新工科和工程教育認證背景下材料成型及控制工程專業應用型人才培養模式改革
——以沈陽大學為例

孫 彬，張 瑜，陳 薇

（沈陽大學，遼寧 沈陽 110044）

“卓越計劃”是為了落實國家戰略部署和教育改革發展規劃綱要而提出的一項教育重大改革[1-2]。新工科作為“卓越計劃”的升級版，通過多學科交叉、多專業融合的理念，對接并滿足產業的升級和變化[3-4]。以學生為中心，充分挖掘學生的興趣和潛能，因材施教，培養出滿足產業需求的卓越工程科技人才，是新工科建設的最終目的。新工科之中的“新”不是單純地指新興專業和新興技術，還覆蓋了對原有專業的升級[5]。材料成型及控制工程是1998年教育部新增的專業，是一個傳統的工科專業，同時也是一個典型的多學科交叉專業，需要學生掌握熱能、材料、機械和控制等學科的理論知識以解決復雜工程問題[6]。工程教育認證是建立一種以學生培養目標和畢業要求為導向的評價體系，通過持續改進機制保證學生的培養質量，為學生畢業后快速地適應工作崗位打下堅實基礎[7-8]。沈陽大學作為地方性大學，緊密結合區域社會經濟發展需求，培養區域社會緊缺的高級應用型人才。沈陽大學材料成型及控制工程專業是國家卓越工程師教育培養計劃專業、國家特色專業、國家一流專業建設點、遼寧省一流專業、遼寧省本科示范專業、遼寧省本科工程人才培養模式改革試點專業和沈陽市重點建設專業。本文以材料成型及控制工程專業作為研究對象，從人才培養目標、課程體系、實踐教學、課堂教學、質量監控體系和師資隊伍等角度切入，探究在新工科和工程教育認證下，材料成型及控制工程專業在人才培養上的新路徑和新模式，以面向裝備制造業和汽車產業、服務遼寧、助力振興，力求探索一條新工科和工程教育認證視角下材料成型及控制工程專業的升級改造建設途徑。

一、人才培養模式改革的必要性

聶小武提出新工科及工程教育認證在人才培養層面存在很多共性[9]。工程教育認證中的12條通用標準對標國際工程師，具有國際性和通用性，新工科是針對我國產業結構升級和發展提出的，具有本土性。在工程教育認證實施的過程中，其執行標準也是新工科推進過程中非常關鍵的人才質量標準。這兩種框架綜合指導下形成的應用型人才培養模式，可以有效地實現人才培養質量的提升。創新思維及能力是極為重要的，是新工科人才培養之中的關鍵要素，是以培養獨立探究、思考、創造、實踐人才為目標，而材料成型領域更需要在人才培養模式方面將創新能力培養融入專業本科人才培養方案，具體體現在培養目標、畢業要求和課程體系三個層面，從觀念、技能、能力和心理素質等多層面進行全方位、立體化的教育。工程教育貫徹的是以學生為中心的教育理念，成果導向的教育取向，持續改進的質量保障體系。

培養目標是學生經過五年左右時間工程實踐后，預期能夠達到的職業和專業成就。畢業要求則是指面向學生制定的出口要求，即學生畢業時要形成的能力、素養和理論[10-11]。因此，在人才培養模式方面，需要將創新能力的核心要素融入專業本科人才培養方案，體現在培養目標和畢業要求中，并以此為導向設計課程體系支撐目標要求的達成。為達成該目標，需要從觀念、技能、能力和心理素質等多層面進行全方位、立體化的教育，并合理分解融入專業教育的各個環節，從理論到實踐設計教學環節支撐創新人才培養的能力和素質目標。在理論與實踐多個教學環節對學生進行創新能力不同要素的培養，根據課程目標達成情況，不斷持續改進這些教學環節的教學內容、手段、方式、考核、評價等，切實強化學生創新能力。同時，鼓勵學生打破傳統思維的壁壘，聯合其他專業的學生共同參與創新，實現多學科交叉、多專業融合。在現有的經濟形式下，材料成型專業的人才培養模式要符合市場的需求，將產業鏈和創新鏈深度融合，促進人才培養模式的調整。

