摘要：隨著國家科技發(fā)展，過程工業(yè)對過程裝備專業(yè)人才提出了更高的要求，傳統(tǒng)的過程裝備專業(yè)教育已經(jīng)出現(xiàn)與新產(chǎn)業(yè)發(fā)展契合度不高、匹配度不強等問題。為了滿足國家和社會對過程裝備人才的需求，燕山大學過程裝備與控制工程專業(yè)結(jié)合過程設(shè)備和過程機械發(fā)展的大趨勢，制定新工科理念下的人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建“通識課—專業(yè)基礎(chǔ)課—新工科模塊—綜合實踐模塊”的課程體系，改革“理論—競賽”的教學方法，開展“多角度、多維度”課程考核評價的教學改革與實踐，為地方高校新工科人才培養(yǎng)提供了可借鑒的新模式。

關(guān)鍵詞：新工科；模塊化教學；評價；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G646

ExploringtheModularReformPathofProcessEquipment

andControlEngineeringundertheBackgroundofNewEngineering

ZhangQian*XuKai

SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering，YanshanUniversityHebeiQinhuangdao066004

Abstract：Withthedevelopmentofnationalscienceandtechnology，theprocessindustryhasputforwardhigherrequirementsforprocessequipmentprofessionals.Traditionalprocessequipmentprofessionaleducationhasencounteredproblemssuchaslowcompatibilityandweakmatchingwiththedevelopmentofnewindustries.Inordertomeettheneedsofthecountryforprocessequipmenttalents，theProcessEquipmentandControlEngineeringofYanshanUniversitycombiningtheoveralltrendofthedevelopmentofprocessequipmentandprocessmachinery，formulatestalentcultivationgoals，constructsacurriculumsystemof"generaleducationcourses，professionalbasiccourses，newengineeringmodules，andcomprehensivepracticemodules"，andreformstheteachingmethodsof"theorycompetition"Theteachingreformandpracticeof"multiangleandmultidimensional"courseassessmentandevaluationhaveprovidedanewmodelforthecultivationofnewengineeringtalentsinlocaluniversitiesthatcanbeusedforreference.

Keywords：NewEngineering；ModularizedTeaching；Evaluation；PersonnelTraining

1概述

當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在全球范圍內(nèi)加速進行，為此，國家先后實施了“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略。相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來需要的是工程實踐能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才。2017年2月以來，教育部積極推進“新工科”建設(shè)，在全國范圍內(nèi)全面探索新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”，旨在建立多樣化和個性化的工程教育培養(yǎng)模式［13］。

過程裝備與控制工程專業(yè)是以過程裝備與控制為主體，以過程設(shè)備和過程機械為兩翼的大類學科交叉型專業(yè)。它的前身為化工設(shè)備與機械專業(yè)，主要針對包括以各種塔、換熱器、反應(yīng)器等壓力容器為代表的靜設(shè)備和以泵、壓縮機等為代表的動設(shè)備兩大類過程裝備的設(shè)計、制造、控制和管理［45］。隨著國家科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，過程工業(yè)對過程裝備專業(yè)人才提出了更高的要求［6］，傳統(tǒng)的過程裝備專業(yè)教育已經(jīng)出現(xiàn)與新產(chǎn)業(yè)發(fā)展契合度不高、匹配度不強等問題。另外，過程裝備與控制工程是一個集機械、化工、控制等多個領(lǐng)域為一體的多學科交叉專業(yè)［7］，涉及的專業(yè)課程內(nèi)容較多，這也導(dǎo)致多樣碎片化的專業(yè)選修課程分散了學生的注意力，缺乏整合解決問題的能力，從而造成學生的理論知識學習和應(yīng)用上的脫節(jié)。為了適應(yīng)新工科建設(shè)的新要求，優(yōu)化學生的知識體系，提高學生的創(chuàng)新能力，滿足國家和社會對過程裝備人才的需求，開展面向新工科建設(shè)的地方高校過程裝備與控制工程專業(yè)課模塊化改革與實踐。

2新工科背景下過程裝備與控制工程專業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

2.1傳統(tǒng)人才培養(yǎng)理念難以適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)訴求

