“卓越計(jì)劃”2.0背景下工程交叉學(xué)科專業(yè)課程體系的構(gòu)建和優(yōu)化

楊印生?王瑞?張強(qiáng)

摘 要：在國家實(shí)施“卓越計(jì)劃”2.0背景下，本文分析了以農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化為代表的工程交叉學(xué)科的現(xiàn)代特征，論述了工程交叉學(xué)科卓越工程師培養(yǎng)和工程認(rèn)證教育應(yīng)該遵循的教育理念，介紹了吉林大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化本科專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的課程體系構(gòu)建和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃2.0;農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化;卓越工程師;課程體系

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡稱“卓越計(jì)劃”）是教育部2010年開始實(shí)施的高端工程技術(shù)人才培養(yǎng)計(jì)劃，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)[1]。近年來，各高校以此為契機(jī)，不斷推進(jìn)工程教育改革，在轉(zhuǎn)變工程人才培養(yǎng)模式、強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面取得了顯著效果。2018年，教育部又啟動(dòng)了“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃全面升級，該計(jì)劃對高校持續(xù)深化工程教育改革，樹立工程教育新理念提出了更高要求。

本文在分析工程交叉學(xué)科專業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)上，以吉林大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化本科專業(yè)（以下簡稱農(nóng)機(jī)專業(yè)）為例，論述“卓越計(jì)劃”2.0背景下以農(nóng)機(jī)專業(yè)為代表的工程交叉人才培養(yǎng)教育理念，介紹吉林大學(xué)農(nóng)機(jī)專業(yè)卓越人才培養(yǎng)課程體系的構(gòu)建與優(yōu)化。

一、以學(xué)科交叉為特征的工程教育發(fā)展趨勢

當(dāng)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，使工程教育特別是高等工程教育正面臨學(xué)科間交叉綜合這一巨大的挑戰(zhàn)。受傳統(tǒng)工程教育觀念影響，我國高等工程教育發(fā)展瓶頸逐漸凸顯：一是“狹窄于技術(shù)”，工科畢業(yè)生不懂得經(jīng)營、管理，更缺少人文修養(yǎng);二是“技術(shù)上的狹窄”，學(xué)機(jī)的不懂電，學(xué)電的不懂機(jī)，學(xué)熱加工的不懂冷加工，等等。2011年國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)、教育部發(fā)布了新的人才培養(yǎng)學(xué)科目錄，工學(xué)作為第一大學(xué)科門類，包含二級學(xué)科116個(gè)，除少數(shù)以技術(shù)研究與應(yīng)用為基礎(chǔ)的學(xué)科外，絕大多數(shù)工學(xué)二級學(xué)科涉及與其他學(xué)科門類的交叉。自2014年起，每年發(fā)布的《中國工程教育質(zhì)量報(bào)告》以國際實(shí)質(zhì)等效的工程教育認(rèn)證相關(guān)材料為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度、社會(huì)需求適應(yīng)度、辦學(xué)條件支撐度、質(zhì)量監(jiān)測保障度、學(xué)生和用戶滿意度等作為分析指標(biāo)系統(tǒng)，用大量數(shù)據(jù)和事實(shí)指出并分析了我國工程教育面臨的深層次問題，同時(shí)指出工科畢業(yè)生學(xué)科交叉融合能力有待進(jìn)一步提高[2]。2018年教育部啟動(dòng)的新工科建設(shè)工作明確將“破除專業(yè)分割壁壘、進(jìn)行跨界交叉融合”作為一個(gè)重點(diǎn)研究方向。

二、“卓越計(jì)劃”2.0背景下農(nóng)機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)理念

人才培養(yǎng)理念對專業(yè)課程體系的構(gòu)建和優(yōu)化具有統(tǒng)領(lǐng)作用。“卓越計(jì)劃”2.0背景下工程專業(yè)要加快培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才，要面向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、面向國際化進(jìn)程、面向科技創(chuàng)新與先進(jìn)技術(shù)裝備的開發(fā)應(yīng)用。在培養(yǎng)規(guī)格上，應(yīng)該著重強(qiáng)調(diào)需求培養(yǎng)：基礎(chǔ)上更加雄厚，實(shí)踐上更加強(qiáng)化，能力上更加全面，創(chuàng)新上更加突出，情懷上更加人文，視野上更加開拓，精設(shè)計(jì)、懂工藝、善實(shí)踐、明管理、有視野、會(huì)創(chuàng)新的卓越工程師。

以農(nóng)機(jī)專業(yè)為例。農(nóng)機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)涉及農(nóng)學(xué)、工學(xué)、管理學(xué)等多個(gè)學(xué)科門類，尤其是信息技術(shù)和生物技術(shù)應(yīng)用為先導(dǎo)的新的農(nóng)業(yè)科技革命對人才培養(yǎng)帶來了重大影響[3]。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)也正在以電控技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化應(yīng)用，朝著以信息技術(shù)為核心的智能化與先進(jìn)制造方向發(fā)展，農(nóng)機(jī)專業(yè)正呈現(xiàn)出明顯的現(xiàn)代特征：

