淺議“器件化”思維培養在工科教育中的重要性

馮果 江峰 朱穎 胡慶 包鎮紅 江偉輝

摘要：在“新工科”背景下，將“器件化”思維的培養引入工科教育意義重大。這對提高工科課程教學質量、改善工科人才培養模式、促進學生在學校的快速成長和增強學校與社會緊密結合都有有益的作用。工科學生“器件化”思維培養是“中國制造2025”對工科教育的緊迫要求，是工科教育的發展趨勢。

關鍵詞：“器件化”思維;工科;教育;創新

引言：

2017年，教育部下達了《關于開展“新工科”研究與實踐的通知》，為中國創新驅動發展奠定基礎。“新工科”背景下的人才培養給材工科學生的培養提出了新的要求與挑戰[1]。為此，大量教育工作者開展了一些卓有成效的研究[2-3]。對工科學生“器件化”思維培養未見相關針對性研究。為此，本文淺議了“器件化”思維培養在工科教育中的重要性。

一、“器件化”思維的培養對提高教學質量的重要性

將“器件化”思維的培養貫穿工科教育的整個培養過程，探索工科教育理論創新和實踐動手能力相結合的綜合素質與能力培養方案，其本質是將教育、科研、生產三者結合于研究生培養過程，有助于工科教育的實踐教學環節更有實際應用價值。通過“器件化”思維，有助于鞏固專業課程的同時，還可以引導和加強工科生的實踐創新能力，使工科生教育進一步獲得發展和提高。“器件化”思維的培養有助于提高工科生解決“新工科”背景下具體實際問題的能力。根據工科學生的專業基礎培養目標、創新意識培養目標和能力技能培養目標，以未來職業需求為向導，設置針對性的教學，設置教學任務，逐步在學校搭建器件制備和檢測平臺，采用“試驗、測試、檢測、分析”與器件化教學設計深度結合，融理論研究、材料制備與器件設計開發一體化的課堂設置和實施模式，有效調動學生上課的興趣，促進學生積極思考與實踐;采取市場需求、項目導向、任務驅動、崗位職責等課題實施驅動模式，強化研究生的綜合能力培養，提高教學質量。

二、“器件化”思維的培養對改善人才培養模式的重要性

在新工科背景下，以“器件化”思維的培養為載體，構建由基礎理論培養目標、創新意識培養目標和能力技能培養目標構成的工科人才協同培養機制。工科教育走與新工科背景下企業對人才需求相結合之路，以行業和具體企業對人才的需求為導向優化工科教育以職業能力和技能培養為重點，并與行業企業合作進行基于企業器件化需求的培養模式、建立以校企深度融合、能力與需求緊密結合的工科教育培養模式。將行業企業一系列對接產業轉型的技術需求及難題建成工科教育培養重點庫，選擇重點庫庫中的技術難題作為培養內容，引導學生在培養過程中進行實際技術問題乃至跨學科問題的分析解決，擴大自身知識面、提高學習能力，成為適應產業轉型條件下企業需求的復合型人才。以“器件化”思維的培養的實施為載體，以加強對工科生創新意識和能力技能的為重點、結合培養研究生的團隊合作能力、分析問題解決問題的綜合能力。改進工科生畢業課題的選題依據、開題方法與手段，引入與企業互動式、案例式、項目化等課題選題和考核與評價的改革與創新。

三、“器件化”思維的培養對學生成長的重要性

“器件化”思維的培養機制的實施還可使學生了解除本專業知識外的特色，有助于拓寬學生的知識面，提高學生的多學科交叉綜合能力。“器件化”思維離不開厚實的理論基礎和豐富的知識，閱讀文獻也是培養多學科交叉能力的重要一步，學會在浩瀚的學術文獻中獲取新知識，然后結合自己已有知識進行思考總結，將所學到的知識進行知識儲備。這就要求學生在專業知識上不僅應有廣度還應有深度的學習，能及時了解并掌握學科發展的前沿動態，對于其他專業的知識可以由淺入深，逐漸地將專業知識和技能沉淀。企業需要高校的知識、人才、創新技術，同時其對人才的實踐能力要求更高。高校也需要企業提供的生產實踐環境、順應時代發展的技術，了解企業和器件制品市場對材料和技術的最新要求，兩者是共同作用相輔相成的。總之，要適應新工科背景下行業對人才的需求，通過器件的研發將高校的新材料、新工藝資源與企業的實踐需求及器件產品市場有效結合起來，這是培養適合新工科和中國制造2025背景下實用工科學生最有希望的手段。無論是對社會長期的發展，還是對學生個人的成長都是一大助力。

四、“器件化”思維的培養對學校與社會緊密結合的重要性

多數高校工科專業的課程培養仍然偏向于基礎理論，總體方向上依然存在“重理論輕實踐”的問題，大多都忽略了實踐在工科生培養中本應有的主體地位，忽略了相關實踐成果或企業工藝改進的重要性。這一問題導致培養出的工科生與制造業對高實踐能力人才的需求不匹配。為此，“器件化”思維的培養需要結合于工科生的培養過程。充分利用工科老師往往有一定校企合作經驗和橫向合作單位的優勢，在工科課程教育的過程中使學生了解到行業的需求、企業最新的實踐技術難題，進而培養學生的理論創新的同時，也培養其實踐創新能力和動手能力。建立課程設計實現以能力和技能為本的高等技術應用性專門人才的培養目標，理論知識以“適度、夠用”為限，突出工科培育為器件服務，培養器件開發、制備、檢測及對應理論研究方法及技能測試和訓練等。

隨著新工科和中國制造2025等相關概念和政策的提出，工科的發展和新材料、新技術、新工藝的不斷推廣應用，發展對器件開發和改進的要求越來越迫切，相關器件的標準、規范和檢測技術也在不斷更新變化。工科學生的培育內容也逐步變化，舊的材料有些淘汰，新的材料在補充，如何制備器件成為一個十分急迫的問題。因此，在工科生課程教育過程中就必須引入器件開發制備相關的要求，使工科生的培育題與時倶進。

結論：本文淺議了“器件化”思維培養在工科教育中的重要性。分析表明“器件化”思維培養納入工科教育對高工科課程教學質量、改善工科人才培養模式、促進學生在學校的快速成長和增強學校與社會緊密結合都意義重大，是工科教育未來的發展趨勢。

參考文獻：

[1]吳愛華，侯永峰，楊秋波，郝杰.加快發展和建設新工科主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育，2017，3（1）：1-9.

[2]張海生.我國高校"新工科"建設的實踐探索與分類發展[J].重慶高教研究，2018，6（1）：41-55.

[3]吳濤，劉楠，孫凱."新工科"視域下工程人才關鍵能力的思考[J].黑龍江高教研究，2018，1（3）：156-160.

（景德鎮陶瓷大學材料科學與工程學院?333000）