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科创融合,赛教互哺:构建兰州理工大学机械电子工程专业卓越工程人才培养的新模式
来源: 2026-07-09 作者:

1) 实施背景:立足国家战略与行业需求

兰州理工大学机械电子工程专业(原液压)承载着深厚的历史底蕴。该专业前身是1955年成立于哈尔滨工业大学动力系的我国高校第一个水力机械专业。1965年整建制迁至甘肃工业大学(现兰州理工大学),1970年在液压传动专门化基础上成立了液压传动专业,是我国最早成立该专业的四所院校之一,历经70年的发展,该专业已建成为国家级一流本科专业。

进入新时代,专业发展面临着双重挑战与机遇。国家“制造强国”战略将高端液压件列为“核心基础件”,全球新一轮科技革命与产业变革正在深入发展,人工智能、新材料、数字孪生等新技术与传统液压技术加速融合,推动产业向智能化、集成化、绿色化方向转型升级。

面对这一严峻形势,以知识传授为主的教育模式已难以适应新时代的要求。作为全国地方高校卓越工程教育校企联盟的重要成员,兰州理工大学机械电子工程专业深刻认识到,必须打破高校与社会之间的壁垒,以新工科建设为统领,探索一条能够有效激发学生创新潜能、深度对接产业需求的卓越工程人才培养新路径。深度参与中国国际大学生创新大赛等高等级赛事,以其“以赛促教、以赛促学、以赛促创”的鲜明导向,为专业改革发展提供了新的动力源与成果“检阅场”。

在此背景下,兰州理工大学机械电子工程专业系统性地开展了以“科创融合、赛教互哺”为核心特征的卓越工程人才培养模式改革与实践。

2) 主要做法:系统构建“四轮驱动”的科创融合育人体系

我们深刻认识到,创新能力的培养必须建立在系统化的育人生态之上。为此,我们摒弃了将科技创新活动视为课外锦上添花的旧有观念,将其全面融入人才培养的全过程,构建了以“课程体系+科研平台+竞赛实践+校企协同”四位一体的育人生态系统。

1)重构课程体系,夯实创新根基

我们始终坚信,科创能力的培养必须建立在扎实宽厚的理论基础之上。为此,我们对标工程教育认证标准和产业发展趋势,对课程体系进行了系统性重构。

在核心能力培养方面,我们重构专业课程群。将《液压元件》、《液压系统微机控制》等省级一流课程的建设成果反向植入教学大纲,确保教学内容的前沿性与高阶性。特别是在2025版培养方案修订中,我们进一步强化了基础理论教学,将流体力学、材料科学等基础课程学时增加,为学生后续的创新实践打下坚实根基。

在推动学科交叉融合方面,依托学校优势学科设置交叉学科方向,以“强基固本、学科交叉、项目驱动、多元协同”的育人理念为特色,我们打破了原有课程壁垒,开设了《机电液系统仿真技术》、《机器人机构及驱动技术》、《表界面科学与工程》等交叉课程。这些课程不是简单的知识堆砌,而是通过真实的工程项目将机械、电子、控制、材料等多学科知识有机融合。

在深化项目式教学改革方面,我们在《液压元件》等核心课程中全面推行项目式教学。学生们以小组形式,完成从液压泵/阀的建模、仿真、性能分析到结构优化的全流程项目。这种教学模式将抽象的流体力学、机械设计原理转化为解决具体工程问题的能力。2024年获奖项目《创“液”未来——适用于应急救援装备的集成液压动力单元》的核心技术“泵阀一体化设计”,正是源于学生在《液压元件》课程中的项目作业,经过持续优化后最终形成了具有产业化价值的技术方案。

2)强化科研反哺,拓展创新场域

专业充分利用“特种泵阀及流控系统”教育部重点实验室,甘肃省流体机械及系统重点实验室,甘肃省高等学校实验教学示范中心,流体力学省级教学团队。实施“科研资源教学化”改造,让本科生早进实验室、早接触科研、早参与创新。

在本科生早进实验室方面,我们建立了系统的选拔和培养机制。从大二开始,我们就通过双向选择的方式,鼓励和支持优秀本科生进入教师科研团队,参与真实的科研项目。这一制度不仅让学生提前接触到前沿科研工作,更重要的是培养了他们的科学思维和研究能力。例如,在2025年中国国际大学生创新大赛国家级银奖“超高压泵阀及柔性泵站”项目中,本科生团队在导师的指导下,直接参与了“超高压抗冲蚀配流盘”的流场仿真分析与优化设计,其研究成果为后续产品的成功开发奠定了坚实基础。

