控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案
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【摘要】本文基于“新工科”建設(shè)背景和工程教育認證的要求，分析了過程裝備與控制工程專業(yè)的現(xiàn)狀，結(jié)合學校實際情況，對現(xiàn)有過程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)方向、培養(yǎng)方案及課程體系進行了探索和實踐。重新確立了基礎(chǔ)理論和創(chuàng)新能力并重的課程體系；將漸進式理論課程與實踐課程有機結(jié)合，構(gòu)建了“三段式”的實踐教學群；在完善實踐教學保障措施的基礎(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)濟社會發(fā)展服務。當前，我國正在實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造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)、新模式為特點的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展。新經(jīng)濟對工程教育也提出了新要求，即面向未來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性化的工程教育培養(yǎng)模式。2017年2月，圍繞“中國制造2025”國家戰(zhàn)略實施，教育部了《教育部高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實踐的通知》，先后形成了“復旦共識”、“天大行動”、“北京指南”的“新工科”建設(shè)三部曲?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)是主動應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動，相對于傳統(tǒng)的工科而言，“新工科”培養(yǎng)的人才要求工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力，這些需求為“新工科”提供了契機。新經(jīng)濟的發(fā)展呼喚“新工科”，國家一系列重大戰(zhàn)略深入實施呼喚“新工科”，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新舊動能轉(zhuǎn)換呼喚“新工科”，我國高等教育改革創(chuàng)新也在呼喚“新工科”?！靶鹿た啤比瞬诺呐囵B(yǎng)離不開高等院校。高等院校一方面需要主動布局新興工科專業(yè)建設(shè)，提前布局培養(yǎng)引領(lǐng)未來技術(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，對現(xiàn)有工科專業(yè)的培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式進行改革和創(chuàng)新。下面以西安理工大學過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)合工程教育認證要求，在充分調(diào)研和分析了過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行探索和實踐。
二、過程裝備與控制工程專業(yè)現(xiàn)狀分析
過程裝備與控制工程專業(yè)具有集機械、化工、電工、控制于一體的交叉特性，它是以過程裝備為主要內(nèi)容，以應用控制技術(shù)和過程原理為“側(cè)翼”的大類學科專業(yè)，主要包括“過程”、“裝備”和“控制”三大塊內(nèi)容。近年來，受我國宏觀經(jīng)濟政策的調(diào)控以及經(jīng)濟危機的影響，過程工業(yè)行業(yè)存在著產(chǎn)能過剩的問題，嚴重的阻礙了這些行業(yè)的發(fā)展。另外，以美國為首的西方發(fā)達國家對我國的化工產(chǎn)品出口實行強烈的反傾銷或者反補貼政策，大大阻礙了我國化工產(chǎn)品的出口。這些不利因素直接導致我國過程工業(yè)企業(yè)對大學生的需求大大減少，每年高考第一志愿報考本專業(yè)的學生人數(shù)逐年在減少。據(jù)不完全統(tǒng)計，近3年開設(shè)過程裝備與控制工程專業(yè)的學校大多數(shù)第一志愿都錄不滿，包括一些211、985院校第一志愿也達不到錄取任務。同時，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和節(jié)能環(huán)保政策的不斷實施，在加快經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時，也在不斷引進高新技術(shù)來推動傳統(tǒng)過程工業(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)，這是我國未來過程工業(yè)的主導趨勢。高等院校過程裝備與控制工程專業(yè)受上述因素影響，改革也勢在必行。
三、“新工科”背景下過程裝備與控制工程專業(yè)改革思路
“中國制造2025”的提出對我國制造業(yè)的變革影響深遠，對人才的需求也提出了新的要求。未來中國制造業(yè)發(fā)展將圍繞“裝備智能化”與“過程智能化”兩大主線進行，主要體現(xiàn)在設(shè)備智能化改造升級、工業(yè)機器人產(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、制造過程智能化五大趨勢。高等院校面對這種新趨勢，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。“新工科”建設(shè)也絕不單指智能機器人、大數(shù)據(jù)、云計算等新興工科專業(yè)，它還包括傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造。目前，開設(shè)過程裝備與控制工程專業(yè)的各個高校，其專業(yè)背景和研究領(lǐng)域大都定位在過程工業(yè)企業(yè)，專業(yè)同質(zhì)化傾向嚴重。學生畢業(yè)時存在著工程實踐能力不強、創(chuàng)新能力弱、就業(yè)方向單一、理論和實踐脫節(jié)等問題，人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量難以適應經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的要求。為此，在分析了過程裝備與控制工程專業(yè)的現(xiàn)狀后，筆者認為“新工科”背景下的過程裝備與控制工程專業(yè)的改革，必須以社會需求為導向，緊密結(jié)合市場發(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)知識體系，采用新的產(chǎn)學融合的培養(yǎng)模式，提高學生的工程實踐和創(chuàng)新能力，從而實現(xiàn)高校工科專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的匹配，高校教育與社會實踐教育的有機結(jié)合。為了適應國家戰(zhàn)略，服務地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，拓展傳統(tǒng)的過程裝備與控制工程專業(yè)內(nèi)涵，經(jīng)過充分調(diào)研論證后，西安理工大學信息技術(shù)與裝備工程學院于2016年9月開始在過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，服務于機械、石化、能源、輕工、紡織等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。同時，根據(jù)工程教育專業(yè)認證標準，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)“中國制造2025”所需應用性的創(chuàng)新型人才。
