丁少虎，穆春陽，鞏 鑫，張春濤

（1.北方民族大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 寧夏 銀川 750021；2.北方民族大學(xué)先進(jìn)裝備制造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院 寧夏 銀川 750021）

傳統(tǒng)工科專業(yè)的轉(zhuǎn)型、改造和升級(jí)成為新型工科專業(yè)的建設(shè)途徑之一，而傳統(tǒng)工科專業(yè)的改造升級(jí)不僅需要改變?nèi)藗兊慕虒W(xué)觀念和育人模式，更需要突破學(xué)科邊界和專業(yè)壁壘[1]。

新工科專業(yè)具有多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)[2]，專業(yè)建設(shè)需要根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行業(yè)企業(yè)人才需求，探索亮點(diǎn)鮮明的辦學(xué)特色，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型機(jī)械創(chuàng)新人才。機(jī)械電子工程是工程科學(xué)中的一個(gè)跨學(xué)科專業(yè)，在機(jī)械制造、控制工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上建立起來的，對(duì)其進(jìn)行在“新工科”理念下的專業(yè)升級(jí)改造和培養(yǎng)模式研究是極其必要的。隨著“人工智能”和“中國制造2025”的持續(xù)推進(jìn)，對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)有了更迫切的要求。

1 機(jī)械電子工程專業(yè)新工科理論課程（群）建設(shè)與實(shí)施

專業(yè)建設(shè)是新工科與實(shí)踐的關(guān)鍵問題[3]，北方民族大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)主要以機(jī)器人工程為專業(yè)特色主攻方向，以人才培養(yǎng)機(jī)制、人才培養(yǎng)方案、課程體系、課程建設(shè)、實(shí)踐平臺(tái)、師資培養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督與評(píng)價(jià)為建設(shè)途徑，改造升級(jí)傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程專業(yè)，探索出一條適合民族院校長期發(fā)展的品牌特色專業(yè)建設(shè)路徑。以機(jī)械電子教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師為主要師資力量，對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)施“改造”，開辟新工科專業(yè)方向——“機(jī)器人工程”，采用1 年機(jī)械大類培養(yǎng)、2 年專業(yè)課程教育和1 年企業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)的校企聯(lián)合“1+2+1”卓越人才培養(yǎng)模式，校企合作共同實(shí)施人才培養(yǎng)，企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)方案制定、課程體系構(gòu)建和理論實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)，突出工程化教育的生命周期完整性，使工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與理論知識(shí)學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)過程與能力培養(yǎng)過程的一體化。

推進(jìn)產(chǎn)教融合、校企協(xié)同育人是新工科建設(shè)的基本任務(wù)[4]。課程體系以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)為主線，瞄準(zhǔn)機(jī)器人工程師基本職業(yè)能力要求，在機(jī)械電子工程本科專業(yè)課程體系基礎(chǔ)上制定機(jī)器人工程方向課程體系。在專業(yè)課程體系構(gòu)建上，遵循北方民族大學(xué)現(xiàn)行的“通識(shí)教育平臺(tái)+專業(yè)教育平臺(tái)+綜合應(yīng)用平臺(tái)”課程體系結(jié)構(gòu)框架。依托基層教學(xué)組織實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、跨專業(yè)的新工科理論課程（群）建設(shè)與實(shí)施機(jī)制（圖1 所示）。通識(shí)教育平臺(tái)的課程教學(xué)主要由承擔(dān)通識(shí)教學(xué)平臺(tái)的相關(guān)學(xué)院等承擔(dān)。專業(yè)教育平臺(tái)包括三大類課程群，一是學(xué)科基礎(chǔ)課，主要由機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、高等數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)和電工電子教學(xué)團(tuán)隊(duì)按課程建設(shè)歸屬分別獨(dú)立實(shí)施；第二類是專業(yè)主干課，主要由機(jī)電工程學(xué)院各教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)實(shí)施；第三類是專業(yè)拓展課，由機(jī)械電子教學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)師資隊(duì)伍按課程獨(dú)立實(shí)施。綜合應(yīng)用平臺(tái)主要由畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程組成，由校企聯(lián)合教師隊(duì)伍按課程各自獨(dú)立或聯(lián)合實(shí)施。

