沈明新 李 琦 李應(yīng)森

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與更新越來越快，工程技術(shù)對經(jīng)濟(jì)和社會的推動作用越來越大，而工程技術(shù)人才的培養(yǎng)直接決定工程技術(shù)的水平和發(fā)展的速度，決定國家的工業(yè)競爭力。因此，世界各國特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在大力推進(jìn)工程教育的改革與發(fā)展，力爭培養(yǎng)出高質(zhì)量的工程技術(shù)人才，以保持在競爭中的有利地位[1]。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)后，以信息技術(shù)為代表的新技術(shù)革命方興未艾，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整變化，世界各國的工程教育都立足現(xiàn)實、著眼長遠(yuǎn)，紛紛采取一種發(fā)展的、前瞻的、革新的態(tài)度，認(rèn)真審視本國工程教育面臨的挑戰(zhàn)，積極研究對策，主動應(yīng)戰(zhàn)[2]。

2005年，我國開始構(gòu)建工程教育專業(yè)認(rèn)證體系，逐步探索開展旨在提高學(xué)生工程能力和意識的專業(yè)認(rèn)證工作。2015年10月23日，教育部、國家發(fā)展改革委、財政部發(fā)布《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》，旨在解決當(dāng)前我國高等教育結(jié)構(gòu)性矛盾突出、同質(zhì)化傾向嚴(yán)重、生產(chǎn)服務(wù)一線緊缺的應(yīng)用型人才培養(yǎng)數(shù)量和質(zhì)量尚不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的要求的問題。2016年6月2日，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會代表我國正式加入國際工程聯(lián)盟《華盛頓協(xié)議》。經(jīng)過多年的實踐，我國本科工程教育專業(yè)認(rèn)證所授學(xué)位與其他《華盛頓協(xié)議》成員所授的學(xué)位“實質(zhì)等效”。2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，旨在應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，主動服務(wù)于國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、《中國制造2025》和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃等的實施，加快工程教育改革創(chuàng)新，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新型工程科技人才，支撐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。同時，要求以需求為導(dǎo)向開展多樣化探索，通過認(rèn)真研究國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，積極開展新工科研究與實踐，從而對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮支撐作用[3]。

一、新工科背景下轉(zhuǎn)型高校工程教育改革

2005年，工程教育認(rèn)證體系引入我國，引起各高校高度重視。各高校認(rèn)為這是與國際職業(yè)工程師制度接軌的前提和基礎(chǔ)，在教學(xué)設(shè)計理念、教學(xué)實施理念和教學(xué)評價理念等方面做了大量的研究，形成了從課程導(dǎo)向向產(chǎn)出導(dǎo)向轉(zhuǎn)變、從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變及持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)教學(xué)架構(gòu)。但這些工作內(nèi)涵主要局限于舊的技術(shù)范式、科學(xué)范式和工程范式。而2017年新工科理念的提出，從主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略高度為新范式下的工程教育認(rèn)證體系改革指明方向，明確轉(zhuǎn)型高校在新工科建設(shè)中的主要作用是對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮支撐作用，培養(yǎng)具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識、工程實踐能力，能勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才。2018年3月21日，教育部公布首批新工科研究與實踐項目，涉及學(xué)科交叉融合、工科專業(yè)更新改造、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、協(xié)同育人等方面，但在實際實施中還存在著專業(yè)針對性比較寬泛、改革內(nèi)容比較空、新老課程體系融合分配比例失調(diào)等問題。本文針對這些實際問題，通過對行業(yè)和區(qū)域前沿應(yīng)用技術(shù)供給策略的優(yōu)化研究，旨在提高學(xué)生直面新技術(shù)應(yīng)用的工程實踐能力。

本文以轉(zhuǎn)型高校在新工科建設(shè)中的作用為背景，以轉(zhuǎn)型高校結(jié)合新工科和新范式工程教育認(rèn)證體系的知識供給策略優(yōu)化為主要研究對象，以冶金行業(yè)為例，全面系統(tǒng)地對接新范式下的工程教育認(rèn)證體系，以提升學(xué)生應(yīng)對科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的意識和能力。

（一）人才培養(yǎng)計劃與冶金行業(yè)特點及其新技術(shù)革命相對接

一是提高新工科技術(shù)應(yīng)用類課程學(xué)時比例，明確應(yīng)用型大學(xué)定位。整合基礎(chǔ)課程和理論課程，使工程技術(shù)應(yīng)用類課程學(xué)分比例逐年遞增。

二是課程設(shè)置實現(xiàn)專業(yè)交叉?，F(xiàn)代冶金生產(chǎn)過程是一個自動化與冶金生產(chǎn)工藝相互滲透的綜合體，要求自動化專業(yè)的學(xué)生了解并掌握一定的冶金生產(chǎn)工藝過程，以開放的方式引入相關(guān)專業(yè)的課程，實現(xiàn)課程優(yōu)化，做到“知所學(xué)，知所用”，從而實現(xiàn)自動化教學(xué)與冶金生產(chǎn)過程相對接。增設(shè)冶金自動化專業(yè)交叉課程群，實現(xiàn)與行業(yè)控制對象的對接[4]。