傳統(tǒng)工程人才培養(yǎng)是以教師傳授知識為主體，偏重理論教學，隨著國家科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，過程工業(yè)對過程裝備專業(yè)人才提出了更高的要求，傳統(tǒng)的過程裝備專業(yè)教育已經(jīng)出現(xiàn)與新產(chǎn)業(yè)發(fā)展契合度不高、匹配度不強等問題。本文基于以上問題研究分析社會發(fā)展對新工科專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，拓展過程裝備與控制工程專業(yè)內(nèi)涵和建設(shè)的重點，結(jié)合工程教育專業(yè)認證的標準，以及學校定位和專業(yè)特色，制定合理的人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要的高級人才。

2.2課程體系和教學內(nèi)容需更新

目前，部分高校過程裝備與控制工程專業(yè)在課程設(shè)置的過程中仍然堅持以傳統(tǒng)學科為導(dǎo)向，構(gòu)建了包括通識課程、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)選修課程在內(nèi)的課程體系。過程裝備與控制工程是多學科交叉專業(yè)，其課程體系仍傾向于針對傳統(tǒng)的機械、化工、石油等行業(yè)，而非目前新興業(yè)態(tài)進行課程設(shè)置，導(dǎo)致專業(yè)培養(yǎng)的人才難以滿足在大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等新產(chǎn)業(yè)的需求。

2.3對學生實踐創(chuàng)新能力訓練不夠

專業(yè)的實踐教學內(nèi)容相對滯后，不能適應(yīng)新工科背景下社會對學生的新要求。雖然專業(yè)開設(shè)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，開展了多項關(guān)于創(chuàng)新的講座和培訓等活動，取得了一些效果。但是多數(shù)教師掌握的創(chuàng)新理論不扎實，對創(chuàng)業(yè)教育的實踐經(jīng)驗不足，在專業(yè)課中對學生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)不足，從而導(dǎo)致創(chuàng)新理念與專業(yè)知識之間的融合度低。因此，學生對專業(yè)技能的掌握大多停留在熟練應(yīng)用，而不能進行創(chuàng)新設(shè)計和應(yīng)用開發(fā)。

2.4缺乏合理有效的考核評價機制

目前專業(yè)課程考核評價機制尚不完善。傳統(tǒng)的教學評價以考試是否合格作為課程評價的唯一標準，雖然目前已逐漸將課堂測試、大作業(yè)、課程項目等各類過程性考核融入課程考核中，占到了一定的分值比例，但是目前在此類過程性考核中學生獲得的分值普遍較高，而最終有效反映學生學習效果的結(jié)課閉卷考試往往分值較低，導(dǎo)致很多學生不像以往那樣重視結(jié)課考試，無法實現(xiàn)有效的考核和評價。因此，對于考核評價需要在傳統(tǒng)教學評價體系的基礎(chǔ)上，融合能反映教學效果的評價指標，全面評價新工科背景下的教學質(zhì)量。

3模塊化教學模式探索

燕山大學過程裝備與控制工程專業(yè)，源于東北重型機械學院化工機械專業(yè)，1999年經(jīng)教育部批準更名為過程裝備與控制工程，2005年獲化工過程機械碩士授權(quán)點，2007年被評為河北省高等教育創(chuàng)新高地重點專業(yè)和品牌特色專業(yè)，2019年通過了教育部中國工程教育專業(yè)認證，2020年獲批國家級一流本科專業(yè)。依據(jù)“工程教育專業(yè)認證”標準，并結(jié)合國家“雙一流”建設(shè)改革政策，專業(yè)進行了綜合改革，力求為相關(guān)高校新工科人才培養(yǎng)提供可借鑒的新模式。

3.1制定新工科理念下的人才培養(yǎng)目標

新工科建設(shè)是我國工程教育的改革方向，其目標是培養(yǎng)具有較強工程實踐和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)復(fù)合人才。燕山大學過程裝備與控制工程專業(yè)立足河北，面向全國，以“新工科”為背景，結(jié)合工程教育專業(yè)認證理念，堅持以學生為中心，以成果為導(dǎo)向，培養(yǎng)掌握機械、化工、材料與控制等多學科領(lǐng)域的綜合知識，既能在生產(chǎn)一線從事過程裝備相關(guān)設(shè)計、制造、研究與開發(fā)工作，又能從事相關(guān)領(lǐng)域的教學、管理和經(jīng)營等工作，具有良好的團隊合作精神和國際化視野、較寬的人文社會科學素養(yǎng)，能夠不斷學習并適應(yīng)行業(yè)的快速發(fā)展，為過程工業(yè)、裝備制造業(yè)和服務(wù)型制造業(yè)等行業(yè)培養(yǎng)高質(zhì)量技術(shù)和管理人才。

