基于产教融合的材料专业课程体系改革研究

基金项目：吉林省高教科研重点课题“新工科背景下‘材料学科’教学改革研究”（JGJX2022B10）；吉林大学本科教学改革研究项目“材料成型及控制工程专业‘产教融合’培养机制研究与实践”（2023XZD055）；吉林大学课程思政“学科育人示范课程”项目“材料成型原理‘课程思政’示范项目”（SK2022061）；吉林大学研究生教学改革项目“材料加工工程专业‘产教融合’人才培养新范式探索”（2022JGZ009）；吉林大学研究生教学改革项目“基于区域经济发展的材料学科‘产教融合’人才培养模式改革探索”（2024JGZ011）；吉林大学研究生课程思政项目“数字化成形理论与应用”（2022KCSZ20）

第一作者简介：梁策（1987-），女，汉族，吉林长春人，博士，副教授，博士研究生导师。研究方向为材料加工工程。

*通信作者：韩奇钢（1983-），男，汉族，吉林长春人，博士，教授，副院长，博士研究生导师。研究方向为材料加工工程。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.12.037

摘  要：高等教育肩负创新型人才培养重要使命，对支撑科技发展和行业转型升级起到输送人才的关键作用。吉林大学材料成型及控制专业课程体系以产教融合育人为改革目标，针对产业与教学脱节、培养模式固化单一、育人软硬件支撑条件不足等问题，从教学实践课程体系顶层设计优化、科学素养与工程能力双驱动发展和多元育人平台建设等方面，结合吉林省汽车制造与轨道交通支柱产业集群优势，进行具有产教融合特色的课程体系改革研究，探索创新型人才培养新范式，实现“教学支撑科技，科技反哺教学”双驱动的多元协同育人新生态。

关键词：材料成型及控制工程；产教融合；教学改革；新工科；协同育人

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）12-0154-04

Abstract： Higher education shoulders the important mission of cultivating innovative talents and plays a key role in supporting technological development and industry transformation and upgrading by delivering talents. The curriculum system of material forming and control major of Jilin University takes integration of production and education as the reform goal to educate people. In view of the problems such as the disconnection between industry and teaching， the solidification and single training mode， and the lack of supporting conditions of hardware and software for educating people， the curriculum system of teaching practice is optimized for top-level design， the dual-driven development of scientific literacy and engineering ability， and the construction of multiple education platforms. Combining the advantages of automobile manufacturing and rail transit pillar industry clusters in JiLin province， the reform research of curriculum system with the characteristics of integration of production and education is built， and a new paradigm of training innovative talents is explored to realize a new ecology of multiple collaborative education driven by "teaching supports science and technology， and science feeds teaching".

Keywords： materials forming and control engineering; integration of industry and education; teaching reform; new engineering; collaborative education

20世纪初H. Schneider在美国倡导合作教育，1962年美国国家合作教育委员会成立，支持并推广产学结合学习项目。哈佛大学Gholamreza和Esmail通过质性研究得出结论，学生积极参与课程学习及其他公共机构有效合作与交流是培养学生实践能力的关键要素。经过多年的发展，合作教育已经成为世界发达国家高等教育重要组成部分。2020年，国务院学位委员会、教育部印发《专业学位研究生教育发展方案（2020—2025）》，旗帜鲜明地提出产教融合是培养专业学位研究生的特征。专业学位研究生教育是兼具实践性和职业导向的高层次教育形式，实践能力作为专业学位研究生教育的核心目标，是衡量专业学位研究生个体发展水平的重要维度，也是反映及评估专业学位研究生教育质量的关键指标。“工业4.0”和“中国制造2025”也对当代大学生的创新能力和产业化素养提出了更高的要求[1-4]。清华大学基于目标导向的特色化策略构建了多主体协同的特色化产教融合系统。北京航空航天大学从教学资本、人力资源、学生社交和审核认证四个维度，提出工程类专业学位研究生培养质量的提升策略。产教融合已成为工程专业学位研究生人才培养重要路径，但在推进过程中，企业与高校割裂问题仍然较为严重，校企协同、实践育人的培养模式还未成形，如何进一步探究并优化工程专业学位研究生的产教融合培养路径，具有突出的现实意义[5-7]。

高等教育肩负着创新型人才培养重要使命，材料学科培养是吉林大学培养规模最大的学位类别之一，对支撑地方制造业转型升级、服务区域经济发展起着输送高层次人才的关键作用。本项目以材料成型及控制工程产教融合培养改革为例，针对产业与教学脱节、培养模式固化单一、育人软硬件支撑不足等问题，拟从课程体系重构、人才培养模式创新和育人平台搭建三个方面开展研究。将结合吉林省汽车制造、轨道交通支柱产业优势与吉林大学人才、科研队伍创新优势，以培养支撑产业升级和“中国制造2025”等国家战略的高素质新工科人才为目标，探索科学素养与工程能力产教融合的人才培养新范式。