三是強(qiáng)化新技術(shù)技能訓(xùn)練。增加工業(yè)控制設(shè)備工程新技術(shù)應(yīng)用技能訓(xùn)練課時，增加冶金企業(yè)頂崗預(yù)就業(yè)人數(shù)等，使學(xué)生早日接觸冶金生產(chǎn)實際，掌握技術(shù)應(yīng)用技能，從而實現(xiàn)與崗位技能需求“零距離”對接[5]。

（二）復(fù)合型教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)與冶金工程實際新技術(shù)相對接

第一，選派教師深入冶金生產(chǎn)一線進(jìn)行鍛煉，承擔(dān)科研項目，豐富教師的實踐經(jīng)驗，提高教學(xué)內(nèi)容與冶金工程實際新技術(shù)的關(guān)聯(lián)度，實現(xiàn)教師與冶金企業(yè)的“零距離”對接。

第二，繼續(xù)引進(jìn)具有冶金工程實踐經(jīng)歷的教師，優(yōu)化師資隊伍結(jié)構(gòu)，跟蹤新技術(shù)前沿[6]。

第三，通過與冶金企業(yè)共建師資隊伍的方式，聘請冶金企業(yè)技術(shù)人員承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)兼職教師的融入。

第四，通過多專業(yè)教師的匯集，實現(xiàn)自動化專業(yè)教學(xué)與冶金工藝過程新技術(shù)的融合。

（三）新技術(shù)課程群構(gòu)建與冶金應(yīng)用技術(shù)相對接

第一，結(jié)合教學(xué)計劃的修訂與執(zhí)行，通過課程的優(yōu)化整合，重點加強(qiáng)實用技術(shù)課程群的建設(shè)，構(gòu)建一個具有完整性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、多元性、對接性的課程體系來實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)[7]。根據(jù)專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，形成由工廠電氣與PLC（可編程邏輯控制器）原理、PLC 軟件及工業(yè)組態(tài)設(shè)計、變頻器應(yīng)用技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、過程控制技術(shù)與儀表、先進(jìn)PID（Packet Identifier）控制技術(shù)、電磁兼容與抗干擾技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)、冶金自動化工程案例分析等課程構(gòu)成的工業(yè)控制領(lǐng)域較完整的實用技術(shù)課程群。

第二，強(qiáng)化理論課程的關(guān)聯(lián)教學(xué)。在要求學(xué)生掌握與沉淀重要理論知識點的同時，強(qiáng)調(diào)理論與實際的關(guān)聯(lián)，如定理、定律、公式、算法、參數(shù)的實際意義以及應(yīng)用方法，提高學(xué)生的應(yīng)用意識。

第三，突出案例教學(xué)。圍繞冶金工藝全過程，將所從事的科研開發(fā)、工程項目成果進(jìn)行凝練編寫，出版教材《冶金過程自動化新技術(shù)案例分析》并開設(shè)課程。

（四）工程訓(xùn)練中心硬件平臺與冶金新技術(shù)應(yīng)用技能相對接

緊密貼近現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程，改變購買純教學(xué)設(shè)備的做法，轉(zhuǎn)向引進(jìn)實際工程應(yīng)用設(shè)備。如，遼寧科技大學(xué)與西門子（中國）有限公司共建的國內(nèi)一流的先進(jìn)自動化技術(shù)聯(lián)合示范實訓(xùn)中心，包括一條真實的鎂合金軋制生產(chǎn)線，實現(xiàn)學(xué)生在校所用與在冶金企業(yè)所用的對接。建筑面積達(dá)5000 平方米的二期工程正在建設(shè)中。遼寧科技大學(xué)通過與西門子公司的全面合作，引進(jìn)包括機(jī)電一體化綜合實訓(xùn)系統(tǒng)、MPS（模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)）工業(yè)自動化流水線、柔性制造系統(tǒng)、新能源風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電組合實訓(xùn)系統(tǒng)、張力控制實訓(xùn)系統(tǒng)、群控電梯控制實訓(xùn)系統(tǒng)、立體車庫控制實訓(xùn)系統(tǒng)、液壓氣動控制系統(tǒng)等的大型設(shè)備，使工程訓(xùn)練設(shè)施更上新臺階。此項工作的重點在于使培訓(xùn)內(nèi)容從安裝調(diào)試等初級技能，逐步向系統(tǒng)集成、算法設(shè)計、故障排除等高級技能轉(zhuǎn)換。

（五）冶金自動化應(yīng)用教材編寫與冶金新工藝新技術(shù)實例相對接

著重編寫冶金自動化應(yīng)用型教材，把教師參與工程、科研的實例引入教材，能夠豐富教學(xué)內(nèi)容，同時也能增加學(xué)生對實際工程設(shè)計、實施過程的認(rèn)識。目前已出版了《冶金自動化工程案例分析》（上、下）、《西門子工業(yè)過程控制設(shè)備工程應(yīng)用技能實訓(xùn)教程》、《Multisim 虛擬工控系統(tǒng)實訓(xùn)教程》。同時計劃編寫《煉鋼自動化新技術(shù)案例》《軋鋼自動化新技術(shù)案例》《化工自動化新技術(shù)案例》等教材。

