馬軍 曹陽 李曉科 耿軍曉 何文斌

摘? 要：以新時(shí)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新工科建設(shè)為背景，分析現(xiàn)有機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的問題和不足，提出基于系統(tǒng)思維改造機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)體系的新思路。建立多學(xué)科交叉融合的機(jī)電類專業(yè)課程平臺，構(gòu)建以產(chǎn)出為導(dǎo)向的產(chǎn)學(xué)研融合協(xié)同育人模式，探討基于PDCA的機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)過程評價(jià)與持續(xù)改進(jìn)閉環(huán)反饋機(jī)制。研究成果得到應(yīng)用實(shí)踐，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：新時(shí)代;新工科;機(jī)電專業(yè);人才培養(yǎng);系統(tǒng)思維

中圖分類號：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）14-0145-04

Abstract： Based on the background of social and economic development and new engineering disciplines construction in the new era， the problems and shortcomings of the existing talent training mode of mechanical specialty were analyzed， a new idea of reforming the talent training system of mechanical specialty based on system thinking was put forward， a multi-disciplinary cross integration course platform for mechanical specialty was established. The output oriented collaborative education mode of industry university research integration was constructed， and the closed-loop feedback mechanism of evaluation and continuous improvement of mechanical talents training process was discussed based on PDCA. The researches have been applied and achieved good results.

Keywords： new era; new engineering and technical disciplines; machinery specialty; talent training; systematic thinking

黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視高等教育和高校人才培養(yǎng)工作，提出了一系列新理念新思想新戰(zhàn)略，出臺了一系列重大方針政策[1]，特別是習(xí)近平總書記在推進(jìn)高校教育方面的思維和決策，表現(xiàn)出系統(tǒng)思維方法的科學(xué)性與先進(jìn)性[2-3]，為新時(shí)代高等教育給予了頂層設(shè)計(jì)，也為高校人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐提供了強(qiáng)大思想武器和行動指南。在此背景下，教育部于2017年針對綜合性高校及工科優(yōu)勢高校的新工科建設(shè)先后舉辦研討會，形成了新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”，其內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新性卓越工程人才[4-5]。本文以新時(shí)代發(fā)展和新工科建設(shè)需求為背景，剖析當(dāng)前機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)中存在的問題，以系統(tǒng)思維改革機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)模式，創(chuàng)新培養(yǎng)機(jī)制，提升新時(shí)代國家自主創(chuàng)新能力，應(yīng)對全球科技競爭百年未有之大變局，具有重要而深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

一、現(xiàn)有機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)問題剖析

國內(nèi)外學(xué)者對機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)進(jìn)行了長期的研究[6-7]，結(jié)果表明，較早進(jìn)入工業(yè)化的西方發(fā)達(dá)國家，其機(jī)電專業(yè)的發(fā)展也相對成熟，在長期發(fā)展中，國外機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。一是在以機(jī)械化和電氣化為特征的工業(yè)化1.0和2.0階段，低端制造業(yè)是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展主力，因此專業(yè)設(shè)置口徑較寬，人才培養(yǎng)綜合性較大。二是在以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的工業(yè)化3.0階段，在全球化浪潮的推動下，制造業(yè)出現(xiàn)社會分工，造就了一批專一化企業(yè)，此時(shí)機(jī)電專業(yè)細(xì)分明顯，人才培養(yǎng)也逐步細(xì)化。三是以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的融合發(fā)展，將制造業(yè)帶入了以智能化、智慧化為特征的工業(yè)化4.0階段，機(jī)電專業(yè)設(shè)置又回歸到多樣化，綜合創(chuàng)新型人才的需求量急劇上升。

我國步入工業(yè)化的時(shí)間相對較晚，早期機(jī)電專業(yè)的設(shè)置與國外基本類似，但從工業(yè)3.0過渡到工業(yè)4.0階段，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整，產(chǎn)品更新節(jié)奏明顯加快，知識失效周期也顯著縮短，面對新時(shí)代的變革，我國機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)的理念和模式就顯得緩慢且滯后，主要體現(xiàn)在：

