“卓越计划”2.0背景下工程交叉学科专业课程体系的构建和优化

杨印生?王瑞?张强

摘 要：在国家实施“卓越计划”2.0背景下，本文分析了以农业机械化及其自动化为代表的工程交叉学科的现代特征，论述了工程交叉学科卓越工程师培养和工程认证教育应该遵循的教育理念，介绍了吉林大学农业机械化及其自动化本科专业卓越工程师培养计划的课程体系构建和优化。

关键词：卓越计划2.0;农业机械化及其自动化;卓越工程师;课程体系

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是教育部2010年开始实施的高端工程技术人才培养计划，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1]。近年来，各高校以此为契机，不断推进工程教育改革，在转变工程人才培养模式、强化学生的实践能力及创新能力培养等方面取得了显著效果。2018年，教育部又启动了“六卓越一拔尖”计划2.0，卓越工程师教育培养计划全面升级，该计划对高校持续深化工程教育改革，树立工程教育新理念提出了更高要求。

本文在分析工程交叉学科专业发展基础上，以吉林大学农业机械化及其自动化本科专业（以下简称农机专业）为例，论述“卓越计划”2.0背景下以农机专业为代表的工程交叉人才培养教育理念，介绍吉林大学农机专业卓越人才培养课程体系的构建与优化。

一、以学科交叉为特征的工程教育发展趋势

当代科学技术迅猛发展，使工程教育特别是高等工程教育正面临学科间交叉综合这一巨大的挑战。受传统工程教育观念影响，我国高等工程教育发展瓶颈逐渐凸显：一是“狭窄于技术”，工科毕业生不懂得经营、管理，更缺少人文修养;二是“技术上的狭窄”，学机的不懂电，学电的不懂机，学热加工的不懂冷加工，等等。2011年国务院学位委员会、教育部发布了新的人才培养学科目录，工学作为第一大学科门类，包含二级学科116个，除少数以技术研究与应用为基础的学科外，绝大多数工学二级学科涉及与其他学科门类的交叉。自2014年起，每年发布的《中国工程教育质量报告》以国际实质等效的工程教育认证相关材料为基础，以培养目标达成度、社会需求适应度、办学条件支撑度、质量监测保障度、学生和用户满意度等作为分析指标系统，用大量数据和事实指出并分析了我国工程教育面临的深层次问题，同时指出工科毕业生学科交叉融合能力有待进一步提高[2]。2018年教育部启动的新工科建设工作明确将“破除专业分割壁垒、进行跨界交叉融合”作为一个重点研究方向。

二、“卓越计划”2.0背景下农机专业人才培养理念

人才培养理念对专业课程体系的构建和优化具有统领作用。“卓越计划”2.0背景下工程专业要加快培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程科技人才，要面向产业化发展、面向国际化进程、面向科技创新与先进技术装备的开发应用。在培养规格上，应该着重强调需求培养：基础上更加雄厚，实践上更加强化，能力上更加全面，创新上更加突出，情怀上更加人文，视野上更加开拓，精设计、懂工艺、善实践、明管理、有视野、会创新的卓越工程师。

以农机专业为例。农机专业人才培养涉及农学、工学、管理学等多个学科门类，尤其是信息技术和生物技术应用为先导的新的农业科技革命对人才培养带来了重大影响[3]。当前，农业机械装备技术也正在以电控技术为基础实现自动化应用，朝着以信息技术为核心的智能化与先进制造方向发展，农机专业正呈现出明显的现代特征：

（1）学科内容的交叉性与集成性。学科交叉融合是现代高等教育的重要特征。近年来，农业生物科学、机械工程科学和农业经济与管理科学被视为现代农业机械化技术体系的重要组织部分，涉及自然科学、社会科学、工程技术科学。既含基础研究，又涉及技术开发与装备设计，以及农业机械化规划与运营管理，农机专业人才培养日益呈现出多学科的交叉集成的特点。

（2）专业内涵的综合性与广泛性。目前，我国正在推进九大作物六个环节的全面和全程机械化进程，农机专业教学和研究内容涉及种植业、养殖业、加工业等农业产业的各个部门，以及每个部门各个生产环节中相关的机械化作业与装备技术等问题，与人、自然、社会各个领域均有联系，具有综合性、广泛性的特点。

（3）专业定位实用性与战略性。农业机械化工程技术与装备的开发推广更加面向区域经济的发展，体现地域特色和工程实用性。同时，农机专业教学与研究需突出生态环境保护、人与自然协调发展、农业的可持续发展等理念。

吉林大学农机专业设定的人才培养目标

是：培养适应社会主义现代化建设和未来社会与科技发展需要、德智体美劳全面和谐发展与健康个性相统一，富有良知和责任感，具有创新精神、实践能力和国际视野，掌握农业机械化工程相关的基础理论和基础知识，专业知识宽厚、实践能力强，具备良好职业素养和持续学习能力，能独立从事农业机械化装备研究、设计、制造、试验鉴定、推广应用、系统规划和企业经营管理等复杂工程问题的卓越人才（如图1所示）。

三、专业课程体系构建与优化原则

农机专业“卓越计划”2.0课程体系构建遵循“本、原、用”原则。简单讲，“本”即历史经验，“原”即客觀现实，“用”即指实践是检验真理的唯一标准。“本、原、用”是墨子提出的“三表法”的基本范畴，是墨学的基本方法论工具，也是中国传统科学思维的集中体现，更是中国“轴心期”理性文化的精华[4]。

