“新工科”背景下過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案探索與實(shí)踐

張辛喜 李學(xué)平

【摘 要】 本文基于“新工科”建設(shè)背景和工程教育認(rèn)證的要求，分析了過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的現(xiàn)狀，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)有過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)方向、培養(yǎng)方案及課程體系進(jìn)行了探索和實(shí)踐。重新確立了基礎(chǔ)理論和創(chuàng)新能力并重的課程體系;將漸進(jìn)式理論課程與實(shí)踐課程有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了“三段式”的實(shí)踐教學(xué)群;在完善實(shí)踐教學(xué)保障措施的基礎(chǔ)上，提出了基于校企深度融合，突出工程應(yīng)用的“產(chǎn)教融合、協(xié)同育人”工程能力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

【關(guān)鍵詞】 新工科建設(shè);過(guò)程裝備技術(shù);工程創(chuàng)新能力;人才培養(yǎng)方案

一、引言

工程教育一定要以產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。當(dāng)前，我國(guó)正在實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“一帶一路”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。新經(jīng)濟(jì)對(duì)工程教育也提出了新要求，即面向未來(lái)要布局新興工科專業(yè)，工程科技人員要具備更高的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力，高等院校要建立更多樣化和個(gè)性化的工程教育培養(yǎng)模式。

2017年2月，圍繞“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略實(shí)施，教育部發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開(kāi)展“新工科”研究與實(shí)踐的通知》，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”、“北京指南”的“新工科”建設(shè)三部曲?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)是主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動(dòng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的工科而言，“新工科”培養(yǎng)的人才要求工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，這些需求為“新工科”提供了契機(jī)。新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展呼喚“新工科”，國(guó)家一系列重大戰(zhàn)略深入實(shí)施呼喚“新工科”，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換呼喚“新工科”，我國(guó)高等教育改革創(chuàng)新也在呼喚“新工科”。

“新工科”人才的培養(yǎng)離不開(kāi)高等院校。高等院校一方面需要主動(dòng)布局新興工科專業(yè)建設(shè)，提前布局培養(yǎng)引領(lǐng)未來(lái)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才;另一方面，還需加快傳統(tǒng)工科專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)現(xiàn)有工科專業(yè)的培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式進(jìn)行改革和創(chuàng)新。

下面以西安理工大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)為例，基于“新工科”的建設(shè)背景，結(jié)合工程教育認(rèn)證要求，在充分調(diào)研和分析了過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的現(xiàn)狀后，著重就專業(yè)定位、專業(yè)方向、培養(yǎng)模式及課程體系等進(jìn)行探索和實(shí)踐。

二、過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)現(xiàn)狀分析

過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)具有集機(jī)械、化工、電工、控制于一體的交叉特性，它是以過(guò)程裝備為主要內(nèi)容，以應(yīng)用控制技術(shù)和過(guò)程原理為“側(cè)翼”的大類學(xué)科專業(yè)，主要包括“過(guò)程”、“裝備”和“控制”三大塊內(nèi)容。

近年來(lái)，受我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)政策的調(diào)控以及經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，過(guò)程工業(yè)行業(yè)存在著產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，嚴(yán)重的阻礙了這些行業(yè)的發(fā)展。另外，以美國(guó)為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)的化工產(chǎn)品出口實(shí)行強(qiáng)烈的反傾銷或者反補(bǔ)貼政策，大大阻礙了我國(guó)化工產(chǎn)品的出口。這些不利因素直接導(dǎo)致我國(guó)過(guò)程工業(yè)企業(yè)對(duì)大學(xué)生的需求大大減少，每年高考第一志愿報(bào)考本專業(yè)的學(xué)生人數(shù)逐年在減少。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近3年開(kāi)設(shè)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的學(xué)校大多數(shù)第一志愿都錄不滿，包括一些211、985院校第一志愿也達(dá)不到錄取任務(wù)。

同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和節(jié)能環(huán)保政策的不斷實(shí)施，在加快經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時(shí)，也在不斷引進(jìn)高新技術(shù)來(lái)推動(dòng)傳統(tǒng)過(guò)程工業(yè)的轉(zhuǎn)型。培育和發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、高端技術(shù)等化工產(chǎn)業(yè)，這是我國(guó)未來(lái)過(guò)程工業(yè)的主導(dǎo)趨勢(shì)。高等院校過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)受上述因素影響，改革也勢(shì)在必行。