3.2構(gòu)建“通識課—專業(yè)基礎(chǔ)課—新工科模塊—綜合實踐模塊”的課程體系

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標，專業(yè)在課程體系建設(shè)過程中按照靜設(shè)備和動設(shè)備凝練出兩個學生培養(yǎng)方向，圍繞這兩個方向來設(shè)置相應(yīng)的課程，從而形成了“通識課—專業(yè)基礎(chǔ)課—新工科模塊—綜合實踐模塊”這一新的課程體系。具體來講，它是以通識課和專業(yè)基礎(chǔ)課為基礎(chǔ)，將專業(yè)選修課和實踐課程的教學內(nèi)容劃分為新工科和綜合實踐模塊，將理論知識融入各個教學模塊的完成過程中，進而實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的一種教學模式。其中，新工科模塊是以突出“以學生為中心”的教育教學理念，結(jié)合過程裝備的發(fā)展趨勢，在原有基礎(chǔ)必選課和專業(yè)必修課基礎(chǔ)上，去除傳統(tǒng)的老舊專業(yè)課程，進一步將專業(yè)選修課按照領(lǐng)域設(shè)置與靜設(shè)備有關(guān)的過程設(shè)備和與動設(shè)備有關(guān)的過程機械兩個方向，并為每個方向設(shè)置特色課程，并且這些課程均融合了智能制造、互聯(lián)網(wǎng)等方面的最新發(fā)展。學生可以根據(jù)自己的興趣和愛好，在圍繞過程設(shè)備和過程機械之間選擇自己感興趣的發(fā)展方向，以適應(yīng)現(xiàn)階段過程工業(yè)發(fā)展的要求。綜合實踐模塊包含以實習、實驗、課程設(shè)計等為代表的實踐教學環(huán)節(jié)，以及針對兩個專業(yè)方向設(shè)置的各類學科競賽。模塊化的課程體系體現(xiàn)了本專業(yè)“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的大類培養(yǎng)方針與個性化培養(yǎng)的結(jié)合，適應(yīng)新工科發(fā)展的需要。各課程模塊均由擅長相關(guān)領(lǐng)域的不同教師負責相對應(yīng)項目的理論教學，并在此過程中針對性地融入虛擬仿真、翻轉(zhuǎn)課堂等教學手段，讓學生在相應(yīng)的專業(yè)模塊領(lǐng)域中掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識，提高解決工程實際問題的能力。另外，注重在各個專業(yè)方向課程中增加相關(guān)的工程實踐案例內(nèi)容，以過程設(shè)備方向為例，邀請壓力容器設(shè)計制造領(lǐng)域的企業(yè)專家和工程師開展關(guān)于腐蝕、密封和焊接等技術(shù)實踐案例講座。一方面幫助學生真正掌握此類技術(shù)在工程實際中的應(yīng)用情況；另一方面還可引入智能制造、大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)等知識內(nèi)容，提高學生適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的能力。

