“新工科”背景下傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)新模式

田慶華 陳愛良 郭學(xué)益

[摘 要] 針對目前培養(yǎng)工程師后備人才過程中存在實(shí)踐不足、工程體驗(yàn)少等問題，提出以學(xué)生為中心、課程為主體、能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，根據(jù)“新工科”要求，以冶金工程專業(yè)為例，探索突出工程能力為導(dǎo)向優(yōu)化“冶金工程類”的課程體系、抓住“理論+實(shí)踐”兩個基本點(diǎn)強(qiáng)化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的深度融合、利用現(xiàn)代信息技術(shù)建設(shè)網(wǎng)上課程教學(xué)體系、增強(qiáng)國際合作拓展國際視野等舉措，培養(yǎng)具有國際視野的冶金專業(yè)人才。

[關(guān)鍵詞] 新工科;冶金工程;人才培養(yǎng)

[基金項(xiàng)目] 2019年度湖南省教改項(xiàng)目“‘雙一流冶金工程學(xué)科研究生國際化人才培養(yǎng)模式”（湘教通〔2019〕293號）;2019年度湖南省教改項(xiàng)目“雙一流建設(shè)驅(qū)動下冶金類專業(yè)國際化人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐”（湘教通〔2019〕291）;2020年度中南大學(xué)教改項(xiàng)目“‘一帶一路背景下雙一流專業(yè)國際學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”（研〔2020〕0116-46）

[作者簡介] 田慶華（1981—），男，四川宜賓人，博士，中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院教授，主要從事有色金屬冶金研究。

[中圖分類號] C961 ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? [文章編號] 1674-9324（2021）11-0089-04 ? ?[收稿日期] 2021-01-03

近年來隨著高校擴(kuò)招，我國工程教育在規(guī)模和數(shù)量上都有了較大的發(fā)展，擁有數(shù)量龐大的工科畢業(yè)生。目前盡管工科類冶金工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)效果明顯，但在現(xiàn)實(shí)中有企業(yè)反映，我們的學(xué)生剛步入企業(yè)的前1～2年，需花大力氣來培養(yǎng)工程能力，可見學(xué)生工程實(shí)踐能力不足，陷入了入職后前兩年難以解決工程實(shí)際問題的尷尬，也不符合“新工科”發(fā)展的要求。一方面，高校在工程教育人才培養(yǎng)過程中一直沿襲科學(xué)教育的模式，學(xué)校在培養(yǎng)工程師后備人才的過程中存在實(shí)踐不足、工程體驗(yàn)少等現(xiàn)象，培養(yǎng)出來的工程人才與我國冶金技術(shù)目前的發(fā)展需求和發(fā)達(dá)國家的工程師水平存在一定的差距;另一方面，部分學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)時，不好好學(xué)習(xí)專業(yè)知識，到企業(yè)實(shí)習(xí)時，拈輕怕重、瞻前顧后、怕吃苦、怕辛苦，導(dǎo)致實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師難于實(shí)施實(shí)習(xí)計(jì)劃，實(shí)習(xí)效果不理想。更不用說，把理論知識與實(shí)踐知識緊密聯(lián)系起來解決復(fù)雜工程問題了，需要接地氣地來強(qiáng)化工程教育，從教學(xué)環(huán)節(jié)各方面來著手強(qiáng)化工程能力的培養(yǎng)，“接地”強(qiáng)化工程能力的培養(yǎng)，解決現(xiàn)時存在的問題[1]。

