“新工科”建設背景下材料成型及控制工程專業生產實習教學改革之初探

胡勇　馮力　賈智

摘 ?要：生產實習教學在工科院校工程實踐能力培養體系中具有舉足輕重的作用。對當前實習教學中普遍存在的共性問題從高校和企業層面展開分析，基于“新工科”建設理念，探討了學校和企業協同合作育人的生產實習教學改革。通過校企雙方長效合作利益機制的建立切實保障了生產實習的教學效果。

關鍵詞：“新工科”;材料成型與控制;生產實習;教學改革;協同育人

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2021）04-0126-04

Abstract： Production practice teaching plays an important role in engineering practice ability training system of engineering colleges. Based on the construction concept of "New Engineering"， this paper analyzes the common problems existing in the current practice teaching from the perspective of colleges and enterprise， and discusses the reform of production practice teaching in collaboration between schools and enterprises. Through the establishment of the long-term cooperative interest mechanism between the school and the enterprise， the teaching effect of production practice is effectively guaranteed.

Keywords： "New Engineering"; Material Forming and Control; production practice; reform in education; cooperative education

在新一輪科技革命和產業革命推動下，我國經濟轉型升級和供給側結構性改革不斷深入。為了主動迎合科技革命與產業變革對高素質復合型工程技術人才的需求，教育部在“大工程觀”教育理念的基礎上，根據我國工程教育的實際狀況，把握新興技術的發展趨勢，積極主動對接國際標準，先后推出了“卓越工程師教育培養計劃”“國際工程教育專業認證——華盛頓協議”“新工科”建設等一系列重大教育改革舉措。特別是“新工科”建設中的“復旦共識”“天大行動”“北京指南”，明確了建設的主要任務及其發展中的主要作用，擬定了建設和發展的總目標和各階段的分目標，指明了下一步的研究與實踐方向[1]。上述綱領性文件拉開了我國“新工科”教育改革的發展序幕，譜寫了新世紀工程技術人才培養的華美樂章。

蘭州理工大學材料成型及控制工程專業作為07年教育部批準的國家級特色專業，目前包含鑄造和塑性成形兩個專業方向。2013年本專業獲批為教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業，同年“材料工程實驗教學中心”被教育部批準為國家級實驗教學示范中心。本專業自2016年通過首輪工程教育專業認證后，19年完成第二輪工程教育專業認證。“中國制造2025”目標的提出使得與裝備制造業緊密相關的材料成型及控制工程類人才需求不斷得到加強，而生產實習是工程教育與企業生產及社會實踐緊密結合的重要體現，在提高學生綜合實踐能力與素質、加強專業知識的認知和理解，培養解決復雜工程問題能力等方面具有不可替代的作用。

隨著“新工科”建設計劃的推進，現有教學理念和模式支撐下的生產實習教學已經難以滿足學生綜合素質、工程意識及創新思維培養的需要，如何滿足企業和社會的要求，對現有實習教學進行必要的改革已成為一個亟待解決的問題。為此，筆者結合本專業近年來生產實習教學心得及工程認證經驗，系統反饋當前教學環節普遍存在的問題，對“新工科”背景下的實習教學改革進行初探分析。

一、當前生產實習教學的現狀及存在的問題

材料成型及控制工程專業生產實習作為學生深入相關企業，培養實事求是的科學態度、密切理論聯系實踐、鞏固深化專業理論知識的核心教學環節，發揮著增強學生工程實踐能力，為企業提供合格人才的重要作用。然而，當前高校和企業間存在的如下問題已經直接影響到了教學質量和人才培養的效果，面臨著巨大的挑戰：

（一）高校層面分析

1. 教學管理角度

對大多數工科院校而言，生產實習普遍采用單一的集中實習模式。教學主管部門負責教學任務的下達，學院和系里承擔實習教學任務的指導教師負責對口實習基地的聯系和實習計劃的擬定。教學院長或專業負責人匯同指導教師召開實習動員會，普通班生產實習一般設定3周（卓越工程師培養計劃班一般設定15周以上），在安排部署完實習計劃和任務后由對口實習基地統一安排，分組或集中前往相關企業進行現場教學。然而，相較于以學校為主導執行既定的教學計劃不同，生產實習擬定的教學計劃更多受制于企業的生產實際（譬如，受環保關停令或生產計劃的影響，相關企業無法正常開工，原定實習計劃就不得不做出調整）。同時，生產現場昏暗、嘈雜、污染、空間有限的現實條件也決定了生產實習不能像課堂教學那樣正常有序實施，再加上學生擴招帶來的教學管理難度，最終影響到實習教學的效果。

