曹蔚 闫莉 王洪喜 彭润玲 瞿金秀

摘  要：该文针对机械类卓越工程创新人才解决复杂工程问题能力培养的现状，进行机械类卓越工程师班专业课程“产、学、研、品、用”融合协同教学模式探索研究并提出改进措施。从教学理念、教学资源、教学方法和评价机制等几个方面进行改革。构建以“能力导向式培养”和“品商”素养为核心的机械类卓越工程师班专业课程教学模式和考核制度，进而提升卓越工程创新人才的解决复杂工程问题能力和综合素养。

关键词：机械类;卓越工程创新人才;复杂工程能力;教学模式;品商

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）08-0042-04

Abstract： This article focuses on the current situation of cultivating the ability of outstanding mechanical engineering talents in complex engineering problems. The reform and exploration of the "production， learning， research， morality and application" integration and collaboration teaching mode for mechanical professional courses are carried out， and improvement measures are proposed. Reform should be carried out from several aspects such as teaching philosophy， teaching methods， teaching resources， and evaluation mechanism. Construct a teaching method and assessment system for mechanical major courses centered on "ability oriented training" and "Moral literacy"， to enhance students' complex engineering abilities and comprehensive literacy.

Keywords： mechanical engineering major; excellent engineering innovation talents; complex engineering ability; teaching mode; morality

《中国制造2025》已明确提出创新驱动、智能转型、加快从制造大国转向制造强国的号召。复杂性是现代机械工程问题的本质，我国机械行业距离发达国家还有相当的差距，这种“差距”不仅体现在原始创新设计及制造技术上，更重要的是体现在机械人才解决复杂工程问题的能力。2018 年9月17日，教育部、工业和信息化部、中国工程院发布的《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划 2.0 的意见》中提出，要“着力提升学生解决复杂工程问题的能力”。可见，培養学生发现、分析、解决复杂工程问题的能力，既是工程教育认证的重要标准，也是卓越工程师计划及新工科建设背景下，高校培养高素质工程人才的关键内容。

复杂性是现代机械工程问题的本质，发现、分析、解决复杂工程问题，除了具备一定的技能，还需要涉及沟通、个人与团队、项目管理、工程与社会，环境和可持续发展等多方面的非技术因素。这些非技术因素、思想品德和基于人类命运共同体的国际大局观可概括为“品商”素养。注重“品商”素养的培养有利于全面提升发现、分析、解决复杂工程问题能力，已成为高校亟需解决的问题。西安工业大学机电工程学院围绕机械类卓越工程师班（简称“卓工班”）学生工程问题培养已经开展近十年探索，近年来，在机械类卓越人才复杂工程能力和“品商”素养培养过程中进行了一系列的探索与尝试。

本文以“卓工班”学生为主体，着眼新工科、“产、学、研、品、用”融合协同，深化机械专业卓越班教学模式的改革，着重培养学生解决复杂工程问题的能力，培养具有创新实践能力、国际大局观和“品商”素养、懂研发会应用的卓越机械工程师。科学育人，使培养出的人才更符合制造业全球化产业升级对卓越机械工程师能力的需求。

一  教学模式改革措施

（一）  转变教学理念

本文围绕西安工业大学（简称“我校”）卓越机械工程师试点班，从教学观念、教学内容、教学方法、教学资源建设和教学评价等几个方面进行了改革，具体改革思路如图1所示。

（二）重塑新工科背景下的机械人才复杂工程问题能力和“品商”素养培养理念

机械系统本身是一个多学科交叉的复杂工程系统，解决机械工程问题需要基于对问题基本原理的深刻理解，在实践中全面分析，努力思考。通过研究，本文概括复杂工程问题能力的关键影响因素包括：技能因素和非技能因素两大类。发现、分析、解决复杂工程问题，除需要具备知识技能，思想品德和职业情商（终身学习、创新精神，沟通协作、职业规范、工程伦理和国际标准规则）等因素也是必不可少，本文将这些非技能因素简称为“品商”素养。