圖1 新工科理論課程（群）建設(shè)與實(shí)施

2 構(gòu)建分階段立體化“互補(bǔ)式”產(chǎn)學(xué)融合實(shí)踐教學(xué)體系

面向創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)要充分體現(xiàn)對(duì)工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5]。針對(duì)機(jī)械類專業(yè)改造和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式實(shí)踐中存在的問題，穆春陽等人提出了基于“三層次、三平臺(tái)”實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建方法[6]。北方民族大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院圍繞自治區(qū)產(chǎn)教融合示范專業(yè)“機(jī)械電子工程（機(jī)器人工程方向）”人才培養(yǎng)工作，考慮工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)標(biāo)教育部普通高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)械電子工程專業(yè)核心課程設(shè)置基礎(chǔ)上，融合工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用方向，構(gòu)建專業(yè)知識(shí)框架體系，合理設(shè)置專業(yè)基礎(chǔ)課，精選專業(yè)主干課，優(yōu)化專業(yè)選修課，在機(jī)器人工程特色方向上，開設(shè)“機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)”“機(jī)器人系統(tǒng)集成技術(shù)”“圖像處理與機(jī)器視覺”“移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航與定位技術(shù)”“機(jī)器人”等理論課程。為凸顯應(yīng)用型人才培養(yǎng)，提高學(xué)生綜合實(shí)踐水平，在課程體系中設(shè)置三分之一的實(shí)踐課程。通過課程內(nèi)容的歸類與合并，設(shè)置集中性和綜合應(yīng)用性課程模塊，集中教學(xué)環(huán)節(jié)占總實(shí)踐課程的三分之二。在專業(yè)主干課程上，構(gòu)建理論與實(shí)踐互補(bǔ)的課程模式，理論教學(xué)建立專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，課程設(shè)計(jì)強(qiáng)化理論分析能力，集中實(shí)踐拓展知識(shí)應(yīng)用，現(xiàn)場實(shí)習(xí)深化崗位適應(yīng)能力的理論和實(shí)踐分段“互補(bǔ)式”教學(xué)課程體系（表1 所示）。

表1 分階段“互補(bǔ)式”實(shí)踐教學(xué)課程體系

為更好服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，匹配企業(yè)對(duì)應(yīng)用型人才的需求，在培養(yǎng)方案修訂中引入企業(yè)資源和企業(yè)元素，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，以O(shè)BE（Outcome based education）理念為導(dǎo)向，通過工程認(rèn)知實(shí)踐、工程專業(yè)實(shí)踐、工程綜合訓(xùn)練、工程創(chuàng)新能力逐級(jí)提升，逐步提高學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，推進(jìn)學(xué)生理論知識(shí)、實(shí)踐能力和職業(yè)素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，夯實(shí)培養(yǎng)應(yīng)用型人才基礎(chǔ)，形成產(chǎn)學(xué)融合的機(jī)械電子工程專業(yè)新工科實(shí)踐課程體系，校企協(xié)同合作聯(lián)合培養(yǎng)智能制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型急需的機(jī)器人工程方向高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

