科研勤思求創新 教育改革譜新篇

南方科技大學的馬永勝教授長期致力于計算機輔助產品設計及集成制造研究并做出了突出貢獻。同時，他還在教育上為國家培養高科技型的工業人才，為中國制造業的提升，以及制造強國的建設貢獻了重要力量。

聚焦智能設計" 科研報效祖國

2021年7月，馬永勝回國后，正式加入南方科技大學，擔任機械與能源系長聘教授。馬永勝看到了我國的工業軟件的落后現狀，雖然中國有全球最大規模的制造業市場，也有世界頂級的互聯網公司，卻沒有世界頂級的工業軟件公司。以 CAD、CAE、EDA 為代表的研發設計類的工業軟件，約95%左右都是依賴進口的，我國的工業軟件市場幾乎被國外巨頭壟斷，面臨著被國外“卡脖子”和數據安全雙重威脅。

馬永勝表示，工業軟件的研發需要深刻的理論和實踐經驗結合才能做好，他入職南方科技大學后，要做的第一件事，就是在南方科技大學建設市、省乃至國家級的工程設計分析仿真軟件研發重點實驗室。建好研究團隊和實驗室，在最短的時間內能夠有產出，為他以后的工作找到支撐點，同時，他要打造一支卓越的團隊，并帶領這支團隊卓有成效地開展工業軟件科研攻關工作。

馬永勝認為，數字化轉型正在成為中國經濟發展新引擎，隨著信息化集成程度較高的智能工業產品正日益廣泛地應用于主流生產制造行業，如先進數控機床，各種激光雷達用于測距與避障，各種具有數據通訊控制功能的智能家居電器產品等。制造這類新型產品的企業正提升中國制造的競爭力，成為技術含量密集的產業。

為此，馬永勝將在國內的主攻方向定位在“核心智能設計、傳感器數據分析、生產過程優化”的關鍵工業軟件的研發上。該項工作的最終目標是實現核心CAD/CAE/CAx智能互聯，助力工業軟件產業化，從理論上推動中國自主開發的工業軟件工具和技術走向市場。為了早日實現制造強國的戰略目標做出科研貢獻，他聚焦于智能產品設計和技術驗證領域，把工程語義學與網絡化、服務化、復雜化，以及智能化的算法與多物理交叉科學結合起來，集中攻克微粒度通用特征核心模型及應用擴展機制的難題，為建立真正的通用無間隙數字物理孿生內核模型和多學科多體系應用共享信息平臺界面而努力。

在具體研究中，馬永勝側重于激光雷達、溫度傳感器，以及機器視覺三方面，尤其激光雷達團隊已經突破了技術瓶頸，在光學、電子電路設計，以及傳感器的標定，到算法的數據的采集和數據處理方面都有達到了國際先進水平，并獲得了國家授權專利。他表示，自回國后一個人到團隊的建立，最終收獲研究成果，僅用兩年時間，算是比較順利的進展，他感到甚是欣慰。

馬永勝認為，為今之計，惟有提升我國在智能產品方面的研發能力和技術成熟度，才能大大強化中國制造的可持續發展，這將有效打破國際巨頭強壓我國企業接受不合理供應與市場分配條件，真正實現固本強基的效果。他和團隊最終目標就是研發核心工業軟件互通性技術，用自己的科研力量報效國家，并著力研發自主核心技術，打破受制于人的局面。

致力教育改革" 為國培養人才

當今時代，科技是第一生產力，人才是科技強國的重要基礎與保障，是提升國際競爭力、實現民族復興的戰略資源，是衡量國家綜合國力的重要指標。人才培養是人才強國戰略實施過程中最為關鍵的環節，而拔尖創新人才培養更是處于十分重要的引領地位。

因此，除了科研上不斷創新突破，在教育上馬永勝肩負著教書育人的使命，與傳統制造業不同，智能制造產業深度融合了機械、自動化、電子信息等技術，智能制造產業對新型人才提出了更高的要求，例如：多學科交叉能力，理論知識與實踐經驗的綜合運用能力，技術快速發展環境下的自主學習能力，團隊溝通與協作能力、創造性解決復雜工程問題的能力、未來領導力等。