3.3圍繞“理論—競賽”模式的教學方法創(chuàng)新

專業(yè)課程是人才培養(yǎng)的基本要素，提高課程質(zhì)量是高校開展人才培養(yǎng)的核心，將各類學科競賽與專業(yè)課程教學進行有機融合有利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。燕山大學過程裝備與控制工程專業(yè)在完成通識課程、專業(yè)基礎(chǔ)課和過程設(shè)備或者過程機械方向的學習的同時輔以綜合實踐模塊，也就是將學科競賽和各類課內(nèi)實踐有針對性地嵌入相應(yīng)的教學模塊中，有效改變學生傳統(tǒng)學習過程中“先學后用”的模式，在不同教學模塊內(nèi)實現(xiàn)理論學習和實踐操作的同步進行，實現(xiàn)“理論—競賽”模式的教學方法創(chuàng)新。學生通過系統(tǒng)學習某一專業(yè)模塊的內(nèi)容，參與相應(yīng)的課內(nèi)實踐和學科競賽，將所學的理論知識及時應(yīng)用于實踐，能夠有效提升學生學習興趣和成就感。此外，積極組建教學團隊，以競賽為抓手，由不同學術(shù)專長的教師負責指導(dǎo)，邀請壓力容器設(shè)計領(lǐng)域的專家一起進行交流探討，促進學生實踐能力的提高。在新工科的背景下，競賽內(nèi)容還需緊跟行業(yè)熱點，并指導(dǎo)教學內(nèi)容的更新，以滿足過程工業(yè)對本專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。為此，專業(yè)教師一方面講授理論知識，另一方面根據(jù)競賽和行業(yè)熱點更新實踐教學環(huán)節(jié)，增強課程教學與競賽的互動。比如，在生產(chǎn)實習過程中，學生通過現(xiàn)場參觀，能夠了解企業(yè)生產(chǎn)工藝和管理模式，但是由于學生在理解企業(yè)生產(chǎn)工藝過程、認識圖紙等方面往往效果不夠理想，而通過參與學科競賽，可以提高學生理解生產(chǎn)工藝、設(shè)備整體結(jié)構(gòu)和認圖識圖的能力，相當于對生產(chǎn)實習的內(nèi)容進行有針對性的提前演練，提高了生產(chǎn)實習的教學質(zhì)量。

3.4開展“多角度、多維度”的課程考核評價

傳統(tǒng)的課程考核方式較單一，評價結(jié)果難以反饋真實的教學情況，對學生難以產(chǎn)生激勵效果。為此，在“通識課—專業(yè)基礎(chǔ)課—新工科模塊—綜合實踐模塊”課程體系、“理論—競賽”方法的基礎(chǔ)上，建立“多角度、多維度”的多元課程考核評價方法。其中，多角度是根據(jù)不同的專業(yè)方向的特點，通過翻轉(zhuǎn)課堂授課、實驗成績、競賽成績、實習答辯、結(jié)業(yè)論文等多個角度對學生課程知識掌握情況進行綜合評價；多維度是側(cè)重理論課程、實習實踐以及學科競賽三個體系的多個維度的綜合考核。在考核和評價過程中注重不同專業(yè)方向?qū)W生在學習過程中培養(yǎng)的合作能力、表達能力、動手能力等多種軟性考核指標，并且通過在競賽評價中加入教師評價和學生評價相融合等機制，實現(xiàn)課程評價體系的真實性和全面性，對教學目標的達成具有更加積極有效的反饋，從而對學生的能力做出全方位評價，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

結(jié)語

新工科是我國高等教育改革的重要舉措，過程裝備與控制工程專業(yè)的發(fā)展目標與新工科理念高度契合。在新工科建設(shè)的背景下，燕山大學過程裝備與控制工程專業(yè)以創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求為導(dǎo)向，開展了專業(yè)課模塊化改革路徑的探索，提出構(gòu)建“通識課—專業(yè)基礎(chǔ)課—新工科模塊—綜合實踐模塊”的課程體系、圍繞“理論—競賽”的教學方法、開展“多角度、多維度”課程考核評價的教學改革與實踐。通過設(shè)置過程設(shè)備和過程機械兩個專業(yè)方向，滿足過程工業(yè)對專業(yè)人才的需求，規(guī)劃了過程裝備與控制工程專業(yè)人才發(fā)展方向，形成具有鮮明特色的課程體系和培養(yǎng)方法，為相關(guān)高校新工科人才培養(yǎng)提供可借鑒的新模式。

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基金：2023年度河北省教育廳高等教育教學改革研究與實踐項目：“新工科背景下過程裝備與控制工程專業(yè)模塊化課程群構(gòu)建與探索”（2022GJJG070）；2023年度燕山大學教學研究與改革項目：“新工科背景下過程裝備與控制工程專業(yè)模塊化課程群構(gòu)建與探索”（2022XJJG026）

*通訊作者：張前（1981—），男，河北安平人，工學博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事壓力容器節(jié)能與先進制造技術(shù)研究。