過程裝備與控制工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)模式改革

丁宇奇 林玉娟 李偉

[摘 要] 過程裝備與控制工程專業(yè)改革以新工科為背景，因此需要緊跟社會需求，緊合市場發(fā)展，緊繞新理念的工程教育方向，多種專業(yè)方向齊頭并進，以新的專業(yè)知識體系開創(chuàng)產(chǎn)學(xué)融合新模式，使學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力更上一層樓。以東北石油大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)為例，在專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”體系、“專業(yè)認證”系列改革基礎(chǔ)上，提出具有鮮明石油石化行業(yè)特色和優(yōu)勢的多樣化和個性化人才培養(yǎng)模式，使學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力得到提高。

[關(guān)鍵詞] 新工科；過程裝備與控制工程；石油石化；培養(yǎng)模式

[基金項目] 2020年度黑龍江省高等學(xué)校教改工程項目“國家一流‘過程裝備’專業(yè)新工科人才培養(yǎng)模式改革與實踐”（SJGY20200103）；2020年度黑龍江省高等學(xué)校教改工程項目“過程裝備與控制工程專業(yè)基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實踐課程體系改革研究”（SJGY20200123）

[作者簡介] 丁宇奇（1982—），男，黑龍江肇東人，博士，東北石油大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院教授，主要從事石油石化機械裝備力學(xué)分析、油氣儲運裝備強度評定與優(yōu)化分析研究。

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）06-0125-04 [收稿日期] 2021-06-01

一、新工科人才培養(yǎng)模式改革的意義和應(yīng)用前景

各種新科技如大數(shù)據(jù)、人工智能、新材料、新能源以及新的商業(yè)模式，使現(xiàn)代工業(yè)、經(jīng)濟社會發(fā)展及勞動力市場大大不同于以往。同時新的機遇與新動力也不斷涌現(xiàn)，無論是國家實施的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”“一帶一路”倡議，還是“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，為不斷努力者提供了不同的機會。科技發(fā)展日益加快，新產(chǎn)品和新知識不斷涌現(xiàn)，這對現(xiàn)代工程技術(shù)人才的知識、能力和技能、職業(yè)素質(zhì)和視野都提出了新要求。因此，必須對高等工程教育進行全面、深刻的改革和創(chuàng)新[1]，培育新型人才，以支撐快速發(fā)展的新經(jīng)濟。在這樣的背景下，新工科人才培養(yǎng)順理成章地被提出，它是新形勢下大學(xué)生教育的有效培養(yǎng)模式，是培養(yǎng)信息技術(shù)專業(yè)高層次人才、復(fù)合型人才的重要途徑，緊緊圍繞新工科人才培養(yǎng)模式的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系，分析新工科人才培養(yǎng)模式，是新形勢下新的育人模式[2]。

新工科教育以開放、包容、重構(gòu)知識體系為主要方向，以擺脫“工科”的羈絆為開放的目的，與其他學(xué)科相結(jié)合，以“科學(xué)+人文+工程+其他”為新標準，并沿此方向不斷發(fā)展，依托大類通識教育，培養(yǎng)復(fù)合型、綜合型的人才[3]。同時不能因為“新”而完全摒棄傳統(tǒng)工科，要以“傳統(tǒng)工科+”的方式實現(xiàn)工科整體性新形態(tài)，體現(xiàn)出新工科教育的包容的目的。同時要將專業(yè)教育與通識教育進行有機結(jié)合，完成重構(gòu)知識體系的目的。高校內(nèi)做好工業(yè)體系頂層設(shè)計，規(guī)范新工科的內(nèi)涵和外延，做到有深度亦有廣度，引領(lǐng)整個工科發(fā)展，使我國擁有一套完成的、門類齊全的工業(yè)體系，展現(xiàn)大國工科風(fēng)范。

