王 燦，秦展田*，許本勝，鄒愛成

（1.桂林航天工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 廣西 桂林 541004；2.桂林航天工業(yè)學(xué)院航空宇航學(xué)院 廣西 桂林 541004）

目前，全球進(jìn)入由人工智能引領(lǐng)的新一輪產(chǎn)業(yè)變革和科技革命的關(guān)鍵時(shí)期，為了在這一關(guān)鍵時(shí)期占領(lǐng)戰(zhàn)略制高點(diǎn)、占據(jù)科技競爭優(yōu)勢，我國提出并開始實(shí)施“中國智能制造”“新工科”“中國教育現(xiàn)代化2035”等重大戰(zhàn)略，促使中國教育開始主動(dòng)變革來適應(yīng)社會發(fā)展，高等教育開始進(jìn)入到一個(gè)全新的時(shí)期——新工科時(shí)期[1]。新工科不僅要求構(gòu)建新專業(yè)，還要求對傳統(tǒng)專業(yè)改造升級，在與未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需人才相結(jié)合的基礎(chǔ)上，融入未來技術(shù)，使培養(yǎng)的人才不僅能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，更能有效促進(jìn)工業(yè)進(jìn)步[2]。人工智能與制造業(yè)的深度融合是這一時(shí)期各國的重要戰(zhàn)略，機(jī)械電子工程作為銜接制造業(yè)與人工智能的專業(yè)，是中國智能制造的重要支撐[3]。如何以新工科的思維和理念來改革機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、能解決實(shí)際問題并引領(lǐng)社會發(fā)展的高素質(zhì)人才是新工科背景下機(jī)械電子工程專業(yè)迫切需要解決的問題。

以桂林航天工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院為例，其機(jī)械電子工程專業(yè)雖為新開設(shè)專業(yè)，但在機(jī)電工程學(xué)院雄厚的教學(xué)基礎(chǔ)上開展辦學(xué)，是一個(gè)集機(jī)械、電子、信息、控制等多學(xué)科交叉融合的綜合型專業(yè)，一直為廣西地區(qū)和粵港澳大灣區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供科技人才，為廣西和粵港澳大灣區(qū)的工業(yè)發(fā)展和振興承擔(dān)著自身的責(zé)任。機(jī)械電子工程專業(yè)在新工科建設(shè)引領(lǐng)下重構(gòu)機(jī)械電子專業(yè)人才培養(yǎng)方案，從課程體系建設(shè)、教學(xué)方法改革等方面深入研究機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

1 機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀或存在的問題

機(jī)械電子工程專業(yè)相比其他專業(yè)開設(shè)較晚，很多學(xué)校是在原有?？茩C(jī)電一體化專業(yè)或在原有的學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來，培養(yǎng)方案和行業(yè)背景差異較大[4]?？偟膩碚f，機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)還存在以下問題：

智能化機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)滯后。在新一輪科技革命時(shí)期，人工智能與制造業(yè)的深度融合是各個(gè)國家的重要戰(zhàn)略。機(jī)械電子工程專業(yè)作為制造業(yè)與自動(dòng)化相結(jié)合的重要專業(yè)，其人才培養(yǎng)對制造業(yè)的智能化程度影響重大。而傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程專業(yè)只是簡單的機(jī)與電的結(jié)合，或者教學(xué)過程中常針對的是簡單的機(jī)電控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度不高，與當(dāng)前國家提出的新工科和智能制造的要求還有一定的差距。

學(xué)科的交叉融合力度不夠。雖然機(jī)械電子工程專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉融合的專業(yè)，但其建設(shè)過程中仍以傳統(tǒng)的專業(yè)構(gòu)建方式，將機(jī)械與電子、控制類等課程進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)了一定的機(jī)與電的結(jié)合和自動(dòng)化控制，但學(xué)科的交叉融合不能僅體現(xiàn)在學(xué)科知識的簡單疊加，更需要實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)能力的綜合培養(yǎng)。

實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)與專業(yè)課程教育分離。實(shí)踐創(chuàng)新能力一直是應(yīng)用型本科所重視的，然而，很多學(xué)校將實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)獨(dú)立出來，利用各種學(xué)科競賽的形式或開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，與專業(yè)課程教育分開，難以形成大范圍內(nèi)專業(yè)課程教育與實(shí)踐創(chuàng)新的融合，只能在小范圍內(nèi)培養(yǎng)的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2 新工科背景下機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

2.1 以新工科為背景、服務(wù)地方為導(dǎo)向，制訂人才培養(yǎng)目標(biāo)