一、國內(nèi)外工程人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

國外各高校對工程教育的研究一直不斷。21世紀(jì)初期，為了使工程師滿足新的需要，美國相繼發(fā)布和實(shí)施了“2020工程師”計(jì)劃，重點(diǎn)闡述了美國工程師應(yīng)具備的各項(xiàng)能力素質(zhì)[2]。盡管美國高等院校教育名列世界前茅，但他們也在積極參與工程教育改革。如美國麻省理工學(xué)院非常重視工程教育，在培養(yǎng)方案中，將培養(yǎng)重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力上，并推出了“UPOP”（大學(xué)生實(shí)踐計(jì)劃），吸引大量學(xué)生參與此實(shí)踐計(jì)劃來提高自己實(shí)踐能力[3，4]。歐洲各國也非常關(guān)注工程教育問題，打造歐洲高教的“航母”[5，6]。例如在德國，各高校要求學(xué)生加入工程實(shí)習(xí)實(shí)踐中，需要結(jié)合工程實(shí)習(xí)來撰寫設(shè)計(jì)論文;同時明確要求教師要將工程理論和實(shí)際工程問題融合到教學(xué)內(nèi)容中去。而且，德國的企業(yè)也和高校一樣，積極投身到工程教育改革中。例如，德國大陸集團(tuán)曾在2005年，邀請了6個國家的8所大學(xué)共同開展“全球工程教育卓越計(jì)劃”項(xiàng)目，就全球化背景下如何改善工程師所處環(huán)境、如何培養(yǎng)滿足未來工業(yè)需要的工程師等問題，一起探討、研究[4]。以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向ASIIN的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，在ASIIN認(rèn)證中，關(guān)注的是“要達(dá)成什么目標(biāo)—如何達(dá)成目標(biāo)—做的結(jié)果如何—下一步將如何提高”的閉環(huán)系統(tǒng)[7]。法國則強(qiáng)調(diào)通識教育，崇尚厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)的知識體系，例如，高等先進(jìn)技術(shù)學(xué)校，就開設(shè)了“全科工程師教育”課程。英國也在2003年頒布了《高等教育的未來》白皮書，號召各高校和企業(yè)，重點(diǎn)推出校企合作和教學(xué)方法的改革來不斷提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。美英傳統(tǒng)的工科哲學(xué)博士因?yàn)槿狈εc工業(yè)界之間的有效聯(lián)系，培養(yǎng)的學(xué)生難以滿足企業(yè)急需的兼具工程理論和工程實(shí)踐管理能力的高級應(yīng)用型復(fù)合型人才需求，廣受批評[8]，因此就產(chǎn)生了工程博士，以此來彌補(bǔ)。芬蘭阿爾托大學(xué)與冶金世界巨頭奧圖泰公司聯(lián)合培養(yǎng)冶金專業(yè)學(xué)生，公司技術(shù)員和大學(xué)教授可以互通工作，企業(yè)深入到大學(xué)來一起培養(yǎng)學(xué)生。可見，國外發(fā)達(dá)國家也是非常重視工程教育。

以上發(fā)達(dá)國家的這些做法，我國也在實(shí)施中。從教育理念到理論研究，從知識體系再到實(shí)踐探索，無不體現(xiàn)出教育專家、學(xué)者對工程教育的重視。初期，針對如何開展工程教育，有專家提出了“全面工程教育”的理念，在學(xué)習(xí)工程知識的同時，還要兼顧文化素質(zhì)、商業(yè)訓(xùn)練;學(xué)習(xí)過程中盡管以基礎(chǔ)理論知識為主，但還應(yīng)堅(jiān)持工程實(shí)踐，于是，有些高校開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課、課程（設(shè)計(jì)）訓(xùn)練、現(xiàn)場實(shí)習(xí)等操作性較強(qiáng)的實(shí)踐活動，從課程體系角度來促進(jìn)學(xué)生全方面發(fā)展，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力[9]。隨著工程教育的進(jìn)一步推進(jìn)，很多專家結(jié)合我國工程教育的現(xiàn)狀，又采用加強(qiáng)校企合作來進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)踐能力，同時借助專業(yè)認(rèn)證之力，構(gòu)建工程專業(yè)認(rèn)證制度，規(guī)范工程教育過程，以評促建，從各層面著手進(jìn)行工程教育的最優(yōu)化，最大限度地激發(fā)學(xué)生的工程能力，提升學(xué)生解決現(xiàn)場工程實(shí)踐問題的能力。此外，也有學(xué)者針對不同高校、不同專業(yè)研究了學(xué)生及教師工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)與探索[ 10 ]，學(xué)生工程能力的提高，不僅僅在于重視學(xué)生招收，也在于重視教師工程能力的培養(yǎng)，指派專職教師深入一線企業(yè)，掌握現(xiàn)場知識后，再把現(xiàn)場知識帶入課堂。目前已經(jīng)有很多高校，特別是很多高校工科類專業(yè)，都在開展“三性”實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生工程能力;有些高校不僅如此，而且為了突破專業(yè)限制綜合為專業(yè)大類，創(chuàng)建了一個統(tǒng)一、完備、綜合的工程訓(xùn)練體系[6]。天津大學(xué)成立了實(shí)體性的“求是”學(xué)部，北京科技大學(xué)于2010年成立了高等工程師學(xué)院，以“實(shí)踐和創(chuàng)新”為特色，致力于“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新、懂管理”的人才培養(yǎng)模式，深入卓越工程師的培養(yǎng)，積極探索新的教學(xué)模式，培養(yǎng)卓越的工程師[7]。

