材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索

［摘 要］隨著裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，我國(guó)對(duì)擁有材料專(zhuān)業(yè)背景的制造業(yè)創(chuàng)新型人才的需求不斷增加，因此，材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)需要不斷改革人才培養(yǎng)模式，以適應(yīng)這種類(lèi)型人才培養(yǎng)的需要。該研究從材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)所需知識(shí)、能力和素質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成，課程體系對(duì)其支撐及設(shè)置，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的途徑等方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐，為西安工程大學(xué)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)，也為其他院校完善人才培養(yǎng)體系提供了借鑒。

［關(guān)鍵詞］材料成型及控制工程;創(chuàng)新型人才;人才培養(yǎng)模式;課程體系

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642;TB30-4 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2022）12-0213-04

目前，我國(guó)已成為世界制造業(yè)基地，但是原創(chuàng)科學(xué)技術(shù)缺乏，科技創(chuàng)新不足，尤其是制造業(yè)的基礎(chǔ)——工程材料的科技水平不高，即制造業(yè)加工的對(duì)象和制造加工設(shè)備的關(guān)鍵材料科技含量不足。材料既是科學(xué)技術(shù)的物質(zhì)載體，也影響著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展程度的不足，是我國(guó)離制造業(yè)強(qiáng)國(guó)還有一定差距的一個(gè)原因。隨著國(guó)家自主創(chuàng)新戰(zhàn)略的深入實(shí)施，我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域正在引發(fā)一場(chǎng)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，急需一批擁有材料專(zhuān)業(yè)背景的裝備制造業(yè)人才來(lái)實(shí)現(xiàn)行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展[1]，而材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)正是培養(yǎng)擁有材料科學(xué)與機(jī)械工程雙學(xué)科背景人才的專(zhuān)業(yè)[2]，因此對(duì)材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革與實(shí)踐尤為迫切。

樹(shù)立合理的知識(shí)、能力、素質(zhì)目標(biāo)是培養(yǎng)出合格人才的關(guān)鍵，在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證和“新工科”[3]等教育理念的落實(shí)和引領(lǐng)下，西安工程大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我?！保┎牧铣尚图翱刂乒こ虒?zhuān)業(yè)圍繞如何培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才開(kāi)展了一系列改革，通過(guò)深入剖析和研究，明確了材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)所需的知識(shí)、能力及素質(zhì)結(jié)構(gòu)。

一、材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)、能力、素質(zhì)的內(nèi)涵及結(jié)構(gòu)組成

我國(guó)的高等教育要致力于為我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才，專(zhuān)業(yè)教育只是人才培養(yǎng)工作的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段我國(guó)高等教育除了要培養(yǎng)出具有一定工程能力和技術(shù)特長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)工程師，還要培養(yǎng)出能適應(yīng)科技發(fā)展變化、滿足社會(huì)需求、就業(yè)口徑寬泛的“通才”。因此，從該角度出發(fā)，我校意識(shí)到完善材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)、能力、素質(zhì)的內(nèi)涵及結(jié)構(gòu)以適應(yīng)“通才”培養(yǎng)需要尤為重要。

知識(shí)結(jié)構(gòu)是學(xué)生基本素質(zhì)和能力培養(yǎng)的載體。材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)是材料科學(xué)、成型工藝與自動(dòng)控制技術(shù)的綜合與交叉專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有材料與機(jī)械熱加工復(fù)合的特點(diǎn)，既需要扎實(shí)的材料科學(xué)基礎(chǔ)也需要機(jī)械熱加工原理與工藝知識(shí)[4]，要求學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握自然科學(xué)、工程技術(shù)基礎(chǔ)的基本知識(shí)和基本原理，以及材料成型加工的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理等。此外，學(xué)生還應(yīng)該具有豐富的人文社科知識(shí)以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和管理方面的知識(shí)，能夠基于本專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)工程實(shí)踐的合理性進(jìn)行分析，了解與材料生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研發(fā)相關(guān)的法律法規(guī)以及應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任，能從社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的角度評(píng)價(jià)材料成型及控制工程實(shí)踐產(chǎn)生的影響。材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求學(xué)生具有健全的人格、良好的科學(xué)文化素養(yǎng)、高尚的職業(yè)道德和強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感；具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)和溝通能力，能夠在多學(xué)科團(tuán)隊(duì)或跨文化環(huán)境中團(tuán)結(jié)協(xié)作，具有終身學(xué)習(xí)和自我完善的能力，能夠持續(xù)提高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和自身素質(zhì)，具有靈活處理問(wèn)題的意識(shí)，能從容應(yīng)對(duì)相關(guān)科技發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)，不斷發(fā)展職業(yè)能力與素養(yǎng)。材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)所需的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