（1）學(xué)科內(nèi)容的交叉性與集成性。學(xué)科交叉融合是現(xiàn)代高等教育的重要特征。近年來，農(nóng)業(yè)生物科學(xué)、機(jī)械工程科學(xué)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與管理科學(xué)被視為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)體系的重要組織部分，涉及自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、工程技術(shù)科學(xué)。既含基礎(chǔ)研究，又涉及技術(shù)開發(fā)與裝備設(shè)計(jì)，以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化規(guī)劃與運(yùn)營管理，農(nóng)機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)日益呈現(xiàn)出多學(xué)科的交叉集成的特點(diǎn)。

（2）專業(yè)內(nèi)涵的綜合性與廣泛性。目前，我國正在推進(jìn)九大作物六個(gè)環(huán)節(jié)的全面和全程機(jī)械化進(jìn)程，農(nóng)機(jī)專業(yè)教學(xué)和研究內(nèi)容涉及種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)等農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)部門，以及每個(gè)部門各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中相關(guān)的機(jī)械化作業(yè)與裝備技術(shù)等問題，與人、自然、社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域均有聯(lián)系，具有綜合性、廣泛性的特點(diǎn)。

（3）專業(yè)定位實(shí)用性與戰(zhàn)略性。農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程技術(shù)與裝備的開發(fā)推廣更加面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，體現(xiàn)地域特色和工程實(shí)用性。同時(shí)，農(nóng)機(jī)專業(yè)教學(xué)與研究需突出生態(tài)環(huán)境保護(hù)、人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展等理念。

吉林大學(xué)農(nóng)機(jī)專業(yè)設(shè)定的人才培養(yǎng)目標(biāo)

是：培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和未來社會(huì)與科技發(fā)展需要、德智體美勞全面和諧發(fā)展與健康個(gè)性相統(tǒng)一，富有良知和責(zé)任感，具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國際視野，掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程相關(guān)的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)，專業(yè)知識(shí)寬厚、實(shí)踐能力強(qiáng)，具備良好職業(yè)素養(yǎng)和持續(xù)學(xué)習(xí)能力，能獨(dú)立從事農(nóng)業(yè)機(jī)械化裝備研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)鑒定、推廣應(yīng)用、系統(tǒng)規(guī)劃和企業(yè)經(jīng)營管理等復(fù)雜工程問題的卓越人才（如圖1所示）。

三、專業(yè)課程體系構(gòu)建與優(yōu)化原則

農(nóng)機(jī)專業(yè)“卓越計(jì)劃”2.0課程體系構(gòu)建遵循“本、原、用”原則。簡單講，“本”即歷史經(jīng)驗(yàn)，“原”即客觀現(xiàn)實(shí)，“用”即指實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。“本、原、用”是墨子提出的“三表法”的基本范疇，是墨學(xué)的基本方法論工具，也是中國傳統(tǒng)科學(xué)思維的集中體現(xiàn)，更是中國“軸心期”理性文化的精華[4]。

在專業(yè)課程體系中，“本”指國際上同類專業(yè)的建設(shè)規(guī)律和歷史經(jīng)驗(yàn)，以及課程體系的基本框架。一般來講，不論國際上是被稱作“農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化”專業(yè)，還是“農(nóng)業(yè)工程裝備”專業(yè)，或是“生物系統(tǒng)工程”專業(yè)，本專業(yè)的一些橫斷基礎(chǔ)課程（專業(yè)建設(shè)和課程體系的基本內(nèi)涵）是不變的。農(nóng)機(jī)專業(yè)課程體系構(gòu)建與優(yōu)化要即遵循學(xué)科規(guī)律、專業(yè)規(guī)律、課程規(guī)律[5]。

“原”指專業(yè)人才培養(yǎng)及課程體系構(gòu)建與優(yōu)化要服務(wù)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。離開了一點(diǎn)，專業(yè)和學(xué)科就失去了存在的價(jià)值。農(nóng)機(jī)專業(yè)課程體系的構(gòu)建與優(yōu)化要遵循“原”的原則，即面向“三農(nóng)”現(xiàn)實(shí)，面向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)實(shí)的原則。隨著我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展、農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制以及農(nóng)村土地制度的變遷，由農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民構(gòu)成的“三農(nóng)”系統(tǒng)有了新的內(nèi)涵和意義，所以人才對解決“三農(nóng)”問題的知識(shí)需求也就有了新的變化。面向主戰(zhàn)場的人才培養(yǎng)體系必然也要進(jìn)行相應(yīng)的改革，專業(yè)內(nèi)涵和課程設(shè)置必須適應(yīng)甚至超前于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

