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【建大故事】工程设计思维助力创新人才培养——访北京市高等教育教学成果一等奖获得者、机电学院院长杨建伟

部门:党委宣传部 供稿:汪洋海容 摄影:汪洋海容 审核:高蕾 发布时间:2018-09-03
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编者按:开启新时代,迎接新挑战。如何将人才培养的中心地位贯穿体现在学校事业改革发展的各个环节,培养出适应新时代国家发展需要的高质量人才,是新时代高质量人才培养大研讨的重要议题。为了全面贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想、党的十九大精神,引导广大师生进一步更新观念,统一思想,凝心聚力。党委宣传部(新闻中心)在校内各类媒体开展“高质量人才培养”主题宣传活动,通过挖掘、采访报道全校教学、科研、管理等各个领域中的优秀团队和师生代表,总结经验、创新方法、促进发展,在全校范围内形成良好的舆论氛围。

  

工程设计思维助力创新人才培养

访北京市高等教育教学成果一等奖获得者、机电学院院长杨建伟

 

 

  工程设计思维,一种工科领域颇为专业的思维视角,如今被引入机电学院创新型人才培养模式,成为富含教学和科研意义的“新理念”,贯穿学院人才培养全过程。学院的这一创新,就是针对机械类专业人才培养过程中面临的毕业生综合素质难以适应产业升级发展、欠缺创新实践能力、难以满足企业人才需求等薄弱环节,从自身专业入手,挖掘出的适用于人才培养与管理的新思路新方法。

  “我们把产品全项目周期管理概念引入人才培养模式,引导学生在专业课程学习之初就对自己将要研发的机电产品形成‘全周期’认知,通过四年学习不断完善并最终成型。”机电学院院长杨建伟介绍说,“另一方面,学院教师也运用‘全周期’思维教育和管理学生,关注学生成长的各个阶段,保证培养的创新人才达到高质量、高水平。”

  近年来,杨建伟率领团队围绕高质量人才培养目标,逐步总结形成“贯穿‘工程设计思维’的机械类递进式创新人才培养模式”。该成果首次系统性地实践了基于工程设计思维的机械类卓越人才培养新理念,更新了机械类人才培养新体系,构建起“创新意识—创新能力—创业素质”递进式双创人才培养模式,深化了“产学、校际、国际”等多层次协同育人平台。成果一经推广得到了兄弟高校的积极响应和社会媒体的广泛关注,并获评2017年北京市高等教育教学成果一等奖。

  

  理念先行 注重培育“设计+”思维

  在国家及北京市创新驱动发展战略及中国制造2025背景下,形势倒逼机械类专业工程教育为社会进步培养更多具备工程实践能力和主动创新精神的复合人才。为此,团队决定从改变人才培养的传统理念入手,遵循“以成果为导向,以项目为驱动,将产品设计贯穿整个教学过程”的思路,从指导思想上先进行转变。

  学院引入实际产品设计和工程开发情境,将“工程设计思维”贯穿于整个教学过程。新生在入学后便接受创新思维课程学习和产品设计开发的实践锻炼,由易到难参与若干创新项目,每个项目中又由初期研发构思到成品制作完成再到实际应用反馈,经过产品全项目周期的设计实训,逐渐养成“设计+”的思维模式。杨建伟说,机械类专业人才就要有运用工程设计思维解决实际问题的能力,学院教学团队以学生为中心、项目为载体,按照“做中学”的育人理念培养符合社会需求的机械类创新人才。

  

  对照工程教育标准 全面升级知识体系

  培养创新人才需要有完整成熟的知识体系做基础,需要立足行业、科教融合,打造以产业需求为导向的专业新结构。在2017年11月修订的工程教育认证标准中,“能够设计针对复杂工程问题的解决方案”成为考察毕业生是否达到毕业标准的一项重要指标,同时该标准还对毕业生终身学习提出了明确要求,标准注明毕业生应具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

 

 

  复杂工程问题包含多方面的技术、工程和其他因素,涉及的知识范围可能已超过专业工程实践的标准和规范,是需要运用深入的工程原理,经过分析才可能得到解决的具有较高综合性的问题。在杨建伟看来,工程教育认证标准突出了学生能力的培养,“衡量学生素质和水平的不再仅仅是课堂表现和考试成绩,市场对学生创新产品的锤炼将通过市场占有率、劳动生产效率等指标更直观的展现,事实上产品的生命力对研发者能力的评测更具说服力。”