知識(shí)、能力與素質(zhì)三者在材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中各自發(fā)揮著重要的作用，它們相互影響、相互支持。我校材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)在人才培養(yǎng)中構(gòu)建了以知識(shí)為基礎(chǔ)、能力為中心、素質(zhì)為目標(biāo)的知識(shí)、能力、素質(zhì)三位一體的人才培養(yǎng)模式，并通過(guò)所安排的教育教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生有明確的學(xué)習(xí)計(jì)劃和努力方向，去汲取專(zhuān)業(yè)知識(shí)，豐富知識(shí)體系，并具有整合知識(shí)的能力，構(gòu)建合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，努力挖掘和發(fā)揮自身的智力潛能及創(chuàng)新力，再將知識(shí)和能力升華轉(zhuǎn)化為自身的內(nèi)在素質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力與素質(zhì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展以及專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的提升。

二、材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的課程體系對(duì)知識(shí)、能力和素質(zhì)形成的支撐

材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才在企業(yè)和研究單位主要從事實(shí)驗(yàn)研究，產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢驗(yàn)、運(yùn)營(yíng)管理以及新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造等工作，因此需要具備以下三方面的知識(shí)、能力。其一，提升公共基礎(chǔ)素質(zhì)所應(yīng)具備的知識(shí)、能力和素質(zhì)，主要包括：①較高的思想道德水準(zhǔn)與人文素質(zhì)水平，使學(xué)生具有較強(qiáng)的責(zé)任意識(shí)，正確的是非觀和道德觀，正確的人生觀和價(jià)值觀，良好的科學(xué)文化素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)，以及身心健康并有積極樂(lè)觀的處世態(tài)度；②較強(qiáng)的表達(dá)和交流能力，使學(xué)生具備跨文化交流的口頭和書(shū)面表達(dá)能力，能在跨文化背景下就材料成型及控制工程領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題進(jìn)行基本溝通和交流；③基礎(chǔ)較扎實(shí)的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)知識(shí)與信息檢索能力，使學(xué)生有一定的數(shù)學(xué)思維，能將具體工程問(wèn)題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行分析，熟練掌握計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)，能利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲取信息并幫助解決工程實(shí)際問(wèn)題[5]。其二，完成材料分析、研究、改性所應(yīng)具備的知識(shí)與能力。涵蓋化學(xué)、物理基本原理和基本實(shí)驗(yàn)技能，材料學(xué)科基礎(chǔ)理論，材料合成與制備技術(shù)，材料微觀結(jié)構(gòu)與性能，現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)等。其三，專(zhuān)業(yè)核心知識(shí)與能力。從事材料成型領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制作與優(yōu)化、產(chǎn)品生產(chǎn)與管理所應(yīng)具備的材料加工成型基礎(chǔ)知識(shí)。

材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的課程體系對(duì)以上知識(shí)、能力和素質(zhì)形成的支撐如圖2所示。

材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)是為裝備制造業(yè)培養(yǎng)人才的主要平臺(tái)，其課程設(shè)置必須以裝備制造生產(chǎn)過(guò)程為基礎(chǔ)。從機(jī)械制造工藝流程來(lái)看，材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)所需的知識(shí)與能力可用圖3表示。

知識(shí)與能力

三、材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授以及能力、素質(zhì)培養(yǎng)的途徑

我校作為一所地方院校，多年來(lái)一直以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為己任，為社會(huì)輸送了一批批面向一線的高素質(zhì)人才。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的快速發(fā)展，我校的人才培養(yǎng)緊跟未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力以及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型人才，以適應(yīng)多變的國(guó)際環(huán)境和應(yīng)對(duì)未來(lái)世界的挑戰(zhàn)。我校根據(jù)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證理念和“新工科”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，突出實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，重點(diǎn)通過(guò)開(kāi)展以下六方面工作來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)傳授以及能力、素質(zhì)培養(yǎng)。

（一）學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育理念，牢固樹(shù)立“新工科”思想

不斷組織教師開(kāi)展“新工科”教育理念的學(xué)習(xí)和交流，開(kāi)展新興工科和傳統(tǒng)工科知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)體系區(qū)別的辨析，用創(chuàng)新型、綜合化和全周期的新理念優(yōu)化現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)理念，指導(dǎo)全體教師深入探索“新工科”建設(shè)。

（二）制訂與實(shí)施科學(xué)合理的培養(yǎng)方案，為學(xué)生構(gòu)建科學(xué)合理的知識(shí)體系

制訂科學(xué)合理的通識(shí)教育計(jì)劃，強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)施“理論為本、重在應(yīng)用”的培養(yǎng)方案。重點(diǎn)加強(qiáng)通識(shí)選修課教學(xué)，涵蓋人文社會(huì)科學(xué)、科學(xué)技術(shù)、藝術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育四個(gè)模塊，旨在拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感、人文情懷及藝術(shù)修養(yǎng)，滿足社會(huì)對(duì)人才的多元化需求。構(gòu)建第一課堂（尤其是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)）與第二課堂（學(xué)科競(jìng)賽與大創(chuàng)項(xiàng)目等）有機(jī)結(jié)合的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，鼓勵(lì)廣泛開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐，教賽結(jié)合，以賽促教，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)的全過(guò)程。

（三）增強(qiáng)教師工程背景，培育具有創(chuàng)新能力的專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