從業多年，馬永勝擁有豐富的工程教學經驗，2023年5月，馬永勝被任命為南方科技大學機械與能源工程系教學副系主任。他現在負責為我國培養創新型高端人才，以培養智能制造產業急需的高級人才為目標，深化機械工程專業實踐教學改革。

馬永勝表示，機械與能源系目前總共有40多個教研系列的教授，他們在完成教學任務量的前提下，還要做一系列教學改革方法的研究，他們的目標要把南科大建設成國家雙一流高校。創世界一流專業和一流學科建設，使命在肩十分沉重，馬永勝認識到他們距離國外名校的差距，所以，教學的改進和教育的改革是非常重要的一環。他堅信，在教學上不懈努力，帶領機械與能源工程系的所有老師繼續攀登教育高峰，把每一門課做好做踏實、把每一個學生負責任的送出學校，找到理想的工作，發揮他們的最大潛力，這就是他們起到最大的作用。

一個團隊一個集體的長期努力，是積極推動該學科在教學體制與方法改革創新的主力軍。南方科技大學作為新型研究型大學的典型代表，肩負著拔尖創新人才培養的使命。對此，機械與能源系教學副教授、先進制造實踐中心平臺負責人路冬老師表示：“良好的創新實踐能力是拔尖創新人才所必備的素質，而創新實踐能力是一種高層次的實踐能力。對于大學生而言，創新實踐能力是指在已經積累的知識和技能基礎上，通過不斷地探索研究和實踐應用，形成獨創性的思維、創造性解決實際問題的能力。創新實踐能力培養的內涵也體現在創新知識的積累和創新技能的提升、創新思維的培養、創新品質的塑造四個方面。”

此外，馬永勝表示，高水平的研發工程師的培養已經成為我國建設科技強國的重中之重，如何培養出能獨當一面的領軍人物成為我國工科教育的巨大挑戰。他認為，人才是科技強國的重要基礎與保障，是提升國際競爭力、實現民族復興的戰略資源，是衡量國家綜合國力的重要指標。人才培養是人才強國戰略實施過程中最為關鍵的環節，而拔尖創新人才培養更是處于十分重要的引領地位。

目前，馬永勝在南科大學教授的課程為《創新設計理論和實踐》，多年來，他的課程教學效果獲得了學生們的一致好評。在教學中，他還提出了如何以項目為導向的機械設計畢業設計的教學方法，并于2022年與融亦鳴教授共同出版了教學專著《高級機械設計項目》（Senior Design Projects in Mechanical Engineering， published by Springer），該書作為他自2009年以來的課程的總結，提出了很多真知灼見，受到業內師生和領導的高度評價。近年來，他還把《高級機械設計項目》先在南方科技大學應用于學生項目項目的指導，并推廣應用到清華大學深圳國際研究生院、北京理工大學等高校。

在夯實機械與能源系基礎專業課方面，針對機械工程設計課方面教學效果有待改進，學生面臨考研接軌挑戰，教師負擔過重的難題，馬永勝在系領導的支持下，主導了《機械原理》《機械設計》和《機械原理設計實驗》三門課的內容調整與規劃，并與宋超陽、王宏強、潘陽、肖嘯川等老師一道深度梳理了課程內容的模塊與關聯，合理布局權重，使得學生對老師的教學效果滿意度大大提高。

據路冬老師介紹，南方科技大學機械與能源工程系自2016年建系以來，一直致力于本科生創新實踐能力的培養，從實踐課程體系、實踐質量保障機制、實踐項目支撐平臺、實踐成效評價等方面取得了初步成效，形成了系統的具有南方科技大學特色的本科生創新實踐能力培養模式及評價體系。在南方科技大學通識-專業相融合的人才培養模式下，以學生成長為中心，以項目式教學為載體，以課程模塊為單元，如在機械工程專業方向的三門核心基礎課程（《設計思維與表達（CAD與工程制圖）》《機械設計基礎》和《創新設計實踐》）組成的課程模塊，從技術思維創新、產品設計開發以及應用實踐運營方面推進創新能力與工程素質的培養，提升創新思維、知識整合、設計與商業應用的綜合能力。