二、課程體系改革

依據新工科和工程教育認證的要求，優化課程體系是實現材料成型及控制工程專業應用型人才培養目標的手段和載體。依據應用型人才培養方案將課程按照模塊化，劃分為通識教育模塊、學科教育模塊、專業教育模塊、實踐教學模塊和創新創業模塊。通識教育模塊包括思想政治類、外語類、體育類、就業指導類和創新創業類等課程。學科教育主要包括工程圖學、高等數學、工程力學、大學物理、物理化學和機械設計基礎等學科基礎課，同時依據工程教育認證的12條通用標準和專業補充標準添加了環境工程概論、計算方法和普通化學三門課。專業教育模塊中也分為必修課和選修課兩部分。在必修課中，將凝固成型原理和塑性成形原理合并成材料成型原理，將鑄造工藝學、鍛造和沖壓工藝學合并成材料成型工藝學，在選修課中將液壓與氣壓轉動、材料成型設備等課設定為限選課。在實踐教學模塊中，依據前面理論課的調整新增了材料成型工藝學課程設計，并對材料綜合實驗進行了全新設計。在創新創業模塊中引入了導師制，將教師的科研課題引入到創新能力培養中，這樣能更好地培養出具有工程實踐能力和創新能力的應用型人才。同時，教師更新理念“以學為主”，結合材料成型發展史開展教學改革，改進教學手段、教學方法、考核方式等，完善教學大綱。開展線上、線下混合教學，結合遼沈地區裝備制造業和汽車產業的優勢，積極建設各類課程資源和實踐平臺，引導學生成為學習的主體。在課程思政建設上，要構建專業大思政課程體系，將人文素質、學術修養及職業精神相融合納入大思政課程體系建設，進一步強化了“崇術重用，服務地方”的專業理念。

三、實踐教學體系建設

針對實驗和實訓項目缺少創新性，實驗平臺相對落后等問題，我們推出了多學科交叉融合的實踐教學體系建設，建立OBE理念下的畢業要求分解，同時將其分解到具體的實踐教學之中，形成了實踐和理論的互動，使學生具備解決材料成型領域復雜工程問題的能力、科學精神和人文素養。同時，依托遼沈地區裝備制造業和汽車產業的地域優勢，積極聯系并整合社會互補性資源，通過共建實踐創新平臺加強協同育人建設，引入企業工程思想到本科教學中，強化學生的工程素養。構建具有材料成型特色的實踐教學體系，要保證工程實踐能力的培養貫穿學生培養的整個過程。高校培養人才是從入學教育開始到學生離校，實踐和創新能力的培養應該滲透在各個階段。傳統的實驗、課程設計、實習、實訓等多類實踐環節對能力指標的支撐過度集中在專業知識應用、工程方案設計和實驗研究等技術性能力指標上；而工程與社會、項目管理、終身學習等多種非技術性能力指標的支撐又過度集中在畢業設計環節。因此，要實現實踐教學對學生綜合素質能力培養的目標，必須要對專業的實踐教學活動按照實踐類型、實踐形式、實踐場所和各種類型實踐活動進行合理規劃，拓展更有效的途徑達到培養目標要求。我們對材料綜合實驗進行了全新的設計，以汽車零部件為實驗對象，以汽車零部件的生產流程為主線，通過金屬液態成型工藝設計，金屬塑性成形工藝設計，熱處理工藝設計，金屬表面防護與腐蝕性能測試，成型探傷與成分檢測，力學性能測試等方面，同時運用虛擬仿真技術，真正地實現多學科交叉理念。

