新工科理念下學科交叉融合陶瓷特色復合型人才培養體系改革

關鍵詞：新工科理念；學科交叉融合；陶瓷機械裝備；復合型人才；培養體系；培養質量

中圖分類號：G640" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）17-0148-04

Abstract： With the guidance of the concept of new engineering， the cross fertilisation of disciplines can bring important reforms to the training system of composite talents with ceramic characteristics. Such reform focuses on the integration of knowledge and skills from a wide range of fields， including mechanisation， information technology and intelligence into ceramic engineering education through interdisciplinary integration to produce students with a broad skills background and the innovation ability. The new educational model not only focuses on the imparting of theoretical knowledge， but also attaches great importance to practical application and cross-border cooperation to address complex engineering challenges and market demands. Through the reform of the new system， the cultivation quality and practical application ability of compound talents in the field of ceramic machinery and equipment can be effectively improved， which has important reference significance for promoting industry innovation and sustainable development.

Keywords： new engineering concept; interdisciplinary fusion; ceramic machinery equipment; inter-disciplinary talent; training system; training quality

隨著全球科技的迅猛發展和產業結構的不斷升級，傳統的工科教育模式已難以滿足新時代對高素質工程技術人才的需求[1-2]。新工科理念應運而生，旨在通過創新教育模式、優化課程體系和加強實踐教學，培養具備跨學科知識、創新能力和實踐技能的復合型工程人才[3]。新工科理念不僅是對傳統工科教育的補充和完善，更是對其深刻變革和全面提升。陶瓷機械裝備作為陶瓷產業的核心技術，涵蓋了陶瓷材料的制備、加工和應用，具有重要的戰略意義[4-5]。隨著新材料技術和智能制造技術的不斷進步，陶瓷機械裝備在電子、醫療、航空航天和能源等高科技領域的應用不斷擴展，對該領域工程師的需求量大幅增加，且對其綜合素質和創新能力提出了更高要求[6]。因此，探索和構建以陶瓷機械裝備為特色的復合型人才培養體系，具有重要的現實意義和戰略價值。目前，傳統的陶瓷機械裝備工程教育存在課程設置單一、缺乏跨學科的綜合性課程，學生知識面狹窄，難以適應復雜工程問題的解決[7-8]。實驗和實習機會有限，學生動手能力和實際工程經驗不足，難以滿足企業對高素質工程技術人才的需求。教育模式僵化，缺乏對學生創新思維和科研能力的系統培養，學生在面對新技術新問題時，缺乏足夠的創新能力[9-10]。

本文旨在通過對新工科理念的深入分析，結合陶瓷機械裝備學科的特點，探討構建以學科交叉融合為核心的陶瓷機械裝備特色復合型人才培養體系的改革路徑。具體措施包括：構建跨學科、綜合性的課程體系，培養學生的綜合知識和跨學科能力；建立多層次、多形式的實踐教學體系，提升學生的動手能力和實際工程經驗；將科研項目引入教學，培養學生的科研能力和創新精神。通過案例分析和學生反饋，評估改革措施的實際效果，為后續教育改革提供參考。

一" 新工科理念與學科交叉融合

在全球科技革命和產業變革的背景下，工程教育迎來了新的挑戰和機遇。傳統的工程教育模式已無法滿足新時代對創新人才的需求，特別是在陶瓷機械裝備領域。亟需通過全面的革新來適應新的發展趨勢。新工科理念應運而生，強調通過創新性、交叉性、實踐性和多樣性的教育方式，推動陶瓷機械裝備工程教育的全面創新。新工科理念不僅關注學生創新意識和能力的培養，還強調學科交叉融合、實踐教學及個性化發展的重要性，為陶瓷機械裝備工程教育注入了新的活力與動力。具體內容如圖1所示。

（一）" 新工科理念的內涵

新工科理念是指在新時代背景下，為應對全球科技革命和產業變革對工程教育提出的新要求，通過創新性、交叉性、實踐性、多樣性四個層面推動工程教育模式、教學內容和培養目標的全面創新。

1" 創新性

新工科強調創新教育，培養學生的創新意識和創新能力。隨著科技的迅猛發展，新技術、新產業不斷涌現，工程技術人員必須具備強大的創新能力，才能在激烈的市場競爭中脫穎而出。因此，新工科教育應注重培養學生的創新思維，激發其創新潛力，鼓勵其在學術研究和工程實踐中大膽探索、勇于創新。

2" 交叉性

新工科理念強調學科交叉融合，打破傳統學科壁壘，構建跨學科的知識體系。通過學科交叉融合，可將多個學科的優勢有機結合，培養學生的綜合知識和跨學科能力，使其能夠靈活運用多學科知識解決復雜工程問題。將材料科學、機械工程、計算機科學等學科的交叉融合，為新型材料的開發和應用提供新的思路和方法。

