“新工科”背景下过程装备与控制工程专业人才培养方案探索与实践

张辛喜 李学平

【摘 要】 本文基于“新工科”建设背景和工程教育认证的要求，分析了过程装备与控制工程专业的现状，结合学校实际情况，对现有过程装备与控制工程专业的专业方向、培养方案及课程体系进行了探索和实践。重新确立了基础理论和创新能力并重的课程体系;将渐进式理论课程与实践课程有机结合，构建了“三段式”的实践教学群;在完善实践教学保障措施的基础上，提出了基于校企深度融合，突出工程应用的“产教融合、协同育人”工程能力创新型人才培养模式。

【关键词】 新工科建设;过程装备技术;工程创新能力;人才培养方案

一、引言

工程教育一定要以产业为引领，为经济社会发展服务。当前，我国正在实施创新驱动发展、“中国制造2025”、“互联网+”、“一带一路”等重大战略，以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展。新经济对工程教育也提出了新要求，即面向未来要布局新兴工科专业，工程科技人员要具备更高的创新创业能力和跨界整合能力，高等院校要建立更多样化和个性化的工程教育培养模式。

2017年2月，围绕“中国制造2025”国家战略实施，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”的“新工科”建设三部曲。“新工科”建设是主动应对新一轮科技革命与产业变革的战略行动，相对于传统的工科而言，“新工科”培养的人才要求工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力，这些需求为“新工科”提供了契机。新经济的发展呼唤“新工科”，国家一系列重大战略深入实施呼唤“新工科”，产业转型升级和新旧动能转换呼唤“新工科”，我国高等教育改革创新也在呼唤“新工科”。

“新工科”人才的培养离不开高等院校。高等院校一方面需要主动布局新兴工科专业建设，提前布局培养引领未来技术和产业发展的人才;另一方面，还需加快传统工科专业的转型升级，对现有工科专业的培养方案、培养模式进行改革和创新。

下面以西安理工大学过程装备与控制工程专业为例，基于“新工科”的建设背景，结合工程教育认证要求，在充分调研和分析了过程装备与控制工程专业的现状后，着重就专业定位、专业方向、培养模式及课程体系等进行探索和实践。

二、过程装备与控制工程专业现状分析

过程装备与控制工程专业具有集机械、化工、电工、控制于一体的交叉特性，它是以过程装备为主要内容，以应用控制技术和过程原理为“侧翼”的大类学科专业，主要包括“过程”、“装备”和“控制”三大塊内容。

近年来，受我国宏观经济政策的调控以及经济危机的影响，过程工业行业存在着产能过剩的问题，严重的阻碍了这些行业的发展。另外，以美国为首的西方发达国家对我国的化工产品出口实行强烈的反倾销或者反补贴政策，大大阻碍了我国化工产品的出口。这些不利因素直接导致我国过程工业企业对大学生的需求大大减少，每年高考第一志愿报考本专业的学生人数逐年在减少。据不完全统计，近3年开设过程装备与控制工程专业的学校大多数第一志愿都录不满，包括一些211、985院校第一志愿也达不到录取任务。

同时，随着我国经济的快速发展和节能环保政策的不断实施，在加快经济结构调整的同时，也在不断引进高新技术来推动传统过程工业的转型。培育和发展环保产业、生物产业、高端技术等化工产业，这是我国未来过程工业的主导趋势。高等院校过程装备与控制工程专业受上述因素影响，改革也势在必行。

三、“新工科”背景下过程装备与控制工程专业改革思路

“中国制造2025”的提出对我国制造业的变革影响深远，对人才的需求也提出了新的要求。未来中国制造业发展将围绕“装备智能化”与“过程智能化”两大主线进行，主要体现在设备智能化改造升级、工业机器人产业快速发展、“互联网+装备制造业”催生的新生产模式、智能装备和产品快速发展、制造过程智能化五大趋势。高等院校面对这种新趋势，要深入分析企业岗位及人才需求的变化，不断优化人才培养模式。“新工科”建设也绝不单指智能机器人、大数据、云计算等新兴工科专业，它还包括传统工科专业的升级改造。

目前，开设过程装备与控制工程专业的各个高校，其专业背景和研究领域大都定位在过程工业企业，专业同质化倾向严重。学生毕业时存在着工程实践能力不强、创新能力弱、就业方向单一、理论和实践脱节等问题，人才培养结构和质量难以适应经济结构调整和产业升级的要求。为此，在分析了过程装备与控制工程专业的现状后，笔者认为“新工科”背景下的过程装备与控制工程专业的改革，必须以社会需求为导向，紧密结合市场发展需要，围绕工程教育的新理念，增加新的专业方向，更新专业知识体系，采用新的产学融合的培养模式，提高学生的工程实践和创新能力，从而实现高校工科专业与产业的匹配，高校教育与社会实践教育的有机结合。

为了适应国家战略，服务地方区域经济发展，拓展传统的过程装备与控制工程专业内涵，经过充分调研论证后，西安理工大学信息技术与装备工程学院于2016年9月开始在过程装备与控制工程专业增设了智能装备技术专业方向，服务于机械、石化、能源、轻工、纺织等产业的转型升级。同时，根据工程教育专业认证标准，创建了“产教融合、协同育人”工程能力创新型人才培养模式，旨在培养“中国制造2025”所需应用性的创新型人才。