此外，馬永勝教授和路冬教授均提到了機械與能源系的老師們充分認識到在新一輪科技革命和產業變革中，智能制造現已成為世界各國搶占發展機遇的制高點和主攻方向。但與此同時，支撐服務智能制造相關領域技術發展人才的緊缺也成為各國共同面對的問題。與傳統制造業不同，智能制造產業深度融合了機械、自動化、電子，以培養智能制造產業急需的高級人才為目標，深化機械工程專業實踐教學改革，新領域層出不窮。因此，智能制造產業對新型人才提出了更高的要求，例如：多學科交叉能力，理論知識與實踐經驗的綜合運用能力，技術快速發展環境下的自主學習能力，團隊溝通與協作能力、創造性解決復雜工程問題的能力、未來領導力等。

同時，馬永勝教授也看到了國內教育上的不足之處，他認為現如今很多高校還是傳統上的理論教育課程，實踐環節比較弱，長此以往形成的教條主義，最后僅僅實習階段才接觸實踐環節，他認為是不夠的。必須將工程教育實踐、將學生和產業界的需求更深入、更貼切的結合起來，比如安排學生長時間到產業去實習，去深入的了解產業界的文化和需求。反過來，他們也請產業界的工程師或專家進入到高校，指導他們的工程實踐，評價學生的成果。如此這般雙向前行，“走出去、請進來”，作為產業教授影響教學改革，對教學大綱和內容提出明確要求，會大大加強產業界對南科大學教育體制改革方面的影響。他希望南科大學能在此方面做好，產生較大的突破，才能和國際上一流的高校對齊。

為了實現培養智能制造產業急需的高級人才的目標，馬永勝教授強烈推介了南方科技大學機械與能源工程系深化機械工程專業實踐的教學改革。在此方面，路冬老師詳細介紹了機械與能源工程系采取的一系列主要措施：

首先是構建了四年貫通融合的機械工程專業實踐教學體系，他們制定了“能力遞進、四年貫通”實踐教學體系，如46頁圖所示，搭建了由專業基礎實踐平臺、專業方向實踐平臺、綜合創新實踐平臺構成的實踐平臺。實踐類型分為認知性實踐、技能性實踐、指導性實踐及自主性實踐。基于專業基礎實踐平臺面向大一學生開展認知性實踐，包括機械工程專業認知實習、制造工程認知實踐（金工實習）、工程表達認知實踐（CAD與工程制圖）等。實踐環節包括理論課中的實踐內容、以實踐為主的實驗課、校企共建的實踐類課程，專業實踐，專業實習，綜合實踐等。通過大作業、小項目、科技競賽等設定的形式開展實踐教學。專業實踐環節中學生可以進入教授實驗室參與科研、也可以選擇去國內知名企業、國內外知名高校實踐。基于專業方向實踐平臺面向大二、大三學生開展技能實踐及指導性實踐，技能實踐包括專業課程實驗、實踐課程等；指導性實踐包括創新設計、先進制造實踐等。基于綜合創新實踐平臺面向大四學生開展自主性實踐，包括綜合設計、畢業設計、學科競賽、大創項目、攀登計劃項目等。同時為本科生提供進入教授課題組從事科研項目的機會，本科生大一就可以進入教授實驗室，參與到前沿的科研項目中，為學生科研素質的培養提供良好的環境。

為落實上述實踐理念，馬永勝帶領系里老師們為學生提供了多渠道的實踐機會，比如企業的項目、國內外知名高校提供的實踐項目、自主實踐項目、本校教授課題組的實踐項目、攀登計劃、大創項目等競賽類的項目等，學生可以通過選擇自己感興趣的項目開展實踐，可以充分得到歷練，項目完成后會根據相關要求認證實踐所需完成的學分。