2. 指導教師角度

指導教師隊伍建設是保證生產實習效果、提高教學質量的重要前提。實習教學的工作特點要求指導教師不僅具有堅實的理論基礎和豐富的教學經驗，同時還應該對實習基地的單位歷史、行業現狀和發展前景，企業的產品類型，典型裝備與制造工藝，生產組織和管理體系，車間布局及工廠安全等有充分的了解，對學生、對實習教學有很強的責任心。然而，當前高校和社會普遍存在嚴重的“泛科學化”傾向[2]，大多數工科院校對于教師的職稱晉升和年度考核只注重高水平論文、科研項目、專利獎勵等標志性成果，考核體制中課堂教學和實踐教學的權重相對較低，教學投入和產出的嚴重倒掛導致教師將主要時間傾注在學術水平的提升上，對參與實踐性教學的熱情不高。同時，高校現有人才體系中畢業于“985”或“211”高校的博士及擁有海外求學經歷的高層次人才雖然具有豐富的理論知識，但生產經驗和實踐能力卻相對匱乏，由他們來指導學生實習，很難達到預期的目標。上述因素直接影響學生工程實踐能力的培養效果。

3. 實習學生角度

生產實習既是基礎理論知識和實際應用的結合過程，又是培養學生解決復雜工程問題能力的重要一環。材料成型及控制工程專業本科培養計劃涉及物理、化學、機械、工程、材料等眾多領域，其相關專業課程的教學主要還是以理論講授為主，而生產實習本身屬于多學科、多領域、多知識點貫穿的系統工程，這無形增加了理論知識與工程實踐結合的難度。學生原本在專業課學習過程中就很難由相關理論知識遴選出正確、合適的工程問題，在實踐教學過程中就更加提不起興趣，表現為對專業認知的不足和行業發展的迷惘。其次，受現場工況條件和安全因素的制約，現有的生產實習多以觀摩為主，學生很少參與具體的生產過程，只能被動地沿企業劃定的安全通道“走馬觀花”似的聽和看，參與感與體驗感的缺失無法有效調動學生投身工程實踐的積極性和主動性，實習儼然變成了一種“游覽和參觀”，不能有效發揮實習基地在提升學生工程實踐能力等方面的積極作用。最后，社會大環境和價值觀因素的影響造成新生代的大學生普遍缺乏專業熱情，面對工廠相對惡劣的生產環境和工人師傅普遍不高的收入水平，很多學生產生消極的行業內就業抵觸情緒。與此同時，大學生就業壓力促使很多學生將“考研”“考公”“三支一扶”等作為人生選擇，備考復習及找工作與生產實習之間的疊加沖突，也導致學生主要心思和精力不在于此，更多表現為混學分的應付差事。

4. 實習經費角度

近年來，教育主管部門和高等院校都越來越重視本科生教學工作，在專項教學經費和本科教學實驗室建設經費等方面投入了大量資金，但是其中真正用于大學生實習的經費卻十分有限。目前相關高校實習經費普遍采用人頭包干制，由于各高校存在區域經濟、學校財力、專業特點的差異，工科類生產實習生均經費不足600元。由于物價水平的不斷增長，學生實習人頭經費所涉及的交通、住宿、管理、指導和保險等費用也連年增加。面對實習經費增長不及物價上漲的窘境，大多數高校不得不“量體裁衣”，通過對實習單位進行取舍，壓縮實習時間，簡化實習方式等措施來予以應對，這無形中也嚴重造成實習質量的縮水。

5. 實習評價角度

目前，多數高校采用出勤考核、實習日志記錄、實習單位意見、實習答辯及實習報告等多種評價手段相結合的方式來綜合評定學生的生產實習成績。然而，學生實習日志和實習報告相互抄襲，實習記錄內容和實習單位意見浮于表面流于形式，實習內容與培養學生動手實踐能力、創新能力和解決復雜工程問題能力嚴重脫節，實習環節的過程控制和總體評價沒有針對性，學生對綜合測評成績無所謂，這些因素共同影響實習效果評價的客觀與公正。