1. 傳統(tǒng)機(jī)電類專業(yè)培養(yǎng)體系因?qū)W科壁壘限制，窄化了專業(yè)知識體系，拉大了機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與新時(shí)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的差距，特別是制造業(yè)與新一代信息技術(shù)的深度融合，它要求機(jī)電類專業(yè)人才在掌握專業(yè)知識基礎(chǔ)上，還應(yīng)具備信息獲取與處理、問題分析與解決、團(tuán)隊(duì)組織與管理、業(yè)務(wù)綜合與協(xié)調(diào)、語言表達(dá)與溝通及社會活動等能力，特別是創(chuàng)新與工程實(shí)踐能力，以及堅(jiān)定的愛國情懷、強(qiáng)烈的社會責(zé)任感、高尚的人格修養(yǎng)和良好的職業(yè)道德等。

2. 現(xiàn)代機(jī)電工程問題越來越呈現(xiàn)出復(fù)雜性、綜合性、實(shí)踐性等特征，傳統(tǒng)意義的機(jī)電類專業(yè)課程體系邊界也隨之消融。現(xiàn)有機(jī)電類課程往往強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)知識，忽視解決復(fù)雜工程問題的多學(xué)科協(xié)同能力，基礎(chǔ)課與專業(yè)課銜接不夠緊密，學(xué)生難以將理論基礎(chǔ)與專業(yè)技能關(guān)聯(lián)起來;有的課程內(nèi)容未能與時(shí)俱進(jìn)，緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，甚至存在嚴(yán)重的滯后性。此外以學(xué)期和專業(yè)知識點(diǎn)為基礎(chǔ)構(gòu)建的課程體系，課程間關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，學(xué)生難以形成連貫的認(rèn)知體系，更難將所學(xué)專業(yè)知識應(yīng)用到復(fù)雜工程問題解決中。

3. 機(jī)電作為一門與生產(chǎn)實(shí)踐高度關(guān)聯(lián)的專業(yè)，理論知識指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，反過來，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也反哺理論知識，使其更科學(xué)完善。因此在機(jī)電類專業(yè)教學(xué)中，應(yīng)注重理論教學(xué)與實(shí)踐教育的協(xié)同互補(bǔ)。但目前在機(jī)電類教學(xué)中重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象仍然存在，其突出表現(xiàn)是單調(diào)枯燥的課堂理論灌輸沖淡了學(xué)習(xí)熱情，以致專業(yè)基礎(chǔ)未打牢，創(chuàng)新能力更無從談起。此外，課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題與企業(yè)實(shí)際有脫節(jié)。盡管各校積極開展了各類大學(xué)生創(chuàng)新競賽，但普及率和受眾面不高，對學(xué)生整體技能水平和創(chuàng)新能力的提升有限。

二、新時(shí)代系統(tǒng)思維下機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)體系

從系統(tǒng)思維視角，機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)體系也是一個(gè)具有顯著的整體性、關(guān)聯(lián)性、開放性、層次性和動態(tài)平衡性、時(shí)序性特征的復(fù)雜系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)以培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)方法、創(chuàng)新實(shí)踐、質(zhì)量評價(jià)為構(gòu)成要素，各要素按時(shí)序關(guān)系構(gòu)成一個(gè)全生命周期動態(tài)閉環(huán)。

1. 人才培養(yǎng)目標(biāo)體現(xiàn)系統(tǒng)功能，即適應(yīng)新時(shí)代要求，貫徹習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的指示精神，結(jié)合機(jī)電行業(yè)背景，挖掘機(jī)電工程獨(dú)特的專業(yè)價(jià)值和歷史內(nèi)涵，將立德育人和能力培養(yǎng)有機(jī)融合為一體，修訂和完善與新工科理念相適應(yīng)的機(jī)電類人才培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求的高度契合。

2. 課程體系是系統(tǒng)功能的物理載體，表現(xiàn)為從系統(tǒng)功能到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的映射。為解決拓寬口徑與突出專業(yè)特色的矛盾，基于系統(tǒng)思維，運(yùn)用模塊化方法，按照“功能-結(jié)構(gòu)”解耦原則構(gòu)建多學(xué)科交叉的模塊化課程平臺，以快速滿足學(xué)生不同階段、不同認(rèn)知水平的學(xué)習(xí)需求。

3. 教學(xué)方法與創(chuàng)新實(shí)踐都是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能（人才培養(yǎng)目標(biāo)）的系統(tǒng)行為。其中，教學(xué)方法改革是推動人才培養(yǎng)體系不斷演化升級的內(nèi)在因素，例如開展線上線下混合式教學(xué)改革;創(chuàng)新實(shí)踐則成為人才培養(yǎng)體系與外部社會環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的開放邊界，例如依托企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，開展產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人。