三、“新工科”背景下過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)改革思路

“中國(guó)制造2025”的提出對(duì)我國(guó)制造業(yè)的變革影響深遠(yuǎn)，對(duì)人才的需求也提出了新的要求。未來(lái)中國(guó)制造業(yè)發(fā)展將圍繞“裝備智能化”與“過(guò)程智能化”兩大主線進(jìn)行，主要體現(xiàn)在設(shè)備智能化改造升級(jí)、工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、“互聯(lián)網(wǎng)+裝備制造業(yè)”催生的新生產(chǎn)模式、智能裝備和產(chǎn)品快速發(fā)展、制造過(guò)程智能化五大趨勢(shì)。高等院校面對(duì)這種新趨勢(shì)，要深入分析企業(yè)崗位及人才需求的變化，不斷優(yōu)化人才培養(yǎng)模式?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)也絕不單指智能機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興工科專業(yè)，它還包括傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造。

目前，開(kāi)設(shè)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的各個(gè)高校，其專業(yè)背景和研究領(lǐng)域大都定位在過(guò)程工業(yè)企業(yè)，專業(yè)同質(zhì)化傾向嚴(yán)重。學(xué)生畢業(yè)時(shí)存在著工程實(shí)踐能力不強(qiáng)、創(chuàng)新能力弱、就業(yè)方向單一、理論和實(shí)踐脫節(jié)等問(wèn)題，人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的要求。為此，在分析了過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的現(xiàn)狀后，筆者認(rèn)為“新工科”背景下的過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的改革，必須以社會(huì)需求為導(dǎo)向，緊密結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展需要，圍繞工程教育的新理念，增加新的專業(yè)方向，更新專業(yè)知識(shí)體系，采用新的產(chǎn)學(xué)融合的培養(yǎng)模式，提高學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，從而實(shí)現(xiàn)高校工科專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的匹配，高校教育與社會(huì)實(shí)踐教育的有機(jī)結(jié)合。

為了適應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略，服務(wù)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，拓展傳統(tǒng)的過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)內(nèi)涵，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研論證后，西安理工大學(xué)信息技術(shù)與裝備工程學(xué)院于2016年9月開(kāi)始在過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)增設(shè)了智能裝備技術(shù)專業(yè)方向，服務(wù)于機(jī)械、石化、能源、輕工、紡織等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。同時(shí)，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建了“產(chǎn)教融合、協(xié)同育人”工程能力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，旨在培養(yǎng)“中國(guó)制造2025”所需應(yīng)用性的創(chuàng)新型人才。

四、過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)智能裝備技術(shù)方向人才培養(yǎng)方案實(shí)踐

1、構(gòu)建“產(chǎn)教融合、協(xié)同育人”工程能力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

新工科背景下的人才培養(yǎng)要體現(xiàn)“學(xué)科交叉，產(chǎn)學(xué)融合”的特征。我們通過(guò)與業(yè)內(nèi)有影響力的企業(yè)（公司）、科研院所的深度合作，聘請(qǐng)企業(yè)專家進(jìn)駐校園，聯(lián)合成立專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)，結(jié)合區(qū)域與行業(yè)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的需求，建立完善的產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的工程能力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)專業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)與生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)縫對(duì)接。

在“重視基礎(chǔ)知識(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，深度校企融合，突出工程應(yīng)用”的原則下，我們對(duì)課程體系的設(shè)立、課程建設(shè)的要求、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置、教學(xué)方式方法改革等方面深入研討。同時(shí)，以教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)為先導(dǎo)，以課程與教學(xué)資源建設(shè)為基礎(chǔ)，以教學(xué)方法的改進(jìn)為突破點(diǎn)，加大了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)力度，促進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合，突出工程實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，制定了“6+2”模式的人才培養(yǎng)方案，即第6、8兩個(gè)學(xué)期在企業(yè)進(jìn)行相應(yīng)實(shí)踐教學(xué)，企業(yè)工程師參與學(xué)生培養(yǎng)，其余六學(xué)期在校內(nèi)進(jìn)行理論學(xué)習(xí)和工程訓(xùn)練。該方案的制定一方面為學(xué)生奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，另一方面通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的企業(yè)階段培養(yǎng)，強(qiáng)化了學(xué)生專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力，提高了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2、打造基礎(chǔ)理論和創(chuàng)新能力并重的課程體系

與卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃不同的是，我們對(duì)理論課程體系的設(shè)計(jì)按照“扎實(shí)的公共基礎(chǔ)課較全的專業(yè)基礎(chǔ)課必須的專業(yè)核心課必要的知識(shí)拓展和創(chuàng)新選修課”的漸進(jìn)關(guān)系，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合、經(jīng)典理論與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械類、電氣類專業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行整合，結(jié)合智能制造必須的信息技術(shù)知識(shí)，形成以“機(jī)械為主，電氣與信息為兩翼”的課程體系。全面引進(jìn)和落實(shí)OBE和CDIO教育理念，研究和參考工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，精心構(gòu)建以二級(jí)項(xiàng)目為核心的專業(yè)課程項(xiàng)目體系，實(shí)現(xiàn)專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)的有機(jī)結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容緊貼企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，加強(qiáng)理論教學(xué)的針對(duì)性，對(duì)一些實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)課采用“理實(shí)一體化”教學(xué)模式，壓縮課程中的演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了來(lái)源于企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的項(xiàng)目分析等環(huán)節(jié)，使學(xué)生知識(shí)和創(chuàng)新能力在項(xiàng)目的實(shí)踐中得到驗(yàn)證和提高。

