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“新工科”背景下过程装备与控制工程专业人才培养方案探索与实践
摘要:在“新工科”建设背景下,过程装备与控制工程专业人才培养需适应智能制造及产业升级需求。本文基于构建科学目标体系、优化模块化课程架构、深化产教协同机制、完善多元评价模式及强化师资队伍建设,形成闭环驱动的育人路径。旨在为装备制造领域复合型人才培养提供系统性范式。
关键词:新工科;过程装备与控制专业;人才培养
引言:
新一轮科技革命加速推进工程教育范式转型,过程装备及控制工程面临智能制造、绿色转型及多学科交叉融合的复合型挑战。传统培养模式存在目标定位滞后、课程体系固化、实践资源割裂等问题,难以匹配装备制造业对系统设计及创新优化的高阶能力需求。在此背景下,探索适应技术迭代及区域经济发展的新型人才培养架构,成为提升专业核心竞争力的必然路径
一、科学制定培养目标
科学制定人才培养目标需以成果导向理念为基础,立足专业发展需求,契合区域经济布局,紧贴工程产业结构调整趋势,围绕技术进步及社会转型目标展开系统设计。课程体系构建依据学生成长规律展开层级规划,突出专业技能训练、综合素养塑造、创新意识激发三个维度协同发展。目标设定面向装备制造、过程控制、系统优化等领域所需核心能力展开要素拆解,强化知识结构完整性、能力体系系统性、素养导向前瞻性。产业转型压力推动过程装备技术不断革新,培养体系需对接智能制造、碳减排、储能集成等新兴方向,在课程内容中植入多学科知识融合模块。目标内容需体现对工程实践、问题分析、解决能力的精准引导,突出结构优化、系统设计、控制集成等关键环节的能力成长路径。目标修订周期设定为四年一轮,数据支撑来源包括就业走向、能力反馈、课程评价、行业发展预测。设计过程嵌入用人单位走访、毕业生跟踪、专家咨询等多种形式调研手段,确保设定内容贴近技术前沿及市场实需。构建目标指标体系时需明确知识掌握程度、能力达成水平、素养表现结果,形成从目标设计到课程部署再到质量反馈的闭环结构。目标表达需清晰精准、结构分明、逻辑严谨,避免空泛表述及目标堆叠,确保培养方向聚焦清晰、任务落实具体、内涵支撑有力,真正实现从专业定位到能力塑造全过程目标体系的有效驱动。
二、优化模块课程体系
模块化课程体系建设以工程能力导向为原则,整体结构围绕知识系统性以及能力层级性展开优化设计。课程平台内容覆盖通识教育、学科基础、专业教育、自主发展、集中实践、创新创业六大模块,依托八类课程平台支撑教学内容多元组织、资源结构协同配置、教学路径清晰明晰。各模块定位明晰、职责明确,内容安排聚焦学生能力发展路径,结构层级呈现递进关系,强调理论学习同工程应用深度融合。课程内容结构依据学科演进规律动态更新,引入国际前沿技术及工程案例资源,内容组织强调挑战程度、逻辑紧密性、思维复杂度。课程开发嵌入研究成果转化机制,形成科研驱动教学的有机体系。教学内容覆盖设计思维、工程思维、系统思维、批判性思维等多维知识技能,提升学生认知结构的复杂度。课程群体设计着眼于跨领域能力拓展,内容间实现内在联动,支持学生在解决复杂工程问题过程中建立跨知识点联通机制。教学实施过程中强化问题导向模式,以真实工程任务驱动学习动机,提升学生问题识别、路径规划、资源调配、技术选择、综合表达等能力。平台整合科学素养、人文视野、工程技能、职业意识等核心要素,支撑素质培养体系多维构建。教学方法融合信息技术支持,构建多场景、多方式、多节点互动模式,推动课堂教学向探究学习、协同研讨、技术实践方向演化。课程教学目标持续修订机制明确纳入课程反馈数据、行业动态指标、技术发展趋势三重内容,推动教学内容周期性重构。知识体系建设坚持知识更新速度、内容覆盖广度、核心概念深度三重并举策略,构成结构新颖、内容宽广、逻辑深厚的复合型课程体系,提升专业教学体系的系统性、前沿性、适应性。
三、深化产教协同育人
产教协同育人机制以工程能力训练为核心,以实践平台构建为支撑,以校企联动体系为驱动,形成多主体参与、多路径融合、多维度联结的人才培养格局。平台构建涵盖虚拟仿真实验室、校外实训基地、重点研究实验室等实体资源,内容设置覆盖设计训练、系统仿真、生产操作、项目开发等实践环节,形成任务引导、项目牵动、能力导向的实训体系。实践教学组织聚焦真实场景构建及技术流程模拟,融合三维建模技术及控制系统平台,搭建过程装备精制流程实训环境,形成以真实任务为单元、以场景驱动为模式的教学路径。工程竞赛组织机制引导学生融入节能减排、流程优化、工艺设计等技术主题,训练问题发现能力、方案设计能力、技术整合能力,促进理论知识向应用成果转化。指导力量联合高校教师同企业工程师组成专业团队,明确各类任务指导职责,形成环节协同、职责明确、过程可控的实践运行机制。产教联动依托实习实训项目建设开展资源共建、成果共享、标准互认等工作机制,拓展校企互动层次,打通教学任务延伸路径。平台运行数据实时采集,形成能力指标可测、教学过程可追、育人效果可评的闭环系统。教学资源融合线上操作、半实物沙盘、计算机仿真、线下实训四种方式,构建多通道、宽覆盖、高频次的能力训练路径。课程内容更新嵌入科研成果,推动技术迭代,提升平台使用效率。实践课程嵌入社会责任教育模块,聚焦绿色制造、安全管理、工程伦理等内容主题,拓展实践教学外延。
四、完善多元评价机制
多元评价机制构建以教学目标达成度为核心,以质量标准体系为基础,以持续改进路径为主线,形成结构完整、过程闭环、数据驱动的质量监测系统。体系覆盖课程设计、教学实施、实践训练三个维度,结合校内课堂过程、校外实习表现、师生互动反馈形成综合性评价网络。机制运行嵌入学期节奏周期,评价节点贯穿教学准备、课堂推进、考核分析、结果诊断,确保全过程教学活动具备可测性。内容标准明确课程内容完整度、教学方法适配性、学习成果表现力等核心指标,保证各类教学环节具备明确目标。平台支撑依托信息技术系统构建数据采集、分析处理、结果输出一体化模式,保障评价过程高效、规范、透明。数据来源覆盖过程性成绩记录、成果性考核表现、结构化问卷反馈,形成多视角、全周期、强关联的量化指标体系。分析逻辑注重横向对比同纵向追踪结合,挖掘教学内容优化路径、方法创新潜力、考核方式改进方向。外部评估机制嵌入社会需求变化模型、行业标准演化趋势、岗位能力匹配状况,强化评价维度的适应性。反馈路径涵盖课程教学目标修订、课程体系结构调整、教学组织方式优化三项关键任务,实现结果驱动下的教学行为精细调控。组织架构层面设立专业建设指导委员会以及课程评价工作组双重管理单元,明确职责边界、流程节点、数据归属,构建责任清晰、运转高效、反馈精准的评价管理机制。
结束语:
本文立足于“新工科”建设内涵,系统构建过程装备与控制工程专业人才培养的创新框架。基于目标体系动态校准、模块课程多维迭代、产教平台深度融合、评价机制全程闭环等策略,形成需求牵引同能力递进的双向驱动模式。
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教育部产学研合作就业育人项目(2024031979195)