“新工科”背景下构建传统工科人才培养新模式

2021.07.21

近年来随着高校扩招,我国工程教育在规模和数量上都有了较大的发展,拥有数量庞大的工科毕业生。目前尽管工科类冶金工程专业卓越工程师培养效果明显,但在现实中有企业反映,我们的学生刚步入企业的前1-2年,需花大力气来培养工程能力,可见学生的工程实践能力不足,陷入了入职后前2年难以解决工程实际问题的尴尬,也不符合“新工科”发展的要求。一方面,高校在工程教育人才培养过程中一直沿袭的是科学教育的模式,学校在培养工程师后备人才的过程中存在实践不足、工程体验少等现象,培养出来的工程人才与我国冶金技术目前的发展需求和发达国家的工程师水平存在着一定的差距,另一方面,部分学生在学校学习时,不好好学习专业知识,到企业实习时,拈轻怕重、瞻前顾后、怕吃苦、怕辛苦,导致实习指导教师难于实施实习计划,实习效果不理想。更不用说,把理论知识与实践知识紧密联系起来来解决复杂工程问题了,需要接地气地来强化工程教育,从教学环节各方面来着手强化工程能力的培养,“接地”强化工程能力的培养,解决现存在的问题。

一、国内外工程人才培养现状

国外各高校对工程教育的研究一直不断。21世纪初期,为了使工程师满足新的需要,美国相继发布和实施了“2020工程师”计划,重点阐述了美国工程师应具备的各项能力素质。尽管美国高等院校教育名列世界前茅,但他们也在积极参与工程教育改革。如美国麻省理工学院非常重视工程教育,在培养方案中,将培养重点放在培养学生实践能力上,并推出了 “UPOP”(大学生实践计划),吸引大量学生参与此实践计划来提高自己实践能力。欧洲各国也非常关注工程教育问题,打造欧洲高教的“航母”。

二、工程人才培养探索与实践

为紧跟时代步伐,响应“十九大”号召,培养出的学生不仅仅具有解决复杂工程问题的能力,还应该具有国际视野和跨文化交流能力。因此,我们以学生为中心、课程为主体、能力培养为导向,根据“新工科”要求,以冶金工程专业为例,创新性开展“新工科”下“双一流”学科传统专业的人才培养模式,具体研究内容如下:

(一)突出工程能力为导向,优化“冶金工程类”课程体系 

突出工程能力为导向,培养具有解决复杂工程问题的能力为目标,在已建 “冶金原理类”核心课程群的基础上,优化另一核心课程群“冶金工程类”课程体系。同时,将《冶金过程原理》、《传递过程原理》、《电化学》等“冶金原理类”基础课程知识,融会贯通、学以致用到各类金属元素的冶金过程中去;鼓励学生学习工程管理类课程,提高学生管理能力的培养。加强实践教学,从而带动专业课程的全面建设,要求学生毕业前必修完成毕业设计(第七学期的双结业设计)和毕业论文两阶段。以上系列工程强化方式,能更好地提高学生工程能力,建立“突出工程能力为导向”的课程体系。

(二)抓住“理论+实践”两个基本点,强化理论教学与实践教学的深度融合 

以学生为中心,能力培养为导向,基于工程认证标准中的“具有能解决复杂工程问题的能力”要求,按照工程应用型技术人才培养目标的要求,坚持基础性、综合性、实践性与前瞻性相结合原则。抓住“理论+实践”两个基本点,构筑科学的知识结构,提出与之相适应培养理念与培养思路,突出案例分析及课题讨论在课程中的应用,引导学生在实习过程中,自主发现问题,要求学生和现场师傅在一起交流、向师傅学习,鼓励学生参与解决现场难题,强化《岗位体验与案例分析》课程中培养学生分析问题、解决问题能力训练,强化工程设计的学习与训练,强化理论教学与实践教学的深度融合,突出学生发现问题、解决问题的工程能力的培养,构建理论教学与实践教学深度融合的教学方法。而且,在研究生教育过程中,专业学位的硕士研究生有企业指导教师,必须在企业实践一年,这样,学生可以将课堂上学到的理论知识与实践生产问题紧密结合起来,在企业实践中思考问题、和企业工程师一起分析问题、讨论问题,更便于深入剖析现场技术存在的问题,利于培养学生解决问题的能力,提升学生创新思维。

