王静雯

（四川工业科技学院 智能制造与车辆工程学院，四川 德阳 618500）

一、新工科背景下专业教学新需求

2016年，新工科概念问世。随后，部分工科高校在国家教育主管部门的召集引导下展开相关政策理论研究，另有“复旦共识”“天大行动”等一系列倡议性文件的出台，旨在进一步扩大政策的影响范围。新工科是我国工程教育发展的新思维、新方式，是工程教育改革的重大战略选择，一经提出，便引发高校广泛关注并获得快速发展。无论是新学科或交叉学科的兴起，还是传统工科的转型升级，目的均在于适应全新的经济发展需要，培养新型科技工程人才。总的来说，新工科对专业教学有两方面的主要影响：（1）专业设置方面。新工科属于系统工程，涉及整个人才培养体系，绝不简单意味着学校名称或教育类型的叠加与更换。要想推行新工科建设，推动新工科改革理念落地，必须将其贯穿专业人才培养实践中，必须重视并强化专业教学工作。新工科专业的产生主要得益于社会的发展与技术的进步。一方面，在社会发展背景下，新产业与新业态产生，进而形成新职业；另一方面，科技进步为社会带来了新技术与新经济。学科交叉作为新技术与新经济的主要特征，与新职业再次交汇形成了新工科专业［1］。新产业形态必将制造新的职业岗位，而新的职业岗位则势必催生新工科专业。此外，伴随着新技术与新经济的问世，倡导多学科交叉成为新工科的发展目标，而不同学科实现有机融合后又将诞生许多新专业。（2）专业人才培养方面。在国家工业化初级阶段，知识属性较弱且技术附加值偏低的劳动密集型产业是主要产业，而高校作为人才的“供应商”，同样以培养传统产业人才为主，旨在推动国家的工业化发展。比如，大部分高校在面向技术含量低且机械加工尚未实现精细化的传统机械行业开设了机械类的相关专业。这种人才培养方式的确在一段时期内满足了机械类行业和企业的发展需求，但是随着科技的不断进步与企业和行业需求的不断提升，其滞后性逐渐显现出来，甚至严重阻碍了人才的发展。在新工科背景下，高校专业人才培养目标的定位发生了转变。一方面，“制造强国”目标提出了更高的职业需求；另一方面，实现“中国智造”目标也要求知识含量与智能化水平的提升。因此，高校在延续以至强化新工科专业人才实践性与应用性的基础上，转而培养新时期所需的专业人才，以期更好地服务社会经济的发展。

二、新工科背景下机械电子工程专业面临的挑战

机械电子工程专业是工程科学的新生专业，具有较强的应用性，致力于培养机电产品与系统等领域的专门人才，作为原机械类专业与其他学科交叉融合的产物，现已在一定程度上打破了学科界限，然而就其教育教学实践来看，仍然存在诸多问题。总体来看，在新工科背景下，机械电子工程专业主要面临以下几方面的挑战。

（一）迎合新形势需要制订人才培养方案

当前，不少机械类专业在专业课程设置过程中尚不具备逻辑性与系统性思维，而是体现出较大的随意性等特点，导致各门课程之间关系混乱，继而引发两点问题：一是课程独立性较差，课程内容重复度偏高；二是重要课程内容缺失。从机械电子工程专业人才培养方案来看，该专业目前仍然倾向于面向传统机械行业而非机械行业新兴业态进行课程设置，导致人才难以满足大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术与新材料，以及集成电路、智能制造等新产业的需求［2］。因此，在新工科背景下，机械电子工程专业有必要结合新形势的需求设置课程体系，并制订人才培养方案。

