中國制造2025視域下地方高校“智能材料”課程人才培養(yǎng)模式探究

潘海軍，江 鵬，王知鷙

（常州大學(xué)，江蘇 常州 213164）

制造業(yè)是實體經(jīng)濟的主體，是富國之基、強國之本，是我國經(jīng)濟“驅(qū)動創(chuàng)新，轉(zhuǎn)型升級”的主戰(zhàn)場，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的堅實基礎(chǔ)。雖然我國制造業(yè)規(guī)模全球第一，但其創(chuàng)新性、質(zhì)量基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、信息化等方面與發(fā)達國家還有一定的差距。與此同時，發(fā)達國家以數(shù)字化、智能化制造技術(shù)應(yīng)用為重點，力圖依靠科技創(chuàng)新，搶占國際產(chǎn)業(yè)競爭的制高點，謀求未來發(fā)展的主動權(quán)。新工業(yè)革命正在孕育興起，將重塑全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和競爭格局，這對我國來說既是機遇也是挑戰(zhàn)。在這樣的背景下，我國實施了制造強國戰(zhàn)略，提出了《中國制造2025》，其目的是加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，加快智能制造發(fā)展[1-2]。

一、研究背景

在智能制造發(fā)展的過程中，材料作為保證智能產(chǎn)品質(zhì)量的先決條件，是制造業(yè)發(fā)展的重要基石，有時候甚至成為決定智能產(chǎn)品的關(guān)鍵“卡脖子”環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界與工業(yè)界研究的熱點。然而，據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部通過調(diào)查顯示，中國智能制造關(guān)鍵材料中，32%國內(nèi)完全空白，52%嚴(yán)重依賴進口[3]。智能材料的發(fā)展嚴(yán)重制約我國智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，我國材料類專業(yè)的人才培養(yǎng)滯后于市場變化，特別是智能制造專業(yè)所需的“智能材料”人才的培養(yǎng)問題更為突出。高校材料類專業(yè)作為新材料研發(fā)和人才培養(yǎng)的重要基地，對國家智能制造戰(zhàn)略發(fā)展方向和社會進步意義重大。

目前，國家對高等教育重視程度越來越高。習(xí)近平總書記指出，“教育是國之大計、黨之大計。教育是民族振興、社會進步的重要基石，是功在當(dāng)代、利在千秋的德政工程，對提高人民綜合素質(zhì)、促進人的全面發(fā)展、增強中華民族創(chuàng)新創(chuàng)造活力、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興具有決定性意義”[4-5]。地方高校作為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展人才培養(yǎng)的重要基地，對地方經(jīng)濟發(fā)展和制造轉(zhuǎn)型升級起到了重要的支撐作用。在區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級及新工科建設(shè)背景下，如何對接當(dāng)前和未來制造業(yè)發(fā)展、深化“智能材料”人才培養(yǎng)改革，成為地方高校材料類專業(yè)教育者必須解決的關(guān)鍵問題。

二、地方高校“智能材料”課程人才培養(yǎng)面臨的問題

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速推進，一些重要科學(xué)問題和關(guān)鍵核心技術(shù)已經(jīng)呈現(xiàn)出革命性的突破先兆，新的學(xué)科分支和新的增長點不斷涌現(xiàn)，學(xué)科深度交叉融合勢不可擋，經(jīng)濟社會發(fā)展對高層次、創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才的需求更為迫切。面向智能材料領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的旺盛需求，我國高校“智能材料”課程專業(yè)人才培養(yǎng)嚴(yán)重不足，這嚴(yán)重影響高校和企業(yè)的發(fā)展。同時，現(xiàn)有的“智能材料”課程人才培養(yǎng)體系和模式與智能制造行業(yè)發(fā)展不匹配，主要存在以下幾方面的問題。