（二）企業層面分析

專業對口，穩固多樣的實習基地是確保人才培養質量的重要基礎，為此，各工科類高校都積極加強實習基地的建設。然而，當前全球經濟下滑對傳統制造業產生很大的沖擊，很多行業內的重點企業都面臨著單位改制和改革的痛苦。在激烈的市場競爭條件下，各企業為了自身的生存和發展，只能將全部精力聚焦于市場開拓和增加效益等方面，根本無暇承擔大學生實習的社會責任，甚至多以生產任務緊、環境惡劣、技術保密、有安全隱患等理由拒絕接納，缺乏安排實習的積極性。即使部分企業能夠予以接待，出于管理和安全的考慮，也很少能為學生提供實踐動手的機會，多以現場參觀為主。究其原因在于，企業以生產經營為主，高校以培養人才為目標，二者之間缺乏長效合作的利益機制。學校實習所繳納的相關費用相對于企業經營收入而言沒有多大的意義，企業沒有義務對大學生進行合格員工的培訓，當前高校培養的人才偏向理論教育，與企業有“相關工作經驗”人才的需求不匹配。此外，企業強調安全生產責任制和崗位管理責任制，由于各工科類高校幾乎在相同的時間段內扎堆涌入企業，原本接待能力就有限的車間變得更加不堪重負，學生實習非但不能給企業帶來直接的經濟效益，反而還會增加管理和生產的成本，甚至帶來嚴重的安全隱患。另一方面，企業生產涉及核心技術與機密，車間內部非固定人員的頻繁流動勢必會造成信息的泄露，給企業帶來極大的經濟損失。上述因素導致安排對口專業生產實習變得越發困難，高校實習基地名存實亡。

二、“新工科”背景下生產實習教學改革的對策及思考

針對工科類高校教學理念和生產實習模式存在的不足，只有充分發揮校企雙方合作育人的主體作用，不墨守成規，不安于現狀，積極推進“新工科”教育改革，將專業人才的培養與行業的需求有效結合，才能為企業提供更多優秀的人力資源。材料成形及控制工程專業學生生產實習的教學可以進行如下改革嘗試：

（一）學校轉變培養模式

新的形勢下，高校應該牢牢樹立為企業、社會培養所需人才的（Outcome based education-OBE）服務意識，修訂并完善人才培養方案和課程體系，合理安排生產實習開課時間，致力于將CDIO（構思 conceive、設計design、實施 implement和運作operate）理念融入本科生工程實踐與創新能力培養的全過程[3]，積極建立企業參與學校人才培養的新機制。學校在生產實習過程中可以有意識的安排中青年教師參與企業的生產和管理，聘請相關行業的技術專家作為學校客座教授定期為教師舉辦與工程實踐有關的學術講座，增強“雙師型”教師的工程意識和實踐經驗[4]。在學生培養方面，可以依托于企業聯合進行卓越人才培養模式的探索（如我校聯合中國一拖集團有限公司鑄鍛分公司開展——鑄造見習工程師培訓），也可以結合生產企業的特點，根據學生專業方向和興趣，篩選出與企業發展緊密相關的工程技術類問題作為后期畢業論文/設計的題目，引入企業導師聯合進行指導。這樣一方面強化了學生的工程實踐能力，另一方面為企業提供了畢業即就業的合格人才。與此同時，鼓勵教師深入實習企業開展廣泛的科研和技術服務，主動參與企業的發展規劃，聯合申報“產學研”合作項目，解決企業的技術難題，共同攻關進行技術的推廣。上述聯合培養措施降低了企業引進人才的培訓成本，補充了企業發展的技術力量，提高了學校“雙師型”教師的實踐短板，切實強化了學生的工程實踐能力，奠定了校企雙方長效合作的利益機制。

（二）積極加強實習基地的建設

生產實習一定要與實際的生產過程相關聯，實習基地依舊是學生進行實習活動的首選場地。我校材料成形及控制工程專業依托于我國工業重鎮、千年古都洛陽的工業基礎，與國內其他工科院校一樣一直與中國一拖集團有限公司、中信重工機械股份有限公司、中鋁洛銅有限公司、洛陽LYC軸承有限公司、河南柴油機重工有限責任公司等企業建立合作關系并開展生產實習教學活動。然而，多年的生產實習教學經驗告訴我們，在“僧多粥少”的大環境下，過分依賴于上述企業提供實習資源只會使生產實習教學變得更加被動。為此，我校充分發揮河南省校友會的積極作用，依托于洛陽市機械制造業協會從學校層面推動雙方實習基地的建設。這樣做的好處有如下幾點：1. 行業協會下屬會員單位為生產實習

提供了穩定的各類型（國企、央企、合資、民營）企業選擇，拓寬了學生的視野，使其對全行業發展有了全面的認知;2. 教師熟悉基地的情況，委托協會出面完成相關企業的溝通，這樣可以充分有效地利用好人力和財力資源，將主要精力放在指導環節，確保生產實習教學的深入;3. 圍繞基地相關企業制定有針對性的教學文件，保證實習計劃和實施方案的全面執行;4. 通過行業協會在相關企業與高校間架設信息對接橋梁，企業發布用人和技術需求，高校為企業提供技術服務和人才保障;5. 通過行業內杰出校友的勵志講座和報告，引導學生做出正確的職業選擇。

