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“山”模式、“大”創(chuàng)新——新工科人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐
近日，學(xué)校公布了2019年教學(xué)成果獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名單，學(xué)院李建勇、姜兆亮、朱振杰、畢文波、馬金平、宋清華、霍志璞、周詠輝，共同完成的《新工科人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐》獲得一等獎(jiǎng)。這份榮譽(yù)極大肯定了機(jī)械工程學(xué)院多年來(lái)新工科人才培養(yǎng)模式的研究與應(yīng)用，也充分展現(xiàn)了機(jī)械工程學(xué)院教育教學(xué)工作的進(jìn)展和創(chuàng)新。
成果依托機(jī)械工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和山大——臨工國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心三個(gè)國(guó)家級(jí)教學(xué)平臺(tái)，11個(gè)教學(xué)研究項(xiàng)目（分別來(lái)自國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目、科技部創(chuàng)新方法專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)類(lèi)慕課建設(shè)項(xiàng)目、山東省高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就業(yè)教育通識(shí)課程指導(dǎo)綱要研究項(xiàng)目、山東大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目等）,探索出一條“山”模式、“大”創(chuàng)新的新工科人才實(shí)踐能力培養(yǎng)之路。
“新工科”建設(shè)，引領(lǐng)機(jī)械教學(xué)發(fā)展改革
《教育部高等教育司關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》（教高司函〔2017〕6號(hào)）把“新工科”建設(shè)的內(nèi)容歸納為“五新”：工程教育的新理念、學(xué)科專(zhuān)業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類(lèi)發(fā)展的新體系，這是國(guó)家戰(zhàn)略。因此，傳統(tǒng)裝備制造業(yè)的人才培養(yǎng)急需轉(zhuǎn)型和發(fā)展，當(dāng)前機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)，已越來(lái)越難應(yīng)對(duì)行業(yè)升級(jí)對(duì)人才創(chuàng)新實(shí)踐能力的要求，在梳理機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案和實(shí)踐教學(xué)體系時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在理論課堂教學(xué)與創(chuàng)新實(shí)踐能力教育脫節(jié)、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)資源共享差和創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)評(píng)價(jià)機(jī)制亟待完善和健全等問(wèn)題，這使得新工科專(zhuān)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)理念和育人模式變革迫在眉睫。
“山”模式、“大”創(chuàng)新，領(lǐng)航人才培養(yǎng)新長(zhǎng)征
教學(xué)團(tuán)隊(duì)在機(jī)械工程學(xué)科開(kāi)展教學(xué)改革，以“智能制造工程”新工科特色專(zhuān)業(yè)為示范點(diǎn)，經(jīng)過(guò)摸索和實(shí)踐，推出了系列創(chuàng)新舉措和解決方法。具體包括：
（1）構(gòu)建符合新工科人才培養(yǎng)要求的“知識(shí)—設(shè)計(jì)—實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新”能力培養(yǎng)有機(jī)集成的“四位一體”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，開(kāi)展基于項(xiàng)目牽引的培養(yǎng)方案改革，將畢業(yè)設(shè)計(jì)提前到大二開(kāi)始，提前引入工程意識(shí)，實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行課程思政建設(shè)，把新工科人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。
建立明確的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)：面向國(guó)家智能制造戰(zhàn)略、國(guó)家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求、面向重大基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究、變革性技術(shù)、戰(zhàn)略性高技術(shù)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，面向“中國(guó)特色、世界一流”的建設(shè)目標(biāo)，應(yīng)對(duì)以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，堅(jiān)持“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)理念，培養(yǎng)能綜合應(yīng)用智能制造理論、人工智能、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行智能制造工藝與裝備開(kāi)發(fā)和制造，掌握寬厚的基礎(chǔ)理論、扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本技能，具有較強(qiáng)的綜合創(chuàng)新意識(shí)、獨(dú)立工作能力和團(tuán)隊(duì)精神，具有高度社會(huì)責(zé)任感、良好的文化素養(yǎng)、寬厚的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、開(kāi)闊的國(guó)際視野、個(gè)性與人格健全發(fā)展的高素質(zhì)創(chuàng)新型新工科人才。
構(gòu)建科學(xué)合理的新工科人才實(shí)踐能力培養(yǎng)體系：開(kāi)展基于項(xiàng)目牽引的培養(yǎng)方案改革，將畢業(yè)設(shè)計(jì)提前到大二開(kāi)始，提前引入工程意識(shí)，把握專(zhuān)業(yè)需求和教學(xué)特點(diǎn)，把本科生培養(yǎng)過(guò)程中的基礎(chǔ)理論課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課有機(jī)結(jié)合，結(jié)合知識(shí)（基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)）、設(shè)計(jì)（3個(gè)課程設(shè)計(jì)、1個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)）、實(shí)踐（工程訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐等）和創(chuàng)新（創(chuàng)新設(shè)計(jì)、競(jìng)賽等）能力培養(yǎng)，建立“知識(shí)—設(shè)計(jì)—實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新”能力培養(yǎng)有機(jī)集成的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行課程思政建設(shè)，把新工科人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。