（一）人才培養(yǎng)體系不能滿足當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)材料制造業(yè)主要通過鑄造、焊接、軋制、沖壓和熱處理等技術(shù)，獲得性能和外觀合格的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的材料制備具有如下特點。（1）傳統(tǒng)材料性能單一；（2）目前對材料的需求往往多樣化，傳統(tǒng)材料很難滿足實際需要；（3）傳統(tǒng)的制造業(yè)主要依靠人力來實現(xiàn)產(chǎn)品的制造，制造過程比較粗放，和信息化、數(shù)字化的融合度不高。

然而，隨著智能制造的發(fā)展，傳統(tǒng)的材料制備技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有產(chǎn)品的需求，主要體現(xiàn)在以下幾方面。（1）智能制造所需的材料已經(jīng)與電學(xué)、物理、化學(xué)、生物等專業(yè)深度融合，如光電材料、仿生材料等，這些材料的應(yīng)用極大地拓寬了材料的使用領(lǐng)域，豐富了材料的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。（2）中國材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)與數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)等深入融合[6-7]，如制造業(yè)與數(shù)字化孿生制造、材料基因工程等，極大地顛覆了以前依靠勞動力實現(xiàn)制造的局面，對未來制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級影響巨大。

由于制造業(yè)與數(shù)字化、信息化等快速融合，出現(xiàn)了“爆炸式”發(fā)展的現(xiàn)象，這也導(dǎo)致了材料類別和制造技術(shù)飛速發(fā)展，對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)鏈也不斷更新?lián)Q代。更為重要的是，目前的制造業(yè)制備理念也發(fā)生了顛覆性變化，比如，以前制造業(yè)強調(diào)規(guī)模化和批量化，現(xiàn)在的制備理念強調(diào)個性化。目前，高校的材料類專業(yè)課程設(shè)計和實踐環(huán)節(jié)還往往局限在傳統(tǒng)制造業(yè)的范疇，學(xué)科交叉度不夠，特別是缺乏現(xiàn)有的行業(yè)變化元素，且課程建設(shè)與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)脫節(jié)，造成人才培養(yǎng)體系滯后于行業(yè)市場需求，人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求脫鉤，培養(yǎng)的人才不能滿足用人單位需求。

（二）人才培養(yǎng)模式不能滿足當(dāng)前的新工科建設(shè)理念

第一，人才培養(yǎng)模式是人才培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo)的總體設(shè)計，應(yīng)立足培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人這個根本問題來構(gòu)建。為順應(yīng)新時代的發(fā)展，高校需要培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型和多樣化人才。在人才培養(yǎng)過程中，需要工程科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)、工程實踐等傳統(tǒng)工科的交叉及不斷的創(chuàng)新。因此，新工科建設(shè)人才培養(yǎng)體系和理念需要高校、企業(yè)、學(xué)生等多方配合，如高校負責(zé)理論教學(xué)，企業(yè)以項目或?qū)嵺`等形式提供實踐教學(xué)，學(xué)生全程參與學(xué)習(xí)。而傳統(tǒng)材料類高校人才培養(yǎng)體系主要以高校為載體，高校人才培養(yǎng)實踐占絕對優(yōu)勢，企業(yè)主要以實習(xí)基地的形式參與，合作形式過于單一。第二，在傳統(tǒng)材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系中學(xué)生參與度不高，幾乎不能參與到企業(yè)實際項目或生產(chǎn)中，很難參與了解企業(yè)現(xiàn)有需求。這導(dǎo)致學(xué)生能力與企業(yè)人才要求不能深入匹配，且校企合作難以深度融合，校企合力作用難以發(fā)揮。

（三）高校教師與行業(yè)人才雙向交流機制不健全

目前，高校教師的晉升和評價體系主要集中在論文、項目和教學(xué)成果等方面，使得高校教師更側(cè)重于理論教學(xué)，主要從事科學(xué)研究，導(dǎo)致高校教師缺乏企業(yè)工程實踐經(jīng)驗，特別是新行業(yè)的實踐經(jīng)驗，知識體系不能隨著行業(yè)變化而變化。實踐教學(xué)既是課堂理論教學(xué)的內(nèi)容延伸，又是課堂理論教學(xué)的實效檢驗。同時，企業(yè)工程師由于時間緊，到高校兼職困難，從而不能有效地將企業(yè)問題和需求與高校教師進行有效對接，導(dǎo)致學(xué)生接觸不到最新的企業(yè)前沿動態(tài)。高校教師和行業(yè)專家不能有效地進行雙向交流，導(dǎo)致高校教師對行業(yè)需求和痛點不能很好地把握，進而影響高校的人才培養(yǎng)能力。

