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材料成型和控制工程专业人才培养模式

2022-06-16 15:47 来源:控制工程论文 人参与在线咨询

摘要:针对当前新经济发展时代和企业行业对工程技术人才需求的变化,武汉理工大学材料成型及控制工程专业立足于工程认证要求,从培养目标、课程体系、教学理念、教学模式、育人平台和教师队伍建设等方面探索人才培养模式改革措施,培养适应新经济发展需求的新工科人才。

关键词:新工科;人才培养模式;改革举措;材料成型及控制工程

0引言

人工智能、大数据、量子信息、生物技术等新一轮科技革命和产业变革的发展,催生大量新产业、新业态、新模式,世界经济和产业格局处于大调整、大变革和大发展的新历史时期[1]。发达国家为了在新一轮工业革命中占领先机,相继在新兴技术领域或先进制造技术领域做出了战略部署,旨在提升国家竞争力。当前,我国经济发展正处于结构调整和转型升级的攻坚期,正全力推进和实施“中国制造2025”、“互联网+”、“一带一路”和“人工智能2.0”等重大战略以提升国家竞争力。为了更好地支撑和适应新经济的发展,为国家战略需求提供关键性的工程技术人才保障,新工科建设应运而生[2-4]。为了应对新一轮科技革命挑战,服务国家重大发展战略的实施,教育部于2017年召开了高等工程教育发展战略、新工科建设等研讨会,形成了“复旦共识”[5]、“天大行动”[6]、“北京指南”[7],掀起了我国高等工程教育新工科建设的改革热潮。为了适应新经济、新产业对人才培养的新要求,国外各大学进行了与各国重大战略计划相配合的高水平工程科技人才培养改革,如美国麻省理工学院(MIT)的“新工程教育转型”计划(NEET)[8],斯坦福大学的“开环大学”计划[9]等。面对新的使命和责任,我国许多大学也积极探索高素质创新工程人才培养的新途径和新模式,如天津大学形成的包括品德、心理、能力和知识在内的4个核心要素、25个指标的“工程领军人才培养标准”[1];中山大学根据其地处珠三角地区的地缘优势,提出以新工科教育服务产业发展,探索为国家沿江、沿海工业的转型升级及国家经济战略转型输送高素质的创新工程人才的培养模式[10];山东大学材料成型及控制工程专业针对现有专业实验存在的问题,融合新工科建设理念,重构了专业实验教学体系,创建了“材料成型工程设计与实践”新课程[11]。武汉理工大学材料成型及控制工程专业是教育部卓越工程师试点专业,并于2018年通过了国际工程教育专业认证,是机械、材料和信息科学多学科交叉的机械类专业。不仅理论知识覆盖面广,而且与当前战略要求下的新经济和新产业等工程技术密切相关,如人工智能、“互联网+”、大数据等。虽然近几年在培养目标、培养方案和课程体系上进行了一些改革尝试,并通过国际工程教育认证,但是还有诸多需要持续改进的地方。以下将从培养目标、课程体系、教学模式、创新创业教育平台等入手,探索如何立足工程认证基本要求继续深化材料成型及工程专业人才培养模式改革,落实“以学生为中心”和“以学习成果为导向”的工程教育理念,培养新工科领域符合产业行业转型需求的实践能力和创新能力强的高素质复合型人才。

1人才培养模式改革措施

根据当前新工科建设背景,结合武汉理工大学材料成型及控制工程专业国际工程教育认证持续改进的措施,把牢专业认证底线,探索本专业符合新经济发展需求的人才培养新途径、新措施。

1.1转变人才培养理念

随着新经济、新产业的快速发展,与材料成型及工程专业相关的人工智能、智能制造、“互联网+”等新技术遍布各个新产业,材料成型及控制工程专业培养的人才不仅要掌握坚实的工程理论知识,而且需要具备家国情怀、创新精神、自主终身学习能力、全球视野等核心素养[12]。因此,为了适应“新工科”人才培养需求,转变材料成型及控制工程专业人才培养理念,动态修订人才培养目标成为本专业人才培养模式改革的首要任务。材料成型及工程专业将结合武汉理工大学人才培养定位,立足国际工程教育标准,在新工科建设背景下瞄准国家重大发展需求,紧随产业技术发展前沿,适时分析国内外相关行业、企业发展动态,通过每年发放用人单位问卷调查、校友走访、召开教师与毕业生座谈会等方式,定期审视培养方案,建立培养目标动态修订机制,构建知识、能力、素养协调发展的培养体系,以保证所培养的工程科技人才能适应国家和产业发展对新工科人才的要求。

