转型行业高校工程教育知识供给策略的优化研究

沈明新 李 琦 李应森

现代意义上的工程教育改革，已经不单单是某一门课程、某一项实践或是某一个教学环节的教学改革，而是从根本上改变了我国高等教育本身的评价体系、培养目标、培养计划和教育模式，几乎是教学相关的所有结构都重新解构，按照工程教育的要求来相互影响、相互支撑、相互印证。根据《华盛顿协议》，要对工程教育认证体系进行研究，明确现有的教学体系哪些需要保留，哪些已经不适用于工程教育认证，哪些环节可以结合中国现有社会和产业需求进行创新，从而更有效地开展工程教育认证工作。

我国的工科高校都在寻找适合自身的人才培养方案和教育模式，不断进行工程教育改革。例如，某大学的机械工程系在大三、大四的课程中，将56学时的专业性课程改为主干课、设计类课及其他课程。在此之中，有的将主干课程与原有课程合并调整，使课程变得综合化和交叉化，通过小组或者团队的形式，让学生对企业实际工程问题进行探究解决。当前我国已进入转型升级攻坚阶段，对高校特别是工科院校的人才培养模式提出了新的要求，而如何满足要求，如何改革，如何创新，就成了现今高校必须加以探索和研究的问题。

我国已经建成了世界最大规模的高等教育体系，为我国现代化建设作出了巨大贡献。但随着经济发展进入新常态，高等教育结构性矛盾更加突出，存在同质化倾向，毕业生就业难和就业质量低的问题仍未有效缓解，生产服务一线紧缺的应用型、复合型人才培养机制尚未完全建立，人才培养结构和质量尚不适应经济结构调整和产业升级的要求。因此，高校必须采取有力举措积极推进转型发展，紧紧围绕创新驱动发展、中国制造2025、“互联网+”、“一带一路”等，找准转型发展的着力点、突破口，真正增强地方高校为区域经济社会发展服务的能力、为行业企业技术进步服务的能力、为学习者创造价值的能力[1]。像辽宁科技大学这类由冶金工业部直属院校转为辽宁省与教育部共建共管的教学型普通高校，有人才引进和学科建设压力的同时，在财力支撑方面又有所不足，定位与生存形势严峻。推倒重来还是走出自己的“立足冶金”特色发展之路，如何在夹缝中成长，需要着重去研究、去探索。本课题抓住辽宁科技大学自身所属冶金行业优势，针对上述实际问题，通过行业和区域前沿应用技术供给策略的优化研究，提高学生直面新技术应用的工程实践能力[2]。

一、转型行业高校工程教育知识供给策略的教学改革

本文积极探索关于转型行业高校工程教育知识供给策略优化与实践的思路和做法，基于辽宁科技大学本科应用型大学定位，紧抓传统的冶金行业特色，围绕冶金生产全域工艺过程，在教育中注重真实的案例融入、具体技能的培养，通过实际的控制对象充实数学模型，通过成熟的控制算法应用扩展仿真技术，摆脱自动化专业教学脱离工程实际的窘境。在培养方案设计、师资队伍建设、课程体系及课程内容建设、教学方法及手段改革、实践教学内容及硬件建设等诸多方面，围绕面向冶金过程新技术开放思路进行改革。主要体现在创建面向冶金过程的自动化专业人才培养模式、构建面向冶金过程的课程群、构建具有行业特色的实践教学体系、创建面向行业的合作教学新模式四个方面（见图1）。

图1 课题研究体系基本框架

（一）创建面向冶金过程的自动化专业人才培养模式

通过对用人单位的调研与分析，结合辽宁科技大学现有专业资源，构建起具有鲜明冶金特色的自动化专业人才培养方案的整体框架。整体框架的构建理念：以自动化为核心，分层次、分程度地掌握、了解冶金生产工艺过程。教师应考虑到与自动化专业的相关度，并结合培养计划学时的容量，在保证自动化专业核心知识点不减少的前提下，以轧钢工艺为重点融入对象，增设冶炼控制技术、带钢热连轧的模型与控制、压力加工过程自动化、冶金设备及自动化、化工过程自动化、数控加工技术等行业特色课程，增设工业控制设备工程新技术应用技能训练、冶金企业顶岗预就业等行业岗位技能训练项目，同时运用翻转课堂、雨课堂、OBE（成果导向）等先进教学方法，紧跟行业和区域科技革命、产业变革的步伐，通过行业和区域前沿应用技术供给策略的优化研究，结合转型行业高校生源实际，进行大胆创新设计，形成具有转型行业高校工程教育知识供给策略优化特色的教育教学方法。