在科研成果向实验教学转化方面,我们建立了快速转化通道。将国家自然科学基金项目、企业横向课题的最新成果,迅速转化为综合性、设计性实验项目。如将“液压滑阀热-粒耦合滞卡微观机理”的研究成果,开发成为本科生可操作的“阀芯卡滞特性观测实验”,培养了其科学探究能力。这种将前沿科研成果及时反哺教学的做法,极大地丰富了实验教学内容,提升了实验教学水平。

在打造“虚实结合”的实验教学平台方面,机械电子工程实验教学中心拥有溢流阀动态特性实验台、高速泵实验台、六自由度实验台等先进实体设备,自主开发了基于AMESim/MATLAB的液压系统仿真平台。学生可先在虚拟环境中进行系统建模与性能预测,再进行实物搭接与调试,这种“先仿真后实践”的模式不仅提高了实验效率,更重要的是降低了创新试错成本,激发了学生的探索精神。

3)以赛促创,打造创新实战高地

中国国际大学生创新大赛等高水平赛事,是我们检验育人成效、激发师生动力的核心抓手。经过多年实践,我们形成了“选题孵化-团队构建-导师指导-持续迭代-成果转化”的全链条竞赛组织模式。

在选题策划阶段,我们强调竞赛项目必须面向国家重大需求与世界科技前沿,解决行业企业面临的实际痛点。2025年获得银奖的《超高压液压泵阀及柔性泵站》项目,其选题正是针对目前应急救援装备存在技术瓶颈而开展的,该设备可广泛应用于消防、排涝、地震搜救等救援领域,避免在救援中需携带两种液压动力单元造成的不便,提高了救援效率和能力。

在团队构建方面,我们打破专业壁垒,主动吸纳来自经济管理学院、计算机与通信学院等不同学科背景的学生加入团队。这种“工管结合”的团队模式,确保了项目技术先进性与商业可行性的统一。在《超高压液压泵阀及柔性泵站》项目中,流控专业的学生负责核心技术攻关,测控专业的学生负责系统状态监控与数据采集,信管专业的学生则负责市场分析、商业模式设计。这种多学科交叉的团队协作,培养了学生的团队协作能力和系统思维能力。

在导师指导方面,我们实行“首席导师+方向导师”制。以首席导师为核心,方向导师分别在液压系统、自动控制、项目管理等方面提供精准指导。导师们不仅是技术顾问,更是“教练”和“资源链接者”,他们开放自己的实验室资源,引荐行业专家,指导学生进行专利布局、技术查新。这种深度投入,源于学校、学院、系里将指导大赛成果纳入教师绩效考核与职称评聘的激励机制,形成了师生共创、教学相长的良好氛围。

4)深化产教融合,注入产业动能

工程教育的最后一公里在企业。通过全国地方高校卓越工程教育校企联盟及自有渠道,我们与行业龙头企业构建了“共建、共育、共享、共赢”的深度合作关系,确保人才培养始终与产业需求同频共振。

在校企共建研发平台与实践基地方面,我们与博世力士乐、北京华德液压、三一重工等20余家行业龙头企业建立了稳定的合作关系。2025年度新增博世力士乐(常州)、南京讯联液压、乐卓博威液压三家工程教育实践基地。企业不仅捐赠先进的液压元件用于教学实践,更将实际研发中的技术难题作为学生的“课程设计”或“毕业设计”课题。这种“真题真做”的模式,极大地提升了学生的工程实践能力。

在引入企业导师与行业标准方面,我们聘请企业高级工程师、技术总监担任产业导师,深度参与毕业设计指导、讲座授课和竞赛项目评审。他们将工程实践中规范、标准、成本、工艺等要素带入校园,使学生设计的作品不再是学院派的模型,而是具备产业化潜力的工程样机。这种产教融合的模式,有效地缩短了学生从校园到企业的适应期。

在推动成果转化与产业对接方面,我们积极为优秀竞赛项目寻找产业化落地路径。《《超高压液压泵阀及柔性泵站》项目目前已通过应急管理部上海消防研究所的第三方检测,与多家救援装备企业达成合作意向。更值得肯定的是,专业教师团队将竞赛中锤炼的技术(如多自由度插装阀设计、泵阀一体化集成技术)反哺于企业横向课题,近五年承担企业项目20余项,形成了“产业需求-科研创新-竞赛检验-反哺产业”的良性循环。