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(dǎo)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(xué)融合的培養(yǎng)模式，提高學(xué)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[4]。未來可以增設(shè)智能裝備技術(shù)、新能源裝備技術(shù)、儲能裝備等專業(yè)方向，服務(wù)于石化、能源、機械等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，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。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

聯(lián)合國教科文組織在2015年研究報告中指出：世界高等教育正在發(fā)生革命性變化，并呈現(xiàn)出了“大眾化、多樣化、國際化、終身化、信息化”的趨勢，高等工程教育作為其中重要的組成部分，也遵循上述趨勢進行了多次轉(zhuǎn)型，從注重技術(shù)應(yīng)用的“技術(shù)范式”轉(zhuǎn)換為注重科學(xué)研究的“科學(xué)范式”，又轉(zhuǎn)換成為注重實踐的“工程范式”，以未來的新范式為風(fēng)向標[5]?！靶鹿た啤钡穆氏忍岢鰹楦叩裙こ探逃母母锾剿魈峁┝艘粋€全新視角。為提高國家未來競爭力、贏得全球市場競爭建設(shè)與發(fā)展，新工科建設(shè)必然是當務(wù)之急，國外相繼出臺《美國先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略實施建議》《日本制造業(yè)白皮書》《新工業(yè)法國》，旨在重塑具有未來持續(xù)競爭力的新型工業(yè)體系，借此增強綜合國力，爭奪未來世界主導(dǎo)權(quán)，制造業(yè)的競爭將成為未來大國競爭的關(guān)鍵[6]。其中，麻省理工學(xué)院（MIT）跨越傳統(tǒng)學(xué)科、學(xué)院界限，建立了形式多樣的研究機構(gòu)。天津大學(xué)與美國佐治亞理工學(xué)院共建深圳特色學(xué)院，緊密結(jié)合深圳市電子、軟件、信息等多產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將天津大學(xué)佐治亞理工深圳學(xué)院提升至更高的高度，建設(shè)成為世界一流的特色學(xué)院。

在國內(nèi)2016年新工科概念提出后，教育部高教司經(jīng)過反復(fù)的研討、調(diào)研和論證，于2017年正式推出“新工科”計劃，并先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”等指導(dǎo)性文件。其中，“復(fù)旦共識”達成了主要共識：我國高等工程教育改革發(fā)展是當務(wù)之急，也是新的起點，我國高校要加快建設(shè)和發(fā)展新工科，工科優(yōu)勢高校要對工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)揮主體作用，綜合性高校要對催生新技術(shù)和孕育新產(chǎn)業(yè)發(fā)揮引領(lǐng)作用，地方高校要對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮支撐作用[7]；“天大行動”主要致力于探索建立工科發(fā)展新范式，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向建專業(yè)，構(gòu)建新型工科專業(yè)結(jié)構(gòu)，以學(xué)校為主體進行改革，達到新工科自主發(fā)展的目的[8]；“北京指南”更加注重理念引領(lǐng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、模式創(chuàng)新、質(zhì)量保障和分類發(fā)展。按照教育部的部署，工科優(yōu)勢高校組、綜合性高校組和地方高校組都積極響應(yīng)，啟動新工科建設(shè)戰(zhàn)略，新工科教育改革發(fā)展迅速[9]。