二、工程人才培養(yǎng)探索與實(shí)踐

為緊跟時代步伐，響應(yīng)黨的十九大號召，培養(yǎng)出的學(xué)生不僅具有解決復(fù)雜工程問題的能力，還應(yīng)該具有國際視野和跨文化交流的能力。因此，以學(xué)生為中心、課程為主體、能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，根據(jù)“新工科”要求，以冶金工程專業(yè)為例，創(chuàng)新型開展“新工科”下“雙一流”學(xué)科傳統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式。

（一）突出工程能力為導(dǎo)向，優(yōu)化“冶金工程類”課程體系

突出工程能力為導(dǎo)向，以培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程問題的能力為目標(biāo)，在已建“冶金原理類”核心課程群的基礎(chǔ)上，優(yōu)化另一核心課程群“冶金工程類”課程體系。同時，將“冶金過程原理”“傳遞過程原理”“電化學(xué)”等“冶金原理類”基礎(chǔ)課程知識，融會貫通、學(xué)以致用到各類金屬元素的冶金過程中去;鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)工程管理類課程，提高對學(xué)生管理能力的培養(yǎng)。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，從而帶動專業(yè)課程的全面建設(shè)，要求學(xué)生畢業(yè)前必修完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（第七學(xué)期的雙結(jié)業(yè)設(shè)計(jì)）和畢業(yè)論文兩階段。以上系列工程強(qiáng)化方式，能更好地提高學(xué)生工程能力，建立“突出工程能力為導(dǎo)向”的課程體系。

（二）抓住“理論+實(shí)踐”兩個基本點(diǎn)，強(qiáng)化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的深度融合

以學(xué)生為中心，能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，基于工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的“具有能解決復(fù)雜工程問題的能力”要求，按照工程應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，堅(jiān)持基礎(chǔ)性、綜合性、實(shí)踐性與前瞻性相結(jié)合原則。抓住“理論+實(shí)踐”兩個基本點(diǎn)，構(gòu)筑科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)，提出與之相適應(yīng)的培養(yǎng)理念與培養(yǎng)思路，突出案例分析及課題討論在課程中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中，自主發(fā)現(xiàn)問題，要求學(xué)生和現(xiàn)場師傅在一起交流、向師傅學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生參與解決現(xiàn)場難題，強(qiáng)化“崗位體驗(yàn)與案例分析”課程中培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力訓(xùn)練，強(qiáng)化工程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，強(qiáng)化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的深度融合，突出對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的工程能力的培養(yǎng)，構(gòu)建理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)深度融合的教學(xué)方法。而且，在研究生教育過程中，專業(yè)學(xué)位的碩士研究生有企業(yè)指導(dǎo)教師，必須在企業(yè)實(shí)踐一年。這樣，學(xué)生可以將課堂上學(xué)到的理論知識與實(shí)踐生產(chǎn)問題緊密結(jié)合，在企業(yè)實(shí)踐中思考問題、和企業(yè)工程師一起分析問題、討論問題，更便于深入剖析現(xiàn)場技術(shù)存在的問題，利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提升學(xué)生創(chuàng)新思維。

（三）利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建設(shè)網(wǎng)上課程教學(xué)體系

多媒體教育技術(shù)豐富了教學(xué)手段，有效地提高了教學(xué)效果。利用互聯(lián)網(wǎng)及慕課等多種教學(xué)方式，建設(shè)精品課程，鼓勵教師開展示范精品課堂，開展部分核心課程的網(wǎng)站建設(shè)，豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，包括教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教案、課件、習(xí)題等內(nèi)容的網(wǎng)上發(fā)布，課程教學(xué)全程錄像及網(wǎng)上發(fā)布，師生互動平臺的建立等，形成師生互動的網(wǎng)上課程教學(xué)體系。2020年疫情期間網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的開展，很好地說明了現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)能夠完美結(jié)合，甚至在實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，通過指導(dǎo)教師在現(xiàn)場拍制錄像、現(xiàn)場技術(shù)人員網(wǎng)絡(luò)授課、各種現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件等相互結(jié)合，將現(xiàn)場各環(huán)節(jié)淋漓盡致地展現(xiàn)在學(xué)生目前?，F(xiàn)在有很多企業(yè)高級技術(shù)人員正好也是學(xué)生的指導(dǎo)教師，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，開展云教學(xué)，技術(shù)人員可以在現(xiàn)場結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，給學(xué)生授課、答疑解惑，甚至可以參與到課程的教學(xué)中。例如像本科生的“冶金設(shè)備及智能控制”“冶金過程概論”，本科生和研究生的“重/輕/稀有/鋼鐵冶金學(xué)”等課程，均適用。

