材料成型及控制工程專業數字化產教融合實踐

羅霞 向東 楊眉 黃本生 陳孝文

摘? 要：為了快速構建西南石油大學材料成型及控制工程專業數字化產教深度融合新模式，優化校內資源配置，積極獲取社會資源，滿足國家需求和實現產業創新發展，文章提出通過校企合作方式，共建“教育—培訓—研發”為一體的工程實訓平臺，打造高水平師資團隊，以專業標準規范教學方式，培養適應于數字化時代的應用型工程人才，不斷提升工程實踐水平，接軌產業創新，聯合國內外發展前沿的實踐路徑，旨在培養學生的工程實踐能力、產業創新能力，全面提升工科教育數字化水平。

關鍵詞：新工科；材料成型及控制工程專業；產教融合；數字化

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）29-0003-04

材料成型及控制工程專業是各大高校都在大力發展的專業，盡管相關生產應用已經得到了很好發展，但社會對該專業人才需求和持續研究是與日俱增的。在發展歷程中，該專業經歷過方向調整和整合，隨之出現了一系列問題，特別是舊的人才培養模式不適應如今新的數字化要求。因此如何培養具有數字思維的材料成型及控制工程專業工程人才，是當今要解決的首要問題。新工科建設培養創新型和多元化卓越工程人才，主動對新一輪科技革命和產業革命作出調整［1］。隨著新工科理念的提出，西南石油大學材料成型及控制工程專業開創了新的人才培養模式和發展思路，進行了數字化轉型。新工科建設需要深度推進產教融合，構建融合實踐教學、技術研發、創新創業、產業培育于一體的集成化平臺，著力培養學生的工程創新能力和適應變化能力。其中，林健等人提出“卓越工程師培養計劃”［2］；黃文炎等人提出了高校要與企業共建相關共工程學院的思想［3］都在西南石油大學材料成型及控制工程專業中得到了具體應用和體現。為進一步推動數字化產教融合，打造開放、共建共享的教育共同體，實現雙方的優勢互補，校企雙方應共同努力培養出具有深厚專業能力、技能、具有創新實踐能力同時能夠獨立解決問題的多元型人才。

一、數字化產教融合多方培養體系培養應用型人才

西南石油大學根據自身優勢特點，優化校內資源配置，為學生提供更多社會資源，建立健全多方位培養體系，為新工科材料成型及控制工程領域不斷輸出優秀的人才。學校材料成型及控制工程專業作為四川省卓越工程師教育計劃專業，擬定人才培養目標，組織實施卓越工程“實踐深拓展、進企業、建平臺”系列培養流程［4］。

（一）建立人才共育、資源共享的多方育人體系

不斷引進校外資源，進行校內外的深度合作，貫徹校內資源和校外資源對流，積極建立健全跨學院、跨學校的多方育人平臺。

1. 充分利用校內資源，夯實專業基礎能力和基本實踐技能

作為材料科學、機械制造、測試控制等學科的交叉融合，材料成型及控制工程專業與工程應用聯系密切，利用材料成型及控制工程產教融合實訓平臺，完成專業基礎能力和基本實踐技能的培養。同步培養學生的創新實踐能力，開展實驗設計和綜合實驗。

2. 依托學科專業定位和師資團隊，培養鍛煉學生的自主創新能力

學校材料成型及控制工程專業組建了一支業務素質過硬的師資隊伍。支持鼓勵師資團隊以產業創新為科研導向，建立健全長期培養機制，發展科研和教學相互促進的模式。教師帶領學生積極參與科研項目、綜合性實驗和創新型實驗，把學科科研的資源、平臺和課題組向本科學生傾斜，讓學生逐步了解學科前沿和發展方向，開拓科研視野，培養學生解決綜合性難題的能力。

3. 充分利用大學生創新創業平臺

開展創新創業培訓，接軌學科中產業發展內容，嘗試從各個角度將創新與產業相結合，鼓勵大學生參與創新創業競賽。

4. 充分利用科研競賽平臺，培養創新實踐能力和水平

引導學生參加全國大學生金相技能大賽、熱處理大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽、全國大學生焊接創新大賽等，提升學生的專業創新實踐水平。