同時，路冬老師特別強調了建立科學的實踐效果評價方法的重要性，機械與能源工程系現已建立了科學的實踐效果評價方法，南科大機械與能源系不僅僅注重顯性輸出的成果，比如項目總結報告、樣機、專利、論文、競賽獲獎等，而且更強調了學生體驗完整的項目過程，注重學生自身的成長，如學生的創新能力、工程實踐能力、科研能力、團隊協助能力、項目推進能力等能力的培養與提升。

其次是實踐學分認證，據路冬老師介紹，南科大機械系已經制定了規范的實踐學分認證體系，流程如47頁圖所示。通過制定詳細的指導性文件，指導學生項目的順利開展。實踐項目指導采用雙導師制，包含校內指導老師和企業指導老師，兩位導師共同對項目的創新性、與專業的相關性、對實踐能力的訓練程度、可完成性等把關。

最后是“線上”/“線下”混合式教學課程開發輔助學生自主學習。在全國深受新冠病毒疫情影響之時，2022年，國家高等教育智慧教育平臺的正式上線，標志著全球課程規模最大、門類最全的在線開放課程資源向廣大高校師生和社會學習者開放。基于現代信息技術與教育教學的深度融合，在線開放課程為新時代背景下推動高等院校教育教學改革、提高教學質量、服務學習型社會建設提供了有力保障。

據馬永勝介紹，南科大教學團隊積極推動混合式教學模式，依托線上教學平臺與資源，突破傳統教學模式的限制，融合網絡在線教育的優點，達到線上教學與線下教學兩種教學模式的結合。路冬老師詳細解釋說，混合式教學模式并不是在傳統教學模式的基礎上簡單增加線上教學平臺，研究如何實現線上教學與線下教學的深度融合、發揮二者的結構效應、提升混合式教學效果具有重要的現實意義。

如何充分發揮線上課程的優勢，實現線上課程與線下課程的全方位、深度融合，形成“1+1gt;2”的效果，對于塑造數字化時代“以學為中心”的教育生態體系至關重要。馬永勝教學團隊從教學理念、教學模式等維度切入，以探索線上開放課程驅動高校混合教學變革的實施路徑：

（1）更新混合式教學理念。混合式教學模式的改革過程中，要將“以教為中心”的教學理念轉變為“以學為中心”的教學理念，以促進教學技術與教學改革的深度融合，根據學生的特征，結合所教學生的學習習慣、目標知識及其對所學內容“前知識”的了解程度等，深入挖掘學生的學習需求，從而有針對性地設計混合式教學。鑒于當前學生對網絡的應用比較感興趣和擅長，為了實現讓學生真正忙起來的改革目標，教師以問卷調查的形式搜集學生的需求，將“教”與“學”融合起來，設計線下與線上相結合的多樣化學習活動，并根據在線學習的數據反饋來及時調整教學內容，調動學生課堂參與的積極性。在“以學為中心”教學理念的指引下，在培養學生的顯性能力與隱性能力同時，借助“互聯網+”，將課程思政元素有機融入混合式教學過程中，從而實現知識傳授、能力培養與價值塑造同向同行。

（2）創新混合式教學模式。混合式教學模式的實施不僅是教師和學生之間的雙向互動，同時也離不開多方參與主體的有效支持，如政府、高校及行業企業、社會組織。搭建多方主體合作、交流的對話平臺，聚焦教師和學生的實際需求，創新產學研協作的形式與手段，從而最大限度地提升教學質量。創建全過程、全方位立體式混合教學模式，建立包括教師、學生、企業及社會組織等多方參與的混合式教學網絡，充分發揮在線課程資源、第三方平臺等資源的優勢，同時創新產學研協作的形式與手段，從而最大程度地提升混合式教學質量。

