新工科背景下传统专业金属材料工程产教融合教育的实践探索

毛向阳 王章忠 赵秀明 张保森

[摘 要]在新工科建设的大背景下，传统金属材料工程专业应主动适应经济结构变化，加大产教融合的教育革新。文章阐述了新工科与产教融合教育之间的关系以及开展产教融合教育的必要性，并就金属材料工程传统专业目前存在的问题做出了总结。通过设立课程体系、课堂教学、创新创业项目训练、学科竞赛活动、企业实践实习、素质拓展创新学分、双创型教师等对产教融合教育形式进行探索与实践，推进金属材料工程专业向产业需求导向发展，提升复合型人才培养水平。

[关键词]新工科;产教融合;金属材料工程

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）12-0081-03

在“一带一路”“互联网+”以及大数据、智能化等高端技术的推动下，新经济和新产业的展开对工程科技人才的培养提出了更新的要求，据此，教育部明确了各高校必须加强新产业形势下新工科的人才培养内涵建设[1]。新工科的内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化创新型卓越工程人才，工程教学改革是学生的期望、教师的责任、国家的要求和社会的需求。在建设新工科的大背景下，传统专业如材料科学与工程等如何适应当前产业结构优化升级的需求，成为高等学校专业建设的首要目标。为满足新工科建设需求，高校要继续坚持深化产教融合的教育模式，引入新科技助力提升专业建设，提高工程教育的整体水平与文化素养[2-3]，力争形成以高校为主体、政府主导、行业指导、企业参与的协同育人模式，逐步突破制约工程教育人才培养质量的壁垒[4]。

一、新工科与产教融合教育之间的关系

总而言之，新工科的基本点为产教融合。工程教育的人才培养应与新经济产业人才的需要相契合，新工科人才培育机制要求形成“目标导向、需求导向、问题导向、能力导向”的教学模式[5]。产教融合强调的是将地方应用型本科高校转到“产教融合校企合作”的方面上来。产教融合的实质是国家在“十三五”期间，为支撑经济的转型升级而提供更加坚实的人才基础，支持各类地方高校向不同方面分类发展，办出特点，增进培育人才、建设学科专业与产业发展相融合。产教融合的人才培养模式能够优化学生的知识和能力，培育顺应新时代发展需求的高素质应用型人才[6]。新时代对工程人才的培养目标提出了新的要求，而新工科与产教融合一脉相传，都旨在培养复合型、应用型人才，这是地方高校未来适应新时代发展所做出的选择。

二、新工科背景下产教融合教育的必要性

新工科建设是为了主动响应新一轮的科技革新和产业变革。纵观全局，中国新经济的开展需要大批新兴工科人才，这些人才培养需要新理念的指引和新培育模式来撑持[7- 8]。在促进地方区域经济发展中，如何抓住知识经济的机遇，需要应用型高校不断依托新工科教育的新式理念，提高人才的培养质量，提升人才的创新实力，更好地满足当前经济发展对区域人才的需求[9]。相对于传统的工科人才来说，未来新经济和新兴产业需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才，学生应该擁有较强的学科交叉交融能力、自主学习能力、引领新经济发展的能力。新经济是一个动态的发展过程，顺应新经济而来的新工科势必也是一个动态的发展过程，这就要求高校依照人才市场的变动需求，及时更新学科专业内涵，不断改良人才培育方案。

在新工科背景下，产教融合教育能够为升级经济转型提供愈加坚实的人才撑持[10]。在新工科背景下，教学更加注重方式方法的改变，教学中心从教师转换到学生，包括增强双师型、双创型教师培育[11]，改变学生的学习方式，重视实训、实习、实践环节。企业在新时代背景下，在人才的引进、培养、使用和储备上与高校有着相同的目标，这给推进产教融合开展带来了新的契机。企业已经逐渐开始愿意承担社会责任、参与人才培养的过程。学校与企业应发挥自各不同的优势，主要围绕地方经济，重点打造地方产业亟须的应用专业，在战略性决策咨询、科技创新合作、成果转化、人才培养等领域开展广泛深入的合作，充分发挥校企人才优势。

三、传统金属材料工程专业产教融合教育存在的问题

新一轮的产业科技革命迫切须要大量新工科领域的创新型技术人才，大数据、人工智能等现已成为时代不可逆转的方向，担负产业人才培养的高等教育更加需要升级。尽管我国高校在新工科背景下对产教融合的探索已经有了突破，但仍存在以下问题[12- 13]。1.受行政管理体制、经济区域差别等许多外部条件的约束，部分高校培育新工科人才的理念严重滞后、定位模糊，导致教育和产业需求不均衡，人才培育同质化严重，供需结构性矛盾日益激烈。2.产教融合教育并没有突出企业的重要地位，以至于产教融合模式单一、动力不足，无法完成产教融合的有效联动。3.产教融合的保障体制和监控评价体系不健全，对各参与主体的责任权力缺乏国家层面的政策规定。