3) 取得成效:人才培养与专业建设双突破

经过数年坚持不懈的探索与实践“科创融合、赛教互哺”的培养模式结出了丰硕的成果,集中体现在学生成长、专业发展和社会服务三个维度。

(1)学生创新能力实现跨越式提升

在竞赛成绩方面,专业学生团队《创“液”未来——适用于应急救援装备的集成液压动力单元》项目,《超高压液压泵阀及柔性泵站》分别在2024年、2025年连续荣获中国国际大学生创新大赛国家级银奖。

在科研产出方面,学生的创新活力得到充分释放。近五年,学生参与授权发明专利15项,在《大学教育》、《实验室科学》等期刊上发表教研论文10余篇,其中8篇被SCI/EI收录。

在就业质量方面,专业毕业生以其“基础厚、能力强、能创新、接地气”的特质深受用人单位欢迎。近年来,毕业生一次性就业率始终保持在98%以上,超过40%的毕业生进入航空航天、海洋船舶、国防军工等国家重点行业和领域就业。众多用人单位反馈,兰州理工大学机械电子专业的毕业生“上手快、后劲足、具备解决复杂工程问题的潜质”。

(2)专业建设实现跨越式发展

在专业建设方面,本专业获批首批国家级一流本科专业建设点,是国家级特色专业、教育部本科专业综合改革试点专业,动力工程及工程热物理一级学科及甘肃省重点学科。

在教学资源建设方面,专业核心课程《液压元件》先后获得省级精品课程、省级一流课程、《液压传动系统》、《气压传动与控制》两门课程在智慧树平台建成精品在线课程,出版《液压气压传动与控制》、《液压系统微机控制》2部国家级规划教材,这些优质教学资源的建设,为人才培养提供了有力支撑。

在师资队伍建设方面,通过“青年教师导师制”、“科技专员”等计划,形成了一支以国家杰出青年科学基金获得者陈建敏研究员、甘肃省领军人才冀宏教授、魏列江教授等为引领,中青年教师为骨干的高水平教学科研团队。专任教师博士化率达到85%,具有工程实践背景的“双师型”教师比例达到70%,为卓越工程人才培养提供了坚实的师资保障。

(3)社会服务与行业贡献影响力日益彰显

在技术创新与成果转化方面,专业师生在竞赛和科研中攻克的关键技术已应用于企业实际产品开发。在应急救援领域,《应急救援集成液压动力单元》在抗洪抢险等重大灾害救援中完成了实地测试,其便携性和可靠性得到了救援队伍的高度评价。这项技术的推广应用,将显著提升我国应急救援装备的技术水平。

在人才培养与行业服务方面,始终坚持以“流体传动与控制”为专业核心竞争力的人才培养理念,自1965年以来累计培养本科生、研究生6000余名,约占我国液压行业技术和管理人才的40%,在行业上形成了“提到水机和液压,就不得不提甘工大”的行业共识。历经70年的发展,已建设成为我国流体传动与控制领域人才培养与科学研究的重要基地。

4) 经验总结

回顾兰州理工大学机械电子工程专业在科创融合道路上的探索,我们深刻体会到,要培养出能够适应并引领未来产业发展的卓越工程师,必须进行一场深层次的、系统性的教育改革。我们的核心经验可以总结为以下四点:

第一,坚持需求导向是科创融合的“出发点”与“落脚点”。 必须将国家战略、行业需求作为人才培养的逻辑起点,确保我们的教育供给与经济社会发展需求同向同行。竞赛项目、毕业课题唯有源于真问题、服务大需求,才能激发师生最持久的创新动力。

第二,构建一体化生态是科创融合成功的“系统保障”。 单点突进的改革难以持久。必须将课程、科研、竞赛、校企协同等要素系统整合,形成相互支撑、相互滋养的育人共同体,实现“1+1>2”的聚合效应。

第三,突出学生主体是激发内生动力的“关键密钥”。 要相信学生的潜力,赋予他们选择课题、组建团队、主导过程的自主权。教师的角色应从“知识传授者”转变为“资源协调者、能力赋能者、成长陪伴者”,真正实现以学生为中心。

第四,建立长效机制是改革持续深化的“动力源泉”。兰州理工大学配套的激励政策、稳定的经费投入、弹性的教学管理制度作为保障,将科创融合从“自选动作”变为“标准配置”,融入专业的质量文化与基因之中。

这些经验的形成,得益于专业深厚的历史积淀,得益于全体师生的共同努力,更得益于全国地方高校卓越工程教育校企联盟提供的平台支持。这份凝聚着几代人心血的育人模式,不仅是对过去的总结,更是对未来的承诺。我们将继续砥砺前行,在工程教育改革创新的道路上不断探索,为新时代卓越工程人才培养提供可借鉴、可推广的“兰理工方案”。

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