（二）校企合作共建“教育—培訓—研發”為一體的工程實訓平臺

1. 建立工程實訓平臺的必要性

“新工科”這一概念自提出后，逐漸成為新時代高等教育發展的重要部分，產教融合正是推進新工科建設的重要途徑。

作為材料科學、機械制造、測試控制等學科的交叉融合，材料成型及控制工程專業與工程應用聯系密切，產教融合可以有效解決材料成型及控制工程新工科人才培養和產業轉型升級的銜接問題，建立產教融合實訓平臺是實現產教融合的有效途徑之一。材料成型及控制工程專業為四川省“一流專業”“四川省卓越工程師計劃專業”，現已通過國家工程教育專業認證。隨著四川省“5+1”現代產業體系建設的不斷推進，人才市場對材料成型及控制工程專業高素質工程技術人才要求越來越高，迫切需要企業深度參與，旨在共同提升學生解決復雜工程問題的能力［5］。

現有的實訓平臺不能滿足培養快速適應裝備制造、新材料和能源化工產業需求的高素質工程技術人才的需求，為培養高素質工程技術人才，促進四川省裝備制造、新材料和能源化工產業的轉型升級，提高高校服務產業服務能力，亟須建設材料成型及控制工程產教融合實訓平臺。

2. 建設材料成型及控制工程產教融合實訓平臺有效實現合作共贏

（1）增強基礎實訓平臺的功能，提高學生服務企業的工程技術能力。除了原有基礎實驗平臺、企業基本實踐訓練平臺基礎，學生在產教融合實訓平臺上完成基本工藝實踐實訓，還可以完成數字化加工、智能制造以及制造檢測等學科前沿訓練與提高，加深學生對于專業先進技術設備的認識，拓展學生在開放實驗、創新創業計劃等方面的訓練，提高學生引領行業發展、服務企業的工程技術能力。

（2）共建產教融合平臺，提高企業與學校的協同育人能力。共建產教融合實訓平臺，企業深度參與學生的實踐教學，打通企業生產人才需求與學校培養之間的聯系，企業導師深度參與學生的實踐訓練指導。產教融合平臺也對企業技術人員開展培訓，企業工人和新進技術人員進入產教融合實訓平臺進行訓練，達到雙向協同育人的目的。

（3）協同共謀發展，引領四川省裝備制造、新材料和能源化工產業升級。產教融合實訓平臺還可以為企業提供技術服務、新進人員的專業培訓等。材料成型及控制工程企業產教融合實訓平臺的建立不僅能夠為學生專業系統實訓提供支持，促進學校與企業項目合作與產品研發的深度融合，促進四川省裝備制造業的智能化、信息化改造升級，形成“育人、科研、服務、培訓、培育”于一體的組織模式，實現新工科人才培養的協同育人和傳統校企合作向產教發展共同體的合作升級轉變［6］。

3. 實訓平臺主要建設內容

材料成型及控制工程專業產教融合實訓平臺基于國家“十四五”教育強國發展戰略，牢牢把握“產、學、教、研、培”五位一體的指導思想，緊跟“中國制造2025”中智能制造的布局，建設材料成型及控制工程專業新型工科。

實訓平臺設計理念為材料四要素“成分—加工— 結構—功效”，服務于裝備制造、新材料及能源化工行業發展，涵蓋材料設計、材料加工、材料檢測等環節，融入智能加工新技術，由材料成型及控制數字化實訓平臺、智能制造實訓平臺和材料成形智能測試平臺三大模塊構成。

4. 實訓平臺功能

（1）專業技能實訓功能。新能源與材料學院的教學實驗中心已經可以滿足材料成形及控制工程專業的基礎教學實驗需求，但在專業技能的實踐與訓練上還存在設備較少、特別是先進設備種類不足等問題。材料成型及控制工程專業產教融合實訓平臺建立完備的材料設計、成形加工、測試及評價體系，彌補現有基礎教學實驗平臺在先進教學實驗設備，特別是智能制造和檢測相關實驗設備不足的問題。