金属材料工程是实践性很强的学科，其内容和领域处于不断拓展之中，传统的实验教学内容和教学方法已远远不能满足新工科背景下对本科教育的要求，传统金属材料工程专业的升级仍有较长的路要走。与新工科相比，目前传统金属材料工程专业拥有以下特点。1.注重传授课本基础知识，忽视培养学生的创新能力。现在很多高校采用传统的教学方法和考试方式，课堂教学与实践教学严重脱节，学生仍通过死记硬背来应对考核考试，不愿意参加社会实践、科创项目和竞赛项目等。2.重视灌输传统课本知识，忽视对科技发展前沿知识的讲授，大部分工科高校的金属材料工程专业受人力、教学环境等因素的限制，对学生依然沿用传统的知识体系进行培养，不能随着社会科技的发展及时更新知识体系，不能将前沿的科技成果应用于教学，没有实现“以学生为核心”的成果导向型教育。3.注重校内封闭的教育模式，忽略社会对工科学生的培养。学校虽然能利用校内实践基地对学生进行实践教育，但是实践基地设备仪器陈旧，学生的实践时间短、内容少，主要实践侧重于现有设备的操作，不能很好对接科技前沿的知识。4.实践过程中多以实验为主，且实验方案的主要内容完全照搬书本，学生不能将知识融会贯通，实验时只有少数人参与，其他学生共享实验结果。此外，部分学生的判断能力差，对金相照片的处理不注重了解样品制备工艺，实验报告和平时课程实验一样，只是把实验结果表达处理，如罗列金相照片，缺少数据分析[14]。

四、新工科背景下金属材料工程专业产教融合教育的路径

新工科背景下的金属材料工程专业人才培养，要求明确教师与学生中心位置的改变，改变学科与专业建设，构建产教融合一体化的人才培养模式，更加注重培养实训、实习、实践环节，注重创新创业等。

（一）建设多学科融合的课程体系

新工科背景下要将传统金属材料工程专业进行升级，使传统专业可以满足社会的需求，降低人才与企业需求之间的差异。金属材料工程专业应建立多学科融合交叉的课程体系，从学科专业的单一型人才向相近学科通识型人才转变。例如，材料科学的基础先修课程包括机械工程、计算机、力学、英语等，在开设上述课程时应同时开设相关的金属材料工程实验与实践课程。

（二）课堂教学改革

金属材料工程专业在“互联网+”背景下应积极顺应教学改革的新趋势，以计算机、高数、英语等公共课为基础，通过在线开放讲授课程，定期举行教师教学沙龙和探讨教研主题活动，主动革新课堂组织形式，并尝试第二课堂育人机制、以成果为导向的教育理念，依據学生的毕业素质来要求、设计第二课堂主干课程，在这个过程中推动第二课堂成绩的智慧化运行。

（三）积极推进创新创业项目

开展大学生创新创业项目实践训练，不仅有利于学生创新创业能力的培养，而且可以促进学生就业竞争力的形成，还有利于促进教学质量的提高，促进教师及时发现教学过程中的不足之处，并有针对性地调整授课中的相关知识点。以“金属材料失效分析”训练项目为例，师生入住企业启动失效分析服务，学生在企业导师的指导下完成样品采集，整个分析过程以解决生产实际问题为标准，学生真实地参与项目的取样、方案设计、讨论、实验分析等多方面的锻炼，这极大地提高了学生的实践能力，激发了学生的学习兴趣。

（四）加强学科竞赛活动

学科竞赛能够领导学生系统化学习相关专业知识，是学生将所学到的知识用于解决实际问题的重要实践平台。同时，支持行业协会、企业举办的技能大赛和设计比赛，能加强学生的市场适应性，尤其是行业协会支持的“材料热处理创新创业大赛”、企业赞助的“金相创新大赛”等，每年的参赛活动吸引了不同年级、不同层次的材料专业学生参加。学科竞赛活动能促进学生在实践中提高，在创新中提升，在竞赛中成长。

（五）让学生到企业实践学习

为学生打造校外实践的教育平台，开展“企业顶岗实践”“生产实践现场”以及学生自愿申请“暑假企业实践”等活动，选派校内导师指导带领学生，将学生分配到生产部、技术部、质检部、销售部等部门，企业的各个部门均指派校外技术人员担当学生的校外导师。根据实践环节，学生入住企业后，企业安排一名教师带领2—3名学生，企业导师对学生企业实践学习的表现进行评估考核，同时校内导师要定期与企业导师、学生及时交流，了解学生的实践学习情况。

