上海交大机械与动力工程学院上溯源于1913年上海工业专门学校设立的电气机械科。今年恰逢上海交通大学120周年校庆，百年来，学院秉承“起点高、基础厚、要求严、重实践、求创新”的办学传统，以培养优秀人才为根本办学目标，栉风沐雨，弦歌不辍! 为国家培养了以钱学森为代表的一大批栋梁，开创了诸多中国第一，为国家的繁荣和科学技术的进步做出了重要贡献。上海交大机械与动力工程学院已建设成为基础扎实、专业面宽、人文底蕴浓厚的高素质创新人才培养基地，以及优势突出、特色鲜明的高水平科学研究基地。
进入新世纪，学院立足于世界科技前沿，着眼于国家科技发展战略，承担并完成多项国家及企业的重大科研任务，有力推动了我国机械动力学科整体水平的提高及相关产业的发展，学院在人才培养、科学研究、服务社会等各个方面都取得了较大的成就。在教育部最近的一级学科评估中，机械工程学科连续两次名列第一，动力工程学科名列第三。2011年上海交大机械与动力工程学院入选国家教育体制改革试点学院，以建设世界一流学院作为目标，凝心聚力，开拓创新，为实施科教兴国战略和人才强国战略、推动创新型国家建设做出新的更大贡献。
世界一流学院的重要指标之一是人才培养水平尤其是本科生培养水平达到世界一流。上海交大机械与动力工程学院近年来在人才培养模式上进行大胆改革探索，针对目前我国大学工科教育的薄弱环节，注重提升学生的综合工程实践能力，将工业企业以及人们现实生活中的工程问题引入课堂，通过项目式的教学方式训练学生的团队精神、创新思维及交流表达能力。从2015年开始，学院每年举行春秋两季课程项目成果展，取得了良好的教学效果，并赢得了广泛的社会关注及好评。“交大好设计，智造好生活”是最近刚结束的课程项目成果展的主题。
交大好设计，为中国“智”造积蓄力量
家有老人，怎样散步既锻炼身体又安全省力? 机械与动力工程学院学生刘志穿上一副特殊的“骨骼”，向大家演示他和同学设计的老年人散步“省力神器”:辅助行走及锻炼一体机。
“我们实验发现，正常人散步4小时就累得走不动了，穿着辅助行走及锻炼一体机至少可多走0.6小时。”刘志说，他的爷爷奶奶年龄大了，走路不方便，所以他想设计一种可以帮助老人行走锻炼的机械。这个机器的灵感来源于国外一些成功的外骨骼设计，在实际设计时，刘志和他的团队成员使用了滑轮、弹簧等部件，借助走路时手臂摆动和膝盖弯曲的力量带动老人双腿行走，既安全轻便又省劲儿。
除了辅助行走及锻炼一体机等生活常用好帮手，还有学生团队制作的特定领域专业助手。微创腹腔镜是未来外科手术的大趋势。机械与动力工程学院学生刘柯团队设计了一款电磁式免气腹腹腔成腔装置，通过控制电磁铁的吸力就能成腔，避免了传统方法引起的手术并发症。“这个装置的吸力能根据手术需要控制调节，我们还设计了散热方案降低电磁铁工作时产生的热量。”刘柯介绍说。
这些成果都来自上海交大机械与动力工程学院不久前举办的2015学年本科生课程项目成果展。
据了解，此次展出的都是上海交大机械与动力工程学院 《工程学导论》、《设计与制造Ⅱ》、《工程设计》三门本科生专业课程的设计项目，共展出近800名本科生完成的160项课程项目成果。这些“交大好设计”的选题设计来自于校企合作项目、指导教师研究课题以及学生的自选发明。
对接国际先进教学理念，创新“项目式”工科教学模式
“通过解决日常生活中的实际工程问题，学生的创新意识和综合工程能力都得到了锻炼，未来中国制造业转型就需要综合工程实践能力很强的人才。”上海交大机械与动力工程学院院长奚立峰教授表示，从2012年到2015年，机械与动力工程学院已成功举办了五届项目成果展，每次展出的学生作品都会受到广泛关注。
