过程装备与控制工程专业新工科人才培养模式改革

丁宇奇 林玉娟 李伟

[摘 要] 过程装备与控制工程专业改革以新工科为背景，因此需要紧跟社会需求，紧合市场发展，紧绕新理念的工程教育方向，多种专业方向齐头并进，以新的专业知识体系开创产学融合新模式，使学生的工程实践能力和创新能力更上一层楼。以东北石油大学过程装备与控制工程专业为例，在专业“卓越工程师培养计划”体系、“专业认证”系列改革基础上，提出具有鲜明石油石化行业特色和优势的多样化和个性化人才培养模式，使学生的实践能力、创新创业能力和跨界整合能力得到提高。

[关键词] 新工科；过程装备与控制工程；石油石化；培养模式

[基金项目] 2020年度黑龙江省高等学校教改工程项目“国家一流‘过程装备’专业新工科人才培养模式改革与实践”（SJGY20200103）；2020年度黑龙江省高等学校教改工程项目“过程装备与控制工程专业基于创新创业教育的实践课程体系改革研究”（SJGY20200123）

[作者简介] 丁宇奇（1982—），男，黑龙江肇东人，博士，东北石油大学机械科学与工程学院教授，主要从事石油石化机械装备力学分析、油气储运装备强度评定与优化分析研究。

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）06-0125-04 [收稿日期] 2021-06-01

一、新工科人才培养模式改革的意义和应用前景

各种新科技如大数据、人工智能、新材料、新能源以及新的商业模式，使现代工业、经济社会发展及劳动力市场大大不同于以往。同时新的机遇与新动力也不断涌现，无论是国家实施的创新驱动发展、“中国制造2025”“一带一路”倡议，还是“互联网+”等重大战略，为不断努力者提供了不同的机会。科技发展日益加快，新产品和新知识不断涌现，这对现代工程技术人才的知识、能力和技能、职业素质和视野都提出了新要求。因此，必须对高等工程教育进行全面、深刻的改革和创新[1]，培育新型人才，以支撑快速发展的新经济。在这样的背景下，新工科人才培养顺理成章地被提出，它是新形势下大学生教育的有效培养模式，是培养信息技术专业高层次人才、复合型人才的重要途径，紧紧围绕新工科人才培养模式的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系，分析新工科人才培养模式，是新形势下新的育人模式[2]。

新工科教育以开放、包容、重构知识体系为主要方向，以摆脱“工科”的羁绊为开放的目的，与其他学科相结合，以“科学+人文+工程+其他”为新标准，并沿此方向不断发展，依托大类通识教育，培养复合型、综合型的人才[3]。同时不能因为“新”而完全摒弃传统工科，要以“传统工科+”的方式实现工科整体性新形态，体现出新工科教育的包容的目的。同时要将专业教育与通識教育进行有机结合，完成重构知识体系的目的。高校内做好工业体系顶层设计，规范新工科的内涵和外延，做到有深度亦有广度，引领整个工科发展，使我国拥有一套完成的、门类齐全的工业体系，展现大国工科风范。

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[4]。未来可以增设智能装备技术、新能源装备技术、储能装备等专业方向，服务于石化、能源、机械等产业的转型升级，构建“产教融合、协同育人”工程能力创新型人才培养模式。

二、国内外研究现状分析

联合国教科文组织在2015年研究报告中指出：世界高等教育正在发生革命性变化，并呈现出了“大众化、多样化、国际化、终身化、信息化”的趋势，高等工程教育作为其中重要的组成部分，也遵循上述趋势进行了多次转型，从注重技术应用的“技术范式”转换为注重科学研究的“科学范式”，又转换成为注重实践的“工程范式”，以未来的新范式为风向标[5]。“新工科”的率先提出为高等工程教育的改革探索提供了一个全新视角。为提高国家未来竞争力、赢得全球市场竞争建设与发展，新工科建设必然是当务之急，国外相继出台《美国先进制造业国家战略计划》《德国工业4.0战略实施建议》《日本制造业白皮书》《新工业法国》，旨在重塑具有未来持续竞争力的新型工业体系，借此增强综合国力，争夺未来世界主导权，制造业的竞争将成为未来大国竞争的关键[6]。其中，麻省理工学院（MIT）跨越传统学科、学院界限，建立了形式多样的研究机构。天津大学与美国佐治亚理工学院共建深圳特色学院，紧密结合深圳市电子、软件、信息等多产业发展，将天津大学佐治亚理工深圳学院提升至更高的高度，建设成为世界一流的特色学院。