3" 實踐性

新工科教育強調實踐教學，注重培養學生的工程實踐能力和動手能力。實踐是檢驗真理的唯一標準，工程教育必須通過豐富的實踐教學環節，使學生在實際操作中鞏固理論知識，掌握工程技能。新工科教育應加強實驗教學、實習實踐和校企合作，建立多層次、多形式的實踐教學體系，提升學生的實際工程經驗和解決問題的能力。

4" 多樣性

新工科強調人才培養目標和方式的多樣性，尊重學生的個性發展和多樣化需求。不同學生有不同的興趣和特長，教育應因材施教，提供多樣化的課程選擇和培養模式，滿足學生的個性化發展需求。新工科教育應注重培養學生的批判性思維、團隊合作精神和社會責任感，全面提升其綜合素質和職業素養。

（二）" 學科交叉融合的必要性

學科交叉融合是新工科理念的重要組成部分，也是應對現代工程教育挑戰的必然選擇。隨著科技的迅猛發展和社會需求的不斷變化，單一學科的知識體系已難以滿足解決復雜工程問題的需求。學科交叉融合將不同學科的知識和方法有機結合，培養學生的綜合能力和創新思維，為解決復雜工程問題提供新的路徑。

1" 應對復雜工程問題的需求

現代工程問題具有復雜性和多樣性，涉及多個學科的知識和技能。例如，智能制造需要機械工程、計算機科學和材料科學等多個學科的交叉融合。只有通過學科交叉融合，才能全面理解和解決這些復雜問題。培養具備跨學科知識和綜合能力的工程人才，是應對復雜工程挑戰的關鍵。

2" 推動科技創新的動力

科技創新往往發生在學科交叉的邊緣地帶。新材料、新技術和新工藝的開發，依賴于多個學科的交叉融合。例如，生物材料的研究需要材料科學、生物學和醫學的結合。通過學科交叉融合，可以激發新的創新點，推動科技進步和產業升級，培養學生的創新能力和科研素養。

3" 促進學生全面發展的需要

單一學科的知識體系難以滿足學生全面發展的需求，學科交叉融合通過多學科知識的綜合應用，能夠拓寬學生的知識面，提高其綜合素質和跨學科能力。例如，通過將人文社科課程與工程課程結合，可以培養學生的批判性思維和社會責任感。學科交叉融合有助于培養具有廣泛知識背景和綜合能力的全面發展的人才。

二" 陶瓷特色復合型人才培養體系的構建

針對世界科技前沿、經濟主戰場和國家重大需求，圍繞陶瓷機械裝備，培養研究型、創新型和復合型人才，成為機械工程領域研究陶瓷材料裝備研制領域人才的搖籃。整體復合型人才培養體系如圖2所示。

（一）" 課程設計的優化

課程設計的優化在新工科教育改革中占據核心地位，特別是在陶瓷機械裝備領域。優化課程設計旨在突破傳統框架，通過跨學科融合、先進教學方法的引入以及強化實踐教學，全面提升學生在陶瓷機械裝備領域的綜合素質與創新能力。為了培養學生的跨學科視野，可以設計將機械工程與材料科學相結合的陶瓷機械裝備材料學課程，以及將自動化技術與陶瓷工藝結合的智能陶瓷機械裝備課程。針對陶瓷機械裝備專業，課程設計應實施模塊化策略，包括“基礎理論模塊”“機械設計模塊”“自動化控制模塊”及“前沿技術模塊”。每個模塊聚焦不同領域的關鍵知識點，學生可根據個人興趣及職業規劃靈活選擇模塊組合，構建個性化的學習路徑。優化課程設計還需注重基礎課程與專業課程（陶瓷工藝學、機械設計基礎）的有機結合。通過開設如陶瓷機械力學基礎或材料力學在陶瓷機械中的應用等交叉課程，使學生在掌握基礎理論的同時，能夠深刻理解其在陶瓷機械裝備設計中的實際應用，增強學習的連貫性和實用性。引入混合式教學方法，結合傳統課堂教學與在線學習的優勢，為陶瓷機械裝備專業的學生提供靈活多樣的學習體驗。利用在線課程平臺提供豐富的理論知識講解視頻、案例分析和互動討論區；同時，通過虛擬實驗室模擬陶瓷機械裝備的設計、裝配與調試過程，讓學生在安全、高效的環境中完成實踐操作，提升技能水平。課程設計優化不僅能夠促進陶瓷機械裝備領域的教育改革，還能有效提升學生的綜合素質、創新能力及解決實際問題的能力，為行業培養更多高素質的專業人才。