这些“交大好设计”每个成果背后都有一位指导老师和一个学生团队。机械与动力工程学院副院长章俊良教授介绍说:“目前机械与动力工程学院采用的教学模式与世界一流大学工科教育一致，很多课程都采用项目式教学组织方式。每4-6名学生组成一个团队，他们在学院教师和企业专家的指导下，完成来自企业与实际工程问题相关的项目，体验市场调研、概念设计等工程产品开发的各个环节，最后通过项目成果展示环节接受评审考核。项目式学习的过程，让学生将教学内容中的原理、知识等综合运用在实际的项目中，完成对相关知识体系的构建和能力的锻炼。”
在奚立峰看来，传统的工科人才培养模式偏重于知识的传授，学生理论基础扎实，但实践能力与创新意识比较薄弱，与实际工程应用环境距离较远。而在经济全球化的背景下，无论是面向“工业4.0”还是“中国制造2025”，“工程”和“工程师”的发展正呈现新趋势。首先，“工程”正向大工程方向发展，具有多学科协调、跨国等特性;其次，“工程师”已逐渐要求在分工的基础上强调全面素质的综合。因此，必须培养符合未来需求的国际化的、具有创新思维能力的现代工科人才，高校和工业界必须资源共享、探索全新的产学合作路径。
“机械与动力工程学院近几年着力探索创新工科人才培养模式，多层次、多维度地提高人才素质，其中包括项目式教学模式探究，工科实践平台建设，校企产学合作探索。”章俊良教授认为，这一培养模式把传统的灌输式学习转变为探索式学习，构建了开放的学习环节，为学生提供获取知识的多种渠道。同时，这种教学模式也构建了企业、高校联合参与工科教育的产学研合作的工科实践平台，不仅解决了企业实际工程问题、提高了学生的工程实践能力，也让教师充分了解了企业的实际需求和前沿热点，实现了“三赢”。
聚焦“中国制造2025”，培养创新工科人才
作为国家教育体制改革首批试点学院，交大机械与动力工程学院始终重视学生的国际竞争能力的培养，自2000年起相继与美国密西根大学、普渡大学、宾州州立大学等开展国际合作教育。同时，还以学生为中心，通过建立工科实践平台——“学习工坊”，加强产学合作，进一步完善机械工程人才培养体系，提高学生工科创新思维和实践能力，培养具有国际竞争力的创新人才。这也是学院目前本科人才培养工作的重点。
该学院2012级本科生曹家骏同学是上海交通大学在交大附中培养的第一届科技创新班成员，在高中时就进入上海交大工程训练中心参与课题，并独立完成了课题《环形电磁驱动技术研究和模型设计》，获得了第26届上海青少年科技创新大赛一等奖、全国青少年科技创新大赛一等奖，并代表中国参加第63届International Science and Engineering Fair。
一进入交大，曹家骏就进入实验室实习，大一时完成的课题 《基于磁悬浮飞轮的分布式电能处理存储系统》，获得了全国大学生节能减排科技创新大赛特等奖，并代表交大参加中英美工程院全球重大挑战峰会且获银奖。大四时完成的课题 《基于双螺杆万向关节的单孔微创手术机器人》，获2015年全国挑战杯特等奖。
曹家骏说，正是学院丰富的科创实践平台，使得自己的众多创新想法得以付诸实践，而每学期一次的课程项目成果展也锻炼了他的学术表达能力。
首届钱学森班学生马景铖同学获得了“协鑫杯”首届大学生绿色能源科技创新大赛一等奖、第八届全国大学生节能减排社会实践及科技创新大赛二等奖、第十三届上海-新加坡“陈嘉庚杯”青少年发明奖三等奖、“柳工杯”挑战杯机械与动力工程学院选拔赛一等奖、第二届中英美工程院全球重大挑战峰会银奖等。作为第一发明人，他还成功申请“自供能的真空管集热器阻垢系统”国家发明专利。“第一次课程项目成果展让我觉得课本上所学习的内容可以通过实践成功做出来，我的科研热情从那时起一下子点燃了! 工程实践平台也帮助我们顺利完成产品的制作。这一切都让我更坚定地在科创这条路上继续砥砺前行。”
