新工科背景下傳統專業金屬材料工程產教融合教育的實踐探索

毛向陽 王章忠 趙秀明 張保森

[摘 要]在新工科建設的大背景下，傳統金屬材料工程專業應主動適應經濟結構變化，加大產教融合的教育革新。文章闡述了新工科與產教融合教育之間的關系以及開展產教融合教育的必要性，并就金屬材料工程傳統專業目前存在的問題做出了總結。通過設立課程體系、課堂教學、創新創業項目訓練、學科競賽活動、企業實踐實習、素質拓展創新學分、雙創型教師等對產教融合教育形式進行探索與實踐，推進金屬材料工程專業向產業需求導向發展，提升復合型人才培養水平。

[關鍵詞]新工科;產教融合;金屬材料工程

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）12-0081-03

在“一帶一路”“互聯網+”以及大數據、智能化等高端技術的推動下，新經濟和新產業的展開對工程科技人才的培養提出了更新的要求，據此，教育部明確了各高校必須加強新產業形勢下新工科的人才培養內涵建設[1]。新工科的內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化創新型卓越工程人才，工程教學改革是學生的期望、教師的責任、國家的要求和社會的需求。在建設新工科的大背景下，傳統專業如材料科學與工程等如何適應當前產業結構優化升級的需求，成為高等學校專業建設的首要目標。為滿足新工科建設需求，高校要繼續堅持深化產教融合的教育模式，引入新科技助力提升專業建設，提高工程教育的整體水平與文化素養[2-3]，力爭形成以高校為主體、政府主導、行業指導、企業參與的協同育人模式，逐步突破制約工程教育人才培養質量的壁壘[4]。

一、新工科與產教融合教育之間的關系

總而言之，新工科的基本點為產教融合。工程教育的人才培養應與新經濟產業人才的需要相契合，新工科人才培育機制要求形成“目標導向、需求導向、問題導向、能力導向”的教學模式[5]。產教融合強調的是將地方應用型本科高校轉到“產教融合校企合作”的方面上來。產教融合的實質是國家在“十三五”期間，為支撐經濟的轉型升級而提供更加堅實的人才基礎，支持各類地方高校向不同方面分類發展，辦出特點，增進培育人才、建設學科專業與產業發展相融合。產教融合的人才培養模式能夠優化學生的知識和能力，培育順應新時代發展需求的高素質應用型人才[6]。新時代對工程人才的培養目標提出了新的要求，而新工科與產教融合一脈相傳，都旨在培養復合型、應用型人才，這是地方高校未來適應新時代發展所做出的選擇。

二、新工科背景下產教融合教育的必要性

新工科建設是為了主動響應新一輪的科技革新和產業變革。縱觀全局，中國新經濟的開展需要大批新興工科人才，這些人才培養需要新理念的指引和新培育模式來撐持[7- 8]。在促進地方區域經濟發展中，如何抓住知識經濟的機遇，需要應用型高校不斷依托新工科教育的新式理念，提高人才的培養質量，提升人才的創新實力，更好地滿足當前經濟發展對區域人才的需求[9]。相對于傳統的工科人才來說，未來新經濟和新興產業需要的是工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才，學生應該擁有較強的學科交叉交融能力、自主學習能力、引領新經濟發展的能力。新經濟是一個動態的發展過程，順應新經濟而來的新工科勢必也是一個動態的發展過程，這就要求高校依照人才市場的變動需求，及時更新學科專業內涵，不斷改良人才培育方案。

在新工科背景下，產教融合教育能夠為升級經濟轉型提供愈加堅實的人才撐持[10]。在新工科背景下，教學更加注重方式方法的改變，教學中心從教師轉換到學生，包括增強雙師型、雙創型教師培育[11]，改變學生的學習方式，重視實訓、實習、實踐環節。企業在新時代背景下，在人才的引進、培養、使用和儲備上與高校有著相同的目標，這給推進產教融合開展帶來了新的契機。企業已經逐漸開始愿意承擔社會責任、參與人才培養的過程。學校與企業應發揮自各不同的優勢，主要圍繞地方經濟，重點打造地方產業亟須的應用專業，在戰略性決策咨詢、科技創新合作、成果轉化、人才培養等領域開展廣泛深入的合作，充分發揮校企人才優勢。