通过充分认识机械人才复杂工程问题能力培养各阶段驱动要素和阻碍要素，本文将能力导向式培养引入到“卓工班”整个教学实施过程当中，确定能力培养的外部驱动条件，具体包括：校企协同、“产、学、研、品、用”融合、师资队伍建设、教学和工程实训资源建设、多元考核机制。

通过以上分析，本文改进机械专业“卓工班”课程传统的理论知识导向式的培养途径，形成“产、学、研、品、用”融合协同的教学模式。

（三）与时俱进、重构“产、学、研、品、用”融合的教学内容

首先，围绕“品商素养”，凝练机械专业课课程思政内容。在专业课程教学中增加思想品德、工程伦理、跨文化交流类及项目管理类教学内容强化学生工程伦理教育。机械工程导论等课程深入挖掘提炼专业知识蕴含的思政价值，专业知识与课程思政结合，培养“卓工班”学生精益求精的大国工匠精神，厚植家国情怀。

其次，在“卓工班”专业课程教学中融入机械工程的行业标准规则;在课程设计等实践课程中特别增加项目质量意识和契约精神教育;以丰富的人文素质和创新创业教育让学生掌握国情社情，开阔学科视野。培养国际大局观，助力“品商”素养的形成。

最后，根据复杂工程能力培养需求改进优化机械专业“卓工班”专业课程内容，追踪机械学科的前沿知识，课堂引入国内外工程项目，介绍机械工程国外和国内标准。加强专业内容中的“产、学、研、品、用”项目案例，将企业机械工程相关项目、案例增加到教学内容中;基于教师科研成果反哺教学，以研促教、 教学相长。通过产学融合、校企合作、协同培养等多种模式，最终实现“产、学、研、品、用”的整个过程。

（四）  建設构建“产、学、研、品、用”融合的教学资源

依托专业课程实验平台、省级和国家级校内外实践教育基地、校企合作实训基地，拓展实训新模式、新技术、新装备，整合实践资源，将精选科研项目或科研项目凝练构建案例库，丰富企业实际机械产品开发案例和工程实践案例元素，强化专业课程教学中学生的感性认知力，增加学生实践经验和工程思维。提高学生的实际应用能力。

以“工程问题”为基础，校企协同。在本课题组已有的“现代设计知识服务网”基础上进一步构建“产、学、研、品、用”融合复杂工程能力培养训练子平台，链接政府产业平台，建设案例资源库（图2和图3），提供专家服务，实现校内外合作培养“卓工班”学生复杂工程问题能力。

采用线上线下多元化教学手段，推进班级课程群、微信群、学习通信息发布等多渠道培养学生。基于自建教学平台整合动画、产品实例、机械前沿视频等教学资源单元，增强教学过程真实感和渲染力度，建设教材、课程讲义、教学课件、微课小视频和试题库等资源，让学生能够方便获取所有的学习资源，进而掌握机械系统及其关键机构的关键知识，提升分析解决问题能力。

（五）  将基于复杂工程问题能力培养和“品商”素养形成的培养引导方式纳入各个教学环节

1  全过程“产学研案例牵引”

将“基于产学研项目案例学习”的理念和措施贯穿始终，推动学生围绕实际科研或企业项目训练，带着问题去探索、解决问题。教学过程采取启发式和讨论式等多元化教学模式，通过翻转课堂、视频、远程课堂等手段帮助学生完成产学研案例分析，例如机械设计类专业课程采用“引、拆、剖、练、用”方式开展项目探究，通过虚拟仿真、试验样机等手段对设计的装置进行研究论证方案;毕业设计、综合实践训练等环节也大量结合教师科研项目案例，引导学生深度参与，“做中学”，提升学生的解决复杂工程问题，工程实践能力及协同创新能力，加强产学融合。

2  提升参与度、激发主动性

遵循学生能力形成基本规律，学业导师、专业教师、企业合作导师联动，通过采用布置小组作业、集体讨论课、动手操作等引领学生在解决复杂工程问题的同时，完成了“产学研用”整个流程，实现“卓工班”学生的创新意识、工程实践能力、工程项目管理能力和团结协作能力的全面发展。