四、過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)“學科交叉，產(chǎn)學融合”的特征。我們通過與業(yè)內(nèi)有影響力的企業(yè)（公司）、科研院所的深度合作，聘請企業(yè)專家進駐校園，聯(lián)合成立專業(yè)指導委員會，結(jié)合區(qū)域與行業(yè)發(fā)展對高素質(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，實現(xiàn)專業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、課程內(nèi)容與職業(yè)標準、教學與生產(chǎn)過程的無縫對接。在“重視基礎(chǔ)知識，加強實踐教學，深度校企融合，突出工程應用”的原則下，我們對課程體系的設(shè)立、課程建設(shè)的要求、實踐教學環(huán)節(jié)的設(shè)置、教學方式方法改革等方面深入研討。同時，以教學團隊建設(shè)為先導，以課程與教學資源建設(shè)為基礎(chǔ)，以教學方法的改進為突破點，加大了實踐教學環(huán)節(jié)力度，促進“產(chǎn)學研”相結(jié)合，突出工程實踐創(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、8兩個學期在企業(yè)進行相應實踐教學，企業(yè)工程師參與學生培養(yǎng)，其余六學期在校內(nèi)進行理論學習和工程訓練。該方案的制定一方面為學生奠定了扎實的理論基礎(chǔ)，另一方面通過較長時間的企業(yè)階段培養(yǎng)，強化了學生專業(yè)知識應用能力，提高了學生創(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)計劃不同的是，我們對理論課程體系的設(shè)計按照“扎實的公共基礎(chǔ)課較全的專業(yè)基礎(chǔ)課必須的專業(yè)核心課必要的知識拓展和創(chuàng)新選修課”的漸進關(guān)系，強調(diào)理論知識與實踐應用相結(jié)合、經(jīng)典理論與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，對傳統(tǒng)機械類、電氣類專業(yè)課程內(nèi)容進行整合，結(jié)合智能制造必須的信息技術(shù)知識，形成以“機械為主，電氣與信息為兩翼”的課程體系。全面引進和落實OBE和CDIO教育理念，研究和參考工程教育認證標準，精心構(gòu)建以二級項目為核心的專業(yè)課程項目體系，實現(xiàn)專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)的有機結(jié)合。教學內(nèi)容緊貼企業(yè)生產(chǎn)實際，加強理論教學的針對性，對一些實踐性強的專業(yè)課采用“理實一體化”教學模式，壓縮課程中的演示性、驗證性實驗，增加了來源于企業(yè)生產(chǎn)實際的項目分析等環(huán)節(jié)，使學生知識和創(chuàng)新能力在項目的實踐中得到驗證和提高。
3、構(gòu)建“三段式”的實踐教學群
為了培養(yǎng)工程能力應用性的創(chuàng)新型人才，我們除了安排有一定課時的實驗教學外，還設(shè)置了基于企業(yè)小型項目的校內(nèi)實踐、在企業(yè)基地進行的“產(chǎn)學結(jié)合”和“畢業(yè)設(shè)計”的實踐教學，即“三段式”實踐教學，以求通過不同階段的實踐教學環(huán)節(jié)，逐步提高和培養(yǎng)學生的專業(yè)知識應用能力和工程創(chuàng)新能力。
4、建立科學有效的實踐教學基地，擬定切實可行的“企業(yè)階段”培養(yǎng)方案
“三段式”實踐課程的培養(yǎng)效果不僅需要技術(shù)先進、管理科學的企業(yè)基地，更需要明確的學習計劃、系統(tǒng)的培養(yǎng)內(nèi)容、合理的培養(yǎng)方法、有效的考評機制等內(nèi)容的支撐，擬定出切實可行的“企業(yè)階段”培養(yǎng)方案。在確定實踐教學基地時,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。先后與陜西鼓風機(集團)有限公司、陜西北人印刷機械有限責任公司、德國SAMSON（薩姆森）控制設(shè)備（中國）有限公司、陜西九立機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,我們首先安排專業(yè)教師去合作企業(yè)進行三個月以上的實踐，熟悉企業(yè)生產(chǎn)運營情況,之后和企業(yè)協(xié)商擬定出“企業(yè)階段培養(yǎng)實施細則”。對企業(yè)培養(yǎng)階段的考評，我們根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和要求，結(jié)合企業(yè)的技術(shù)崗位，通過技術(shù)應用的實踐過程，由學校教師與企業(yè)協(xié)商完成。考評內(nèi)容應包括工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、團隊合作、項目管理等幾方面,涵蓋認識、描述、理解、掌握、控制五個層次。
5、開展務實有效國際合作，完善人才培養(yǎng)模式
2016年6月，西安理工大學與德國拉芬斯堡•魏恩加騰應用技術(shù)大學（HRW）就機械類專業(yè)工程能力創(chuàng)新型人才合作培養(yǎng)事宜達成共識；2017年6月，與德國比勒費爾德（Bielefeld）應用科學大學啟動了中德機械、信息類專業(yè)培養(yǎng)方案和課程對接與交流工作。通過加強與德國各大學的合作交流，借鑒國際先進理念和標準，培養(yǎng)具有國際視野的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才，不斷完善西安理工大學工程能力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。
五、結(jié)語
在“新工科”建設(shè)背景下，結(jié)合工程教育認證的要求，我們對過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踐，雖然目前還存在著一些不足和差距，但在今后的教學和專業(yè)實踐中，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，實現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)的“產(chǎn)業(yè)需求導向，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：張辛喜 單位：西安理工大學過程裝備與控制工程系