（2）雙向化的執業資格培訓認證功能。基于材料成型及控制工程專業產教融合實訓平臺，可以開展國際焊接工程師、無損檢測執業資格人員、見習熱處理工程師等方面的培訓工作，合格人員取得相應的執業資格證書，這既為企業培育輸送具有相關執業資格的工程技術人才，也為企業在職人員開展執業資格培訓，實現培訓的雙向化。

（3）創新創業拓展訓練功能。材料成型及控制工程專業產教融合實訓平臺配備更多先進的實驗設備，可以開展針對學生二課、開放實驗和創新創業計劃等項目的拓展訓練，以及開展鑄造工藝設計大賽金相大賽、熱處理大賽。培訓新項目，提高訓練水平，參加互聯網+、挑戰杯等學科競賽方面，給學生提供更多自主創新及實踐的空間和機會。

（4）產教融合，育人育才，形成智能加工與檢測的技術實訓與輸出基地。材料成型及控制工程產教融合實訓平臺包括建立材料成型及控制數字化、智能制造及檢測等實訓平臺，可以為學校和企業人員提供材料先進成形加工的技術實訓，深化校企合作的開展，形成產教發展共同體、雙向育人的合作模式。

5. 平臺用房、設備和人員需求

（1）材料成型及控制數字化實訓平臺。材料成型及控制數字化實訓平臺主要用于材料的設計與材料成形的仿真模擬，包括材料設計模擬與分析，材料成形及加工（液態成形、焊接、鍛壓、沖壓等）虛擬仿真及數值模擬等方面，可開展相關的實踐教學、實訓、科研、產教融合等，需要相關專業教師和企業兼職人員負責。擬安裝主要設備及相關要求如下所示，材料成型及控制數字化實訓示教系統，新添置服務器2臺套，計算機30臺，多媒體投影示教系統1套，集成學校已購買各類材料分析仿真軟件。

（2）智能制造實訓平臺。智能制造實訓平臺主要用于材料的智能化成形加工，包括智能化焊接、3D打印、激光加工新技術等，需要相關專業教師和企業兼職人員負責。擬安裝主要設備及相關要求如下：智能焊接實訓平臺1套；配備釬焊、電阻焊、擴散連接、超聲焊等智能化微連接設備30臺套；智能化機器人焊接實訓系統，共計15臺套，其能采用多種連接方法完成金屬及非金屬等多種金屬材料的連接成形，滿足材料成型及控制工程專業的實踐教學、工程實訓與培訓、一定技術服務；多材料三維成型系統2套，包括金屬3D打印機、纖維3D打印機、激光熔覆淬火一體設備等共計12臺/套。

（3）材料成形智能測試系統實訓平臺。材料成形智能測試系統實訓平臺主要用于產品或構件的無損探傷、可視化溫度場分析、殘余應力和應變檢測以及摩擦磨損等測試與分析基本訓練基礎上，再以管線在線檢測為實例進行實訓，提高實訓水平。擬安裝主要設備及相關要求如下：智能檢測系統1套，配置超聲、熒光等無損檢測設備，共計10臺/套；智能熱像儀、殘余應力應變測試儀等，可用于焊接過程的溫度場和應力場的監測，共計4臺/套；材料表面微動磨損、腐蝕等性能測試分析設備，共計4臺/套；管線在線檢測系統1套。

二、產教融合共建課程和教材

“材料分析方法”2020年入選國家級一流本科課程；“材料科學基礎”“材料物理化學”2020年入選四川省一流本科課程；“材料分析方法”2018年入選四川省創新創業教育示范課程。建成“材料分析方法”等省級精品課程2門，出版教材6本。本專業用于學生課程，加強新工科理念，體現學科特色、結合實際來培養專業人才。

三、外引內培，打造高水平新工科師資隊伍

教師是人才培養中最重要的一環。新工科對教師在產業經歷、產業能力、教學水平和綜合能力方面都有較高的要求，要求教師除了本專業的能力外，還應關注與本專業前沿相關的交叉學科，與產業界保持密切關系，了解產業需求并解決其中的實際問題，能熟練運用網絡信息平臺和現代技術。

