曹憲周 王明旭 張海紅 張超

摘? 要：針對傳統(tǒng)過程裝備與控制工程專業(yè)培養(yǎng)方案不適應工程認證要求，通過課程體系及實踐教學體系建設、學生專業(yè)學習與創(chuàng)新教育相融合、教師教學與科研相融合的教學改革，提高了人才培養(yǎng)質量。

關鍵詞：過程裝備與控制工程;專創(chuàng)教科融合;工程教育認證;專業(yè)建設;教學改革

中圖分類號：G640? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）06-0024-03

Abstract： The traditional training program for process equipment and control engineering does not meet the requirements of engineering certification. Through the reform of curriculum system and practical teaching system， the integration of students' professional learning and innovation education， and the integration of teachers' teaching and scientific research， it can improve the quality of personnel training.

Keywords： process equipment and control engineering; integration of professional learning and innovative education; engineering education certification; major construction; teaching reform

引言

轉變經(jīng)濟發(fā)展方式、創(chuàng)新發(fā)展模式的國家戰(zhàn)略及“創(chuàng)新驅動、質量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本”的教育方針，要求我國高等學校培養(yǎng)大量具有較寬國際視野、具有較強創(chuàng)新能力和競爭能力、能夠對多學科工程問題開展研究和生產(chǎn)、能夠適應時代發(fā)展的過程裝備與控制工程專業(yè)的技術人才。本研究以我校國內(nèi)唯一培養(yǎng)糧食機械的過程裝備與控制工程專業(yè)為對象，以工程認證對專業(yè)建設要求為標準，進行了培養(yǎng)模式及教學方式的實驗教學改革，著重培養(yǎng)學生的工程能力、創(chuàng)新能力，并取得了豐碩成果。

一、傳統(tǒng)過程裝備與控制工程專業(yè)建設存在問題分析

受各種因素影響，近幾年我國設置過程裝備與控制工程專業(yè)的高校，每年高考第一志愿報考本專業(yè)的學生人數(shù)在逐年減少。據(jù)不完全統(tǒng)計，近3年開設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[1]。同時，基于目前部分高校培養(yǎng)方案不能完全適應素質教育的原因，普遍存在畢業(yè)生工程實踐能力不強、創(chuàng)新能力弱、理論和實踐脫節(jié)等問題。人才培養(yǎng)結構和質量難以適應經(jīng)濟結構調整和產(chǎn)業(yè)升級的要求，尤其是目前許多高校正在進行的以OBE為理念的現(xiàn)代教學改革，更加突出學生工程實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成效。因而，高等院校過程裝備與控制工程專業(yè)的培養(yǎng)模式及教學方式改革勢在必行。

二、工程教育認證背景下過程裝備與控制工程專業(yè)改革思路

2016年我國正式成為國際本科工程學位《華盛頓協(xié)議》的成員國，標志著我國工程教育專業(yè)的國際化。通過工程教育專業(yè)認證的專業(yè)，意味著該專業(yè)學生可以在相關國家或地區(qū)取得工程師執(zhí)業(yè)資格。但我國過程裝備與控制工程專業(yè)的培養(yǎng)仍存在著上述問題，究其原因，很大程度上在于高等院校工程類專業(yè)的人才培養(yǎng)體系有所局限，如培養(yǎng)方案制定不科學、特色不鮮明、專業(yè)教育與創(chuàng)新實踐不融合、教學和科研相脫節(jié)、實踐和實訓平臺缺乏等[2]。

河南工業(yè)大學過程裝備與控制工程專業(yè)，源于1959年成立的鄭州糧食學院糧油機械專業(yè)，為迎應國家和社會對過程裝備與控制工程專業(yè)新的要求，我們專業(yè)始終秉承服務國家糧食戰(zhàn)略需求和中原經(jīng)濟區(qū)建設為己任，不斷進行培養(yǎng)模式的優(yōu)化和改革，在突出現(xiàn)代糧油加工與物流過程裝備特色的同時，以專業(yè)和創(chuàng)新相融合、教學和科研相融、合校企協(xié)同為思路，聚焦“學生為中心”的教學策略設計與實施，提高學生的學習能力、創(chuàng)新意識、工程能力及競爭能力，達到培養(yǎng)“厚基礎、強能力、重創(chuàng)新、明特色”的人才培養(yǎng)目標。

三、專創(chuàng)教科融合專業(yè)建設實踐

（一）貫徹OBE理念，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，突出糧油機械專業(yè)特色

1. 加強機制建設，保證專業(yè)建設質量

為保證學生培養(yǎng)質量，我們按照工程認證標準，定期依據(jù)畢業(yè)生就業(yè)情況、同行專家意見、校友和用人單位反饋等信息，對培養(yǎng)方案合理性進行分析、評價、修訂，主要突出畢業(yè)生知識、能力、素養(yǎng)的培養(yǎng)目標。并通過“培養(yǎng)目標達成情況調查表”、“畢業(yè)要求達成調查表”等一系列調查表，將各項內(nèi)容用數(shù)據(jù)定量計算，以此判定培養(yǎng)方案是否符合學校定位、是否滿足社會需求、專業(yè)具備的資源條件是否能完全支持培養(yǎng)方案的實現(xiàn)，同時用于指導培養(yǎng)方案的持續(xù)改進。

