以及課程之間知識點(diǎn)融合度不夠的問題，學(xué)生從工程知識到工程能力的遷移能力缺乏，提高機(jī)械類專業(yè)學(xué)生多知識點(diǎn)綜合應(yīng)用能力迫在眉睫[1]。

項(xiàng)目通過傳統(tǒng)機(jī)械類專業(yè)課程與新興技術(shù)的交叉，以及專業(yè)課程相關(guān)知識點(diǎn)之間的融合，構(gòu)建了面向智能制造的交叉型課程體系和“多知識點(diǎn)融合”的教學(xué)方案。用模塊化方法將機(jī)械類課程與以人工智能、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等為代表的新興技術(shù)進(jìn)行縱向交叉，將機(jī)械類專業(yè)課程知識點(diǎn)和智能制造課程知識點(diǎn)橫向融合。

2.傳統(tǒng)的線上線下教學(xué)方式和筆試考核方法，沒有跟上現(xiàn)代人才培養(yǎng)的潮流

當(dāng)前眾多高校課堂教學(xué)時(shí)長不足，實(shí)踐環(huán)節(jié)在教學(xué)體系中存在的孤立、虛化及弱化，以及考核學(xué)生方法單一的問題，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的交叉和優(yōu)化不深入，學(xué)生綜合能力的全面考核方法不完備。通過引入“互聯(lián)網(wǎng)+”和虛擬仿真技術(shù)，創(chuàng)建了線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、線下虛擬仿真實(shí)踐以及線下理論教學(xué)的交叉型教學(xué)方式，制定了以“課程成績、實(shí)踐成績、學(xué)校導(dǎo)師評價(jià)、企業(yè)導(dǎo)師評價(jià)”四維一體相融合的詳細(xì)考核方案，全面考核學(xué)生綜合能力[2]。

3.培養(yǎng)模式與企業(yè)需求脫節(jié)，是目前應(yīng)用型高校急切要解決的問題

當(dāng)前應(yīng)用型高校機(jī)械類專業(yè)畢業(yè)生與企業(yè)工作崗位匹配度不高，以及學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力不足的問題，培養(yǎng)適合企業(yè)需求的、具有全面素質(zhì)與創(chuàng)新能力的人才是高校教學(xué)改革的方向。項(xiàng)目構(gòu)建了“實(shí)踐與創(chuàng)新”相交叉的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，形成了地方高校與企業(yè)產(chǎn)學(xué)融合的“雙元制+”人才培養(yǎng)機(jī)制。通過與先進(jìn)企業(yè)緊密合作，組織企業(yè)參與課程方案和課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，將企業(yè)對人才技能的要求融入人才培養(yǎng)方案中；根據(jù)企業(yè)反饋信息持續(xù)修訂“雙元制”人才培養(yǎng)方案。

三、“三交叉三融合”人才培養(yǎng)模式體系

1.通過構(gòu)建傳統(tǒng)專業(yè)課程與新興技術(shù)相交叉的模塊化課程體系，為面向新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求的專業(yè)建設(shè)奠定基礎(chǔ)

將機(jī)械類課程與新興技術(shù)相交叉，形成了以新興技術(shù)為核心的模塊化新課程體系。機(jī)械類課程與圖像識別、智能裝備、物聯(lián)網(wǎng)、柔性制造以及智能化控制與測試等新技術(shù)交叉，形成了以圖像識別（機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)理論與方法等課程）、智能裝備類（機(jī)器人技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等課程）、智能化過程管理類（物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能生產(chǎn)管理等課程）、智能化生產(chǎn)類（柔性制造系統(tǒng)、智能生產(chǎn)計(jì)劃管理等課程）、智能控制與測試類（機(jī)電傳動(dòng)與控制、測試技術(shù)與信號分析等課程）等為代表的智能制造類專業(yè)核心課程模塊，為智能制造工程專業(yè)的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)；

2.通過設(shè)計(jì)“多知識點(diǎn)融合”的教學(xué)方案，培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力

基于成果導(dǎo)向（OBE）的工程教育理念，以機(jī)械類專業(yè)課程為基礎(chǔ)，以成果導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)多門核心課程相關(guān)知識點(diǎn)的融合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。以“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程為例，根據(jù)課程與知識點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，將“人工智能方法”中“機(jī)器學(xué)習(xí)”與“液壓與氣壓傳動(dòng)”中“智能液壓系統(tǒng)”相融合，從而實(shí)現(xiàn)不同課程知識點(diǎn)之間的“橫向融合”。