加快落實(shí)校企合作開展新工科專業(yè)建設(shè)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)，邀請(qǐng)企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員參與課程體系建設(shè)和學(xué)生培養(yǎng)工作，提高新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。充分發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢(shì)，做好課程資源開發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量和提升教師教學(xué)能力的雙重功效。要把校企合作落到實(shí)處，立足互惠互利，從教學(xué)融合、師資融合、教管融合和學(xué)分融合上深度開展校企融合，共同探索機(jī)器人工程新工科專業(yè)人才聯(lián)合培養(yǎng)模式，共同開展課程資源開發(fā)，共建共享線上課程體系，互建實(shí)訓(xùn)基地，切實(shí)提升人才培養(yǎng)效果。例如，通過校企雙方共同探討，確定《機(jī)器人系統(tǒng)集成及應(yīng)用》《工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)》《智能工廠綜合實(shí)訓(xùn)》《生產(chǎn)實(shí)習(xí)》《畢業(yè)實(shí)習(xí)》等理論課和實(shí)踐課程由校企雙方共同協(xié)作完成。同時(shí)與企業(yè)聯(lián)合開展實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生可在實(shí)習(xí)實(shí)踐階段直接到企業(yè)獲取以后工作崗位上所用的知識(shí)，彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足。

3 依托導(dǎo)師工作室，構(gòu)建教學(xué)與競賽相融合的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式

“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)+工作室”模式的導(dǎo)師工作室是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要教學(xué)方式[7]。構(gòu)建“導(dǎo)師工作室—?jiǎng)?chuàng)新團(tuán)隊(duì)—項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)—學(xué)科競賽”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式，依托導(dǎo)師工作室，突出機(jī)器人工程特色方向，在工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人方面開展學(xué)生創(chuàng)新理念和實(shí)踐能力培養(yǎng)。機(jī)械電子工程專業(yè)優(yōu)秀本科生和“學(xué)業(yè)困難”學(xué)生進(jìn)入“機(jī)電系統(tǒng)智能控制創(chuàng)新工作室”和“先進(jìn)裝備關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)創(chuàng)新工作室”學(xué)習(xí)，在導(dǎo)師工作室教師指導(dǎo)下提升“學(xué)優(yōu)生”創(chuàng)新實(shí)踐能力，增加“中等生”的實(shí)踐應(yīng)用能力，助力“學(xué)困生”的專業(yè)基本技能。依托兩個(gè)校級(jí)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，“智農(nóng)源創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”和“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與綜合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，通過選拔學(xué)生進(jìn)入導(dǎo)師工作室參加一系列工程實(shí)踐訓(xùn)練，將專業(yè)培養(yǎng)、科研訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、學(xué)科競賽等與新工科人才培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)與第二課堂創(chuàng)新活動(dòng)的無縫對(duì)接，構(gòu)建完善和可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新教育體系，為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學(xué)科競賽提供產(chǎn)業(yè)支撐，如圖2 所示。將工程實(shí)踐創(chuàng)新教育納入人才培養(yǎng)全過程，把課程學(xué)習(xí)與實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)合，提升大學(xué)生工程實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)與學(xué)科競賽中的知識(shí)和能力要素緊密結(jié)合，系統(tǒng)提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，形成校企合一、教研合一、學(xué)賽合一的綜合化培養(yǎng)模式。

圖2 項(xiàng)目導(dǎo)師工作室團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)模式

4 完善專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

當(dāng)前教育改革背景下，培養(yǎng)面向企業(yè)需求的專業(yè)型復(fù)合人才，其著力點(diǎn)是校企合作構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)需求相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)[8]。在實(shí)訓(xùn)實(shí)踐條件方面，學(xué)院加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)實(shí)踐條件建設(shè)。結(jié)合專業(yè)課程特點(diǎn)，進(jìn)一步加強(qiáng)搭建校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，如機(jī)器人工業(yè)級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)、機(jī)械裝備與PLC 控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、機(jī)器人拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中心應(yīng)盡量模擬企業(yè)工廠的實(shí)際工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的工業(yè)級(jí)訓(xùn)練。