圖1符合新工科人才培養(yǎng)要求的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系
（2）建立教學(xué)、實(shí)踐、科研相結(jié)合的新工科人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式：設(shè)計(jì)校內(nèi)“山”字（4+5+4）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)模式，創(chuàng)建校外“大”字（一軸雙驅(qū)）創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。
針對(duì)畢業(yè)生創(chuàng)新實(shí)踐能力與用人單位需求之間的差距，以強(qiáng)化提升工科學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)，充分利用校內(nèi)外資源，組織豐富多樣的課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，有機(jī)融合課內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)與課外創(chuàng)新活動(dòng)，構(gòu)建長(zhǎng)效、多贏的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)校內(nèi)“山”字（4+5+4）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)模式：
4門(mén)實(shí)驗(yàn)：智能裝備綜合實(shí)驗(yàn)+機(jī)械工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+創(chuàng)新設(shè)計(jì)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)+創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)；
3實(shí)習(xí)+2實(shí)訓(xùn)：【認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)】+【工程訓(xùn)練（電子）、工程訓(xùn)練】；
4個(gè)設(shè)計(jì)：3個(gè)課程設(shè)計(jì)+1次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
創(chuàng)建校外“大”字（一軸雙驅(qū)）創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)（一條產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新主軸，創(chuàng)新實(shí)踐、社會(huì)實(shí)踐雙驅(qū)，X項(xiàng)活動(dòng)）：
創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)：各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)、暑期學(xué)校、科技競(jìng)賽、科研項(xiàng)目、創(chuàng)新論壇等；
社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)：社會(huì)調(diào)研、企業(yè)社會(huì)實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)就業(yè)規(guī)劃等。
圖2教學(xué)、實(shí)踐、科研相結(jié)合的新工科人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式
（3）建立了“創(chuàng)新導(dǎo)向、團(tuán)隊(duì)參與、滾動(dòng)分流、綜合評(píng)價(jià)”的培養(yǎng)評(píng)價(jià)機(jī)制，將團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)、實(shí)踐訓(xùn)練成績(jī)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和綜合素質(zhì)考核引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)工作。
以學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以有效性提升為原則，以“注重過(guò)程，淡化結(jié)果”為理念，以強(qiáng)調(diào)過(guò)程考核、表?yè)P(yáng)、激勵(lì)為主要方法，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主研究，指導(dǎo)學(xué)生制訂工作方案和工作進(jìn)度，檢查督促學(xué)生分階段確立研究目標(biāo)、分階段推進(jìn)實(shí)施、團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成。探討適合的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)考核方式與方法，重點(diǎn)考核各階段學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合表達(dá)能力、知識(shí)應(yīng)用能力、人際溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和獨(dú)立工作能力等。讓學(xué)生提早進(jìn)入設(shè)計(jì)者、創(chuàng)新實(shí)踐角色，激發(fā)學(xué)生投入創(chuàng)新發(fā)明的熱情。盡可能肯定學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)，從而讓學(xué)生享受成功的樂(lè)趣，以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。推行以能力為中心的開(kāi)放式、全程化考核方式。
成果有效落地，應(yīng)用推廣師生受益
（1）實(shí)踐教學(xué)體系改革，構(gòu)建了特色鮮明的“平臺(tái)+模塊”學(xué)科主干實(shí)踐教學(xué)課程群。“平臺(tái)”——保證人才的基本素質(zhì)和全面發(fā)展的共性要求，“模塊”——實(shí)現(xiàn)不同專(zhuān)業(yè)方向人才的分流培養(yǎng)，體現(xiàn)個(gè)性差異。
課程體系覆蓋全環(huán)節(jié)、全流程、全知識(shí)領(lǐng)域，將各種技術(shù)綜合運(yùn)用，涉及智能制造、信息、大數(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、裝配、管理、維修等階段的數(shù)字化、信息化、和智能化。智能制造課程體系形成6個(gè)課程群：學(xué)科平臺(tái)基礎(chǔ)課程群、智能設(shè)計(jì)課程群、智能制造課程群、智能制造信息課程群、智能制造管理（決策）課程群、智能制造實(shí)踐教學(xué)課程群。實(shí)踐教學(xué)課程群由四大部分組成：課程教學(xué)、實(shí)踐性教學(xué)、科技創(chuàng)新活動(dòng)、課外實(shí)踐活動(dòng)。課程設(shè)置貫穿“知識(shí)—設(shè)計(jì)—實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新”的創(chuàng)新實(shí)踐教育模式。