在国内2016年新工科概念提出后，教育部高教司经过反复的研讨、调研和论证，于2017年正式推出“新工科”计划，并先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性文件。其中，“复旦共识”达成了主要共识：我国高等工程教育改革发展是当务之急，也是新的起点，我国高校要加快建设和发展新工科，工科优势高校要对工程科技创新和产业创新发挥主体作用，综合性高校要对催生新技术和孕育新产业发挥引领作用，地方高校要对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用[7]；“天大行动”主要致力于探索建立工科发展新范式，以产业需求为导向建专业，构建新型工科专业结构，以学校为主体进行改革，达到新工科自主发展的目的[8]；“北京指南”更加注重理念引领、结构优化、模式创新、质量保障和分类发展。按照教育部的部署，工科优势高校组、综合性高校组和地方高校组都积极响应，启动新工科建设战略，新工科教育改革发展迅速[9]。

三、过程装备与控制工程专业新工科建设需要解决的关键问题

（一）制定多学科交融、柔性化的装备专业人才培养方案

以下六个方面为装备专业重点发展方案：（1）以新工科学科专业建设要求为基础，提出本专业学科特征人才培养目标；（2）以多学科交叉融合为专业培养标准，制定具体、清晰的人才培养目标；（3）设置的课程参照专业培养标准，明确课程目标，建立一个支持课程目标实现的课程内容体系；（4）教学需采用多学科交融的教学方式，并建立能有效衡量专业培养标准实现情况的评价体系；（5）采用同一方案，培养多方向多类型的后备卓越工程师队伍；（6）为充分发挥学生的天赋和特长，实现真正意义上的个性化人才培养，学生可以依照兴趣来规划职业方向，并自主组合课程、制定相应培养计划，构建新型专业。

（二）改革课程体系和教学内容

通过以下三个方面做好课程体系和教学内容方面的改革。（1）以通识教育为基础，支撑专业教育发展，因此要重组和优化通识教育课程体系，便于开展多学科交叉融合的专业教育；（2）注重多学科交叉融合的专业课程建设，以达到培养学生跨界整合能力；（3）为培养学生未来能力，拓宽学生视野，要将新工科学科前沿知识和相关学科交叉知识、原理和方法融入专业教育课程体系。

（三）创新教学方法

“互联网+”与信息技术的不断发展，提供了源源不断的优质在线教育资源和创新工程教育教学方法，可以充分利用在新工科人才的培养中。首先，得益于“互联网+”的环境，充分运用各种优质在线教育资源，将混合式教学等教学方式与研究性学习结合起来，将其在线上线下、课内外以及教与学上的作用发挥到极致。其次，3D网络环境的增强现实和虚拟仿真及其人工智能等信息技术可以更好地支持研究性学习，使学生在学习的过程中身临其境，更加深刻地理解研究性学习内容，提高教学效率与效果。

四、过程装备与控制工程专业新工科建设实施方法

（一）深化专业综合改革

1.坚持OBE教育理念，推进基于OBE人才培养理念的新工科教育，制定明确的人才培养目标，按“3+1”模式，强化校企合作，作为黑龙江省石油石化装备制造联盟理事长单位，以“技能+需求”为指导，制定“石油化工机械卓越工程师”企业培养方案，发挥企业优势，积极开展校企合作。同时，面向行业新形态，构建多维度新工科教育，充分发挥大庆油田地域优势，构建产学研协同育人。

2.深化课程改革，完善教学资源建设。将思想政治教育与专业教育融会贯通，形成大庆精神教育的全方位渗透。在开设“大庆精神专题”课程基础上，发挥先进人物传承引领作用，聘请以“新时代铁人”王启民为代表的科技工作者为学生授课，引导学生养成良好道德品质和行为习惯。以精品课程、在线课程、慕课为龙头，带动课程群建设，努力打造“金课”。

3.推动教学革命，改进教学方法。积极探索符合专业培养目标与人才培养特色和水平的专业课程教学方法，坚持以本为本，推动传统教学方式向研讨课、工程案例课程转变的教学方法改革。目前，专业课程实现了研讨课全覆盖。充分利用慕课、资源共享课、移动教学等网络资源服务课程教学，积极探索慕课、在线课程在教学中的应用，实现翻转课堂。通过聘请石油石化专业技术人员、管理人员作为兼职教师，承担专业教学与实践指导工作，提升学生工程实践能力。

4.强化实践教学，推行双创教育。建立“内外互补”的实践教学体系，校内建设有学科基础、专业基础实验室，其中包含10个“工厂模式”实验室，6个大學生实践平台，1个“协同育人平台”；校外加强校企合作、协同育人模式，建有6个实践基地群，1个“国家工程实践教育中心”。实施校内实践平台与校外企业实践基地相结合，实现“内外互补”，紧密衔接。开展“以赛促教、以赛促学”。

5.加强学生工作改革，提高培养质量。建立吸引优秀生源的制度和措施，积极开展专业宣传，开展多渠道、多形式的宣传工作，注重招生宣传工作的实效性。建立班主任制度、导师制度、导生制度，对学生的学习指导、职业规划、就业指导和心理进行辅导。

