新工科背景下材料成型及控制工程專業多維度人才培養模式研究

摘" 要：基于新工科背景和創新創業教育理念，以“學生為中心、產出為導向”為核心的工科專業人才培養目標是培養具有創新意識、創造能力、適應時代變革的復合應用型人才，這就對專業結構調整優化和人才培養模式的創新變革提出更高要求。該文針對材料成型及控制工程專業的特點，圍繞創新創業與專業教育融合問題，對其融合必要性及存在問題進行分析，探討新工科及“雙創”背景下材料成型專業人才培養的途徑。通過教師隊伍建設、課程體系重構、教學方法革新、教學方法多元化以及與實踐環節的有機結合實現創新創業理念在專業教育中的嵌入和滲透，構建具備專業知識—實踐技能—創新創業素養的綜合實用創新型工程技術人才的多維度、多層次培養模式。

關鍵詞：新工科；專創融合；創新創業素養；實用創新型人才；多維度培養模式

中圖分類號：C961" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）09-0150-05

Abstract： Based on the concept of new engineering discipline and innovation and entrepreneurship education， the \"student-centered and outcome based\" education goal in engineering is to train high quality professional and practical personnel with innovation thinking and creative ability who can adapt to the change of society. So higher requirement is put forward for the adjustment and optimization of curriculum system and the innovation of personnel training mode. In this paper， according to the characteristics of materials processing and control engineering， focusing on the integration between innovation and entrepreneurship education and professional education， the necessity and existing problems are analyzed， and then the methods of talent training of material processing and control engineering under the background of new engineering and entrepreneurship and innovation education are described in detail. Through teaching staff construction， curriculum system reconstruction， teaching methods innovation， and the organic combination of practice and innovation and entrepreneurship education， the embedding and penetration of the concept of innovation and entrepreneurship in professional education are realized，and a multi-dimensional and multi-level training mode of practical and innovative technical talents with professional knowledge - practical skills - innovation and entrepreneurship ability is constructed.

Keywords： emerging engineering; integration between innovation and entrepreneurship education and professional education; innovation and entrepreneurship ability; practical and innovative talent; multi-dimensional and multi-level training mode

隨著國際格局多極化變化，世界各國的科技競爭日趨激烈，深入實施科教興國、人才強國、創新驅動發展戰略對我國“十四五”期間創新型人才培養及高等教育質量提升提出了迫切的要求。對于高等教育發展改革，其關鍵任務是改革信息時代的教學形態，實現互聯網+教學和創新創業+專業教育的深度融合，培養學生創新意識，提升其在世界的競爭力[1]。

開展創新創業教育是推動高等教育教學改革，提升大學生素質的重大戰略舉措和迫切需求[2]。創新創業教育包括創新創業素養及專業知識兩個層面，因此，推進專業教育與創新創業教育相融合成為高校創新創業人才培養的重要方向。2015年，《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》明確提出了專業教育與創新創業教育有機融合的要求[3]。目前各高校均開展了創新創業課程學習模塊，但是在專業教育和創新創業有機融合嵌入方面還不太完善，沒有建立起相應的培養方案及課程體系，由此造成創新創業教育的連續性、層次性及受眾性較差，因此如何將創新創業教育融入人才培養全過程，建立逐步滲透并覆蓋到每個學生的多層次、多維度專創融合教育模式還亟待解決，而這些問題對于工程學科及專業而言尤為突出。

材料成型及控制工程專業作為工程應用型專業，是一個涉及材料、機械、控制和計算機等知識的交叉學科，在當今以新型材料為基礎的智能制造技術備受關注的時期，受到了越來越高的重視，因此如何培養適應新時代要求、新技術發展的現代化工程創新人才是該專業教育教學的首要任務。在新工科及“雙創”背景下，材料成型及控制工程專業必須立足于新工科的發展理念，以“學生為中心、產出導向、持續改進”的質量理念為核心，圍繞創新創業教育的精神進行全面改造升級，推動專業結構調整優化和人才培養模式的創新變革。本文將針對材料成型及控制工程專業的特點，對創新創業教育與專業教育相融合的必要性及存在問題進行分析，探討實現多維度、多元人才培養模式的路徑及措施。

一" 創新創業教育融入材料成型及控制專業教育的必要性

（一）" 新工科對工程類專業人才培養的要求

工程學科對社會的工業發展及科技進步至關重要，新工科教育正是產業和技術變革所產生的工程教育，其核心在于培養具有創新創業實踐能力，引領新技術及新生產模式的復合型專業創新工程技術型人才[4]，除具備相應專業基礎知識和技能外還需具有創新精神、應變能力、團隊協作和社會責任感等素養，能夠面對當前新一輪科技革命和產業變革帶來的新需求以及工程領域的新要求，能夠解決工程問題，完成工程創新和創業任務，從而提升工程專業教育內涵，有力推動中國由制造向創造的轉變[5-6]。