（三）強化生產實習的過程組織和管理

1. 根據實習基地相關企業的特點，結合專業方向，組織有豐富教學經驗和企業實踐經驗的教師制定有針對性的《生產實習大綱》，明確生產實習的目的、與相關專業課程之間的聯系、教學目標與畢業要求的支撐關系、生產實習的內容與要求等。在此基礎上結合生產企業的實際情況擬定出具體的實施方案，在與企業商討方案的過程中注重多種實習形式的結合，尤其重要的是為學生編寫出內容適度、理論聯系實際、緊密結合相關企業生產特點的《生產實習指導書》。通過實習執行前對上述教學文件的集中宣講和學習，使指導教師有合理的教學規劃，學生有明確的執行指南，彼此做到心中有數，切實增強實習中的相互配合。

2. 鑒于生產實習現場環境復雜，生產裝置自動化、大型化，企業出于安全生產考慮，不便安排學生進入核心作業區觀摩，更不會允許學生動手操作的現實狀況，進行“虛實相結合”的生產實習教學模式改革。首先在實習動員之后，結合《生產實習指導書》的內容，安排1周左右的時間在校內進行虛擬實習。虛擬仿真教學具有現場還原度高、低成本低危害、安全靈活的特點，可以充分利用學校標準化的各種資源，對即將實習單位的相關情況（企業歷史、主導產品、核心裝備、典型加工工藝、質量控制、車間設計和布局、安全與管理等）進行全方位、多角度的綜合展示，可以再現企業生產環境，有效解決時間、空間、成本、安全和技術等因素的限制[5]。同時虛擬實習可以幫助學生回顧所學的專業基礎理論知識，針對工程人才培養目標進行教學設計。最后2-3周，依據實習計劃安排現場實習，全方位增強學生對企業生產的理解。通過“虛實結合”的教學設計，有效減少了現場單一實習的不足和被動，促進了實習教學質量的提高。

3. 采用多種平臺和手段加強過程監控和管理評

價。如我校試行的“校友邦”實習管理軟件，通過該軟件中實習文件的在線發布、實習指導教師的指派、實習學生資格審核、每日實習打卡記錄、周/日志批閱、實習成績鑒定、實習問卷調查等內容，教師在手機客戶端即可完成與學生的適時溝通和輔助管理。實習結束后，虛擬實習中的專業知識掌握與運用成績，現場實習過程中相關單位的鑄造工藝與鍛壓工藝設計成績，“校友邦”客戶端打卡統計、學生周/日志的評定成績、以及圍繞典型工程問題的小組答辯成績和最終個人實習報告撰寫成績五部分共同構成對學生的綜合評價。在實習結束后，由指導教師團隊對整個實習過程進行全面的總結，針對實習過程中出現的較為集中的問題和調查問卷中學生反饋的熱點問題給予解答，確保學生實習達到最佳效果，相關積累經驗用于來年實習工作的持續改進和完善。

三、結束語

“新工科”建設背景下，為了解決學生工程實踐能力培養在實習環節中所遇到的問題，高校需要從教學理念和人才培養方式上做出積極的改變，企業需要站在國家發展和行業發展的高度勇擔社會責任。學校努力為企業提供技術和人力資源支持，企業積極配合學校做好合作育人工作，校企雙方應該彼此照顧核心關切，通過長效合作利益機制的建立，共同推進我國由工程教育大國到工程教育強國的轉變。

參考文獻：

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[2]徐偉麗，何勝華，楊林.研究型高校工科專業青年教師實踐教學能力提升途徑探討[J].黑龍江高教研究，2019（03）：82-85.

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[4]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（01）：41-55.

[5]何業增，隋艷偉，戚繼球，等.虛擬仿真技術在材料成型專業本科教學中的應用[J].現代職業教育，2017（25）：82-83.

基金項目：論文受2020年甘肅省高等學校創新創業教育改革項目“‘校友會牽線地方行業協會與高校共建工程教育實習實訓創新平臺促進校企協同育人的探索與實踐”資助（甘教高[2020]8號）

作者簡介：胡勇（1977-），男，漢族，陜西漢中人，博士，蘭州理工大學材料科學與工程學院副教授，研究方向：新材料成形與控制工程、3D打印。