積極探索校、企、地多領(lǐng)域全方位育人模式，通過校企聯(lián)合申報(bào)自治區(qū)“先進(jìn)裝備制造卓越工程師實(shí)踐基地和協(xié)同創(chuàng)新中心”，構(gòu)建工廠級(jí)實(shí)訓(xùn)場景，從企業(yè)文化、崗位需求、基本技能等產(chǎn)業(yè)內(nèi)容出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。同時(shí)與企業(yè)聯(lián)合開展實(shí)踐教學(xué)，企業(yè)擁有實(shí)踐基地和實(shí)踐技術(shù)人才，學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)踐階段可以在企業(yè)直接學(xué)習(xí)到工作以后要應(yīng)用的知識(shí)，能夠彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足。企業(yè)專家在機(jī)器人工程方向的本科人才培養(yǎng)中主要承擔(dān)參與實(shí)踐類課程（含實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)），包括機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制綜合實(shí)訓(xùn)、機(jī)電裝備與PLC 控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)、工程訓(xùn)練（校企聯(lián)合）、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)等工作。通過校企深度融合拓展學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的目的，激發(fā)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，提升工程實(shí)踐能力。主要采用以下措施開展企業(yè)參與實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)工作：①實(shí)習(xí)前校企教師協(xié)同制定教學(xué)內(nèi)容，做好實(shí)踐課程教學(xué)設(shè)計(jì)，發(fā)揮企業(yè)產(chǎn)線優(yōu)勢(shì)，提煉工程一線實(shí)際問題；②采用校企雙導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)，企業(yè)導(dǎo)師作為主要指導(dǎo)老師開展實(shí)習(xí)實(shí)踐課程的指導(dǎo)、討論、答辯等過程；③開展過程性和終結(jié)性考核，按項(xiàng)目執(zhí)行情況開展過程性評(píng)價(jià)。校企教師組成答辯組對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組答辯考核，校內(nèi)教師綜合過程性評(píng)價(jià)、答辯和實(shí)習(xí)日志、報(bào)告的質(zhì)量，進(jìn)行最終成績?cè)u(píng)定。

5 結(jié)語

通過構(gòu)建新工科背景下人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系，北方民族大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)在新工科專業(yè)建設(shè)和學(xué)生培養(yǎng)上取得了一些成績。近5 年，本專業(yè)獲省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)4 項(xiàng)，校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)3 項(xiàng)，獲批教研項(xiàng)目和課程建設(shè)項(xiàng)目30 余項(xiàng)，其中省部級(jí)項(xiàng)目10 余項(xiàng)。本專業(yè)有3 門課程獲批省部級(jí)一流課程，10 余門校級(jí)一流課程和核心課建設(shè)項(xiàng)目，出版教材3 部，所有基礎(chǔ)課和核心課建立了超星慕課，實(shí)施混合式教學(xué)。教師指導(dǎo)各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目50 余項(xiàng)，學(xué)生獲得省級(jí)以上創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲獎(jiǎng)60 余項(xiàng)，取得學(xué)科競賽獲獎(jiǎng)40 余項(xiàng)。構(gòu)建“工作室”+“項(xiàng)目”+“導(dǎo)師”+“團(tuán)隊(duì)”四個(gè)層次的導(dǎo)師工作室體系，確定“課程育人”+“科研育人”+“實(shí)踐育人”+“管理育人”四種形式的三全育人工作方案，解決了重理論輕實(shí)踐，重“智育”輕“德育”，重“教書”輕“育人”問題，提高畢業(yè)生能力與用人單位需求的契合度，在對(duì)104 名畢業(yè)學(xué)生（占總畢業(yè)學(xué)生近一半）的隨機(jī)抽樣調(diào)查中，學(xué)生對(duì)學(xué)校的總體滿意度在99%以上，對(duì)所學(xué)專業(yè)的滿意度為96.2%，對(duì)專業(yè)教學(xué)和核心課程設(shè)置的滿意度分別為97.1%和95.1%，其中89.4%的學(xué)生從事本專業(yè)對(duì)口工作或與本專業(yè)有一定聯(lián)系的工作，且80.7%的學(xué)生對(duì)目前從事工作表示滿意。