根據材料成型專業的課程設置特點，將創新創業教育理念嵌入、滲透到整個專業教育中，可以有效地將工程教育與工程情境相聯系，在工程情境中逐步培養創新創業的核心素養，隨著在不同類型課程中廣泛、長時間地實施，可以實現多層次、逐步遞進、覆蓋到每名學生的培養模式。

（二）" 學生自我發展和自我價值實現的需要

創新創業能力素養的培養要始終以學生為中心，培養過程中要激發學生的探究興趣，引導學生形成創新思維，培養其創新型人格[7]。將創新創業教育和專業教育深入融合，通過工程問題的引入，激發學生發現問題和深入探究的興趣，引導學生主動探索和解決問題，培養創新性科學思維，激發學生的創造潛能[8]。在整個專業教育的過程中，針對材料成型專業不同類型課程所涉及的多樣化、多層次工程問題，學生將經歷持續創新創業能力的鍛煉，在潛移默化中激發學生的創造潛能，養成主動探索的能力，提升自己的應變能力、工程道德等素養，增強社會競爭力和適應能力。

二" 創新創業教育與專業教育相融合存在的問題

材料成型及控制作為工程專業，培養的學生應具有扎實的專業基礎知識，同時更重要的是要具備良好的創新創業素質，具有解決具體工程問題的創新能力和應變能力。但是傳統的專業教育仍存在著課程體系簡單，理論教學與實踐環節脫節，創新能力培養機制單一等問題[5]。而且就近些年的畢業生而言，面對復雜多變的國際國內經濟形勢以及科學技術的迅猛發展，學生在社會中受到多重沖擊，普遍存在著創新意識薄弱，實踐能力不足等問題。

（一）" 創新創業理念未得到深入理解與貫徹

創新創業教育的目標是培養學生的創造性思維，使學生具備創新精神，創業能力和應變能力等關鍵素養，塑造學生的創新創業人格和價值觀[9]。將專業教育與創新創業教育相互融合滲透，將創新和創造理念貫穿整個學生的專業學習階段，學生可以充分運用所學知識解決實際工程問題。但是專創融合的重點不在于教授某個領域的知識或技能，或鍛煉少數同學的創新能力，而在于拓展所有學生的文化視野、訓練學生的創新思維，培養學生創業素養并覆蓋到每名學生等，這就為專創融合的教育模式提出了更高的要求[3]。

因此在人才培養中應從能力和素養兩方面著手，面向全體學生，一方面加強知識的傳授和專業能力的培養，使學生運用所學知識技能解決復雜工程問題；另一方面通過專創融合教育逐步養成勇往直前、不畏困難的態度以及積極向上的價值觀，提高創新創業教育的普適性。

（二）" 創新創業教育與專業教育割裂脫節

《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》指出，我國創新創業教育在一些高校仍存在著創新創業教育理念滯后，與專業教育結合不緊，與實踐脫節；教師開展創新創業教育的意識和能力欠缺，教學方式方法單一，針對性、實效性不強等問題[3]。

目前高校的創新創業教育主要是以單獨開設創新創業課以及大學生創新創業項目為主要形式，大部分屬于拔尖人才培養以及創新創業技巧的傳授，忽視了基礎知識和專業知識的學習，因此專業教育與創新創業教育存在“兩張皮”現象[10-11]。另外即使將創新創業理念融入到專業教學中，但是由于專業課程教師缺乏系統的創新創業培訓，教學課程內容中關于創新創業精神的融入還比較薄弱，尤其是對于工科類專業，還缺乏相應的課程結構及體系支撐，還不能將創新創業精神滲透到每一門課程中和每一名學生身上。而且目前大部分學生通過單獨的創業課程或競賽獲得學分，所學內容與其今后所學專業發展的關聯性較弱，因此限制了學生創新創業能力的連續性及針對性的發展[12-14]。

（三）" 創新創業教育未能貫穿專業教育全過程

近些年來，各高校均開展了形式多樣的創新創業教育，但是在培養方案中還未將其納入專業教育的全過程，創新創業類課程和專業教育獨立設置的現象仍然比較普遍，專業教育和創新創業教育融合工作顯著滯后，學生專業能力與創新創業素質的培育還不充分。