“用”指專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格及課程體系構(gòu)建須經(jīng)得起社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的檢驗(yàn)。農(nóng)機(jī)專業(yè)所培養(yǎng)的人才須在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的建設(shè)和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，甚至引領(lǐng)行業(yè)的未來創(chuàng)新與發(fā)展，這同時(shí)這也就意味著農(nóng)機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系構(gòu)建與優(yōu)化也必然是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、持續(xù)的過程。

四、專業(yè)課程體系構(gòu)建與優(yōu)化的實(shí)踐探索

依據(jù)“卓越計(jì)劃”2.0培養(yǎng)理念，吉林大學(xué)農(nóng)機(jī)專業(yè)在科學(xué)處理通識(shí)教育與專業(yè)教育、基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)、主干學(xué)科與相關(guān)學(xué)科交叉融合等方面關(guān)系的基礎(chǔ)上，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，鼓勵(lì)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)體系，給學(xué)生更多個(gè)性化學(xué)習(xí)和跨學(xué)科學(xué)習(xí)的自主選擇，突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力提高及學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和人文素養(yǎng)三方面的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[6]。在課程體系構(gòu)建方面，充分發(fā)揮學(xué)校及學(xué)科發(fā)展的資源優(yōu)勢，以課程交叉融合為特色，設(shè)置了通識(shí)教育、學(xué)科（工程）基礎(chǔ)、專業(yè)教育三類課程，每一類課程中又分別設(shè)置若干模塊。具體實(shí)施路徑如下：

通識(shí)教育課程包括理科課程、人文社會(huì)科學(xué)、工具性課程三個(gè)模塊，主要借助于吉林大學(xué)卓越人才和拔尖人才培養(yǎng)的公共基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行，重在對學(xué)生進(jìn)行價(jià)值塑造和素質(zhì)提升，培養(yǎng)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，具有良好的人文情懷和科學(xué)素養(yǎng)[7]。其中，理科課程模塊由高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、普通化學(xué)及實(shí)驗(yàn)構(gòu)成。在滿足培養(yǎng)規(guī)格的前提下，設(shè)置學(xué)分下限為27學(xué)分。人文社會(huì)科學(xué)課程模塊由政治理論與思想教育專題、軍事理論、體育、大學(xué)生心理健康教育、大學(xué)生職業(yè)規(guī)劃與就業(yè)指導(dǎo)，以及通識(shí)教育選修課中限定的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展類、管理與行為科學(xué)類、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)類課程構(gòu)成，設(shè)置學(xué)分下限23學(xué)分。工具性課程模塊由大學(xué)英語、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等構(gòu)成，設(shè)置學(xué)分下限18學(xué)分。

學(xué)科基礎(chǔ)課程（工程課程）包括工程基礎(chǔ)類課程、智能及控制類課程兩個(gè)模塊，主要借助于吉林大學(xué)工學(xué)部工科資源進(jìn)行，重在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科視野、增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)能力、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)科基礎(chǔ)課程中工科類課程由農(nóng)業(yè)工程導(dǎo)論、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程圖學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、液壓與氣壓傳動(dòng)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)等構(gòu)成，設(shè)置學(xué)分下限40學(xué)分。學(xué)科基礎(chǔ)課程中智能類課程由電工學(xué)、控制工程基礎(chǔ)、測試與傳感技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)等構(gòu)成，設(shè)置學(xué)分下限15學(xué)分。

專業(yè)教育課程中設(shè)置了交叉課程模塊，重在對學(xué)生專業(yè)技能、工程實(shí)踐能力以及學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。該類課程基于專業(yè)優(yōu)勢與特色，在保持工科優(yōu)勢和設(shè)定最低學(xué)分限制的基礎(chǔ)上，注重理、工、農(nóng)、管、人文等學(xué)科的交叉。具體講，專業(yè)課程由汽車和拖拉機(jī)原理與設(shè)計(jì)、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理、畜牧機(jī)械學(xué)、機(jī)器人概論、農(nóng)業(yè)設(shè)施與環(huán)境工程等構(gòu)成，設(shè)置學(xué)分下限15.5學(xué)分。

總之，課程體系構(gòu)建與優(yōu)化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，人才培養(yǎng)單位必須根據(jù)學(xué)科專業(yè)的發(fā)展規(guī)律和歷史經(jīng)驗(yàn)，面向行業(yè)發(fā)展人才需求和科技創(chuàng)新需要，實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整和持續(xù)改進(jìn)。農(nóng)機(jī)專業(yè)卓越工程師2.0的課程體系構(gòu)建與優(yōu)化須不斷進(jìn)行適時(shí)調(diào)整和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，適應(yīng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的需求和國際化進(jìn)程的需要，真正培養(yǎng)出“精設(shè)計(jì)、懂工藝、善實(shí)踐、明管理、有視野、會(huì)創(chuàng)新”的農(nóng)機(jī)專業(yè)卓越工程師。

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