（六）设立素质拓展创新学分

近年来，素质拓展创新学分项目愈发完善，其中包括社会实践学分、跨专业选修学分、科创学分，学生四年必须修满10个学分，该创新学分已经成为学生毕业条件之一。从学校到学院再到学生个人都逐渐注重该创新学分的学习，学校展开学生进课题、进实验室、进团队等实践活动，让学生提早融入生产与科研实际。创新学分的获取，锻炼了学生的创新能力，为学生快速适应市场提供了较好的条件。

（七）开展双创型教师队伍建设，逐步健全完善创新创业导师库

以产业需要为导向的新工科产教融合教育必须建设高水平的双创型教师队伍，可以采用内培外引的思路进行双创教师队伍建设。首先从内部挖掘，加大力度提升青年教师的工程实践能力，出台激励政策，有计划地选取教师送至企业，接受企业的培训和挂职锻炼，培养校内创新创业导师。其次，从企业引入行业工程实践能力强的人才担任兼职教师，改善师资构造，充实创新创业导师库。

（八）校企合作，多方协同参与提升人才培养质量

作为金属制造业经济大省，江苏省拥有数百家金属冶炼、加工企业，具有较强的地方经济优势。南京工程学院金属材料工程专业在省内外设有数十家企业实践教学基地，能够为金属材料工程专业学生提供大量的培训、实习、就业机会，金属材料专业学生可以在这些基地完成生产实习、毕业设计等实践教学环节。在校企合作的框架下，这些实践教学环节能够显著提升学生的工程素养，为学生积累工程经验。

五、结语

新经济的发展对培养传统金属材料工程专业的人才提出了新的挑战。以南京工程学院金属材料工程专业为例，通过以产教融合为抓手，以学生为中心，以成果为导向，明晰新工科专业定位，修订人才培养方案，提升自身办学特色，开展新工科产教融合教育方式的探索与实践。新经济是一个动态过程，在新工科背景下，产教融合需要不断推陈出新，全面持续深化改革，紧跟新时代经济发展的步伐。传统金属材料工程专业的升级改造，需要大力推进贯通产教融合的教育方式，以项目为导向、以任务为驱动，全面推进新工科专业建设，培养的人才不应该仅仅具备单一学科的精深知识，更应具备学科交叉融合的特征，不仅要具有优秀的技术，还要具有社会、经济和管理等多方面的知识储备。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 教育部高等教育司.关于开展新工科研究与实践的通知[EB/OL].[2018-06-30]http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html.

[2] 国家发展改革委、教育部.建设产教融合型企业实施办法（试行）[EB/OL].[2019-03-28]http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/moe_1777/moe_1779/201904/t20190404_376681.html.

[3] 葛动元，李键，罗慧聪，等. 新工科背景下大学生创新能力培养的探索[J]. 大学教育，2018（12）：170-172.

[4] 王淑坤，王金龙，李学光. 新工科背景下地方高校应用型人才培养模式初探[J]. 大学教育，2019（10）： 20-22.

[5] 赵聪慧. 新工科背景下产教融合的机遇与挑战[J]. 内蒙古科技与经济 ，2018（23）：9-10+12.

[6] 刘鑫桥. 新工科建设、产教融合与产业转型升级[J]. 高等职业教育探索 ，2018 （1）：1-4+15.

[7] 张凤英，陈永楠，袁战伟，等.“新工科”背景下材料类创新型人才培养模式探索：以长安大学材料科学与工程学院为例[J]. 大学教育，2019（6）：28-30.

[8] 吴邵兰，赵三银，黄长征. 地方本科院校新工科专业建设质量保障路径研究[J]. 大学教育，2018（6）：18-21.

[9] 赵治巨，于丽霞，杨立芹，等. 新工科建设背景下地方院校的转型探索[J]. 文教资料 ，2017 （22）：84-85.

[10] 赵军，申怡，夏建国. 产教合作命运共同体导向的地方高校新工科建设研究[J]. 中国高教研究 ，2018（7）：75-78.

[11] 孙玉娟. 以工程实践能力为导向的高校工科教师队伍建设研究[D]. 杭州：浙江大学 ，2019.

[12] 孙同福，许瑞波，杨雪英，等. 基于新工科建设的“产教学融合”人才培养模式研究[J]. 淮海工学院学报（人文社会科学版），2018（5）：122-126.

[13] 杜静，杨根. 论“新工科”背景下工科学生创新能力培养途径[J]. 石家庄铁道大学学报（社会科学版），2019（2）：106-110.

[14] 纪嘉明，吴晶，邵红红，等. 金属材料专业综合性实验过程的质量管理[J]. 大学教育，2013（8）：92-93.

[责任编辑：陈 明]