（二）结合工程创新人才需求选择教学内容

目前，部分高校机械电子工程专业在课程设置的过程中仍然坚持以传统学科为导向，构建了包括学科基础课、专业方向课、公共基础课、实践性课程及素质拓展课程等在内的课程体系，具体包括“机械原理”“机械设计”“机械制造基础”“机械制图”“材料力学”“理论力学”“电子学”及“电工学”等课程。从名称上来看，这些应用型高校的课程设置与研究型高校一致，而从技术路径角度来看，课程依旧是由机械电子工程专业学术权威结合以往经验，并借鉴其他大学课程体系设置而成。机械电子工程专业是传统机械设计与制造专业升级后的结果，致力于培养工程创新人才，因此其教学内容必须能够适应新业态的发展需求。具体而言，需及时解决当前存在的实践教学内容与社会产业需求相脱节的问题，在实践教学过程中积极应用先进的科技成果，通过对接教学内容与工作内容，确保高校人才培养工作适应企业的需求。此外，还需统一规划科创项目与案例，确保项目间保持密切关联，有效提高学生的工程创新能力。学生创新训练项目类型多元，具体包括循环式创新训练项目、分段式创新训练项目及对应式创新训练项目等。因此，需结合具体训练目标选择训练项目类型，从而有效提高学生的机械设计能力与综合素养。

（三）结合变革需求创新教学方法

作为工程科学的新生专业，机械电子工程专业仍然保有传统机械类专业的特点与属性，具备较强的系统性与扎实的学科基础，因此，该专业基础课程体系相对稳定成熟。然而，换个角度来看，该专业基础课程存在灵活性较差等弊端，导致教师难以及时迎合需求完成转换，未能做到理论联系实际，仍然采用讲授式教学方法，进而使得该专业的实践性发挥受阻，专业人才培养目标难以实现。因此，在新工科背景下，机械电子工程专业还需迎合变革需求创新教学方法。

三、新工科背景下机械电子工程专业教学改革路径

（一）确立专业能力目标

高校机械电子工程专业开展新工科建设工作需要基于新工科的理念，立足于企业需求、岗位要求及职业能力要求，积极借鉴国内外高水平应用型院校工程应用型人才培养工作理念，革新人才培养方案与模式，坚持以能力为导向，强调能力输出，着力提高学生的自主学习能力、工程应用能力、实践能力及专业综合素养。另外，高校机械电子工程专业还需在确立具体方法的基础上确立能力目标。关于方法，可以邀请企业技术人员与工程师等进入高校召开企业专家研讨会，为该专业学生讲授工作岗位类型、工作任务内容及职业能力要求等；也可以采用调研的形式，广泛且深入地调查适合该专业毕业生从事的岗位群及其对毕业生提出的知识、能力和素质等要求；还可以安排专业建设人员采用梳理归纳法确立专业能力目标。采用上述方法，可以得出机械电子工程专业的能力培养目标：符合国家学生体质健康标准，具备正确“三观”与爱国情怀，能够自觉遵守国家法律法规；能够运用数学、物理等自然科学基础知识，以及机械基础、电工电子、自动控制、计算机等专业知识解决机电工程技术问题；能够运用专业知识技术并合理使用专业工具设计机电设备和控制系统，并进行安装调试与维护改造等工程活动；能够使用常用设备工具完成测试测量任务，并进行实验设计、分析及改进工作；能够设计制造机电产品及其零部件；能够识别分析机电系统工程的实际问题，具备机电系统设计、集成及运行能力；能够应用法律、经济及管理等相关知识管理机电产品项目；具备团队合作意识，能够充分发挥自身的积极作用；能够使用正确的方法检索文献资料，具备良好的书面与口头表达能力；具备良好的自主学习能力与技术创新能力，能够规划自身学业与未来职业发展路径，实现自身在专业领域内的可持续发展；具备社会责任感与良好的职业道德；具备实效意识，能够持续精进自身。此外，还需进一步确立专业能力目标，包括机电产品设计制造能力、机电系统控制集成能力、机电设备装调维护能力及项目管理与技术服务能力等四大核心专业能力。其中，机电产品设计制造包括机械产品设计、加工工艺编制、设备操作加工及产品质量等四项工作任务；机电系统设备控制集成主要包括控制系统设计一项工作任务；机电设备装调维护包括机电产品零部件采购、机电产品安装与调试、机械设备维修等三项工作任务；项目管理与技术服务主要包括机电产品项目管理、技术支持及机电设备营销等三项工作任务。