是尊師又像是親人，馬永勝教授還兼任著多位本科生的生活與學術導師。教師作為學生傳道授業解惑的人生引路人，馬永勝對青年一代寄予了厚望，他希望年輕人要有一種“胸懷國家、展望世界”的理想，不應該束縛在一時一地，應該看到國家的蓬勃發展，未來是年輕人的舞臺，他們將在國際上扮演重要的角色。“我們的國家已成為世界強國之一，年輕人為我們的科研體系不斷注入新的活力。國家的強大靠年輕人，未來是年輕人的未來，我期望年輕人能夠想得更高、看得更遠，要培養自己的生活能力、思維能力和就業能力，這三個能力非常重要。一個人的成功標志并不是買名牌包、或是國外留學、或是享受物質，成功是能力上的成功，為我們國家出謀劃策，提出客觀的、真正有建設性意見，甚至參與到社會改革中，為國家的長遠發展政策制定貢獻力量，這才是新一代人真正的使命。”他如是說。

產學研相融合" 助力制造強國

隨著社會的飛速運轉，技術已上升為第一生產要素，以企業為主體產學研協作的創新模式，為國家科技進步和產業發展起到了促進作用。現如今，我國產學研的發展模式，得到了前所未有的重視和發展。作為一所高起點、高定位的公辦創新型大學，南方科技大學高度重視高新技術在國內經濟發展中發揮作用。為加強產學研的深度融合，南科大與浙江省天臺縣開展合作，實現高校人才創新創業、產業技術不斷提升的新模式，為高度國際化的大交通產業鏈繼續賦能，以達到持續發展的宏觀目標。

2022年9月27日，天臺智能制造研究院正式注冊，馬永勝被天臺縣人民政府任命為浙江天臺智能制造研究院的院長，位于天臺縣的龍頭企業也積極參與了體制設計與合作機制建立。馬永勝將在致力于智能產品信息學技術科研的同時，還將在實踐中積極推動新的產學研發展模式創新和優化。

目前，馬永勝已經組建了團隊，積極吸引各高校，尤其是南方科技大學各相關學科的科學家團隊組織精兵強將，組成跨學科產業導向的研究項目團隊，形成一個個為當地企業技術升級、產品創新、聚力攻關的先鋒隊。在他的帶領下，研究院將依托科技、人才、教育等資源優勢，實現技術轉移、成果孵化、產業化、人才培養四位一體功能，促進天臺產業高質量發展和高端制造業的培育壯大。

“五中心”和兩基地的建設，正是研究院與天臺縣產學研合作的具體目標。據馬永勝介紹，所謂“五中心”建設，就是著重圍繞智能制造，依托天臺大車配產業，以南科大專家團隊為核心，逐步建設智能傳感與AI視覺、先進增材制造、智慧城市與工業大數據、計算機工業仿真、精密加工與高端機器人裝備“五個中心”，服務天臺企業和制造業，增強天臺企業核心競爭力，賦能天臺產業高質量發展。而“兩基地”建設，就是研究院要成為技術轉移和孵化基地，研究院負責對接天臺與南科大的技術轉移和孵化工作，依托南科大優勢科研成果，引進深圳及周邊地區的優質科研成果進行孵化，并根據天臺產業情況，支持成果落戶到天臺進行產業化。

目前，研究院已經在前期推動設立產業化公司，以天臺十家上市企業為龍頭，由天臺交通集團保底，將設立專門基金，全力保障創新企業在研究院孵化后做大做強。同時，研究院要成為人才培養與引進基地。聯合制定人才培訓、培養計劃，通過拓展委培、實習等靈活方式，為天臺培養和輸送技術骨干和高層次人才。共同拓展人才引進渠道，以市場引項目、以項目留人才，為天臺創新發展增添活力。

與此同時，馬永勝希望把天臺縣一些資金帶入大學里作為智能制造的資源，通過高校開展產學研交叉融合，把智能制造做得更加“可移植”、更加實用和接地氣，最后將成果轉換成生產力和經濟增長的動力，那這樣的話，產學研和效益結合，為我國家經濟帶來良好的后續動力，也為工程研究指引方向，推動智能制造的發展。

百尺竿頭，更進一步；奮斗不止，未來可期。馬永勝還在繼續創新科研，大力推動產學研融合與智能工業軟件的研發，并推進教育改革，為國家培養更多高端人才，助力我國早日實現制造強國的戰略目標。