工科实践平台破解人才困境
全球化的趋势促进工程教育方式逐渐发生改变，高等院校的培养目标逐渐转向综合性、研究型、国际化方向发展。而学生进入企业实习、导师手把手进行教学实验的可行性大大降低，而且，学生往往在强大的计算机模拟条件下进行工程设计，脱离了实际的工程应用环境。工程教学的配套实验也很少涉及与时俱进的实际工程操作，更难有加入学生可以主观参与的环节。
工业的发展离不开大学人才培养等方面的支撑。大学的课程需要根据工业发展不断反馈适应，更新相关专业课程，而目前专业课程大纲的更新相对行业的发展较为滞后。这也造成了工科学生的培养与工业发展的需求脱节。
投入工程行业的学生，除了要有深厚专业基础，广博的工程实践综合能力，还需要良好的系统分析能力、对工程整体构成的熟悉 (包括经济、历史、环境、客户和社会需求)、工程道德、团队合作、批判性和创造性思维，好奇心和求知欲等。
大学如何平衡科学研究与应用实践，如何搭建好产学合作平台，让学生直观、系统地实践，成为了亟待解决的问题。而上海交通大学机械与动力工程学院则通过打造工科实践平台，探索破解这一人才培养困境的实践。
三大对策培养工程人才
打造工科实践平台—“学习工坊”，坚持“从实践中学习，在学习中实践”，是未来工科专业教育的方向
1994年，作为美国国家科学基金会工程教育的一项为期三年的资助宾州州立大学、波多黎各马亚圭斯大学(UPRM)、华盛顿大学 (UW)、桑迪亚国家实验室和24个企业合作探索“学习工坊”。
“学习工坊”的理念来源于产学结合激励下的学生主动学习。作为鼓励学生了解实际工程项目、主动学习的措施，强化学生工程科学的实践经验，同时平衡当前教育环境下学生难以接触实际工程制造的局限。
“学习工坊”能够作为教师课堂讲授的补充训练;学生也通过动手实践获得经验;学生通过“学习工坊”与实际工程企业的密切合作，在专业教师与行业赞助企业专家的共同指导下完成工程设计项目;在此过程中学生能够很好地综合应用基础工程课程的理论与实践、培养设计和经营理念等。
“学习工坊”是连接大学与企业的桥梁，它提供工科实践的平台，使高校能更容易地接触企业工程项目，使师生积极参与其中。“学习工坊”也独立处理重要的行政管理事宜，如市场营销、评估学生项目以及处理知识产权问题等。团队合作中学生、专业教师和行业专家的参与，丰富了教育过程，为各方提供了切实的帮助，实现“多赢”。
“学习工坊”的项目结合工程实际，主要来源有三个:一是教师从科学研究中凝练的典型工程问题;二是产学合作平台共同提出，适合学生研究的工程问题;三是学生自己从生活与实践中发现和提出的工程问题。按照项目的难易程度及技术复杂性等，分四个层次，使学生四年本科学习阶段，能够完成从工程认知——简单产品开发——机构系统开发——复合机电系统开发等系列课程项目，循序渐进培养学生工程思维与综合实践能力。
在“学习工坊”中，采取学生自愿或教师指定的方式组合，组成4-6人的团队，每位成员都需定期担任项目团队组长，负责协调、落实项目某个阶段的具体工作，以锻炼领导能力和组织协调能力。项目实施过程中，教师根据课程项目的不同阶段，巩固学生所学的知识点，培养学生的工程思维能力、创新意识及综合实践能力。学生以团队合作的方式在教师及企业工程师的联合指导下共同完成由企业提出实际工程问题。
课程项目是课程教学实践中非常重要的环节，其考核计入总成绩。课程项目的评估包括设计报告、演讲答辩、模型/原型制作、成果评审展示四个部分，每个团队还有队员间的互评。考察了包括学生对知识的掌握、运用，学生的学习过程以及能力和素质的提高等方面的内容。对学生技术交流和表达，团队协作与动手实践能力等也有了较为全面的评估。