（二）构建面向冶金过程的课程群

结合冶金自动化专业人才培养方案的整体框架，形成具有转型行业高校工程教育知识供给策略优化特色的理论课程体系，使自动化专业核心知识点向控制算法和系统集成倾斜，开设涵盖冶炼控制技术、带钢热连轧控制、压力加工过程控制、冶金设备及过程控制等冶金生产全流程课程群，突出冶金工程案例教学，完善冶金自动化应用教材，明确重点冶金工艺过程。以冶金工业自动化工程设计、安装、调试、运行和维护现场技术人员为视角，结合钢铁企业选矿、烧结、球团和高炉等上游生产过程的工程实际，选择性地介绍了相关生产过程中的自动化技术工程应用案例。通过案例介绍帮助学生建立完整的自动化专业理论与实际整体框架，实现专业与工艺过程的融合。同时，出版了《冶金自动化工程案例分析》等一系列冶金自动化应用教材。

（三）构建具有行业特色的实践教学体系

研究行业特色的实践教学体系，根据现有社会和产业需求，进行大胆创新设计，形成具有转型行业高校工程教育知识供给策略优化特色，确定相应的实践课程体系，开展面向工程的技能训练，加大工程训练基地建设力度，引入实际控制对象和控制设备，在硬件资源建设上秉持“与工业主流相一致，技术向当前先进水平看齐”的指导思想，形成了功能具有递进关系的设备集群。此外，形成从PLC（Programmable Logic Controller）基础编程训练→多任务联动→机电一体化→物流分拣系统→工业机器人→智能制造生产线的教学链条，该教学链条涵盖逻辑控制技术、过程控制技术、变频技术、冗余技术、运动控制、工业网络、系统集成的工业自动化全技术领域。在教学方式上实施顶岗预就业实践形式，通过物流分拣系统、工业机器人、智能制造生产线，实现先进制造技术与工业自动化、工业机器人技术的交叉和融合，完善了用于满足冶金自动化专业的实验、实训、实习、就业技能培训内容。同时，完善师生科教融合模式，研究导师制在育人过程中的引领作用，推动教师将研究成果及时转化为教学内容，向学生介绍学科研究新进展、实践过程的新经验，鼓励学生参与教师的研究工作，通过言传身教，使学生能较早具备开展科研及工程实践的基本能力[4]。

（四）创建面向行业的合作教学新模式

采取校企合作、校校合作、校内合作方式，将“走出去”和“请进来”相结合，实施冶金自动化专业人才培养方案。首先，促使教师积极参加工程类科研，让教师深入一线进行科研落地，提升了教师的工程素质[5]。同时，通过对教学内容的案例化，加深了学生对行业的领悟，从而在科研与工程实践中采取的控制方法更具有针对性，形成了科研与教学互相促进的良好格局。通过与企业共同建设师资队伍的方式，引进具有工程经历的教师，聘请企业人员承担教学任务，实现教师与企业的“零距离”对接。另外，通过多专业的教师汇集以及内外兼职教师的融合，优化师资队伍结构，形成了多专业多形式融合的教师队伍格局[6]。

二、教学改革的特色创新

（一）思想创新

多年改革结果表明，转型行业高校工程教育知识供给策略的优化研究，在国家大力倡导发展工程教育的背景下，充分利用辽宁科技大学现有资源和相关企业资源，在“立足冶金”的教学思想指导下，突出冶金特色，结合企业需求，建立了转型高校行业特色专业面向工程教育的人才培养模式。

（二）理论创新

本文“立足冶金”，积极探索转型高校行业特色专业面向工程教育人才培养的思路和做法，旨在培养学生自动化专业知识的工程应用技能和意识。本项目提出了多项关于面向冶金过程的自动化专业人才培养的教育理念。这对我国其他转型高校开展行业特色专业面向工程教育的人才培养，具有广泛的推广和借鉴作用。

（三）实践创新

本项目的人才培养是通过冶金自动化相关理论教学与实践教学等方式实现的，形成了构建岗位技能训练、顶岗预就业、参与教师科研工程项目等多元化的实践教学体系。该实践教学体系旨在提高学生的工程实践能力，使学生兼备技术之长，毕业后快速适应工作岗位，加快高校人才培养与企业人才需求之间的对接速度[7]。

综上所述，工程教育知识供给策略优化的教学，能够使学生加深对行业生产各个工艺环节的认知，深入了解行业对自动化技术的需求和自动化技术应用现状，加快学生毕业后工作的上手速度。同时，由于摆脱了传统的理论堆积式教学方式，学生更加容易掌握自动化技术的实际应用。由于扩展了很多其他学科专业的相关内容，学生的知识面更加宽广，就业后的适应性更强。把握行业特色及其发展趋势，培养面向冶金过程的自动化专业人才，在振兴老工业基地的工作中一定会发挥其重要作用。特别是在国家提出地方院校转型及新工科背景下，这种改革会使转型内涵更加充实，更加具有针对性和目的性。只要建立起完善的体制和机制，加大扶持力度，这项工作是具有广阔前景和推广价值的。