三、過程裝備與控制工程專業(yè)新工科建設(shè)需要解決的關(guān)鍵問題

（一）制定多學(xué)科交融、柔性化的裝備專業(yè)人才培養(yǎng)方案

以下六個方面為裝備專業(yè)重點發(fā)展方案：（1）以新工科學(xué)科專業(yè)建設(shè)要求為基礎(chǔ)，提出本專業(yè)學(xué)科特征人才培養(yǎng)目標；（2）以多學(xué)科交叉融合為專業(yè)培養(yǎng)標準，制定具體、清晰的人才培養(yǎng)目標；（3）設(shè)置的課程參照專業(yè)培養(yǎng)標準，明確課程目標，建立一個支持課程目標實現(xiàn)的課程內(nèi)容體系；（4）教學(xué)需采用多學(xué)科交融的教學(xué)方式，并建立能有效衡量專業(yè)培養(yǎng)標準實現(xiàn)情況的評價體系；（5）采用同一方案，培養(yǎng)多方向多類型的后備卓越工程師隊伍；（6）為充分發(fā)揮學(xué)生的天賦和特長，實現(xiàn)真正意義上的個性化人才培養(yǎng)，學(xué)生可以依照興趣來規(guī)劃職業(yè)方向，并自主組合課程、制定相應(yīng)培養(yǎng)計劃，構(gòu)建新型專業(yè)。

（二）改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容

通過以下三個方面做好課程體系和教學(xué)內(nèi)容方面的改革。（1）以通識教育為基礎(chǔ)，支撐專業(yè)教育發(fā)展，因此要重組和優(yōu)化通識教育課程體系，便于開展多學(xué)科交叉融合的專業(yè)教育；（2）注重多學(xué)科交叉融合的專業(yè)課程建設(shè)，以達到培養(yǎng)學(xué)生跨界整合能力；（3）為培養(yǎng)學(xué)生未來能力，拓寬學(xué)生視野，要將新工科學(xué)科前沿知識和相關(guān)學(xué)科交叉知識、原理和方法融入專業(yè)教育課程體系。

（三）創(chuàng)新教學(xué)方法

“互聯(lián)網(wǎng)+”與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，提供了源源不斷的優(yōu)質(zhì)在線教育資源和創(chuàng)新工程教育教學(xué)方法，可以充分利用在新工科人才的培養(yǎng)中。首先，得益于“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境，充分運用各種優(yōu)質(zhì)在線教育資源，將混合式教學(xué)等教學(xué)方式與研究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來，將其在線上線下、課內(nèi)外以及教與學(xué)上的作用發(fā)揮到極致。其次，3D網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的增強現(xiàn)實和虛擬仿真及其人工智能等信息技術(shù)可以更好地支持研究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中身臨其境，更加深刻地理解研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高教學(xué)效率與效果。

四、過程裝備與控制工程專業(yè)新工科建設(shè)實施方法

（一）深化專業(yè)綜合改革

1.堅持OBE教育理念，推進基于OBE人才培養(yǎng)理念的新工科教育，制定明確的人才培養(yǎng)目標，按“3+1”模式，強化校企合作，作為黑龍江省石油石化裝備制造聯(lián)盟理事長單位，以“技能+需求”為指導(dǎo)，制定“石油化工機械卓越工程師”企業(yè)培養(yǎng)方案，發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢，積極開展校企合作。同時，面向行業(yè)新形態(tài)，構(gòu)建多維度新工科教育，充分發(fā)揮大慶油田地域優(yōu)勢，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人。

2.深化課程改革，完善教學(xué)資源建設(shè)。將思想政治教育與專業(yè)教育融會貫通，形成大慶精神教育的全方位滲透。在開設(shè)“大慶精神專題”課程基礎(chǔ)上，發(fā)揮先進人物傳承引領(lǐng)作用，聘請以“新時代鐵人”王啟民為代表的科技工作者為學(xué)生授課，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好道德品質(zhì)和行為習(xí)慣。以精品課程、在線課程、慕課為龍頭，帶動課程群建設(shè)，努力打造“金課”。

3.推動教學(xué)革命，改進教學(xué)方法。積極探索符合專業(yè)培養(yǎng)目標與人才培養(yǎng)特色和水平的專業(yè)課程教學(xué)方法，堅持以本為本，推動傳統(tǒng)教學(xué)方式向研討課、工程案例課程轉(zhuǎn)變的教學(xué)方法改革。目前，專業(yè)課程實現(xiàn)了研討課全覆蓋。充分利用慕課、資源共享課、移動教學(xué)等網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)課程教學(xué)，積極探索慕課、在線課程在教學(xué)中的應(yīng)用，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂。通過聘請石油石化專業(yè)技術(shù)人員、管理人員作為兼職教師，承擔(dān)專業(yè)教學(xué)與實踐指導(dǎo)工作，提升學(xué)生工程實踐能力。