（四）緊跟時代發(fā)展，強(qiáng)化學(xué)科交叉

工科中有不少傳統(tǒng)專業(yè)，如何將傳統(tǒng)專業(yè)改質(zhì)提升適應(yīng)時代發(fā)展需求，是教育界近幾年來十分關(guān)注并著力解決的問題之一，在這個過程中“新工科”應(yīng)運(yùn)而生。對冶金工程專業(yè)來說，目前，我們將冶金+環(huán)境、冶金+經(jīng)濟(jì)、冶金+智能控制、冶金+能源等研究方向應(yīng)用在研究生教育中，在研究生授課及所做的研究課題中，均充分體現(xiàn)了適應(yīng)新時代發(fā)展的“新工科”元素，學(xué)生接受新事物能力強(qiáng)，也樂于在傳統(tǒng)冶金工程專業(yè)中加入新元素，為國家制造業(yè)發(fā)展奉獻(xiàn)力量。而且，像鋼鐵冶金企業(yè)，目前基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化冶金，鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)了高效冶金、智能化生產(chǎn)，污染少、節(jié)能減排，大大降低了成本，也提高了產(chǎn)品品質(zhì)。讓學(xué)生看到了“新工科”冶金+的前景，鼓舞了學(xué)生們?yōu)橐苯鹗聵I(yè)奮斗的士氣。

（五）增強(qiáng)國際合作，拓展國際視野

依托“高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃”平臺，多方位提高人才培養(yǎng)的國際化程度，積極與國外知名高校建立聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制，鼓勵和支持學(xué)生“走出去”（赴外國開展聯(lián)合培養(yǎng)和學(xué)習(xí)交流），在教師參加各種海內(nèi)外國際會議時，帶著學(xué)生參加各種國際學(xué)術(shù)活動;積極探索國際合作與交流新模式，海外專家在中國交流期間，也可以將他們的學(xué)生“引進(jìn)來”，可招收“散戶”（單個學(xué)生），也可以成班制招收一個國家或者一個地區(qū)的學(xué)生，可招收學(xué)位學(xué)生，也可招收短期培訓(xùn)，以靈活多樣的招收方式，更好地讓學(xué)生與國際聯(lián)動起來，擴(kuò)大交流范圍。同時，通過引進(jìn)國外優(yōu)秀教師、教學(xué)資源，拓展在校學(xué)生國際視野和思維方式，更好地培養(yǎng)各類人才。通過多種方式協(xié)同培養(yǎng)國內(nèi)外學(xué)生，形成國際合作人才多位協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制，增強(qiáng)國際合作，拓展師生國際視野。

三、結(jié)語

為解決目前工程師培養(yǎng)過程中存在的實(shí)踐不足、工程體驗(yàn)少等問題，提出以學(xué)生為中心、課程為主體、能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，根據(jù)“新工科”要求，以冶金工程專業(yè)為例，突出工程能力的課程體系優(yōu)化、抓住“理論+實(shí)踐”的深度融合、利用現(xiàn)代信息技術(shù)、增強(qiáng)國際合作等手段，培養(yǎng)具有國際視野的冶金工程專業(yè)人才。有教師和學(xué)生反映，從最近幾年本科生的設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文工作及研究生就業(yè)后企業(yè)反饋信息來看，明顯感覺學(xué)生動手能力有所提高。說明以上探索實(shí)踐卓有成效，在以后的教學(xué)中，會持續(xù)關(guān)注和改進(jìn)，為培養(yǎng)適應(yīng)新時代發(fā)展的國際工程人才而不懈奮斗。

參考文獻(xiàn)

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