3.通過推行“線上+線下+虛擬仿真實(shí)踐”的交叉型教學(xué)方式，提升學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

基于互聯(lián)網(wǎng)在線課程平臺和虛擬仿真實(shí)踐平臺，以提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率為目標(biāo)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為導(dǎo)向，通過推行“線上+線下+虛擬仿真實(shí)踐”的交叉型教學(xué)方式，采用交叉方式實(shí)施理論和實(shí)踐的混合式課程教學(xué)。通過現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力、工程知識應(yīng)用能力的培養(yǎng)。采用“線上+線下+虛擬仿真實(shí)踐”相交叉的教學(xué)方式，能有效解決實(shí)驗(yàn)儀器臺套數(shù)不足及實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)受限等問題。

4.通過改進(jìn)學(xué)生考核評價(jià)制度，建立“課程成績、實(shí)踐成績、學(xué)校導(dǎo)師評價(jià)、企業(yè)導(dǎo)師評價(jià)”四維一體的融合型綜合能力考核機(jī)制

為了全面評價(jià)學(xué)生綜合能力，利用校企合作資源，結(jié)合產(chǎn)學(xué)融合型人才培養(yǎng)模式，將在線練習(xí)、課后作業(yè)、調(diào)查報(bào)告、課程論文和實(shí)踐操作等環(huán)節(jié)納入考核體系，構(gòu)建了以“課程成績、實(shí)踐成績、學(xué)校導(dǎo)師評價(jià)、企業(yè)導(dǎo)師評價(jià)”四維一體的融合型綜合能力考核機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了課內(nèi)、課外、理論、實(shí)踐等環(huán)節(jié)的全面考核，形成了融合型學(xué)生綜合能力考核機(jī)制。

5.通過聯(lián)合企業(yè)參與課程內(nèi)容和課程方案的制定，形成“雙元制+”產(chǎn)學(xué)融合型人才培養(yǎng)機(jī)制

圍繞企業(yè)對人才技能需求，結(jié)合課程內(nèi)在規(guī)律，以校內(nèi)課堂教學(xué)和校外企業(yè)實(shí)踐為雙核心，構(gòu)建了“實(shí)踐與創(chuàng)新”相交叉的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，形成了體現(xiàn)機(jī)械類專業(yè)特色的“雙元制+”人才培養(yǎng)模式。聘請企業(yè)技術(shù)骨干作為學(xué)生企業(yè)導(dǎo)師；將企業(yè)實(shí)踐與理論教學(xué)及學(xué)科競賽進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成高質(zhì)量、高層次、高素質(zhì)的地方高校與企業(yè)的“雙元制+”產(chǎn)學(xué)融合型人才培養(yǎng)模式。

6.以學(xué)科競賽為平臺，構(gòu)建“實(shí)踐與創(chuàng)新”相交叉的實(shí)習(xí)實(shí)踐機(jī)制

地方高校以培養(yǎng)具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才為主。依托機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、工程訓(xùn)練大賽，工程機(jī)器人大賽等學(xué)科競賽平臺，采用不同于傳統(tǒng)模式的工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。學(xué)生從題目分析，到方案制定、設(shè)計(jì)，最后到作品裝配、調(diào)試，通過全過程實(shí)踐，體會到創(chuàng)新的意義。

四、“三交叉三融合”人才培養(yǎng)模式體系的主要實(shí)踐成效

1.實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)械類專業(yè)的改造升級，形成了“工業(yè)機(jī)器人”新方向

2018年1月，學(xué)校批準(zhǔn)升級后的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（工業(yè)機(jī)器人）方向招生。2019年，由校外教授組成的專家組對學(xué)校擬開設(shè)本科新專業(yè)進(jìn)行了論證。2020年2月，教育部批準(zhǔn)我校建立“智能制造工程”專業(yè)。