在专业课程体系中，“本”指国际上同类专业的建设规律和历史经验，以及课程体系的基本框架。一般来讲，不论国际上是被称作“农业机械化及其自动化”专业，还是“农业工程装备”专业，或是“生物系统工程”专业，本专业的一些横断基础课程（专业建设和课程体系的基本内涵）是不变的。农机专业课程体系构建与优化要即遵循学科规律、专业规律、课程规律[5]。

“原”指专业人才培养及课程体系构建与优化要服务于产业发展。离开了一点，专业和学科就失去了存在的价值。农机专业课程体系的构建与优化要遵循“原”的原则，即面向“三农”现实，面向农业产业的发展现实的原则。随着我国现代农业的发展、农业经营体制以及农村土地制度的变迁，由农业、农村、农民构成的“三农”系统有了新的内涵和意义，所以人才对解决“三农”问题的知识需求也就有了新的变化。面向主战场的人才培养体系必然也要进行相应的改革，专业内涵和课程设置必须适应甚至超前于产业发展的需求。

“用”指专业人才培养规格及课程体系构建须经得起社会经济建设的检验。农机专业所培养的人才须在现代农业的建设和农业科技进步中发挥出应有的作用，甚至引领行业的未来创新与发展，这同时这也就意味着农机专业人才培养的课程体系构建与优化也必然是一个动态的、持续的过程。

四、专业课程体系构建与优化的实践探索

依据“卓越计划”2.0培养理念，吉林大学农机专业在科学处理通识教育与专业教育、基础理论与专业知识、主干学科与相关学科交叉融合等方面关系的基础上，优化人才培养方案，鼓励学生自主构建知识体系，给学生更多个性化学习和跨学科学习的自主选择，突出强调学生学习能力、创新能力、工程实践能力提高及学生科学素养、工程素养和人文素养三方面的综合素质的培养[6]。在课程体系构建方面，充分发挥学校及学科发展的资源优势，以课程交叉融合为特色，设置了通识教育、学科（工程）基础、专业教育三类课程，每一类课程中又分别设置若干模块。具体实施路径如下：

通识教育课程包括理科课程、人文社会科学、工具性课程三个模块，主要借助于吉林大学卓越人才和拔尖人才培养的公共基础平台进行，重在对学生进行价值塑造和素质提升，培养学生形成正确的世界观、人生观和价值观，具有良好的人文情怀和科学素养[7]。其中，理科课程模块由高等数学、线性代数、概率论与数理统计、数学实验、大学物理、大学物理实验、普通化学及实验构成。在满足培养规格的前提下，设置学分下限为27学分。人文社会科学课程模块由政治理论与思想教育专题、军事理论、体育、大学生心理健康教育、大学生职业规划与就业指导，以及通识教育选修课中限定的经济与社会发展类、管理与行为科学类、创新与创业类课程构成，设置学分下限23学分。工具性课程模块由大学英语、计算机基础、程序设计基础等构成，设置学分下限18学分。

学科基础课程（工程课程）包括工程基础类课程、智能及控制类课程两个模块，主要借助于吉林大学工学部工科资源进行，重在培养学生的学科视野、增强学生的社会适应能力、提高学生的创新能力。学科基础课程中工科类课程由农业工程导论、理论力学、材料力学、工程图学、机械原理、机械设计、工程材料、材料成形技术基础、机械制造技术基础、机械精度设计基础、液压与气压传动、工程热力学、传热学等构成，设置学分下限40学分。学科基础课程中智能类课程由电工学、控制工程基础、测试与传感技术、机电传动与控制技术、微机原理与接口技术等构成，设置学分下限15学分。

专业教育课程中设置了交叉课程模块，重在对学生专业技能、工程实践能力以及学习能力的培养。该类课程基于专业优势与特色，在保持工科优势和设定最低学分限制的基础上，注重理、工、农、管、人文等学科的交叉。具体讲，专业课程由汽车和拖拉机原理与设计、农业机械学、农产品加工、農业机械化生产学、农业机械化管理、畜牧机械学、机器人概论、农业设施与环境工程等构成，设置学分下限15.5学分。

总之，课程体系构建与优化是一项系统工程，人才培养单位必须根据学科专业的发展规律和历史经验，面向行业发展人才需求和科技创新需要，实施动态调整和持续改进。农机专业卓越工程师2.0的课程体系构建与优化须不断进行适时调整和动态优化，适应农业现代化发展的需求和国际化进程的需要，真正培养出“精设计、懂工艺、善实践、明管理、有视野、会创新”的农机专业卓越工程师。

参考文献：

[1]龚克.关于“卓越工程师”培养的思考与探索[J].中国大学教学，2010（8）：4-5.

[2]中国工程教育质量报告（摘要）[N].中国教育报，2016-04-08.

[3]张桃林.以农业机械化支撑和引领农业现代化[J].求是，2012（14）：41-43.

[4]庄春波.论墨子的“三表法”[J].齐鲁学刊，1988（4）：22-28.

[5]冯婉玲，段远源.课程建设的内在规律与制度保障[J].中国大学教学，2006（8）：10-13.

[6]杨印生，王瑞，张强.构建面向卓越工程师培养的供给侧体系[J].中国高等教育，2018（8）：35-37.

[7]冯其红，杨慧，等.基于“以学生为中心”理念的课程改革与实践[J].中国大学教学，2017（10）：68-71.