（二）加强师资队伍和基层教学组织建设

1.师资队伍建设。将教学与科研相结合，建立以老教师带年轻教师的导师制度，发挥“传帮带”作用，不断提升教师教学水平与课程教授质量。重视教师学术交流、提高学术水平，鼓励教师继续深造与开展学术兼职工作和参加各种学术会议，为教师提供出国深造学习机会。

2.基层教学组织建设。成立以专业建设指导委员会为核心的教学研究中心，定期组织教师开展教学研讨活动，针对人才培养方案、课程教学质量开展教学研讨与评价，并形成记录文件指导下一步教学工作的开展。组织教师开展各项教学改革与研究，参加各类教学竞赛与教学发展活动。激励督促教师积极开展专业、课程、教材、实验室、实践教学条件等方面建设。建立课程组、课程团队，专业每门课程均成立课程组，定期研讨交流；并成立理论与实践教学团队，定期开展理论课程和实践课程研讨。

（三）加强专业教学质量保障体系建设

1.建立完善的教学质量要求和管理制度。基于OBE理念围绕专业毕业要求、课程产出和教学目标制定专业教学过程质量监控机制，包括培养方案制定与修订、课程教学大纲编制与审查、任课教师条件与考核、课程考核方式和内容审查、毕业设计等，都有明确的质量要求、评价和管理制度，保证教学的规范管理和质量控制。建立全过程的“毕业要求、指标点、课程体系、教学内容、教学评价、毕业要求”闭环教学质量监控体系，对教学的全过程，包括专业培养方案、课程大纲等教学文件的设置，以及教师教学内容、教学环节、教学方法和考核方式对课程目标实现的设计进行全程监控。

2.建立完整的教学质量评价、反馈和改进机制。专业建设指导委员会制定教学质量评价管理文件及评价周期，对本科教学工作，教学环节运行状态、教风、学风及教学管理进行评价。通过学生信息员反馈、大学生助理团等，将教师课程教学情况进行及时反馈，及时掌握课堂教学质量；通过行业专家、企业对毕业生满意度调查，对毕业达成度进行分析。最终，将评价结果通过教学工作例会等方式反馈给授课教师，有力地保证了毕业要求的达成和教学质量的持续改进。

结论

通过开展过程装备与控制工程专业新工科人才培养模式的改革，将对社会、高校和企业产生积极作用，主要有以下几个方面：首先，在社会角度来说，使国家终身教育体系框架积累了丰富的经验，奠定了坚实的基础，并且可以在此基础上进行拓展，使社会教育资源得到更新和优化，以强大的助推力推动我国高等教育可持续发展，更快更好地培养新工科人才。其次，对于各高校而言，确定了培养目标，合理的课程开发方法、课程设置方法、专业设置方法，对各高校教育的改革、促使各个学校办学水平的提高有着重大意义。再次，各高校学生也受益于本课题的研究成果。在新工科人才培养模式下，学生掌握数学、自然科学、工程科学以及人文社科等多方面知识；可以应用所学知识解决实际工程问题；具备创新创造创业能力、团队沟通交流和领导能力、终身学习能力；具备专业所涉及的核心技能等。最后，企业也可以受益于本课题的研究成果，大批更高素质的人才流入，将促进企业和地方经济的飞速发展。

參考文献

[1]顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[2]罗静.新工科人才培养模式研究[J].计算机产品与流通，2019（3）：217.

[3]李华，胡娜，游振声.新工科：形态、内涵与方向[J].高等工程教育研究，2017（4）：16-19+57.

[4]张辛喜，李学平.“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[J].新西部，2019（11）：130-131.

[5]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[6]陆国栋，李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[7]“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[8]“新工科”建设行动路线（“天大行动”）[J].高等工程教育研究，2017（2）：24-25.

[9]新工科建设指南（“北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017（4）：20-21.

Reform of the Talent Training Model of Process Equipment and Control Engineering Major under the Background of “Emerging Engineering Education”： Taking Northeast Petroleum University as an Example

DING Yu-qi， LIN Yu-juan， LI Wei（School of Mechanical Science and Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang 163318， China）

Abstract： The reform of process equipment and control engineering major is conducted under the background of “emerging engineering education”. Therefore， it is necessary to keep up with the social demand， the market development， and the new concept of engineering education. Various professional directions go hand in hand， and create a new mode of integration of industry and education with a new professional knowledge system， so as to constantly improve students’ engineering practical ability and innovation ability. This paper takes the process equipment and control engineering major of Northeast Petroleum University as an example. On the basis of professional “excellent engineer training plan” system and “professional certification” reforms， the paper proposes a diversified and personalized talent training model， which has the distinctive characteristics and advantages of petroleum and petrochemical industry. This model can effectively improve students’ practical ability， innovation and entrepreneurship ability， and cross-border integration ability.

Key words： “emerging engineering education”； process equipment and control engineering； petroleum and petrochemical； training model

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