（二）构建以能力模块为导向的专业课程体系

高校机械电子工程专业需要结合四大核心专业能力及其细化要素，构建能力模块化课程体系，解决传统学科体系存在的课程内容短缺或重复的问题，实现课程系统化与关联化。具体来说，可在机电产品设计制造模块当中增设智能制造课程，推动专业教学与前沿技术之间的有机融合。在机电系统控制集成模块中增设“自动化技术”“机器视觉”“生产系统数据采集”及“网络通信”等课程，凸显控制集成技术的应用价值；在机电设备装调维护模块当中增设“机电设备”“机电设备安装调试维护综合实验”及“机电一体化技术”等课程，有效培养并提高学生的实操能力；在项目管理与技术服务模块中增设“物联网”“大数据”及“云计算”等课程，实现智能制造与管理技术能力之间的有机融合。教师应在确定课程能力要求的基础上明确专业授课的目的，使用多元化教学方法开展专业课教学，并采用合理的考核方式，确保学生达成专业能力的要求。以能力模块为导向的专业课程体系包括通识教育课程平台与专业能力课程平台两个部分。其中，通识教育平台课程又分为必修课程与选修课程，具体包括“高等数学”“大学英语”“物理”“创新创业教育”及“形势与政策”等自然学科与素质拓展课程，基本安排在第一、二学年。专业能力课程平台由产品设计制造、系统控制集成、设备装调维护、项目管理与技术服务四个能力模块组成，各模块内部均设有数门必修课程与选修课程。传统的机械电子工程专业课程体系的构建以学科为导向，强调各门课程知识的系统性与完整性，旨在提高学生的知识水平。新工科背景下的专业课程体系构建则以能力模块为导向，注重以能力反推知识，引导学生掌握各项专业能力与各门专业课程知识。

（三）开展以能力模块为基础的专业课程教学实践

在新工科建设背景下，机械电子工程专业教师需要结合各项专业能力要素，采用多元化的教学方法，借助能力驱动模式开展专业课程教学工作，培养学生的专业应用能力［3］。具体来说，教学实践包括以下几方面：（1）使用项目驱动方法的教学实践，如“机电控制系统”“机电设备”“经济分析”及“工程项目管理”等课程均可使用项目驱动法培养学生相应的专业能力。以自动化技术课程教学为例，教师首先设计电梯运行、恒温控制、人机界面等一系列学习任务，然后安排学生设计电器原理图、预算总体成本并购买电器元器件，最终完成硬件接线图与PLC控制程序。这类教学实践尊重学生的主体地位，使其得以在工作现场完成项目，能够有效提高学生的工程应用能力。（2）使用现场教学方法的教学实践。为了增加学生对专业课程知识内容的认识，许多机械电子工程专业往往采用现场教学法开展具体的教学实践。以“机械制造过程”课程为例，该课程涉及传统机加工、数控加工、特种加工、加工工艺及工艺装备等多方面的内容，采用现场教学法可使学生在遵循制造环境标准安全规范的基础上，观察基本材料切削过程与各类机床加工过程，了解工艺装备组成部分与使用方式，掌握速度、进给量及切削深度等数据计算方法，并使学生独立完成部分基本材料的切削加工任务。（3）开展具体工程项目的教学实践。鉴于机械电子工程专业课程仅能培养学生部分专业能力的局限性，可将工程技术大赛、创造杯及毕业设计等实践环节融入人才培养体系中，并将创新想法与设计图纸实物化，以进一步提高学生的专业能力与创业创新能力。另外，学生需在具备设计开发能力与专业技术问题解决能力的基础上，具备项目管理能力、交流能力、社会责任感、团队合作意识及时效意识等，并做到持续改进。

结语

新工科是我国高等教育改革的重要举措，机械电子工程专业是典型的新工科专业，并且发展目标与新工科理念高度契合。在新工科建设的背景下，高校机械电子工程专业有必要明确并进一步确立专业能力目标，锁定四大核心专业能力；改变传统学科导向，转而以能力为导向构建专业课程体系；以能力模块为基础，使用项目驱动法、现场教学法，并通过开展具体工程项目开展专业课程教学实践。