(三)利用现代信息技术,建设网上课程教学体系  

多媒体教育技术丰富了教学手段,有效地提高了教学效果。利用互联网及慕课等多种教学方式,建设精品课程,鼓励教师开展示范精品课堂,开展部分核心课程的网站建设,丰富网络教学资源,包括教学计划、教学大纲、教案、课件、习题等内容的上网,课程教学全程录像及上网,师生互动平台的建立等,形成师生互动的网上课程教学体系。今年疫情期间网络教学的开展,很好地说明了现代信息技术与教学能完美结合,甚至在实习教学环节,通过指导教师在现场拍制录像、现场技术人员网络授课、各种现代网络教学软件等相互结合,将现场各环节淋漓尽致地展现在学生目前。现在有很多企业高级技术人员正好也是学生的指导教师,可以充分利用网络资源,开展云教学,技术人员可以在现场结合现场生产实际情况,给学生授课、答疑解惑,甚至可以参与到课程的教学当中。例如像本科生的《冶金设备及智能控制》、《冶金过程概论》,本科生和研究生的重//稀有/钢铁冶金学等课程,均适用。

(四)紧跟时代发展,强化学科交叉

工科中有不少传统专业,如何将传统专业改质提升适应时代发展需求,是教育界近几年来十分关注也在着力解决的问题之一,而且也应运而生了“新工科”。对冶金工程专业来说,目前,我们将冶金+环境、冶金+经济、冶金+智能控制、冶金+能源等研究方向应用在研究生教育中,在研究生授课及所做的研究课题中,均充分体现了适应新时代发展的新工科元素,学生接受新事物能力强,也乐于将传统冶金工程专业中加入新元素,为国家制造业发展奉献力量。而且,像钢铁冶金企业,目前基本上一家实现了智能化冶金,钢铁厂实现了高效冶金、智能化生产,污染少、节能减排,大大降低了成本,也提高了产品品质。让学生们看到了“新工科”冶金+的前景,鼓舞了学生们为冶金事业奋斗的士气。

(五)增强国际合作,拓展国际视野   

依托“高等学校学科创新引智计划”平台,多方位提高人才培养的国际化程度,积极与国外知名高校建立联合培养机制,鼓励和支持学生“走出去”赴外国开展联合培养和学习交流,在教师们参加各种海内外国际会议机会时,带着学生参加各种国际学术活动;积极探索国际合作与交流新模式,海外专家在中国交流期间,也可以将他们的学生“引进来”,可招收“散户”单个学生,也可以成班制招收一个国家或者一个地区的学生,可招收学位学生,也可招收短期培训,以灵活多样的招收方式,更好地让学生与国际联动起来,扩大交流范围。同时,通过引进国外优秀教师资源、教学资源,拓展在校学生国际视野和思维方式,更好地培养各类人才。通过多种方式协同培养国内外学生,形成国际合作人才多位协同培养机制,增强国际合作,拓展师生国际视野。

三、结语

为解决目前工程师培养过程中存在实践不足、工程体验少等问题,提出以学生为中心、课程为主体、能力培养为导向,根据“新工科”要求,以冶金工程专业为例,突出工程能力的课程体系优化、抓住“理论+实践”的深度融合、利用现代信息技术、增强国际合作等手段,培养具有国际视野的冶金工程专业的人才。有老师和学生反映,在最近几年本科生的设计和毕业论文工作中及研究生就业后企业反馈信息来看,明显感觉学生动手能力有所提高。说明以上探索实践稍有成效,在以后的教学中,我们也会持续关注和改进,为培养适应新时代发展的国际工程人才而不懈奋斗。


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