四、过程装备与控制工程专业智能装备技术方向人才培养方案实践

1、构建“产教融合、协同育人”工程能力创新型人才培养模式

新工科背景下的人才培养要体现“学科交叉，产学融合”的特征。我们通过与业内有影响力的企业（公司）、科研院所的深度合作，聘请企业专家进驻校园，联合成立专业指导委员会，结合区域与行业发展对高素质创新型人才的需求，建立完善的产教融合、协同育人的工程能力创新型人才培养模式，实现专业链与产业链、课程内容与职业标准、教学与生产过程的无缝对接。

在“重视基础知识，加强实践教学，深度校企融合，突出工程应用”的原则下，我们对课程体系的设立、课程建设的要求、实践教学环节的设置、教学方式方法改革等方面深入研讨。同时，以教学团队建设为先导，以课程与教学资源建设为基础，以教学方法的改进为突破点，加大了实践教学环节力度，促进“产学研”相结合，突出工程实践创新能力的培养，制定了“6+2”模式的人才培养方案，即第6、8两个学期在企业进行相应实践教学，企业工程师参与学生培养，其余六学期在校内进行理论学习和工程训练。该方案的制定一方面为学生奠定了扎实的理论基础，另一方面通过较长时间的企业阶段培养，强化了学生专业知识应用能力，提高了学生创新创业能力。

2、打造基础理论和创新能力并重的课程体系

与卓越工程师教育培养计划不同的是，我们对理论课程体系的设计按照“扎实的公共基础课较全的专业基础课必须的专业核心课必要的知识拓展和创新选修课”的渐进关系，强调理论知识与实践应用相结合、经典理论与现代技术相结合，对传统机械类、电气类专业课程内容进行整合，结合智能制造必须的信息技术知识，形成以“机械为主，电气与信息为两翼”的课程体系。全面引进和落实OBE和CDIO教育理念，研究和参考工程教育认证标准，精心构建以二级项目为核心的专业课程项目体系，实现专业建设和课程建设的有机结合。教学内容紧贴企业生产实际，加强理论教学的针对性，对一些实践性强的专业课采用“理实一体化”教学模式，压缩课程中的演示性、验证性实验，增加了来源于企业生产实际的项目分析等环节，使学生知识和创新能力在项目的实践中得到验证和提高。

3、构建“三段式”的实践教学群

为了培养工程能力应用性的创新型人才，我们除了安排有一定课时的实验教学外，还设置了基于企业小型项目的校内实践、在企业基地进行的“产学结合”和“毕业设计”的实践教学，即“三段式”实践教学，以求通过不同阶段的实践教学环节，逐步提高和培养学生的专业知识应用能力和工程创新能力。

4、建立科学有效的实践教学基地，拟定切实可行的“企业阶段”培养方案

“三段式”实践课程的培养效果不仅需要技术先进、管理科学的企业基地，更需要明确的学习计划、系统的培养内容、合理的培养方法、有效的考评机制等内容的支撑，拟定出切实可行的“企业阶段”培养方案。

在确定实践教学基地时，我们着重考虑合作企业的技术水平、管理水平和创新能力等。先后与陕西鼓风机（集团）有限公司、陕西北人印刷机械有限责任公司、德国SAMSON（萨姆森）控制设备（中国）有限公司、陕西九立机器人有限公司等知名企业签订了校企合作协议。

在拟定“企业阶段”培养方案时，我们首先安排专业教师去合作企业进行三个月以上的实践，熟悉企业生产运营情况，之后和企业协商拟定出“企业阶段培养实施细则”。对企业培养阶段的考评，我们根据专业培养目标和要求，结合企业的技术岗位，通过技术应用的实践过程，由学校教师与企业协商完成。考评内容应包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、团队合作、项目管理等几方面，涵盖认识、描述、理解、掌握、控制五个层次。

5、开展务实有效国际合作，完善人才培養模式

2016年6月，西安理工大学与德国拉芬斯堡·魏恩加腾应用技术大学（HRW）就机械类专业工程能力创新型人才合作培养事宜达成共识;2017年6月，与德国比勒费尔德（Bielefeld）应用科学大学启动了中德机械、信息类专业培养方案和课程对接与交流工作。通过加强与德国各大学的合作交流，借鉴国际先进理念和标准，培养具有国际视野的创新型工程技术人才，不断完善西安理工大学工程能力创新型人才培养模式。

四、结语

在“新工科”建设背景下，结合工程教育认证的要求，我们对过程装备与控制工程专业的人才培养方案做了一些探索和实践，虽然目前还存在着一些不足和差距，但在今后的教学和专业实践中，我们将继续规范和完善人才培养方案，提升专业人才培养的水平，实现新工科人才培养的“产业需求导向，跨界交叉融合，支撑引领行业”的要求，培养工程能力创新型的新工科人才。

【参考文献】

[1] 夏建国，赵军.新工科建设北京下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017.3.15-20.

[2] 吴爱华，侯永峰，杨秋波，郝杰.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育，2017.1.1-9.

[3] 陆必应，张汉华.工科创新型人才培养模式研究[J].中国电力教育，2013.272.19-20.

[4] 程晓蕾，张平华.智能制造工业 4.0体系下的高层次人才培养模式分析[J].科教文汇，2015.7.

[5] 缪学勤. Industry 4.0新工业革命与工业自动化转型升级[J]. 石油化工自动化， 2014.50（1）1-6.

【作者简介】

张辛喜（1963.7—）男，西安理工大学过程装备与控制工程系主任，副教授.