2. 面向區(qū)域經(jīng)濟和應用培養(yǎng)定位，優(yōu)化課程體系結構

課程體系以培養(yǎng)工程創(chuàng)新人才為出發(fā)點，在“基礎夠用”的前提下“強化應用”，根據(jù)工程應用型人才的培養(yǎng)要求，強化專業(yè)教學及以應用為目的的學科基礎課課時與要求。教學體系以公共基礎課平臺、學科基礎課平臺、專業(yè)課平臺為主體，以實踐教學體系、創(chuàng)新教育體系為兩翼，以專業(yè)選修課模塊和人文素質選修課模塊為個性發(fā)展的人才培養(yǎng)體系。

四個平臺包括通識平臺課程、學科平臺課程、專業(yè)平臺課程和專業(yè)實踐平臺課程，通過實踐能力培養(yǎng)，進一步鞏固強化學生的專業(yè)知識，提高學生對專業(yè)知識的綜合應用能力和獨立思考能力，為學生科學思維和創(chuàng)新能力發(fā)展奠定基礎。通過專業(yè)主干課程和核心課程以及專業(yè)實踐課程支撐的能力培養(yǎng)，由低到高促使學生認知能力、表達能力、問題分析能力、設計能力、系統(tǒng)開發(fā)能力、創(chuàng)新能力和終身學習能力的提高。

3. 面向地方經(jīng)濟建設需求，形成特色專業(yè)課程群

專業(yè)課程群的設置按區(qū)域經(jīng)濟的建設需要和專業(yè)方向的培養(yǎng)需求設置專業(yè)主干課，以服務區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求和新技術的發(fā)展需求靈活設置選修課，隨時更新授課內(nèi)容。河南省是我國糧食主要生產(chǎn)基地，糧食及食品制造業(yè)是優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，糧油食品及裝備制造業(yè)已納入河南省新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄，并且糧油食品及糧油食品機械在全國特色鮮明。因此，專業(yè)主干課設置有“糧食過程工藝與裝備”、“糧食過程裝備原理與設計”、“過程流體機械”、“過程裝備控制技術”等課程，考慮飼料加工業(yè)、糧食干燥是目前國內(nèi)外飼料行業(yè)及糧食行業(yè)發(fā)展的主流，設置了“飼料加工工藝與設備”和“干燥技術與設備”等選修課，并聘請相關生產(chǎn)企業(yè)有經(jīng)驗的高級工程師講授專業(yè)課程、實驗及指導畢業(yè)設計。

（二）專創(chuàng)融合，校企協(xié)同，構建多元開放的創(chuàng)新實踐教學基地

1. 校企協(xié)同，加強特色實驗室建設

目前許多高校的人才培養(yǎng)方案中，在教學內(nèi)容的設置和學時的配比上，基礎科目占有較大的比重，專業(yè)課相對較少，從而導致理論課時數(shù)偏多，實習和實踐課時數(shù)偏少。并且學生現(xiàn)在的各類實踐環(huán)節(jié)主要來自學校教師的指導，大多實踐內(nèi)容仍停留于傳統(tǒng)的驗證性實驗，創(chuàng)新性、復合性實踐，尤其是來自行業(yè)的實踐較少，由此導致無法滿足企業(yè)的實際需求。為此，我們加強實踐教學建設，充分利用質量工程、專業(yè)認證及學校教研專項資金等經(jīng)費投入，圍繞“糧食篩理分級、粉碎研磨、礱谷碾白工程實驗，谷物烘干工程實驗”等模塊，構建了糧食行業(yè)加工裝備及技術特色實驗室。通過改變實驗開設計劃，更新實驗內(nèi)容、改革考核方式及采用多層次實驗教學等途徑，實現(xiàn)了學生工程創(chuàng)新能力的提高。并通過 “學校主建、校企共建、實驗室互相開放”的實驗機制建設，與有條件的企業(yè)，如國家糧食加工裝備工程技術中心、湖南郴州糧機有限公司、鄭州鼎力新能源技術有限公司等建立實驗室互相開放機制，并由校友捐資共建烘干實驗室，以此彌補學校實驗硬件建設資金不足的問題，實現(xiàn)了節(jié)約增效、資源共享、合作共贏的目的。