三、傳統金屬材料工程專業產教融合教育存在的問題

新一輪的產業科技革命迫切須要大量新工科領域的創新型技術人才，大數據、人工智能等現已成為時代不可逆轉的方向，擔負產業人才培養的高等教育更加需要升級。盡管我國高校在新工科背景下對產教融合的探索已經有了突破，但仍存在以下問題[12- 13]。1.受行政管理體制、經濟區域差別等許多外部條件的約束，部分高校培育新工科人才的理念嚴重滯后、定位模糊，導致教育和產業需求不均衡，人才培育同質化嚴重，供需結構性矛盾日益激烈。2.產教融合教育并沒有突出企業的重要地位，以至于產教融合模式單一、動力不足，無法完成產教融合的有效聯動。3.產教融合的保障體制和監控評價體系不健全，對各參與主體的責任權力缺乏國家層面的政策規定。

金屬材料工程是實踐性很強的學科，其內容和領域處于不斷拓展之中，傳統的實驗教學內容和教學方法已遠遠不能滿足新工科背景下對本科教育的要求，傳統金屬材料工程專業的升級仍有較長的路要走。與新工科相比，目前傳統金屬材料工程專業擁有以下特點。1.注重傳授課本基礎知識，忽視培養學生的創新能力。現在很多高校采用傳統的教學方法和考試方式，課堂教學與實踐教學嚴重脫節，學生仍通過死記硬背來應對考核考試，不愿意參加社會實踐、科創項目和競賽項目等。2.重視灌輸傳統課本知識，忽視對科技發展前沿知識的講授，大部分工科高校的金屬材料工程專業受人力、教學環境等因素的限制，對學生依然沿用傳統的知識體系進行培養，不能隨著社會科技的發展及時更新知識體系，不能將前沿的科技成果應用于教學，沒有實現“以學生為核心”的成果導向型教育。3.注重校內封閉的教育模式，忽略社會對工科學生的培養。學校雖然能利用校內實踐基地對學生進行實踐教育，但是實踐基地設備儀器陳舊，學生的實踐時間短、內容少，主要實踐側重于現有設備的操作，不能很好對接科技前沿的知識。4.實踐過程中多以實驗為主，且實驗方案的主要內容完全照搬書本，學生不能將知識融會貫通，實驗時只有少數人參與，其他學生共享實驗結果。此外，部分學生的判斷能力差，對金相照片的處理不注重了解樣品制備工藝，實驗報告和平時課程實驗一樣，只是把實驗結果表達處理，如羅列金相照片，缺少數據分析[14]。

四、新工科背景下金屬材料工程專業產教融合教育的路徑

新工科背景下的金屬材料工程專業人才培養，要求明確教師與學生中心位置的改變，改變學科與專業建設，構建產教融合一體化的人才培養模式，更加注重培養實訓、實習、實踐環節，注重創新創業等。

（一）建設多學科融合的課程體系

新工科背景下要將傳統金屬材料工程專業進行升級，使傳統專業可以滿足社會的需求，降低人才與企業需求之間的差異。金屬材料工程專業應建立多學科融合交叉的課程體系，從學科專業的單一型人才向相近學科通識型人才轉變。例如，材料科學的基礎先修課程包括機械工程、計算機、力學、英語等，在開設上述課程時應同時開設相關的金屬材料工程實驗與實踐課程。

（二）課堂教學改革

金屬材料工程專業在“互聯網+”背景下應積極順應教學改革的新趨勢，以計算機、高數、英語等公共課為基礎，通過在線開放講授課程，定期舉行教師教學沙龍和探討教研主題活動，主動革新課堂組織形式，并嘗試第二課堂育人機制、以成果為導向的教育理念，依據學生的畢業素質來要求、設計第二課堂主干課程，在這個過程中推動第二課堂成績的智慧化運行。