四、課堂教學改革

工程教育要求教學過程圍繞學生，改革傳統的“以教為主”為“以學為主”；學習方式不再是教師主導的授課方式，而是調整為學生自學、教師指導的方式；教學內容從以特定教材為主，調整為教師設計、搜集各種教學素材和資源，通過合理加工進行應用；教學目標從教會學生為主改為學生學會、會學、樂學為主。為實現這種轉變，需要教師在課堂教學過程中：一是緊跟課程目標導向，完善課程教學大綱，創新課程考核方式。教學大綱中要明確本門課程在人才培養中所起的作用，對標制定教學目標和任務，同時要確定教學內容框架、教學進度及執行方法，作為實施教學與考核的主要依據。還要開展多種方式結合的課程考核方法，探討非標準考試改革，使用一系列教學過程中的評價和測試，取代統一的標準化考試，用教學過程中的全程評測切實實現真正評價學生“學”的效果，考核學生“做”的能力。二是加強課堂內涵建設，積極推行教改。在教學方法上，要關注過程教學，通過多樣靈活的方式讓學生更好地參與，引導學生主動探索和創新思考。在教學手段上，充分利用現代化教學手段（超星學習通、騰訊會議等），開展線上、線下混合課程建設，讓學生處于教學活動的主體地位，教師成為設計者、組織者和引導者。在教學內容上，以課程目標的達成為導向，緊跟社會、行業發展要求，在內容上做到每年微調一次教學大綱。

五、教學質量保障體系建設

持續改進是工程教育的核心理念，對能力素質目標進行教學質量評價并以此為依據進行持續改進是不可缺少的關鍵環節。工程教育質量評價包括課程目標達成、畢業要求達成和培養目標達成評價。課程達成支撐畢業要求，畢業要求達成又支撐培養目標。培養目標決定專業培養的畢業生是否符合社會、行業發展需求，是否符合學校辦學定位，符合專業特色，其能力要素是畢業要求制定的依據。顯然，評價體系的科學性、客觀性、全面性將直接影響持續改進措施的制定、人才培養質量的提高和整個專業的發展。其主要內容為：構建科學教學質量管理機制，除了要完善教學管理制度，健全教學質量考評標準，還要形成教學管理層次；形成閉環教學監控管理機制，對所有活動進行全過程、全員化監控管理；構建以質量決策、過程管理、質量監控、效果評價和信息整理為子系統的“五位一體”教學質量保障體系，對教學的決策、執行、評價、監控、反饋、改進等工作進行宏觀管理和具體實施。

六、師資隊伍建設

依據新工科和工程教育認證對教師的要求，強調多學科交叉，多專業融合和學科、專業的產業性，將采取“走出去、引進來”等專兼職結合的師資培養方式。在引進專兼職教師時，要重點關注教師的工作經歷、年齡和學科背景。同時，要求100%的專業核心課程由教授、副教授領銜建設。培養和引進高水平教師，鼓勵教師出版教材專著和參加國際學術交流活動，以提高教學能力。堅持以老帶新，建立青年教師校企雙導師制。舉辦教學法研討、培訓和講座，組織青年教師基本功大賽，選派青年教師企業掛職或進博士后工作站。以校企聯合共建為平臺，引進企業兼職教師進隊伍、進課堂，深入人才培養全過程，優化教師隊伍結構，提升教學團隊的工程實踐能力。

七、結論

在新工科和工程教育背景下，以沈陽大學材料成型及控制工程為研究對象，對標區域產業鏈，將工程教育和創業教育深度融合進應用型人才培養模式中。通過從人才培養目標、課程體系、實踐教學、課堂教學和質量保障體系等方面進行改革，建立產業結構升級、創新教育和工程教育的有效銜接，構建多學科交叉、多專業融合、多模塊組合的課程體系，同時堅持OBE理念下的材料成型特色實踐教學體系建設，強化學生綜合素質能力的培養，不斷提高應用型人才的培養質量。