2.構(gòu)建了交叉型專業(yè)課程體系和多知識點(diǎn)融合的教學(xué)方案

強(qiáng)化了傳統(tǒng)機(jī)械類專業(yè)和智能制造其它學(xué)科知識點(diǎn)的融合，推動(dòng)了課程知識點(diǎn)的重構(gòu)。以“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程為例，通過將“流體力學(xué)”中的流體力學(xué)基礎(chǔ)知識、“可編程邏輯控制器”中的邏輯控制知識與“液壓與氣壓傳動(dòng)”中的液壓與氣壓控制閥流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功能回路邏輯控制知識融合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與工程創(chuàng)新能力，達(dá)成“液壓與氣壓傳動(dòng)”教學(xué)大綱的課程培養(yǎng)目標(biāo)。

3.創(chuàng)建了“線上+線下+虛擬仿真實(shí)踐”的交叉型教學(xué)方式，探索了線上線下相交叉的教學(xué)

利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室資源，開展了“線上+線下+虛擬仿真實(shí)踐”的混合式教學(xué)方法，以“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程為例，為了在更短的教學(xué)課時(shí)內(nèi)加深學(xué)生對“液壓與氣壓傳動(dòng)”相關(guān)理論知識點(diǎn)的理解，提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，通過在優(yōu)課聯(lián)盟UOOC平臺上建立“液壓與氣壓傳動(dòng)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，在實(shí)驗(yàn)室開展“液壓與氣壓傳動(dòng)”虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)和課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)，在加深學(xué)生對客觀知識理解的同時(shí)，提升學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。

4.構(gòu)建了“四維一體”融合型綜合能力考核機(jī)制

將在線練習(xí)、課后作業(yè)、調(diào)查報(bào)告、課程論文和實(shí)踐操作等納入考核體系，制定了以“課程成績、實(shí)踐成績、學(xué)校導(dǎo)師評價(jià)、企業(yè)導(dǎo)師評價(jià)”四維一體相融合的考核機(jī)制，實(shí)現(xiàn)理論到實(shí)踐，從線上到線下，從學(xué)校到企業(yè)等環(huán)節(jié)的全面考核，形成了學(xué)生綜合能力融合型考核機(jī)制，進(jìn)而為制定提高課堂教學(xué)質(zhì)量措施提供科學(xué)依據(jù)。

5.通過建立“實(shí)踐與創(chuàng)新”相交叉的應(yīng)用型能力培養(yǎng)方案

將課程培訓(xùn)、創(chuàng)新思維與方法培訓(xùn)和科研訓(xùn)練與各類創(chuàng)新競賽相結(jié)合，把學(xué)生的科研訓(xùn)練與創(chuàng)新競賽相結(jié)合、把學(xué)生的創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練與創(chuàng)新競賽相結(jié)合，在實(shí)踐中創(chuàng)新，通過創(chuàng)新推進(jìn)實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

6.通過與多家知名企業(yè)聯(lián)合，建立了“雙元制+” 產(chǎn)學(xué)融合型人才培養(yǎng)模式

本培養(yǎng)模式既培養(yǎng)了學(xué)生，又為企業(yè)的技術(shù)開發(fā)提供了幫助，還為企業(yè)輸送了優(yōu)秀人才。多家企業(yè)已由單一的接受學(xué)生實(shí)習(xí)升級為科技攻關(guān)、聯(lián)合申報(bào)課題等深層次的合作，并參加專業(yè)課程方案的制定工作。通過企業(yè)技術(shù)人員全程參與，按“全面發(fā)展、整體優(yōu)化、個(gè)性發(fā)展、突出應(yīng)用”的原則，根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展在人才需求上的新要求，遵循教學(xué)基本規(guī)律，形成了“雙元制+” 產(chǎn)學(xué)融合型人才培養(yǎng)機(jī)制。

結(jié)語

本文以培養(yǎng)實(shí)用工程創(chuàng)新人才為目標(biāo)，通過改造傳統(tǒng)教學(xué)方式，引入現(xiàn)代信息技術(shù)，采用交叉融合式教學(xué)模式，將教與學(xué)融為一體，保留部分優(yōu)秀教學(xué)方式及方法，多門課程教學(xué)中采用交叉融合模式，有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)參與性，打破了學(xué)生學(xué)習(xí)的地域性及時(shí)域性，探索出了提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的多元考核模式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的參與度與積極性，圍繞機(jī)械類專業(yè)課程開展的教學(xué)改革，其教學(xué)組織、課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核形式等值得類似課程實(shí)施借鑒和推廣。