（三）積極推進創新創業項目

開展大學生創新創業項目實踐訓練，不僅有利于學生創新創業能力的培養，而且可以促進學生就業競爭力的形成，還有利于促進教學質量的提高，促進教師及時發現教學過程中的不足之處，并有針對性地調整授課中的相關知識點。以“金屬材料失效分析”訓練項目為例，師生入住企業啟動失效分析服務，學生在企業導師的指導下完成樣品采集，整個分析過程以解決生產實際問題為標準，學生真實地參與項目的取樣、方案設計、討論、實驗分析等多方面的鍛煉，這極大地提高了學生的實踐能力，激發了學生的學習興趣。

（四）加強學科競賽活動

學科競賽能夠領導學生系統化學習相關專業知識，是學生將所學到的知識用于解決實際問題的重要實踐平臺。同時，支持行業協會、企業舉辦的技能大賽和設計比賽，能加強學生的市場適應性，尤其是行業協會支持的“材料熱處理創新創業大賽”、企業贊助的“金相創新大賽”等，每年的參賽活動吸引了不同年級、不同層次的材料專業學生參加。學科競賽活動能促進學生在實踐中提高，在創新中提升，在競賽中成長。

（五）讓學生到企業實踐學習

為學生打造校外實踐的教育平臺，開展“企業頂崗實踐”“生產實踐現場”以及學生自愿申請“暑假企業實踐”等活動，選派校內導師指導帶領學生，將學生分配到生產部、技術部、質檢部、銷售部等部門，企業的各個部門均指派校外技術人員擔當學生的校外導師。根據實踐環節，學生入住企業后，企業安排一名教師帶領2—3名學生，企業導師對學生企業實踐學習的表現進行評估考核，同時校內導師要定期與企業導師、學生及時交流，了解學生的實踐學習情況。

（六）設立素質拓展創新學分

近年來，素質拓展創新學分項目愈發完善，其中包括社會實踐學分、跨專業選修學分、科創學分，學生四年必須修滿10個學分，該創新學分已經成為學生畢業條件之一。從學校到學院再到學生個人都逐漸注重該創新學分的學習，學校展開學生進課題、進實驗室、進團隊等實踐活動，讓學生提早融入生產與科研實際。創新學分的獲取，鍛煉了學生的創新能力，為學生快速適應市場提供了較好的條件。

（七）開展雙創型教師隊伍建設，逐步健全完善創新創業導師庫

以產業需要為導向的新工科產教融合教育必須建設高水平的雙創型教師隊伍，可以采用內培外引的思路進行雙創教師隊伍建設。首先從內部挖掘，加大力度提升青年教師的工程實踐能力，出臺激勵政策，有計劃地選取教師送至企業，接受企業的培訓和掛職鍛煉，培養校內創新創業導師。其次，從企業引入行業工程實踐能力強的人才擔任兼職教師，改善師資構造，充實創新創業導師庫。

（八）校企合作，多方協同參與提升人才培養質量

作為金屬制造業經濟大省，江蘇省擁有數百家金屬冶煉、加工企業，具有較強的地方經濟優勢。南京工程學院金屬材料工程專業在省內外設有數十家企業實踐教學基地，能夠為金屬材料工程專業學生提供大量的培訓、實習、就業機會，金屬材料專業學生可以在這些基地完成生產實習、畢業設計等實踐教學環節。在校企合作的框架下，這些實踐教學環節能夠顯著提升學生的工程素養，為學生積累工程經驗。

五、結語

新經濟的發展對培養傳統金屬材料工程專業的人才提出了新的挑戰。以南京工程學院金屬材料工程專業為例，通過以產教融合為抓手，以學生為中心，以成果為導向，明晰新工科專業定位，修訂人才培養方案，提升自身辦學特色，開展新工科產教融合教育方式的探索與實踐。新經濟是一個動態過程，在新工科背景下，產教融合需要不斷推陳出新，全面持續深化改革，緊跟新時代經濟發展的步伐。傳統金屬材料工程專業的升級改造，需要大力推進貫通產教融合的教育方式，以項目為導向、以任務為驅動，全面推進新工科專業建設，培養的人才不應該僅僅具備單一學科的精深知識，更應具備學科交叉融合的特征，不僅要具有優秀的技術，還要具有社會、經濟和管理等多方面的知識儲備。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：陳 明]