组建团队参加创新创业训练及学科竞赛、组建科创研究小组合作完成工程项目。组织不同专业学科背景的学生共同组队参加竞赛、综合实验或课程设计，围绕设计、制造、机电系统等多个环节进行实训，促进不同学科背景学生的交叉融合和相互协助，激发学生积极创新和团队协作的能力。

3  注重“品商”素养培养渗透

在团队项目等训练环节中时刻引导学生遵守基本伦理道德和职业道德，激励学生关注彼此专业差异，熟悉工程规则和职业规范。综合应用所学知识解决实际项目问题，树立创新意识。借助课程、项目实训、科研创新、学科竞赛等多个环节，培养“卓工班”学生的社会责任、工程伦理决策和价值观。通过具体案例和经典事件拓宽机械专业“卓工班”学生的眼界和道德认知，让学生体验伦理道德情感，全面培养卓越机械工程师解决复杂工程问题所需的“品商”素养。

（六）  建立“产、学、研、品、用”融合评价机制

为解决原有考核评价体系过于关注孤立知识点的传授，对复杂工程问题能力和职业“品商”形成缺乏有效评价手段的情况，在教学过程中围绕“卓工班”学生大学期间创新创业、学科竞赛、文体活动、实践实训、多元文化沟通协作等综合能力状况，引入全过程多元化的“产、学、研、品、用”融合考核评价方式（图4），降低期末笔试的权重，尝试分组教学，采取组内同学互评，自主完成各组作业的评价，促进学生复杂工程能力和职业“品商”全面发展。

二  实施效果

我校机械专业教师转变教学观念，将复杂工程问题能力和“品商”培养纳入机电学院“卓工班”各个教学环节，取得了一些列成效。

2021年至今，“卓工班”学生组建团队参加了机械创新大赛、全国三维数字化创新大赛、“互联网+”比赛等学科竞赛获省级以上奖励三十余项。获全国机械行业卓工联盟毕设大赛省级以上奖十一项。

“卓工班”授课教师主动到企业挂职锻炼和交流，提升自身工程实战能力和综合素质。建设了省级、国家级一流课程、课程思政示范课、创新创业特色课程，项目制课程、科教融合课程十余门。授课教师发表相关教研论文十篇。

搭建了一批校内外资源平台，提供多层次专家服务，建设了企业工程元素、工程标准规范、国内外项目工程伦理案例等资源库。50%以上“卓工班”实训认知模块或毕业设计题目聘请校外专家、校友、优秀企业家共同指导。

三  结束语

卓越的机械工程创新人才除了需要具备良好的分析解决复杂工程问题的能力，还应具有优秀的非技术素养和思想品德。本文“卓工班”专业课程教学模式的尝试，大大增强了学生的创新实践能力、团队合作能力。训练学生的复杂工程能力、创新思维，拓展了专业视野。促进我校工科学生的复杂工程问题能力和“品商”素养培养，对现有的工程人才教学模式具有一定的借鉴意义。在未来的教学中，我们有必要进一步探索如何更好地适应产业发展新需求、更加契合工程教育新理念、采用更多的数智化教学手段，以更好地促进卓越工程创新人才的培养。

参考文献：

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基金项目：陕西高等教育教学改革研究重点项目“‘三位一体、多层次融通机械类卓越工程创新人才培养模式探索与实践”（23BZ032）;陕西高等教育教学改革研究重点攻关项目“数字化转型背景下工程创新人才数字化能力培养课程体系研究与构建”（23BG033）;陕西省教育厅教师发展研究计划“理实相映、专业协同-机械类教师职业素养提升路径研究”（SJS2022ZY015）;陕西省教师教育改革与教师发展研究重点项目“机械类专业青年教师工程实践能力提升路径与评价体系”（SJS2023ZD021）;西安工业大学教学改革研究项目“《机械设计》课程有机融入思想政治教育元素研究与实践”（22JGY1）

第一作者简介：曹蔚（1977-），女，汉族，陕西西安人，工学博士，教授，博士研究生导师。研究方向为机械设计理论、高等工程教育。