目前很多高校通過設置創業類課程和第二課堂來完成學生的創新創業教育。創業類課程主要是作為選修課安排在第一和第二學年，但是對于工科類學生的培養方案和課程設置，一、二年級的大學生還不具備相應的專業知識和技能的儲備，還不足以去很好地理解及執行創新創業的相關環節。第二課堂主要是通過大學生創新創業項目或學科競賽來實現，這種方式為學生提供了良好的鍛煉機會，是提高學生創新能力、團隊合作能力以及解決問題能力行之有效的途徑，但是目前由于學生受時間、空間的限制以及專業基礎知識的薄弱，大部分項目來自于老師的科研項目以及研究生的數據，創新和創業教育還處于一種被動的、跟從的模式，其創造性思維、探究性能力還得不到充分的開發。除此之外，無論是選修形式的創新創業類課程，還是大學生創新創業類項目和學科競賽，僅是部分學生參與其中，沒有實現學生的全覆蓋，培養的實效性和普及性還較差[15]。

（四）" 培養維度單一性

創新創業精神的培養是不能通過通識教育階段中所設置的創新和創業課程，或參加一兩次學科項目和競賽就能實現的，必須將其嵌入、滲透到專業教育的全過程，實現時間維度、空間維度、理論和實踐相結合的多層次培養模式。

目前創新創業精神元素在材料成型及控制工程專業教育培養目標中的彰顯度不夠，大多未能針對學科專業的特色及實際需要開發切合所需的專業創業課程，創新創業系列課程與專業課程無法有機銜接。而且對于大部分專業教育中不同類型課程的教學形式還比較單一，這種以單一的課堂教學為主的專業教育教學形式阻礙著創新創業教育的切實開展[15]。以實踐為導向的創新創業教育需要更加多元、豐富的教育組織形式。為適應新工科現代教學，亟待在專創融合理念、培養模式、培養維度、內容上解決創新創業能力培養單一性的問題[5]。

三" 創新創業教育與專業教育深入融合的途徑

材料成型及控制工程是一種多學科相互滲透的專業，為順應時代的發展和變化，對材料成型及控制專業大學生的創新能力、實踐能力及應變能力要求與日俱增，加強專業建設完善人才培養模式是適應時代發展，提高教學質量，提升專業能力的有效舉措。

（一）" 教師的創新創業意識及能力建設

教師作為傳授知識和引導學生思維的主體，除自身具備深厚的專業基礎知識和專業技能外，必須要及時更新教學理念與知識體系，增強自身的創新意識，在教學中要有效融入創新創業教育理念，通過項目式、案例式等多元教學方法激發學生的學習興趣，實現對復雜工程問題進行深入探討和分析，同時引導學生將工程問題與社會問題如環境問題、倫理道德、工程素養等方面相結合，綜合培養學生的學術能力和社會屬性[13]。

對于材料成型及控制工程專業師資隊伍的建設，一方面要加強專職教師創新創業能力的培訓，培養其創新創業意識。鼓勵更多的教師尤其是剛入職的青年教師以科技特派員的形式到相關企業進行鍛煉，支持教師到企業兼職，使教師真正將書本知識與實際生產問題相結合，真正地了解行業所面臨的問題，能夠將實際問題運用到教學中；另一方面要加強校外兼職教師的數量和比例。對于歐美國家，如德國、美國的高校，其校外兼職教師的數量甚至超過了專職教師的數量[16]。兼職教師就職于企業，具有非常豐富的企業管理經驗和工程背景，熟悉社會需求，了解行業發展動態及存在的技術問題，可以講授創業類課程以及帶領學生進行校外實踐，通過將他們的實踐經驗分享給學生，有效開拓學生的視野。

（二）" 專業教育模式改革

為實現材料成型及控制工程專業教育與創新創業教育的深度融合，必須實現創新創業課程和專業課程的嵌入式教育模式[17]。在專業基礎課、專業核心課和實踐課程中，根據各類專業課程的特點有針對性地融入創新創業知識、意識、能力和精神等要素，這需要從課程體系建設、教學大綱及教學內容調整、教學方法改革等多方面著手進行。

1" 課程體系改革及構建

借鑒國內外知名高校如牛津大學、清華大學等開展新工科創新創業教育的經驗，專創有機融合的關鍵在于充分挖掘各類專業課程中的創新創業教育資源，充實專業課程內容。教師在教授專業知識過程中加強創新創業意識的引導，提升學生的學習和探索興趣和創造力。根據課程的特點及內容，挑選適宜于“雙創”教育的模塊，加入行之有效的創新創業訓練與實踐內容，建設特色示范課程[18]。在特色示范課程的基礎上，選擇專業基礎課、專業選修課、實踐類課程等相關聯的課程，如材料成型原理、材料連接工藝及設備和實踐課程材料連接綜合實驗，建設逐步遞進、有機銜接、合理的創新創業教育專門課程群。