三、地方高校“智能材料”課程人才培養(yǎng)改革方案

在新工科背景下，針對上述“智能材料”課程存在的問題，文章積極探索地方高校“智能材料”課程人才培養(yǎng)改革途徑。

（一）以O(shè)BE理念構(gòu)建“智能材料”課程人才培養(yǎng)體系，落實立德樹人根本任務(wù)

目前，成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE）作為一種先進的教育理念，已被很多學(xué)科接納和應(yīng)用[8]。在對“智能材料”課程人才培養(yǎng)體系進行構(gòu)建時，高校要充分考慮企業(yè)、教師、教學(xué)管理者及行業(yè)部門等的需求及定位，以O(shè)BE理念為導(dǎo)向，確定“智能材料”課程人才培養(yǎng)體系的培養(yǎng)目標(biāo)和思路，如圖1。

圖1 人才培養(yǎng)體系優(yōu)化及思路

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和思路，按逆向思維確定“智能材料”課程人才培養(yǎng)畢業(yè)要求，分解畢業(yè)要求指標(biāo)點，設(shè)計課程體系和大綱。畢業(yè)要求指標(biāo)點力求可落實、可考核、可評價。在確定畢業(yè)要求時，高校要充分考慮區(qū)域企業(yè)人才需求、學(xué)校特色和新興交叉技術(shù)（如3D打印技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、先進制造技術(shù)、機器人技術(shù)等）的深入融合。在課程設(shè)置上，高校應(yīng)將人才培養(yǎng)目標(biāo)建立在智能材料相關(guān)企業(yè)需求鏈上，并為此制定針對性的課程體系，明確基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和實踐課程的關(guān)系，側(cè)重交叉學(xué)科的引入和企業(yè)實踐課程的安排。在課程教學(xué)環(huán)節(jié)上，高校要改變傳統(tǒng)的“填鴨式”“單層次”的教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生有參與度和體驗感，提高校外行業(yè)專家和企業(yè)技術(shù)人員的教學(xué)參與度，讓學(xué)生深度了解行業(yè)現(xiàn)狀并積累現(xiàn)場經(jīng)驗。在考核評價時，高校和地方企業(yè)應(yīng)共同確定考核指標(biāo)點，突出考核內(nèi)容多元化、指標(biāo)可量化、形式多樣化，通過考評結(jié)果查缺補漏，進而完善人才培養(yǎng)體系。

2018年，習(xí)近平總書記在新時代第一次全國教育大會上指出，把立德樹人作為教育的根本任務(wù)[4-5]。高校作為人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是落實立德樹人根本任務(wù)的“戰(zhàn)場”，是對學(xué)生進行思想政治教育的關(guān)鍵場所。目前在新工科背景下，培養(yǎng)愛國、愛社會主義的接班人對于黨和國家的未來發(fā)展意義重大。新工科建設(shè)理念需要落實立德樹人根本任務(wù)。因此，除傳統(tǒng)教學(xué)外，高校還應(yīng)重視學(xué)生思想政治素質(zhì)的培養(yǎng)。新時代下，“智能材料”課程建設(shè)，除了要加強對學(xué)生的文化素質(zhì)培養(yǎng)，還要加強思想政治教育。首先，在課程指標(biāo)點設(shè)置上，要引入對應(yīng)的考核指標(biāo)點。其次，在課程設(shè)置上，要加強課程思政，加強愛國主義、社會主義核心價值觀教育，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時，厚植愛國主義情懷。最后，在課程體系設(shè)置方式、畢業(yè)要求合理性和培養(yǎng)目標(biāo)上，要調(diào)研企業(yè)、高校和行業(yè)專家，征求企業(yè)、教師、行業(yè)專家和校友等各方的意見，以此完善人才培養(yǎng)方案。