（六）評價方法改革與冶金自動化技術(shù)應(yīng)用能力提高對接

評價方法改革亦是促進(jìn)能力提高的重要環(huán)節(jié)。一方面，對于純理論課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識點的熟練掌握和沉淀；另一方面，對技術(shù)應(yīng)用類課程采取靈活多樣的技能考核方式。采取筆試、面試、技能測試等多種方式引導(dǎo)學(xué)生從片面看重試卷成績轉(zhuǎn)向?qū)Α拔宸N能力”提高的追求[8]。

（七）課外科技文化活動與自動化技術(shù)創(chuàng)新意識提高對接

在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，全方位開展學(xué)生課外科技文化活動。在創(chuàng)新實驗班、電子協(xié)會的基礎(chǔ)上，組建工控協(xié)會，組織學(xué)生積極參加各類工控大賽，創(chuàng)造出良好的科技創(chuàng)新文化氛圍，提高學(xué)生的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力。

一是實施導(dǎo)師制，使學(xué)生參與教師科研工程項目，提高學(xué)生工程設(shè)計能力。從大二開始實施導(dǎo)師制，讓學(xué)生參加科研工程項目，使其掌握工程規(guī)范，獲得工程設(shè)計及實施的經(jīng)驗，并將課題轉(zhuǎn)化為畢業(yè)設(shè)計題目，實現(xiàn)綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二是積極開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，鼓勵學(xué)生參加電子協(xié)會、PLC 控制協(xié)會等校團(tuán)組織。

二、新工科背景下轉(zhuǎn)型高校工程教育的特點和創(chuàng)新

本文積極探索關(guān)于轉(zhuǎn)型高校新工科范式下實施工程教育研究的思路和做法，在培養(yǎng)方案設(shè)計、師資隊伍建設(shè)、課程體系及課程內(nèi)容建設(shè)、教學(xué)方法及手段改革、實踐教學(xué)內(nèi)容及硬件建設(shè)等諸多方面，圍繞冶金工程新技術(shù)開發(fā)思路進(jìn)行改革。遼寧科技大學(xué)通過行業(yè)和區(qū)域前沿應(yīng)用技術(shù)供給策略的優(yōu)化研究，提高了學(xué)生直面新技術(shù)應(yīng)用的工程實踐能力，做到了兩方面創(chuàng)新。

第一，首次構(gòu)建冶金行業(yè)背景院?；谧詣踊?、鋼鐵冶金、機(jī)械化工等多學(xué)科專業(yè)相互融合的新工科人才培養(yǎng)模式。依托遼寧科技大學(xué)的地域優(yōu)勢和傳統(tǒng)冶金學(xué)科優(yōu)勢，整合學(xué)校專業(yè)資源，通過對冶金工程新技術(shù)案例的切入、專業(yè)培養(yǎng)方案的優(yōu)化，全方位、多形式地把冶金生產(chǎn)工藝新技術(shù)融入自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，創(chuàng)立一個多專業(yè)、多學(xué)科（自動化、軋鋼、冶金、化工、機(jī)械）相互融合的新工科人才培養(yǎng)模式。

第二，首次構(gòu)建基于行業(yè)產(chǎn)業(yè)前沿需求的轉(zhuǎn)型高校工程教育培養(yǎng)新范式。提出多項關(guān)于轉(zhuǎn)型教育創(chuàng)新性的教育理念，例如：“教學(xué)內(nèi)容向行業(yè)新技術(shù)專業(yè)技能開放”“開放型教師隊伍構(gòu)成”“教學(xué)過程向新技術(shù)工程實際開放”“實用新技術(shù)結(jié)合工程案例教學(xué)”“職業(yè)技能認(rèn)證替代考試”等。緊盯冶金行業(yè)技術(shù)革命，通過“產(chǎn)業(yè)驅(qū)動”加強(qiáng)對冶金行業(yè)新型工程技術(shù)人才應(yīng)用能力和應(yīng)用意識的培養(yǎng)，構(gòu)建符合先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展要求的轉(zhuǎn)型高校人才培養(yǎng)體系，推進(jìn)新范式下的工程教育。

綜上所述，本文從有利于學(xué)生全面發(fā)展、綜合能力素質(zhì)全面提高的角度，提出了多項關(guān)于轉(zhuǎn)型教育創(chuàng)新性的教育理念，切實解決自動化專業(yè)教學(xué)缺乏工程應(yīng)用背景的問題，培養(yǎng)既懂工藝又懂控制技術(shù)的工程應(yīng)用型人才，創(chuàng)建了具有鮮明冶金工業(yè)技術(shù)特征的教學(xué)模式。