面向应用型高校卓越工程师培养的教学模式的研究

摘要：为应对传统工科教育中教学内容与企业需求脱节、实践环节系统性不足等问题，本研究以潍坊科技学院与潍柴动力共建的现代产业学院为实践平台，提出“三维度四课+”培养模式。该模式聚焦“个人品质、专业能力、社会能力”三维度目标，重构课程体系，通过项目制专业核心课、开放实验课、创新实践训练课及虚拟仿真实验课，融合校企协同育人机制与多维度能力培养路径。实施中，以企业真实项目驱动教学，依托“双师型”教师团队及数字化评价系统，强化理论与实践衔接，提升学生工程实践与创新能力。实践表明，该模式有效缩短毕业生岗位适应期，竞赛获奖率提升40%，为应用型高校卓越工程师培养提供了可推广的改革经验。

关键词：应用型高校；卓越工程师；教学模式；校企协同

一、引言

党的二十大报告明确提出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。当前，我国制造业正面临向高端化、智能化转型的挑战，亟需具备扎实专业知识、创新能力和实践技能的工程技术人才。然而，传统工科教育普遍存在教学内容与企业需求脱节、实践环节系统性不足、校企协同机制不完善等问题。为此，本文以潍坊科技学院与潍柴动力共建的现代产业学院为实践平台，提出“三维度四课+”培养模式，旨在通过课程体系重构、校企深度融合及多维度能力培养，探索应用型高校卓越工程师培养的新路径。

二、国内外研究现状及研究意义

（一）国内外研究现状

国际经验方面，美国工程教育将通专融合向专业或课程层面下移，以创新创业课程应对新经济需求。MIT通过辅修学位及课外项目（如“创业与创新”、“戈登-麻省理工学院工程领袖计划”）小范围实施，反映经济类课程在工程教育中的演变趋势[1]。德国“双元制”以校企合作为核心，实践与学术深度融合，2019-2022年课程与学生数分别增长5.2%和10.9%，有效填补技能缺口，巩固技能强国地位[2]。

国内实践方面，卓越工程教育推行“课程+项目”双轨制，压缩20%学分用于跨学科实践，促进知识能力融合[3]。清华大学、重庆大学、浙江大学成立卓越工程师学院，聚焦碳中和、智能化等领域，通过项目制整合产学研资源，培养复合型领军人才，服务国家重大战略[4]。

（二）研究意义

卓越工程师是支撑“制造强国”战略的核心力量，其培养质量直接影响我国在全球产业链中的竞争力。汽车、新能源等领域的转型升级亟需兼具技术与创新能力的工程人才。例如，比亚迪、潍柴等企业通过技术创新实现突破，其成功离不开卓越工程师团队的支撑。传统工科教育模式难以适应产业技术快速迭代的挑战，“三维度四课+”模式为应用型高校提供可复制的改革经验。

三、“三维度四课+”培养模式的内涵与构建

（一）三维度能力框架

以立德树人为根本，围绕“个人品质、专业能力、社会能力”三个维度构建培养目标：个人品质，强化工匠精神、团队协作意识及家国情怀；专业能力，注重三维建模、工程实践及创新设计能力的培养；社会能力，通过校企合作与公益活动，提升学生的沟通能力与社会责任感。

（二）“四课+”课程体系设计

1.项目制专业核心课

以《三维实体造型设计》为基础，引入企业真实项目（如“黄河重卡车身设计”），采用“模块化+课程思政”模式，将技术学习与价值观教育结合。

2.开放实验课

通过《三维建模高阶设计应用》课程，从简单工业产品（扳手、水龙头）到复杂汽车模型（皮卡、商用车）逐步提升设计能力。

3.创新实践训练课

以《车辆创新设计及3D打印》为载体，鼓励学生基于现有车型进行创新设计，并通过团队协作完成作品答辩与实物制作。

4.虚拟仿真实验课

利用车辆装配虚拟仿真平台，开展有限元分析、装配工艺模拟等实训，弥补传统实践教学的时空限制。

“+”延伸模块：学科竞赛群：组织学生参与机电产品创新设计大赛、电动汽车设计大赛等，以赛促学。专业社团与公益活动：通过社团活动与科普实践（如3D打印作品展示），强化学生的社会服务意识。