在新工科背景下，學(xué)生的能力培養(yǎng)尤為重要，其核心能力主要包括以家國情懷、批評與自我批評、人際溝通、人格獨(dú)立等為主的通用能力，以及工程領(lǐng)域適應(yīng)性為主的專門能力和解決工程問題的工程能力。

桂林航天工業(yè)學(xué)院學(xué)生的主要就業(yè)地為廣西和粵港澳大灣區(qū)，目前這些地區(qū)對機(jī)械電子、機(jī)電一體化、智能制造等方向的人才缺口較大。機(jī)械電子工程專業(yè)作為一個(gè)融合了機(jī)械制造技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)等多個(gè)學(xué)科的專業(yè)，在智能制造等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。在中國智能制造2025、十四五規(guī)劃等國家重要戰(zhàn)略的指引下，緊密結(jié)合智能制造發(fā)展趨勢，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力且能多方位發(fā)展的工程技術(shù)人才，才能實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)助力經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

2.2 從工程實(shí)踐能力角度優(yōu)化課程體系

課程體系將人才培養(yǎng)落到實(shí)處。要實(shí)現(xiàn)新工科下核心能力的培養(yǎng)，就要改革原有的課程體系，注重工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)，同時(shí)要關(guān)注學(xué)科之間的交叉融合、注重工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，在課程體系的建設(shè)過程中，融合實(shí)踐項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)將實(shí)踐項(xiàng)目和理論知識融合在一起的課程體系。

2.3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

社會發(fā)展會影響教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和模式。中國制造2025等重要決策指引著我國高等教育的方向，也直接影響著高等教育的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。高等教育工作者要緊跟時(shí)代的步伐，不斷調(diào)查研究，讓教學(xué)內(nèi)容凸顯時(shí)代性，也使得培養(yǎng)的學(xué)生更符合時(shí)代的需求。因此，在機(jī)械電子工程專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容上，專業(yè)教師要深入企業(yè)調(diào)查研究，掌握專業(yè)發(fā)展前沿，并將其融入課程教學(xué)中。

在信息化迅速發(fā)展的今天，教育信息化的作用日漸凸顯，教育信息化已成為當(dāng)前一個(gè)重要的學(xué)習(xí)手段。MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、微課、對分課堂等多樣化教學(xué)方式不斷提出，在提高教學(xué)效果、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性上發(fā)揮著越來越重要的作用。在機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)過程中，各任課教師應(yīng)根據(jù)相關(guān)課程特點(diǎn)，采用合適的現(xiàn)代化教學(xué)手段。

2.4 深化教育教學(xué)評價(jià)改革

新的教學(xué)方法、教學(xué)模式下需要有新的教學(xué)評價(jià)體系與之相適應(yīng)。在大力推廣混合式教學(xué)模式的大背景下，機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實(shí)施也采用混合式教學(xué)的方式進(jìn)行，因此，需要設(shè)計(jì)合理的教育教學(xué)評價(jià)方式對教學(xué)模式進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)主要包括兩方面，一方面是學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價(jià)，另一方面是教學(xué)模式的過程性評價(jià)，以此考評學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并對后續(xù)的混合式教學(xué)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)提升。

3 新工科背景下機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐

3.1 構(gòu)建實(shí)踐與理論相結(jié)合的課程體系

機(jī)械電子工程專業(yè)在現(xiàn)有的通識教育課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課、集中實(shí)踐四個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上增加前沿專業(yè)知識課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力課以及第二課堂等，并將課程進(jìn)行重新規(guī)劃組合，形成學(xué)科基礎(chǔ)課程群、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程群、制造類課程群、檢測控制課程群、機(jī)電系統(tǒng)課程群、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐群。為了更好地將理論運(yùn)用于實(shí)踐，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以CDIO為教育理念，以項(xiàng)目為主線，通過多級項(xiàng)目的形式來開展教學(xué)，更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

3.2 引入第二實(shí)踐課堂

實(shí)踐是理解知識、運(yùn)用知識的重要途徑，不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，也是學(xué)生深度學(xué)習(xí)的重要方法。如何盡可能多地提供機(jī)會讓學(xué)生開展實(shí)踐活動(dòng)是教師們一直關(guān)注的問題。機(jī)電教研室的教師們開辟了第二實(shí)踐課堂，組建學(xué)習(xí)興趣小組，開展各類實(shí)踐訓(xùn)練，主要包括機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、各類學(xué)科競賽以及各專業(yè)教師的相關(guān)橫向課題。學(xué)習(xí)興趣小組由教師指導(dǎo)，成員包括各年級的學(xué)生，并由高年級的學(xué)生擔(dān)任組長，通過老帶新的形式，在完成設(shè)計(jì)目標(biāo)的過程中，帶動(dòng)各年級成員的成長。通過這些途徑，機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力得到了很好地培養(yǎng)，在各級別的學(xué)科競賽中獲獎(jiǎng)不斷，也能很好地輔助教師的橫向課題。