4.強化實踐教學(xué)，推行雙創(chuàng)教育。建立“內(nèi)外互補”的實踐教學(xué)體系，校內(nèi)建設(shè)有學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)實驗室，其中包含10個“工廠模式”實驗室，6個大學(xué)生實踐平臺，1個“協(xié)同育人平臺”；校外加強校企合作、協(xié)同育人模式，建有6個實踐基地群，1個“國家工程實踐教育中心”。實施校內(nèi)實踐平臺與校外企業(yè)實踐基地相結(jié)合，實現(xiàn)“內(nèi)外互補”，緊密銜接。開展“以賽促教、以賽促學(xué)”。

5.加強學(xué)生工作改革，提高培養(yǎng)質(zhì)量。建立吸引優(yōu)秀生源的制度和措施，積極開展專業(yè)宣傳，開展多渠道、多形式的宣傳工作，注重招生宣傳工作的實效性。建立班主任制度、導(dǎo)師制度、導(dǎo)生制度，對學(xué)生的學(xué)習(xí)指導(dǎo)、職業(yè)規(guī)劃、就業(yè)指導(dǎo)和心理進行輔導(dǎo)。

（二）加強師資隊伍和基層教學(xué)組織建設(shè)

1.師資隊伍建設(shè)。將教學(xué)與科研相結(jié)合，建立以老教師帶年輕教師的導(dǎo)師制度，發(fā)揮“傳幫帶”作用，不斷提升教師教學(xué)水平與課程教授質(zhì)量。重視教師學(xué)術(shù)交流、提高學(xué)術(shù)水平，鼓勵教師繼續(xù)深造與開展學(xué)術(shù)兼職工作和參加各種學(xué)術(shù)會議，為教師提供出國深造學(xué)習(xí)機會。

2.基層教學(xué)組織建設(shè)。成立以專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會為核心的教學(xué)研究中心，定期組織教師開展教學(xué)研討活動，針對人才培養(yǎng)方案、課程教學(xué)質(zhì)量開展教學(xué)研討與評價，并形成記錄文件指導(dǎo)下一步教學(xué)工作的開展。組織教師開展各項教學(xué)改革與研究，參加各類教學(xué)競賽與教學(xué)發(fā)展活動。激勵督促教師積極開展專業(yè)、課程、教材、實驗室、實踐教學(xué)條件等方面建設(shè)。建立課程組、課程團隊，專業(yè)每門課程均成立課程組，定期研討交流；并成立理論與實踐教學(xué)團隊，定期開展理論課程和實踐課程研討。

（三）加強專業(yè)教學(xué)質(zhì)量保障體系建設(shè)

1.建立完善的教學(xué)質(zhì)量要求和管理制度?；贠BE理念圍繞專業(yè)畢業(yè)要求、課程產(chǎn)出和教學(xué)目標制定專業(yè)教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控機制，包括培養(yǎng)方案制定與修訂、課程教學(xué)大綱編制與審查、任課教師條件與考核、課程考核方式和內(nèi)容審查、畢業(yè)設(shè)計等，都有明確的質(zhì)量要求、評價和管理制度，保證教學(xué)的規(guī)范管理和質(zhì)量控制。建立全過程的“畢業(yè)要求、指標點、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評價、畢業(yè)要求”閉環(huán)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，對教學(xué)的全過程，包括專業(yè)培養(yǎng)方案、課程大綱等教學(xué)文件的設(shè)置，以及教師教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法和考核方式對課程目標實現(xiàn)的設(shè)計進行全程監(jiān)控。