  为了让培养的学生能够达到高质量要求,杨建伟团队结合行业新前沿和传统专业基础构建了“新专业结构”,制定了学生能力水平和技术发展相结合的“新知识体系”。学院通过校企联合调整了2012-2016年各版培养方案,整合形成“学科专业教育+综合实践+创新素质”三模块课程体系。修订后的培养方案形成动态更新机制,打破了学科界限,以成果为导向,遵照工程逻辑和教育规律对课程体系进行了重构。在课程内容上,学院设置了综合性实践环节,探索翻转课堂、研究性小课题等新形式,让学生更主动地参与到创新活动中去并成为主角。此外,学院先后增设了城市轨道交通和智能机械方向、车辆工程专业、机械电子工程专业,并在2015年开始实施大类专业招生。

  

  递进式培养模式 实现新生全员参与创新

  车辆上的每一个零部件虽大小不一、功能各异,但组合到一起才能实现整车的功能。杨建伟认为,学院开设的每一门课程也是如此,学生创新意识与能力的培养离不开每一门课做铺垫。学院构建起递进式创新人才培养体系,分别针对学生创新的意识、能力、素质三个方面开展工作。

 

学生参与创新活动

 

  目前,机电学院开设了创新思维训练、机械创新设计、产品创意与实践三门创新课和四门每门16学时的专业类创新课程以启发学生的创新意识。学院引导大一新生入学之时起组成四到五人的创新小组,100%参与创新活动,并为每个小组配备了指导老师。学生升入二、三年级后,学院向他们开放众创空间、示范性校内创新基地、校内科研实验室等场馆,鼓励他们参加教师科研项目,并依托挑战杯、机械创新设计大赛、全国方程式赛车等赛事,实现创新能力的螺旋训练。在创新素质提升阶段,学院开展“产品全项目周期”训练,组织学生走进京港地铁、北京住总集团等企业参与实际产品研发;参加业内高水平科博会,与专业前沿动态近距离接触;学院鼓励学生申请专利,推动创新成果孵化。

  递进式创新人才培养模式自实施以来收到良好成效。2010年以来,机电学院参加校外科技大赛达1200人次,累计获国家级奖项51项、省部级奖项182项。本科生作为第一或主要发明人获国家专利授权78项,其中发明15项,居本专业国内前列。

  

  拓宽专业视野 构筑多层次协同育人平台

  技术的最终指向还是要落脚到解决实际问题中去。为了检验学生的真才实学,学院创建了“产学、校际、国际”等多层次协同育人模式,利用校内外的平台资源考核学生的四年来炼就的创新能力。

 

学院创新成果参与校外推介

 

  在产学协同方面,学院通过引进北京地铁运营公司、北京市机械施工有限公司等行业企业中的杰出人才和优秀校友担任学院教师发展导师,丰富教师团队的工程经验。同时,建成20多个校内外实习实践基地,包括与北京京港地铁有限公司建成北京市级校外人才培养基地等,为学生提供高水准平台,强化学生与企业需求对接。“要让学生在企业中‘真题真做’才能真正掌握解决复杂工程为题的能力。”杨建伟说。

  此外,学院通过联合兄弟高校实施“双培”“实培”“外培”计划、加入“北京高校机械类专业群”、举办机械类高等教育论坛、选派人员进行国际交流访问、承办国际比赛等丰富形式,鼓励学生走出校园,借助校外优质资源拓展学生的专业视野,在校际和国际层面协同育人。

 

 

  “青创号”创业实训项目大赛是机电学院在校内举行的品牌创新比赛项目,参赛学生团队以改造学院楼旁的两节火车车厢和轻轨车厢为背景,从经营定位、市场预测、营销策略、过程管理、财务计划、风险控制、文化建设等多个方面对各自的创新创业蓝本进行汇报展示。记者了解到,“青创号”大赛不仅面向机电学院学生,还吸引了来自建筑学院、土木学院、经管学院、电信学院、文法学院等学院的学生参与其中,他们当中从大一到大四各年级的学生都有参加。据杨建伟介绍,像这样依托比赛等形式,机电学院“贯穿‘工程设计思维’的机械类递进式创新人才培养模式”已陆续在校内推广,目前在机电学院学生中应用1200人次,每年约50名其他学院的学生在该模式下从事一年以上的科技创新活动。更令人瞩目的是,该模式已在东南大学、大连交通大学、太原科技大学、天津职业技术师范大学等高校得到实践,并获得良好的应用效果和高度的评价赞赏。