通过项目的实施，可以巩固所学的知识点，了解工程理论如何在实际中应用，学生可以将课程学习中获得的离散知识，联系、应用到一个具体的工程系统中，从而实现自身对相关知识体系的构建。
在学期结束的教学评估中，发现学生普遍认为通过“学习工坊”项目，沟通能力和工作的能力;团队合作能力，信息过程、结果的展示能力;批判性思维能力;处理冲突和不确定性的能力;解决问题的信息搜索与动手能力以及跨学科思维、学术表达等都得到了明显的锻炼。对于低年级学生来说，刚开始对于这样的开放式学习会有些不适应，但在项目进行以及指导老师的帮助下，大多数学生能够在三到四周内适应新的学习方式，并提升自信。
目前，学院的工科实践平台正在不断发展完善，“学习工坊”的项目也正在向多学科交叉平台进行推广。
加强校企产学合作，加大企业参与人才培养力度，推行以现实工程问题为主导的项目式教学新模式
学校与企业共建产学合作平台
行业的反馈沟通是高校人才培养改革的一个不可或缺的组成部分。上海交大与美国宾州州立大学从2010年开始建立了国际产学合作平台，通过引入企业的工程师对项目进行合作指导，并把企业解决实际工程问题的方式方法融入到教学中，以培养学生的综合工程实践能力。目前已有40多家国内外企业参与了平台的建设，其中包括GE、ABB、上海电气等财富500强企业。
通过高校与企业联合培养学生的方式，在高校内建立产学合作平台，很好地解决学生在学校环境下很难接触到实际工程项目与工业发展脱节的问题。同时，学校通过自身科学研究能力帮助企业解决实际工程问题，而企业也通过贡献项目、资源、反馈，为学生培养提供帮助。
企业带实际工程问题参与项目教学
项目式学习课程，是以现实社会中的工程项目为依托，企业带着实际工程问题进入产学平台。通过问题的解决，激发学习的积极性、提升学生成就感，学生在解决问题的过程中通过团队合作，进行思维碰撞，头脑风暴，创新思维训练，不断提高创造力。
项目式学习的目标是最终实现企业要求、学生设计、导师意见的统一，完成一项实际工程项目。所有项目都需要学生实践基础知识，同时发展沟通和团队技能。
在实践过程中，学生训练的基础工程技能包括:产品解析——逆向剖析工程产品和制造过程，得出被分析产品获得社会认可，在市场中成功的各项因素;并行工程——产品、过程开发的方法，在此阶段掌握客户需求，确保产品制造可行性和适用性;技术型创造——技术创新，再加上业务的规划和发展 (也是对少数创业者以及工程领导力发展的要求);产品质量工程——采用数据统计方法分析、优化工业过程，强调实验经验的应用;交叉学科项目设计——不同工科专业学生组建团队解决企业客户或者一些社会服务组织的设计要求。
未来发展方向——多学科交叉的产学合作人才培养模式
在产学合作实践平台“学习工坊”中，最重要、最持久的创新来源于鼓励学生自主为企业提供开放式、多学科交叉的项目设计。在“学习工坊”提供的帮助下，学生有可能形成一个多学科交叉的团队，在专业教师以及企业导师同时指导下完成实际的，开放式的项目设计课题。学生以此实践所学到的专业知识，锻炼工程常识思维和判断能力，完成企业客户日益交叉、综合化、智能化的项目。赞助商除了企业外，还囊括了广泛的工业组织以及社会基础服务组织。
项目赞助企业在项目完成的同时，有机会更近距离地接触高校培养的毕业生，以评估和招聘新的人才。企业深入参与高校人才培养各环节的合作模式，大大增进了企业与未来会成为行业中流砥柱的学生们之间的沟通了解，对提升企业口碑、知名度大有裨益，因此大多数赞助企业都选择连续资助“学习工坊”项目。
来源：《文汇报》 2016.03.09 第11版 专版