2" 更新完善教學大綱

根據材料成型及控制工程專業人才培養目標以及重構的課程體系，結合未來學生畢業后的職業需求，重新修訂課程培養目標，將創新創業能力的培養嵌入到專業課程的教育中；優化教學內容，增加創新創業能力模塊，并分配合適的學時；組織專業課程的教師團隊與工程經驗豐富的兼職教師企業根據行業及科技技術的發展進行定期研討，及時更新教學內容及教學方法；加強實踐教學，在專業知識模塊中引入工程問題，配合多元化教學方法，搭建合理、多維立體化的教學體系，引導學生發散思維、創新創業的探索精神，從而構建專業知識—實踐技能—創新創業素養的教學模式。

3" 結合專業教育中創新創業理念的融入點更新教學內容

圍繞著材料成型及控制工程專業課程建設目標，堅持“以學生為中心”的教學理念，各課程團隊需進行課程內容研討，對于知識相關聯的不同性質理論和實踐課程進行多團隊交叉探討，確定專業課程的專創融合知識模塊，對學生進行持續性、多層次的綜合培養和鍛煉。結合所確定的專創融合知識模塊，利用校外兼職教師的實踐經驗和社會經歷，共同選擇開發適用于專業教學的創新創業教學案例，完善課程的案例庫。

由于近年來材料成型及加工技術迅速發展，專業課程的教學內容要根據科技發展和行業發展的變化進行實施更新，在課程教學中應注重材料成型技術的專業發展前沿知識的實時補充，引入材料成型新技術、新原理、新應用，淘汰過時、陳舊的知識內容，開闊學生的科研視野，深入挖掘學生的創新創造思維，提升學生對社會發展和時代進步的適應性。

4" 教學方法革新

探索多元化的專創融合教學方法，堅持以學生為中心的教學理念，通過“互聯網+專業教育”以及科教深度融合，整合課程單元知識模塊，完善教學資源、設計研究性教學環節，利用線上線下資源實現課程多維立體化教學過程，突破時空的限制，實現專創融合教學在時間和空間維度上的延伸。對于不同知識層次、不同類型專業課程的教學，以課程培養目標和知識體系為依據，針對性地選擇基于問題式（PBL）、研討式（Seminar）、案例式、項目式等教學方法，對多種教學方式的融合和互嵌進行設計，從而提升學生的主觀能動性，全方位激發受學生的創新思維和探索精神，提升學生批判性思維、創新意識和創新能力。

（三）" 專創與實踐活動相融合

為進一步實現創新創業在專業教育中的融合，還要搭建起專創融合平臺，建立企業實訓基地，為學生創造更多的實踐、實戰的機會，在實踐訓練中加強學生技能、創新性思維的培育，提升學生參與創新創業的熱情，引導學生利用專業知識解決工程實際問題。學生通過實訓基地感受真實的企業氛圍，接受工程及社會經驗豐富的企業導師指導，充分參與和體驗工程問題的解決過程，提升自己對行業的認識，通過對實際復雜工程問題的分析、方案設計及實施培養學生的創新素養、創造性思維、批判性思維、工程倫理道德及應變能力等素養。同時在實訓過程中也可以了解自己將來就業中所需的知識和能力，認識到目前學習和發展過程中的不足，從而不斷完善和充實自己，成為社會所需的適用型、創新創業型的復合工程技術人才。

另外根據專業特點，將國際焊接工程師（IWE）的教學內容納入材料成型及控制工程專業人才培養方案。IWE培訓的重點在于培養從事產品結構設計、生產制造、質量保證研究和開發的焊接技術和管理人員。IWE借鑒德國焊接學會焊接工程師培訓內容，制定了國際焊接工程師的培訓大綱，是與世界接軌，具備國際認可的水平和資格的課程，涵蓋了企業生產中所設計到的材料、工藝、設備、結構和生產等全面知識。學生們通過知識學習和技能實踐，可以深入掌握實際工程案例的問題及解決方案，了解行業的國際標準，從而擴展學生的國際視野，提高工程實踐、解決工程問題的能力以及工程師素質，加強學生操作規范、環保與安全意識、社會責任感，增強學生在工作崗位的競爭力。

四" 結束語

鑒于新工科背景以及專業培養人才目標要求，將創新創業教育理念融入材料成型及控制工程專業教育中是勢在必行的教育發展之路，這對于實現創新創業精神的全過程、逐步滲透、持續強化的培養具有顯著的影響。針對材料成型及控制工程專業特點，通過教師隊伍創新創業意識和能力的培養、課程體系的重新構建、教學方法的革新、教學方法手段的多元化以及與實踐環節的有機結合，構建了具備知識學習—實踐技能—創新創業素養的綜合實用創新型工程技術人才的多維度、多層次培養模式，有效實現學生創新精神、創造能力以及應變能力等工程素養的培養，增強其在社會中的競爭力和適應力。

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