（二）深入產(chǎn)教融合，構(gòu)建“智能材料”課程人才培養(yǎng)模式

目前，新工科建設(shè)需要社會、企業(yè)、高校、教師、學(xué)生共同參與[9]。然而，傳統(tǒng)材料類專業(yè)人才培養(yǎng)主要依靠高校、教師和學(xué)生，社會和企業(yè)參與度較低，人才培養(yǎng)模式不能滿足當(dāng)前的新工科建設(shè)理念。因此，深化產(chǎn)教融合成為了新工科建設(shè)的一個切入點。為此，“智能材料”課程人才培養(yǎng)模式應(yīng)通過校企合作、項目驅(qū)動、實踐育人3個方面加強產(chǎn)教融合。

1.校企合作：和地方企業(yè)取得廣泛聯(lián)系，建立“智能材料”校企聯(lián)合實驗室，通過校企合作，將企業(yè)的實時需求與學(xué)生的培養(yǎng)結(jié)合起來，鼓勵學(xué)生參與解決企業(yè)實際問題，培養(yǎng)學(xué)生思考和動手能力。針對部分企業(yè)的特殊人才培養(yǎng)要求和用人需求，建立人才聯(lián)合培養(yǎng)模式，如“4+1”培養(yǎng)模式，即四年進行學(xué)校教學(xué)，一年進行企業(yè)課程教學(xué)和企業(yè)課題研究。

2.項目驅(qū)動：在項目中融入企業(yè)的需求和難題，以項目的形式引導(dǎo)學(xué)生參與，如通過課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等形式，讓學(xué)生獨立思考和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生用理論解決實際問題的思維和能力。同時，也可以讓學(xué)生參與到項目研發(fā)中，這樣一方面為企業(yè)項目研發(fā)提供了人員力量，另一方面也能夠通過項目培養(yǎng)學(xué)生實踐能力。

3.實踐育人：鼓勵學(xué)生參與企業(yè)實踐，如認(rèn)知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等，將部分教學(xué)環(huán)節(jié)搬到生產(chǎn)現(xiàn)場去，結(jié)合現(xiàn)場實際學(xué)習(xí)理論知識，讓學(xué)生去企業(yè)現(xiàn)場了解理論知識和生產(chǎn)實際的聯(lián)系，明白知識應(yīng)用場景，為后續(xù)能力培養(yǎng)和知識學(xué)習(xí)提供實踐動力。

（三）加強企業(yè)和高校人才雙向流通

目前，高校教師往往具有豐富的理論知識和前沿技術(shù)，但缺乏現(xiàn)場經(jīng)驗。相反，企業(yè)工程師具有豐富的現(xiàn)場實際經(jīng)驗和一手的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，但對理論知識更新較慢，特別是前沿技術(shù)和交叉學(xué)科理論。因此，加強企業(yè)和高校人才流通，對于校企合作和發(fā)展共贏意義重大。為此，常州大學(xué)采用“雙向平臺，互聘到崗”形式與企業(yè)進行深入合作。

“雙向平臺”即高校教師和企業(yè)工程師定期開展講座，企業(yè)工程師到高校給學(xué)生做報告，高校教師去企業(yè)匯報最新的成果或者科研動態(tài)。從信息角度上，有利于解決企業(yè)工程師和高校教師信息不對稱的問題。

“互聘到崗”即高校教師和企業(yè)工程師從科研和教學(xué)角度深度融合，如高校教師定期去企業(yè)完成企業(yè)的課題，企業(yè)工程師利用高校設(shè)備進行科學(xué)研究，并對高校學(xué)生開展實踐教學(xué)，這樣有利于充分利用高校和企業(yè)資源進行優(yōu)勢互補。