（二）" 科研創新的推動

科研創新是陶瓷機械新工科教育的核心驅動力，推動著陶瓷機械技術的不斷進步，也是科技進步和社會發展的重要基石。通過優化陶瓷機械領域的教學科研體系、強化科研項目管理、深化產學研合作及激發學生的科研興趣，可以有效推動陶瓷機械領域的科研創新，進而提升教育質量和科研水平。將陶瓷機械領域的科研前沿和最新成果直接引入課程設計，確保教學內容與行業發展緊密同步。在陶瓷機械設計基礎等核心課程中，增設“陶瓷機械自動化與智能化技術”“陶瓷材料加工新技術”等專題，通過案例分析和研討，讓學生深入了解行業動態和技術趨勢，激發科研興趣。搭建產學研合作平臺，促進高校、科研機構與陶瓷機械企業之間的緊密合作。通過共建研發中心、聯合實驗室等形式，實現技術、人才和資源的優勢互補，推動陶瓷機械科研成果的快速轉化和產業化。建立陶瓷機械科研資源共享平臺，實現設備、數據和信息等資源的開放共享。通過資源整合和優化配置，提高科研資源的利用效率和科研團隊的協作能力。優化教學科研體系、加強科研項目管理、促進產學研合作、激發學生科研興趣及推動多學科交叉融合和資源共享等措施，可以全面提升陶瓷機械領域的科研創新能力和水平，為培養具備科研能力和創新精神的高素質工程人才提供有力保障，進而為陶瓷機械產業的持續發展和科技進步貢獻重要力量。

三" 實施效果分析

隨著新工科教育改革的深入推進，高校的各個專業，特別是傳統而重要的學科如陶瓷機械裝備專業，正面臨著前所未有的挑戰與機遇。為了順應新時代對高素質工程人才的需求，高校必須對陶瓷機械裝備專業進行全面的改革與優化。這一過程不僅聚焦于課程體系的革新，還涵蓋了教學方法的創新、實踐環節的加強、科研活動的促進及校企合作的深化。具體內容如圖3所示。

（一）" 高校陶瓷材料專業改革實踐

隨著新工科教育改革的深入推進，高校陶瓷材料專業面臨著新的挑戰和機遇。為了培養適應時代發展的高素質工程人才，積極推進陶瓷材料專業的改革實踐，通過優化課程體系、創新教學方法、加強實踐教學、推動科研創新和深化校企合作，全面提升機械電子工程專業的教育質量和培養效果。構建跨學科綜合課程體系，打破學科界限，設置跨學科綜合課程，促進多學科知識的融合。例如，將陶瓷材料與化學、物理、機械等學科相結合，開設陶瓷機械裝備性能、陶瓷軸承裝備研制等跨學科課程，提升學生的綜合素質和創新能力。高校機械與本地陶瓷結合的特色專業的改革實踐是新工科教育改革的重要內容，通過優化課程體系、創新教學方法、加強實踐教學、推動科研創新、深化校企合作和注重學生個性化發展，全面提升機械電子工程專業的教育質量和培養效果，培養具備跨學科知識、創新能力和實踐技能的高素質工程人才。

（二）" 學生反饋與效果評估

通過問卷調查、座談會和在線反饋平臺等多種形式，定期收集學生對課程內容、教學方法、實驗實習等方面的意見和建議。建立多維度的教學效果評估體系，包括學生評教、同行評教和專家評教等環節，全面評估課程與教學改革的效果。例如，在陶瓷機械裝備實驗課程中，結合學生的課程評教、同行的教學觀摩評教和專家的教學評估，全面評估課程改革的效果和問題。根據學生反饋和教學效果評估結果，及時調整和改進教學方法和課程設計，提升教育質量。將學生反饋、教學效果評估和課程改進形成閉環機制，確保反饋意見能夠及時轉化為實際教學改進措施。建立“教學反饋與改進委員會”，定期審查學生反饋和評估結果，提出改進建議和措施，并監督實施情況，確保教學質量的持續提升。

四" 結論與展望

在新工科教育改革的背景下，高校陶瓷材料專業的改革實踐取得了顯著成效。通過優化課程體系、創新教學方法、加強實踐教學、推動科研創新、深化校企合作、注重學生個性化發展以及重視學生反饋與效果評估，陶瓷材料專業的教育質量和人才培養效果得到了全面提升。通過構建跨學科綜合課程體系、模塊化課程設計和整合基礎與專業課程，學生的知識結構更加系統和全面，提升了其綜合素質和創新能力。科研導向的課程設計、科研訓練與課程融合和學科交叉科研團隊建設，促進了科研與教學的緊密結合，提升了學生的科研創新能力。選修課程體系建設、導師制和學術指導、創新創業教育，滿足了學生的個性化發展需求，激發了其創新創業熱情。定期學生反饋收集、教學效果評估體系、跟蹤畢業生發展、改進教學與課程設計和建立反饋閉環機制，確保了教學質量的持續提升。通過上述改革措施，高校陶瓷材料專業不僅提高了學生的綜合素質和實踐能力，還增強了其科研創新能力和社會適應能力，為國家新工科教育改革提供了寶貴經驗。

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