4. 質(zhì)量評價(jià)的目的在于調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)各要素關(guān)系，使系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡。具體而言，例如對人才培養(yǎng)全過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，建立校內(nèi)和校外評價(jià)機(jī)制，根據(jù)培養(yǎng)評價(jià)結(jié)果采用PDCA循環(huán)法進(jìn)行閉環(huán)持續(xù)改進(jìn)，實(shí)時(shí)調(diào)整培養(yǎng)模式，確保課程體系和學(xué)生畢業(yè)要求的目標(biāo)達(dá)成度持續(xù)提升。

三、新時(shí)代面向新工科的機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)模式應(yīng)用實(shí)踐

（一）機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂與完善

機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)要具有深遠(yuǎn)的復(fù)雜工程視野、廣博的多學(xué)科知識、扎實(shí)的基礎(chǔ)科研功底和良好的工程組織素質(zhì)，同時(shí)，還要有家國天下的人文情懷，為在地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級中發(fā)揮支撐作用。

以此為目標(biāo)，鄭州輕工業(yè)大學(xué)結(jié)合工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)要求，2017年對人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂與完善，進(jìn)一步強(qiáng)化工程實(shí)踐環(huán)節(jié)在教學(xué)中的重要地位，致力于培養(yǎng)學(xué)生從全局、系統(tǒng)工程的角度審視工程問題的能力。同時(shí)，為滿足不同層次人才需要，確定了“基礎(chǔ)-提升-綜合-創(chuàng)新”四層次培養(yǎng)體系，其中，基礎(chǔ)層培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論、方法和技能;提升層培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和實(shí)踐動手能力;綜合層全方位提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合實(shí)踐能力。研究創(chuàng)新層培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、科研能力和團(tuán)隊(duì)精神。

通過不懈努力，2017年鄭州輕工業(yè)大學(xué)通過了普通高等學(xué)校本科專業(yè)評估;2018年首批通過了中國工程教育專業(yè)認(rèn)證;2019年機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè)成功入選國家和河南省一流本科專業(yè)建設(shè)。

（二）機(jī)電類專業(yè)多學(xué)科融合課程體系改革與實(shí)踐

依據(jù)機(jī)電類專業(yè)人才應(yīng)具備的科學(xué)基礎(chǔ)和宏觀知識架構(gòu)體系進(jìn)行課程設(shè)置是系統(tǒng)思維下機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)體系改革的核心。在機(jī)電類專業(yè)課程設(shè)置中，即按機(jī)電工程過程的基本規(guī)律構(gòu)建課程體系，同時(shí)也注重多學(xué)科知識的交叉融合。

首先，立足“思政育人”與“知識傳授”要求，從育人需求與時(shí)政背景視角，深入挖掘?qū)I(yè)課程中所蘊(yùn)含的思政元素，并與專業(yè)知識和社會倫理有機(jī)融合，構(gòu)建具有政治高度、科技深度和社會廣度的課程內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“課程承載思政”與“思政寓于課程”的有機(jī)統(tǒng)一。例如，在講授機(jī)電裝備設(shè)計(jì)時(shí)，引入諸如異形全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)、大型模鍛液壓機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)等“大國重器”之類的素材，分析其中理論與實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)知識，宣講其中感人至深的“大國工匠”精神，提高學(xué)生的民族自信心和自豪感。其次，優(yōu)化專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)與布局，提出了專業(yè)課程增設(shè)、淘汰、改造的動態(tài)調(diào)整機(jī)制，減少必修基礎(chǔ)課、公共基礎(chǔ)課的比重。例如，增設(shè)熱工基礎(chǔ)、普通化學(xué)、有限元分析和工程數(shù)值方法等為必修課，減少機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、工程制圖的課時(shí)比重，依據(jù)“減冗提效，打造精品”的原則，將流體力學(xué)、流體控制和液壓與氣壓傳動三門課程的內(nèi)容進(jìn)行整合，形成一門全新的流體力學(xué)與流體傳動專業(yè)基礎(chǔ)課。此外，開設(shè)以智能制造為主題的學(xué)科前沿講座與選修課，以提高課程體系的時(shí)效性。