學校材料成型及控制工程專業對教師實施過“五關”計劃，建設了一支結構合理、業務素質過硬的師資隊伍。專業現有專任教師16人，正高級職稱6人，博士生導師2人，副高職稱7人，中級3人，高級職稱80%，大部分教師有工程實踐經歷，“雙師雙能”型教師占專任教師達到72%。先后獲四川省學術與技術帶頭人及后備人選、四川省海外高層次留學人才的榮譽稱號，獲各類教學獎勵19項。

四、構建閉環質量監測體系

該專業建立了畢業生跟蹤反饋機制。通過應屆生、往屆生的校友職業發展調查、問卷訪問等多種途徑，對畢業生的就業情況，在就業中遇到綜合問題的解決情況和工作中用到的基礎知識和技能方面的掌握，從畢業生的培訓質量、培訓目標達到情況進行定期評價，與預期目標進行比對，根據檢測結果有針對性地持續進行方案改進，持續提高人才培養質量。

根據往年數據，專業每年招生大約100人，人才培養質量優良，由非教育系統的第三方調查數據顯示，材料成型及控制工程2017—2019屆畢業生對專業的滿意度為94%，81%以上對工作內容滿意，80%以上對工作薪酬滿意。用人單位對學生滿意度也高達91%。

為了適應新工科建設要求，材料成型及控制工程專業在數字化產教融合建設中統籌教育資源，共建共享工訓平臺，進行校企合作等途徑，構建出多方共同育人的資源平臺，打造了互利共贏、關注學生專業創新實踐能力培養的新型模式，并且在畢業生就業后投放問卷調查、應屆生和往屆生畢業座談會等措施形成了閉環管理的監督模式。推動教育、人才、實踐、創新和產業鏈相互深度融合，目標是培養專業知識扎實、工程實踐能力過硬、創新能力出眾、能夠解決產業轉型中遇到的實際問題的多元化高水平復合型人才。

參考文獻：

［1］ 高蘭蘭. 高校信管專業協同育人實踐教學流程再造與平臺構建［D］. 石家莊：河北科技大學，2019.

［2］ 林健，盧興富. 中國工程教育治理體系的內涵與構成要素［J］. 高等工程教育研究，2022（04）：1-9.

［3］ 黃文炎. 校企共建行業學院 構建“八個共同”機制為導向的產教深度融合協同育人模式——以賀州學院為例［J］. 賀州學院學報，2020，36（02）：152-155+164.

［4］ 李萌，張金燕，韓琛曄，等. 應用型新工科教育的產教融合模式實踐［J］. 集成電路應用，2022，39（06）：236-237.

［5］ 李宸劼. 新工科背景下的產教融合育人策略研究［J］. 教師，2022（20）：126-128.

［6］ 張玲艷，邱水才. 新工科背景下產教融合創新人才培養模式研究［J］. 產業創新研究，2022（18）：184-186.

（責任編輯：淳潔）

基金項目：2021校級一般項目“基于新工科背景的材控專業智能制造課組建設研究與實踐”（X2021JGYB031）；2021年成都市鼓勵校地校企合作培養產業發展人才項目“太陽能產業高素質應用型復合人才校企聯合培養”（項目編號：成財制〔2021〕2號）；2022年四川省產教融合示范項目“四川省光伏產業產教融合綜合示范基地”（項目編號：川財教〔2022〕106號）。

作者簡介：羅霞（1987—），女，博士，西南石油大學新能源與材料學院碩士生導師，副教授，研究方向為近凈成形輕合金（高強鋁合金、鈦合金、醫用鎂合金）；向東（1987—），男，博士，西南石油大學新能源與材料學院副教授，研究方向為高分子復合材料；楊眉（1971—），男，博士，西南石油大學新能源與材料學院教授，研究方向為油氣田材料；黃本生（1969—），男，博士，西南石油大學新能源與材料學院教授，研究方向為先進連接；陳孝文（1971—），男，博士，西南石油大學新能源與材料學院教授，研究方向為油氣田材料。