1.2深化课程结构构建适应新工科人才培养要求的课程体系

课程体系是专业建设中最为核心的环节,是将培养目标转化为教育成果的纽带,具有均衡性、综合性和选择性[13]。材料成型及控制工程专业是机械、材料和信息科学多学科交叉的机械类专业,近几年,武汉理工大学材料成型及控制工程专业按照工程教育认证标准体系对课程体系进行了一些调整,增加了几门专业课程,但是这些改革仅仅是满足工程认证课程体系的要求,并没有深入考虑新经济时代对人才培养的需求,较多专业课程内容比较陈旧,各门课程知识比较独立。随着“中国制造2025战略”的实施,智能制造、增材制造、高端装备等都是教育部新工科建设“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”明确规划的发展领域之一[14],因此,材料成型及控制工程专业在满足国际工程教育认证标准的前提下,通过分析新经济、新产业对材料成型及控制工程专业人才培养提出的新要求,进一步深化改革课程体系和课程结构,重组课程内容。通过突破学科壁垒将自然科学、工程技术和人文社会科学知识进行交叉融合来优化整合目前的知识结构,开设跨学科交叉融合课程如新能源汽车结构与原理、工业机器人等,增设行业新技术、新材料研究发展或创新创业的新课程如航空航天复合材料、材料加工创新创业导论等,对课程内容进行更新,引入课程思政,体现与时俱进,促进个人发展与社会需求相统一,充分利用第一课堂培养学生的工程实践能力、创新能力和正确的科学观、大工程观,设置理论与实践相结合的更综合、更系统的与新工科人才培养体系相适应的课程体系。

1.3落实OBE教育理念及改革教学模式

成果导向教育(OBE)理念是国际工程教育认证的重要特征,强调“以学生为中心”来进行课程设计和教学组织实施。教学模式是实施高等教育的主要方式,是达成培养目标的重要环节,也是体现价值导向的教学文化主体[15]。在新工科建设背景下,材料成型及控制工程专业的教师应转变教师一言堂的传统教育模式,在教学设计和实施中,更多地关注企业行业最新发展动态,实时更新教学内容;引入OBE理念,强化学生主体地位,充分尊重学生个体需求,注重因材施教,建立良好的师生互动关系,充分激发学生学习的主动性和创造性,对学生的学习成效进行多元化的评价并通过持续改进提供良好的育人环境,最大限度地挖掘学生潜能。立足工程认证标准,结合OBE教学理念,专业课教师应创新教学方法,充分利用当前快速发展的信息技术和网络技术,融通线上与线下2个空间维度,推进专业课程信息化建设,将行业发展的前沿新知识、新技术、新理论及科研成果应用于课程教学,探索多样化教学方式、课程评价方式等,促进科教研协同育人,激发学生学习动力,培养学生自主学习能力和创新能力,提高材料成型及控制工程专业人才培养质量。

1.4产学研融合搭建多元化协同育人平台

新经济时代,工程技术的复杂性、多变性和系统性要求工程教育和人才培养要坚持协同育人的理念。根据材料成型及控制工程专业特色,充分利用资源,进一步开展产学融合、科教结合,基于企业实际工程项目和教师的科研成果,进行项目教学案例开发,培养学生实践应用能力;强化与本专业具有较好发展趋势、具有先进管理技术的企业进行合作,调动学校、政府和企业等相关利益方的积极性,为材料成型及控制工程专业人才培养积累资源,实现人才培养和社会需求的统一;大力发展与国际大学、科研院所的合作,实施学生互访计划,积极申报外籍专家项目,邀请外籍专家给学生讲座,遴选国外优秀资源课程等措施,发展国际交流,拓展学生国际化视野,为培养符合新工科建设下的高素质工程技术人才搭建多元化协同育人的平台。

1.5加强师资队伍建设创造新工科创新人才培养支撑条件

在新工科背景下,为了实现创新型人才的培养,需要加强学术型、创新型和实践型师资队伍建设,继续推进专职教师到企业进行实践锻炼、到国外访问学习国外先进教学理念,继续加强具有创新思维人才的引进工作。成立创新创业教师团队,设置专业本科生创新创业大赛项目,一方面,设置专业本科生创新创业大赛项目;另一方面,鼓励学生参加国家级和校级大学生创新创业训练项目,以创新创业大赛项目为依托,本科生参与项目,创新创业教师团队全程指导学生进行参赛项目的申报、项目内容设计、项目实施、项目结题等相关工作,以激发学生的创新意识、提高创新能力。进一步强化与企业的合作,选择企业优秀的工程师作为专业兼职教师参与课程体系设计、课程教学、创新创业指导等工作。继续加强实验课教师队伍建设,鼓励老师积极参与申报建设虚拟仿真实验教学平台,结合行业发展趋势开发创新型实验项目和实验装备,提升学生的创新能力和实践能力。根据专业特点,建立与新经济、新产业密切关联的创新创业实验平台,在内外环境的联合驱动下创造新工科创新人才培养支撑条件,培养学生的创新创业能力和适应社会发展的能力。

2结束语

随着21世纪新经济、新技术在全球的快速发展,企业行业也面临转型或升级,因此企业行业对工程技术人员的要求也更高。在全国高校掀起新工科建设背景下人才培养模式的改革大潮中,立足于武汉理工大学材料成型及控制工程认证要求,结合国际工程教育认证持续改进的措施,根据制造行业和企业发展需求,提出了本专业人才培养模式改革的具体措施,有望促进教学内容和教学方法的优化、教学模式和教学方法的改革、教学观念的转变,以提高教学效果,保证教学质量,对培养符合新经济发展需求的新工科人才具有重要意义。

作者:冯玮 韩星会 兰箭 周启来 刘凯 单位:武汉理工大学 材料科学工程学院 武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室

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