3、構(gòu)建“三段式”的實(shí)踐教學(xué)群

為了培養(yǎng)工程能力應(yīng)用性的創(chuàng)新型人才，我們除了安排有一定課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，還設(shè)置了基于企業(yè)小型項(xiàng)目的校內(nèi)實(shí)踐、在企業(yè)基地進(jìn)行的“產(chǎn)學(xué)結(jié)合”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”的實(shí)踐教學(xué)，即“三段式”實(shí)踐教學(xué)，以求通過(guò)不同階段的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，逐步提高和培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力和工程創(chuàng)新能力。

4、建立科學(xué)有效的實(shí)踐教學(xué)基地，擬定切實(shí)可行的“企業(yè)階段”培養(yǎng)方案

“三段式”實(shí)踐課程的培養(yǎng)效果不僅需要技術(shù)先進(jìn)、管理科學(xué)的企業(yè)基地，更需要明確的學(xué)習(xí)計(jì)劃、系統(tǒng)的培養(yǎng)內(nèi)容、合理的培養(yǎng)方法、有效的考評(píng)機(jī)制等內(nèi)容的支撐，擬定出切實(shí)可行的“企業(yè)階段”培養(yǎng)方案。

在確定實(shí)踐教學(xué)基地時(shí)，我們著重考慮合作企業(yè)的技術(shù)水平、管理水平和創(chuàng)新能力等。先后與陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司、陜西北人印刷機(jī)械有限責(zé)任公司、德國(guó)SAMSON（薩姆森）控制設(shè)備（中國(guó)）有限公司、陜西九立機(jī)器人有限公司等知名企業(yè)簽訂了校企合作協(xié)議。

在擬定“企業(yè)階段”培養(yǎng)方案時(shí)，我們首先安排專業(yè)教師去合作企業(yè)進(jìn)行三個(gè)月以上的實(shí)踐，熟悉企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況，之后和企業(yè)協(xié)商擬定出“企業(yè)階段培養(yǎng)實(shí)施細(xì)則”。對(duì)企業(yè)培養(yǎng)階段的考評(píng)，我們根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求，結(jié)合企業(yè)的技術(shù)崗位，通過(guò)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐過(guò)程，由學(xué)校教師與企業(yè)協(xié)商完成?？荚u(píng)內(nèi)容應(yīng)包括工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案、團(tuán)隊(duì)合作、項(xiàng)目管理等幾方面，涵蓋認(rèn)識(shí)、描述、理解、掌握、控制五個(gè)層次。

5、開(kāi)展務(wù)實(shí)有效國(guó)際合作，完善人才培養(yǎng)模式

2016年6月，西安理工大學(xué)與德國(guó)拉芬斯堡·魏恩加騰應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（HRW）就機(jī)械類專業(yè)工程能力創(chuàng)新型人才合作培養(yǎng)事宜達(dá)成共識(shí);2017年6月，與德國(guó)比勒費(fèi)爾德（Bielefeld）應(yīng)用科學(xué)大學(xué)啟動(dòng)了中德機(jī)械、信息類專業(yè)培養(yǎng)方案和課程對(duì)接與交流工作。通過(guò)加強(qiáng)與德國(guó)各大學(xué)的合作交流，借鑒國(guó)際先進(jìn)理念和標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)具有國(guó)際視野的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才，不斷完善西安理工大學(xué)工程能力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

四、結(jié)語(yǔ)

在“新工科”建設(shè)背景下，結(jié)合工程教育認(rèn)證的要求，我們對(duì)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案做了一些探索和實(shí)踐，雖然目前還存在著一些不足和差距，但在今后的教學(xué)和專業(yè)實(shí)踐中，我們將繼續(xù)規(guī)范和完善人才培養(yǎng)方案，提升專業(yè)人才培養(yǎng)的水平，實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)的“產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，跨界交叉融合，支撐引領(lǐng)行業(yè)”的要求，培養(yǎng)工程能力創(chuàng)新型的新工科人才。

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【作者簡(jiǎn)介】

張辛喜（1963.7—）男，西安理工大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程系主任，副教授.