2. 建立以人為本的實驗室開放機制及本科創(chuàng)新實驗室

為進一步促進大學生科技創(chuàng)新，我們建立了以人為本的實驗室開放機制，為學生提供實踐學習條件，保證學生畢業(yè)設計、科技活動、小發(fā)明、大學生第二課堂、復習實驗課程等實驗項目的進行。實驗室開放形式分為全面開放（即全天候開放）、定時開放、預約開放等。實驗室的開放管理機制促進了實踐教學課程改革，推動了高素質創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。同時，為強化專創(chuàng)結合促使學生工程能力的提高，課題組老師進行了關于創(chuàng)新大賽的調查，由此了解學生對創(chuàng)新大賽興趣度。同時本專業(yè)設置了本科創(chuàng)新實驗室，進入實驗室的參研學生均在教師指導下依托某個科研項目開展研究工作。創(chuàng)新實驗室的設置以學生為本，突出學生的個性發(fā)展，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、開拓能力、團隊合作精神、科學素養(yǎng)具有重要的作用。

（三）教科融合，構建多層次融合立體化實踐教學體系

為加強學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)，我們構建了“一個目標，二個結合，四個層次，五個保障，十個環(huán)節(jié)”的多層次融合的實踐教學體系。一個目標就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，多融合不僅指理論與實踐相融合、專業(yè)與創(chuàng)新相融合，同時也包括教師科研與學生創(chuàng)新相融合、企業(yè)需求與學校培養(yǎng)相融合、企業(yè)生產(chǎn)與學校教育相融合。實驗教學體系以OBE教學理念為指導，以典型產(chǎn)品設計、生產(chǎn)加工過程為載體，以工程技術為基礎，以工程能力培養(yǎng)為主線，將實踐分為課內(nèi)課外、校內(nèi)校外多種形式，由淺入深、由分立到綜合、由技術到工程，通過實驗、實訓、實習、課程設計、畢業(yè)設計、開放實驗、創(chuàng)新項目、學科競賽、培訓認證和社會實踐十個實踐環(huán)節(jié)，暨以實現(xiàn)基本技能訓練、專業(yè)技能訓練、綜合技能訓練和科研創(chuàng)新能力訓練四個層面的綜合素質培養(yǎng)過程。

如《糧食過程裝備原理與設計課程設計》，傳統(tǒng)課程設計的目的只是為了驗證、鞏固和加深理論教學的內(nèi)容，學生創(chuàng)造機會少，不能體現(xiàn)機械設計創(chuàng)新的本質要求。在進行課程設計時，我們將專業(yè)學習與創(chuàng)新實踐相融合、將驗證性實驗與創(chuàng)新性實驗相結合，讓學生在實驗室及企業(yè)參觀實物設備，并通過虛擬仿真實驗創(chuàng)新平臺，讓學生把機械產(chǎn)品及各種機構的復雜實物形態(tài)信息轉化為具有客體特征的信息（如圖1、圖2），使學生具備豐富的信息儲備。進行課程設計時，讓學生把重點放在方案設計、結構設計等創(chuàng)造性思維上和熟悉與運用設計資料等基本技能的訓練上。使學生在進行機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計過程中做到才思噴涌，舉一反三。其次，充分將分析、設計與創(chuàng)新思維緊密結合并融合到實踐中，激發(fā)學生的積極性與主動性，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力、實踐動手能力及分析和解決問題能力。在此基礎上，對一些動腦、動手及創(chuàng)新方面有特長的學生進行重點培養(yǎng)，組成課外興趣小組，鼓勵、指導他們參加國家有關機構針對高校學生舉辦的各種各樣創(chuàng)新大賽，或參加有關老師的科研工作，拓展學生創(chuàng)新實踐途徑。成績評定不是簡單的根據(jù)圖紙及說明書來判定，而是結合采用分組答辯的方式，讓學生之間通過相互討論的過程，使學生對不太清楚的問題獲得一次學習提高的機會。同時，通過這樣的答辯方式也使學生的綜合能力得到了提高。

四、結束語

學生工程能力的培養(yǎng)，在整個人才培養(yǎng)體系中占有重要地位，傳統(tǒng)培養(yǎng)方案及教學方法不適合目前許多高校正在進行的以OBE為理念的現(xiàn)代教學改革。通過在我校過程裝備與控制工程專業(yè)進行“專業(yè)學習和創(chuàng)新實踐相融合、教學過程和科研活動相融合”的教學活動實踐，不僅在全國大學生機械創(chuàng)新大賽、全國大學生過程裝備創(chuàng)新大賽等活動中多次獲獎，并且在2018年教育部組織的對我校過程裝備與控制工程專業(yè)專業(yè)認證進校考察過程中，獲得了進校專家的一致好評，并于2019年順利通過了專業(yè)認證。

參考文獻：

[1]張辛喜，李學平.“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（04）：130-131.

[2]劉峰，石永軍.OBE理念下機械創(chuàng)新設計實踐課程教學研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2018（10）：196-200.