其一，實(shí)施“名師工程”。在省級(jí)、校級(jí)名師引領(lǐng)下，不斷提升專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍整體教學(xué)科研水平。堅(jiān)持要求專(zhuān)業(yè)任課教師到企業(yè)基層進(jìn)行實(shí)踐鍛煉，提高教師的教學(xué)科研水平以及工程實(shí)踐能力。定期邀請(qǐng)相關(guān)行業(yè)的專(zhuān)家來(lái)校開(kāi)學(xué)術(shù)講座，聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)知名專(zhuān)家擔(dān)任顧問(wèn)或兼職教授，通過(guò)交流合作推動(dòng)專(zhuān)業(yè)教師的教學(xué)科研能力不斷提升。其二，實(shí)施“雙導(dǎo)師培育工程”，打造專(zhuān)兼結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)。通過(guò)組織學(xué)校與合作企業(yè)之間的培訓(xùn)、觀摩、進(jìn)修和交流，一方面提升企業(yè)兼職導(dǎo)師的教育教學(xué)指導(dǎo)能力，另一方面促進(jìn)校內(nèi)導(dǎo)師工程實(shí)踐指導(dǎo)能力的提升，達(dá)到雙贏的效果。其三，培育“三全育人導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)”，實(shí)施導(dǎo)師制，將學(xué)生納入導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，參與導(dǎo)師的科研活動(dòng)。開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力最有效的方法和手段，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和洞察力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性以及培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神。

（四）加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)

基于網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境和教學(xué)方法手段的改革更新，建設(shè)材料科學(xué)基礎(chǔ)、工程材料及性能基礎(chǔ)平臺(tái)課；開(kāi)展復(fù)合材料成型和模具設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)方向模塊化課程群建設(shè)；通過(guò)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐和創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，提升學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（五）以改善實(shí)踐教學(xué)條件為重點(diǎn)，完善以能力培養(yǎng)為主線的實(shí)踐教學(xué)體系，開(kāi)展項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量[6]

其一，增加專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)實(shí)踐培養(yǎng)模式下，通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和社會(huì)適應(yīng)能力，增設(shè)創(chuàng)新能力學(xué)分。其二，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以服務(wù)教學(xué)為主，實(shí)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、科研實(shí)驗(yàn)室共建，不僅要滿足所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，也要滿足大學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與教師科研工作的需求。其三，加強(qiáng)企業(yè)實(shí)踐基地建設(shè)。與北方動(dòng)力有限公司、三菱電機(jī)（中國(guó)）有限公司等企業(yè)共同建設(shè)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)人才基地，滿足專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目式實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)要求。建立“校企合作、平臺(tái)共享、項(xiàng)目引領(lǐng)”教學(xué)模式，圍繞實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行綜合實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。其四，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式。以項(xiàng)目為引導(dǎo)、探究性實(shí)驗(yàn)為重點(diǎn)，結(jié)合教師科研開(kāi)展專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新性競(jìng)賽項(xiàng)目，逐步加強(qiáng)工程師基本素養(yǎng)的培育。其五，編寫(xiě)材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐、綜合試驗(yàn)與專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)方面的指導(dǎo)書(shū)，固化創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)改革成果。以學(xué)生為主體，以能力培養(yǎng)為驅(qū)動(dòng)，滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，增強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程的互動(dòng)性和趣味性。

（六）依托項(xiàng)目制開(kāi)展研究式、案例式和仿真式教學(xué)改革，堅(jiān)持貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念

其一，依托各類(lèi)項(xiàng)目，運(yùn)用案例式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)等互動(dòng)型的教學(xué)模式，重點(diǎn)開(kāi)展從材料結(jié)構(gòu)成分設(shè)計(jì)、成型、性能分析到應(yīng)用探討的材料成型完整的研究式教學(xué)，使學(xué)生能夠綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)開(kāi)展創(chuàng)新研究，注重激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。其二，采取以學(xué)生討論為主、教師引導(dǎo)為輔的教學(xué)模式，通過(guò)具有代表性的案例培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)效果。其三，根據(jù)線上交流便捷的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生積極有效地開(kāi)展線上學(xué)習(xí)，同時(shí)結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和課堂觀察，敏銳捕捉相關(guān)信息，加大引導(dǎo)力度，通過(guò)提出挑戰(zhàn)性的問(wèn)題、合作等方式促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的不斷提升。其四，在各類(lèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，在考查學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)操作能力的同時(shí)，加大實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)習(xí)報(bào)告、調(diào)查報(bào)告、設(shè)計(jì)報(bào)告、課程論文、文獻(xiàn)綜述、說(shuō)課、模擬試教等考核方式在學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定中所占的比例，真正實(shí)現(xiàn)通過(guò)考核方式的改革促進(jìn)教育教學(xué)方式的改進(jìn)。

四、結(jié)語(yǔ)

我校材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)通過(guò)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的改革與探索，使學(xué)生的綜合素質(zhì)能力得到提高與強(qiáng)化，學(xué)生在各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中成績(jī)顯著，教師隊(duì)伍的教育教學(xué)能力得到提升，2020年獲評(píng)為國(guó)家一流專(zhuān)業(yè)。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 李光明，劉震昆，鄭麗璇.多學(xué)科深度融合研究是支撐現(xiàn)代制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵引擎[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019（6）：10-12.

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