2.建立完整的教學(xué)質(zhì)量評價、反饋和改進機制。專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會制定教學(xué)質(zhì)量評價管理文件及評價周期，對本科教學(xué)工作，教學(xué)環(huán)節(jié)運行狀態(tài)、教風(fēng)、學(xué)風(fēng)及教學(xué)管理進行評價。通過學(xué)生信息員反饋、大學(xué)生助理團等，將教師課程教學(xué)情況進行及時反饋，及時掌握課堂教學(xué)質(zhì)量；通過行業(yè)專家、企業(yè)對畢業(yè)生滿意度調(diào)查，對畢業(yè)達成度進行分析。最終，將評價結(jié)果通過教學(xué)工作例會等方式反饋給授課教師，有力地保證了畢業(yè)要求的達成和教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進。

結(jié)論

通過開展過程裝備與控制工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)模式的改革，將對社會、高校和企業(yè)產(chǎn)生積極作用，主要有以下幾個方面：首先，在社會角度來說，使國家終身教育體系框架積累了豐富的經(jīng)驗，奠定了堅實的基礎(chǔ)，并且可以在此基礎(chǔ)上進行拓展，使社會教育資源得到更新和優(yōu)化，以強大的助推力推動我國高等教育可持續(xù)發(fā)展，更快更好地培養(yǎng)新工科人才。其次，對于各高校而言，確定了培養(yǎng)目標，合理的課程開發(fā)方法、課程設(shè)置方法、專業(yè)設(shè)置方法，對各高校教育的改革、促使各個學(xué)校辦學(xué)水平的提高有著重大意義。再次，各高校學(xué)生也受益于本課題的研究成果。在新工科人才培養(yǎng)模式下，學(xué)生掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)以及人文社科等多方面知識；可以應(yīng)用所學(xué)知識解決實際工程問題；具備創(chuàng)新創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)能力、團隊溝通交流和領(lǐng)導(dǎo)能力、終身學(xué)習(xí)能力；具備專業(yè)所涉及的核心技能等。最后，企業(yè)也可以受益于本課題的研究成果，大批更高素質(zhì)的人才流入，將促進企業(yè)和地方經(jīng)濟的飛速發(fā)展。

參考文獻

[1]顧佩華.新工科與新范式：概念、框架和實施路徑[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[2]羅靜.新工科人才培養(yǎng)模式研究[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（3）：217.

[3]李華，胡娜，游振聲.新工科：形態(tài)、內(nèi)涵與方向[J].高等工程教育研究，2017（4）：16-19+57.

[4]張辛喜，李學(xué)平.“新工科”背景下過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案探索與實踐[J].新西部，2019（11）：130-131.

[5]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[6]陸國棟，李拓宇.新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[7]“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[8]“新工科”建設(shè)行動路線（“天大行動”）[J].高等工程教育研究，2017（2）：24-25.

[9]新工科建設(shè)指南（“北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017（4）：20-21.

Reform of the Talent Training Model of Process Equipment and Control Engineering Major under the Background of “Emerging Engineering Education”： Taking Northeast Petroleum University as an Example

DING Yu-qi， LIN Yu-juan， LI Wei（School of Mechanical Science and Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang 163318， China）

Abstract： The reform of process equipment and control engineering major is conducted under the background of “emerging engineering education”. Therefore， it is necessary to keep up with the social demand， the market development， and the new concept of engineering education. Various professional directions go hand in hand， and create a new mode of integration of industry and education with a new professional knowledge system， so as to constantly improve students’ engineering practical ability and innovation ability. This paper takes the process equipment and control engineering major of Northeast Petroleum University as an example. On the basis of professional “excellent engineer training plan” system and “professional certification” reforms， the paper proposes a diversified and personalized talent training model， which has the distinctive characteristics and advantages of petroleum and petrochemical industry. This model can effectively improve students’ practical ability， innovation and entrepreneurship ability， and cross-border integration ability.

Key words： “emerging engineering education”； process equipment and control engineering； petroleum and petrochemical； training model

3346500589241