四、改革方案与实施路径

（一）解决的关键问题

理论与实践脱节：通过企业真实项目重构课程内容，确保教学内容与产业技术同步。

校企协同不足：依托现代产业学院平台，建立校企联合导师团队，企业工程师全程参与课程设计与实训指导。

过程管理薄弱：引入“双师型”教师（兼具教学与工程经验），构建全过程考核体系，涵盖课堂表现、项目成果及竞赛成绩。

（二）实施路径

1.课程系统化设计

以“现代产业学院实训”为核心，重构课程体系，整合“认识实习”“生产实习”为贯穿全学期的项目式实训课程。例如，《三维实体造型设计》引入企业真实项目“黄河重卡车身优化设计”，分设“基础建模-参数化设计-工程仿真”递进模块，确保理论与实践衔接。采用“双线并行”教学法：线上通过慕课平台提供建模软件操作视频与案例库，支持学生自主预习复习；线下以小组协作完成项目任务，教师通过“示范-演练-反馈”循环强化技能训练，形成“学-练-评”闭环。

2.多主体协同育人

依托现代产业学院，构建“校企双导师+科研导师”三方协同机制。校企联合开发课程，如《车辆创新设计及3D打印》融入企业轻量化案例与有限元理论，形成“需求牵引-理论支撑-实践验证”链条。企业工程师担任“产业导师”，开展车间实景教学（如空压机装配工艺），强化设计规范与生产实际的关联。建立“双向流动”机制，教师年均赴企业研修≥60天，企业工程师参与教学研讨≥4次/年，确保教学内容与产业技术同步。科研反哺方面，学生参与“氢燃料电池关键部件设计”等课题，通过专利撰写与项目攻关提升创新能力。

3.差异化教学策略

构建“基础-拓展-挑战”三级课程体系：基础层以《三维实体造型设计》夯实建模能力；拓展层开设《有限元分析》等选修课；挑战层通过创新实践课与学科竞赛选拔优秀学生参与复杂项目。推行“动态分组”教学，将学生分为技术组（软件操作）、管理组（项目协调）、创新组（概念设计），通过轮岗制促进能力融合。引入“全过程数字化评价系统”，基于建模效率、团队贡献度等多元数据生成能力画像，为职业规划提供支撑。

（三）预期效果

通过三维建模、虚拟仿真等实践环节，学生工程实践能力显著增强。近三年数据显示，参与该模式的学生在省级以上竞赛获奖率提升40%。企业深度参与人才培养，缩短毕业生岗位适应期。学生通过公益活动传播工程技术知识，助力全民科学素养提升，服务“一带一路”倡议下的人才输出需求。

五、结论与展望

“三维度四课+”培养模式通过校企协同、课程重构及多维度能力培养，有效解决了传统工科教育的痛点，为应用型高校卓越工程师培养提供了可推广的实践经验。未来，需进一步深化产教融合机制，引入人工智能、数字孪生等新兴技术，构建更具前瞻性的工程教育体系，为我国制造业高质量发展持续输送高素质人才。

参考文献

[1]蔺亚琼，刘雨心.美国工程教育中通识教育的兴起与演变——基于精英工程院校课程体系的历史考察[J].高等教育研究，2023，44（04）：73-88.

[2]杨丽波，孙晓慧.德国技能形成体系的演进历程、行动路径、主要特点及启示[J].教育与职业，2024，（08）：77-84.

[3]周如金，范忠烽，刘美.新时代卓越高等工程教育路径创新探索[J].高教探索，2021，（09）：9-12.

[4]耿乐乐，张萌.国家卓越工程师学院人才培养模式研究——基于首批国家卓越工程师学院的多案例比较[J].科教发展研究，2025，5（01）：38-64.

课题来源：潍坊科技学院2023年校级教学改革项目 应用型高校卓越工程师 “三维度四课+”培养模式的研究与实践课题编号202320