3.3 整合課程教學(xué)內(nèi)容、引入學(xué)科前沿

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，將機(jī)械電子工程各專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，重新規(guī)劃教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，去掉重復(fù)教學(xué)的部分、具有關(guān)聯(lián)性的課程內(nèi)容重新規(guī)劃。任課教師在調(diào)研學(xué)習(xí)及科學(xué)研究中，積極獲取最新的學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，并將這些學(xué)科前沿知識貫穿在課堂教學(xué)中，讓學(xué)生在校期間就能了解本學(xué)科的發(fā)展趨勢，增加學(xué)習(xí)的積極性和動(dòng)力。

3.4 實(shí)踐教學(xué)改革

對機(jī)械電子工程專業(yè)原有的課程設(shè)計(jì)及實(shí)踐訓(xùn)練課程進(jìn)行整合。機(jī)械電子工程原有的課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐訓(xùn)練課程更多的是針對某一門課程開設(shè)的，比如“機(jī)械電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)”“電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)”“計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)”等，現(xiàn)有的人才培養(yǎng)對實(shí)踐教學(xué)課程進(jìn)行了整合，從課程基礎(chǔ)訓(xùn)練、專業(yè)訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練等角度來開設(shè)課程，如“機(jī)電基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)”“機(jī)電專業(yè)綜合設(shè)計(jì)”“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用綜合實(shí)踐”“機(jī)電控制系統(tǒng)綜合實(shí)踐”等，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對多門課程的綜合運(yùn)用。

3.5 多樣化的教學(xué)手段和教學(xué)過程

在課程教學(xué)中，以學(xué)生為中心，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力。將教學(xué)過程劃分為課前、課中、課后三個(gè)階段來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。在課前的教學(xué)階段，以微課視頻的自主預(yù)習(xí)為主，主要內(nèi)容包括課中涉及的一些基礎(chǔ)知識和一些相對簡單的知識點(diǎn)。課中以教師講解重難點(diǎn)為主，穿插學(xué)生對知識的理解與運(yùn)用。課后主要針對課中內(nèi)容進(jìn)行鞏固、加強(qiáng)和運(yùn)用，主要為課后作業(yè)，包括知識點(diǎn)的基本概念、知識的簡單運(yùn)用和小課題綜合運(yùn)用等。以此為基礎(chǔ)，機(jī)械電子工程專業(yè)各課程采用了不同的現(xiàn)代化教學(xué)方式，“電氣控制與PLC”“微控制器應(yīng)用技術(shù)”采用項(xiàng)目式教學(xué)方式，“機(jī)械制圖”采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，“機(jī)電傳動(dòng)與控制”采用混合式教學(xué)的方式等。同時(shí)，教研室每學(xué)期開展示范課程，教師之間相互交流，促進(jìn)教學(xué)能力的提升；針對青年教師，實(shí)行導(dǎo)師制，由經(jīng)驗(yàn)豐富的教師對青年教師進(jìn)行一對一的指導(dǎo)，使青年教師盡快進(jìn)入角色，掌握教學(xué)手段和方法，提高教學(xué)水平。

3.6 教學(xué)評價(jià)體系的改革優(yōu)化

改革原有的課程教學(xué)評價(jià)體系。機(jī)械電子工程專業(yè)原有的課程教學(xué)評價(jià)采用30%平時(shí)成績加上70%期末考試成績組成，平時(shí)成績大都由作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、平時(shí)表現(xiàn)構(gòu)成。采用現(xiàn)代化教學(xué)方式后，教學(xué)評價(jià)方式也發(fā)生了變化，更多的是從工程能力、自學(xué)自主能力、教學(xué)過程的參與度等方面進(jìn)行考核，主要包括上課前學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課中的討論、課后實(shí)踐項(xiàng)目等組成。

4 結(jié)語

桂林航天工業(yè)機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)計(jì)以“新工科”工程人才的培養(yǎng)為指南，針對機(jī)械電子工程專業(yè)目前存在的問題以及當(dāng)前的機(jī)械電子工程人才需求，制訂了相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)評價(jià)等，努力為中國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供更多的優(yōu)秀人才。