學(xué)科主干實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)發(fā)揮輻射帶動(dòng)作用。教師科研成果促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革、開(kāi)展以賽促學(xué)的教學(xué)實(shí)踐、教研項(xiàng)目建設(shè)成效顯著。開(kāi)展基于項(xiàng)目牽引的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方案改革，將畢業(yè)設(shè)計(jì)提前到大二開(kāi)始，結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)法，采用研究性學(xué)習(xí)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。使學(xué)生從單一性的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向綜合的以解決工程實(shí)際問(wèn)題為主的學(xué)習(xí)：本著“需求重構(gòu)、本碩打通、夯實(shí)基礎(chǔ)”的原則，以導(dǎo)學(xué)、自學(xué)和項(xiàng)目研究為主。主干課程的學(xué)生課堂評(píng)價(jià)優(yōu)秀率達(dá)到100%。
（2）2016年，機(jī)械工程學(xué)院新增“數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（山東大學(xué)）”，依托山東大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和山東大學(xué)-山東臨工國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心開(kāi)展建設(shè)，以典型現(xiàn)代制造企業(yè)為虛擬環(huán)境，以數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造為知識(shí)主線，以企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)為內(nèi)容，建立了以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為核心，構(gòu)建數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)、數(shù)字化制造仿真平臺(tái)、數(shù)字化工廠平臺(tái)、創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)（四平臺(tái)）的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，努力提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。
建設(shè)智能制造工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，設(shè)立智能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、智能加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、智能共融機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、智能物流實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和智能管理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等6個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
近幾年以山東大學(xué)為依托，以機(jī)械工程學(xué)院為承建單位，建立了山東大學(xué)-臨工研究院、山東大學(xué)日照智能制造研究院，學(xué)院集中全院精干力量對(duì)接臨工、日照裝備制造企業(yè)，緊密?chē)@智能化產(chǎn)品及制造開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)和技術(shù)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同開(kāi)發(fā)智能制造和先進(jìn)制造共性技術(shù)，新增國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、橫向課題164項(xiàng)，共同發(fā)展人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)，把雙方的合作推向更大范圍、更高層次、更深程度。
（3）本科人才培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)提高。近三年，機(jī)械工程學(xué)院學(xué)生在各級(jí)各類(lèi)競(jìng)賽中表現(xiàn)優(yōu)秀，在挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、智能車(chē)競(jìng)賽、機(jī)器人比賽、機(jī)械創(chuàng)新競(jìng)賽等諸多競(jìng)賽中，本科生先后獲國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)28項(xiàng)、二等獎(jiǎng)19項(xiàng)、三等獎(jiǎng)26項(xiàng)，省級(jí)一等獎(jiǎng)100項(xiàng)、二等獎(jiǎng)67項(xiàng)、三等獎(jiǎng)70項(xiàng)。連續(xù)三年來(lái)一直是就業(yè)熱門(mén)專(zhuān)業(yè)，就業(yè)需求比例超過(guò)8:1，實(shí)際就業(yè)率一直在95%以上。近三年共有畢業(yè)生688人，畢業(yè)生一次就業(yè)率在97%以上，其中，2016年97.07%，2017年97.19%，2018年97.39%。在本專(zhuān)業(yè)方向上就業(yè)人數(shù)占75%以上，達(dá)到了專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)與培養(yǎng)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了本專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的教育和規(guī)劃。
回首前路，機(jī)械工程學(xué)院在教育教學(xué)改革上取得了一些成績(jī)，展望未來(lái)，任重道遠(yuǎn)。正所謂“雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越”，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指引，繼續(xù)探索人才培養(yǎng)模式，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)更多具有高度社會(huì)責(zé)任感、良好文化素養(yǎng)、寬厚專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和開(kāi)闊國(guó)際視野的高素質(zhì)創(chuàng)新型新工科人才。
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