（三）面向創(chuàng)新實(shí)踐的產(chǎn)學(xué)研融合協(xié)同育人模式

系統(tǒng)思維下的機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)注重科學(xué)、技術(shù)與工程實(shí)踐的融合，從而提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。產(chǎn)學(xué)研融合人才培養(yǎng)是提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要措施，該模式的優(yōu)點(diǎn)在于通過高校、企業(yè)及科研院所的對接互動和優(yōu)勢互補(bǔ)，從而形成集研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)為一體的工程實(shí)踐教學(xué)體系[8]。地方高?？梢猿浞职l(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢，依托企業(yè)生產(chǎn)基地、實(shí)習(xí)基地和培訓(xùn)基地開展協(xié)同育人，強(qiáng)化教學(xué)-科研-生產(chǎn)三位一體的創(chuàng)新實(shí)踐，如圖2所示。

主要措施包括：（1）為學(xué)生參與“雙創(chuàng)”大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“挑戰(zhàn)杯”等大學(xué)生競賽提供便利，使學(xué)生實(shí)踐能力和工程經(jīng)驗(yàn)在大賽中得以提升;（2）在校內(nèi)開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，以講座、研討、實(shí)訓(xùn)等多種形式為學(xué)生提供職業(yè)培訓(xùn);（3）將學(xué)校科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)科研實(shí)驗(yàn)室，加入研究團(tuán)隊(duì)，參與實(shí)際科研項(xiàng)目，提升學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力;（4）在本科生中強(qiáng)化導(dǎo)師制，加強(qiáng)對學(xué)生專業(yè)水平、理論研究及實(shí)踐能力的指導(dǎo)。

（四）基于PDCA的人才培養(yǎng)過程評價(jià)與持續(xù)改進(jìn)閉環(huán)反饋機(jī)制

PDCA循環(huán)由美國質(zhì)量管理專家休哈特博士首先提出，是全面質(zhì)量管理的思想基礎(chǔ)和方法依據(jù)，其內(nèi)涵是將質(zhì)量管理分為計(jì)劃（Plan）、執(zhí)行（Do）、檢查（Check） 和處理（Action）四個(gè)階段，即在質(zhì)量管理中，將各項(xiàng)工作劃分為計(jì)劃制定、計(jì)劃實(shí)施、效果檢查，然后將成功的納入標(biāo)準(zhǔn)，不成功的留待下一循環(huán)去解決，如圖3所示。

該機(jī)制緊扣“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”理念，從學(xué)習(xí)成果能否滿足后續(xù)課程學(xué)習(xí)需求和能否達(dá)成畢業(yè)指標(biāo)要求考慮，對人才培養(yǎng)全過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。在此過程中，以學(xué)生和用人單位的滿意度為評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建人才培養(yǎng)校內(nèi)-校外評價(jià)機(jī)制，其中，校內(nèi)評價(jià)以教學(xué)督導(dǎo)和學(xué)生評教為主，教學(xué)督導(dǎo)采取院、校級兩級評教方式來確保教學(xué)全過程監(jiān)控“無死角”。學(xué)生評教方式則確保了所有課程的“全覆蓋”，通過學(xué)生評教實(shí)時(shí)了解培養(yǎng)效果，并結(jié)合教學(xué)督導(dǎo)評價(jià)有針對性地加以改進(jìn)和完善。校外評價(jià)以學(xué)生畢業(yè)后的表現(xiàn)、企業(yè)的反饋等評價(jià)人才培養(yǎng)是否符合畢業(yè)指標(biāo)要求，并依據(jù)反饋信息及時(shí)完善人才培養(yǎng)方案。在此基礎(chǔ)上依據(jù)評價(jià)結(jié)果采用PDCA循環(huán)法對人才培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)。

四、結(jié)束語

以系統(tǒng)思維改革現(xiàn)有機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)模式，打造多學(xué)科交叉融合的課程平臺，結(jié)合自身特色創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研融合的協(xié)同育人模式，開展基于PDCA的人才培養(yǎng)過程評價(jià)與持續(xù)改進(jìn)閉環(huán)機(jī)制，才能構(gòu)建起科學(xué)合理面向新工科建設(shè)需求的機(jī)電人才培養(yǎng)體系。

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基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“有限元模擬技術(shù)在材料成形與加工相關(guān)課程中的應(yīng)用研究”（201902004013）;河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“新工科背景下地方本科高校機(jī)械類一流專業(yè)建設(shè)研究與實(shí)踐”（2019SJGLX324）

作者簡介：馬軍（1977-），男，漢族，湖北石首人，博士，教授，研究方向?yàn)閿?shù)字化設(shè)計(jì)。

通信作者：曹陽（1987-），女，漢族，河南開封人，博士，副教授，研究方向?yàn)閺?fù)合材料成型。