一  材料成型及控制工程专业课程体系建设问题分析

目前，行业技术应用与高校教学体系割裂问题较为严重。高校教学体系更新缓慢、教材陈旧，授课模式单一、内容枯燥，而企业面临行业变革开展技术革新，二者在人才培养与人才需求的衔接上已经出现严重分歧[8-10]。高等教育的使命是培育人才，但培育人才依托技术发展，而技术发展是在科学研究的基础上开展的，高等院校与科研院所对于技术的开发与更新更多地结合研究生培养，这就导致高等教育本科阶段比研究生阶段缺少创新探索，比职业教育阶段缺少技术引领，处于难上难下的尴尬境地。然而，高等教育是培养人才的重要阶段，起到输送人才入社会的重要作用，因此，改革本科专业课程体系，提高本科生创新能力，是目前我国高等教育阶段面临的新挑战，探索并优化产教融合培养模式与机制具有突出的现实意义。以吉林大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程专业为例，现阶段专业人才培养体系需解决以下关键问题。

（一）  产业与教育脱节

专业教育培养模式并未摆脱传统培养模式，在课程内容及实践方面与通识教育基础课程的培养方法差别不大。此外，教学内容相对滞后，学校教学与企业应用之间存在明显脱节，致使二者未能较好融合，学生实践能力较难提升。以材料成型及控制工程专业为例，本科生大一、大二阶段，课程以通识类课程为主，主干课程包括数学类课程、物理类课程、电工电子类课程和机械制图类课程等，其课程实践以实验为主。本科生进入大三后，所授课程进入材料类专业课程体系，以材料科学基础课程为教学主干，衔接各个专业方向基础课程。本科生进入大四后继续划分专业课程模块学习，材料成型及控制专业内分为铸造、锻压、焊接三个模块，课程内容以专业学科知识为主。现有专业课程内容与产业直接相关课程均集中在大四阶段，与学生找工作与考研时间冲突，难以保证授课质量。致使前期学习过渡时间较多，专业学习时间紧张，从而产业与教育脱节严重。

（二）  培养模式固化单一

专业教育培养主要依赖于课程教师，虽然近年来提出了“双师型”授课模式，但是多数工程专业课程主要由校内教师指导完成。材料学科校内教师兼顾教学与科研，多数教师教学内容与科研内容无关，即便与企业有技术合作交流，也难以在教学环节引入，少数教师缺乏与企业的深度合作和实践经验；校外导师在各个部门工作，设计研发部门、制造部门、质保部门等高级工程师工作重心各有不同，在实践方面具有丰富的岗位经验，但在科学问题深度凝练方面明显不足。因此，“双师型”培养团队难以发挥各自特长，未能达到人才培养目标。

（三）  育人平台支撑硬件不足

实践育人平台支撑硬件对材料加工工程专业拔尖创新人才培养质量具有决定性作用。目前，学院与一汽、长客等单位建立了产学研合作载体，但与行业配套企业建立的合作载体有待加强。如一汽-大众汽车有限公司质保部门使用工业CT技术对制品进行探伤，该设备造价昂贵，学校本科实验室无法达到如此大的投入，不能更有针对性地锻炼学生实操能力以便与工业应用衔接。现有育人平台产研融合占比较高，本科生教学产教融合资源不足，材料加工工程关键设备有待更新，实训操作时长有待增加。由于企业实验室大多不能对外开放，因此，建立合作平台应在已有教学体系和模式的基础上，整合硬件资源。与此同时，校内实验平台也应及时更新，尤其是开发一些在线实操模块和建立虚拟实践教学平台，避免高端设备投入资金过多的同时，保障学生的实验安全。

二  材料成型及控制工程专业课程体系改革目标

针对以上问题，本文聚焦以下三个方面开展材料成型及控制工程产教融合人才培养范式探索。

（一）  国家与行业需求激励教学变革，实现产教融合课程体系重构

在本科生培养过程中，企业和学校并不是独立存在的，而是有机整体。学校侧重提升学生基础知识体系和科学素养，企业侧重提升学生工程能力，本文通过重构通识教育、学科教育、工程教育三层次全新课程体系，建立面向材料成型及控制工程拔尖创新人才培养的产教融合课程体系。由于吉林大学材料学院专业齐全，包括材料物理、无机非金属、金属材料、高分子材料、材料成型及控制工程（铸造、锻压与焊接）等专业，因此，通识教育阶段教学分类并不显著，尤其是高等数学、物理和化学等普适内容，在学科区分度上并不明显。无机非金属专业和高分子化学专业以化学类课程为基础，材料物理专业以物理类课程为基础，材料成型及控制专业以机械类课程为基础。通识教育虽然有利于夯实学科基础，但却占用了较多的学习时间，因此，应注重与专业课程内容及时间的衔接。尤其对于大四进行铸造、锻压及焊接模块化教学的材料成型及控制工程专业学生来说，大四专业课程与找工作进入行业准备阶段同步进行，深度专业内容的学习时间较晚，在应对秋招面试时专业学习与实践不足，不利于自身发展定位。因此，有必要在课程体系设置方面，将重要的专业课程内容提前，并与行业发展结合开设新型课程及实践教学内容，助力学生自身定位，实现产教融合的育人目标。

（二）  教育知识链与产业技术链深度融合，建立创新人才培养新范式

根据国家发展的重大战略部署和行业发展及关键领域人才需求，高校与企业应有针对性、目的性和前瞻性地开展科研合作，设立相关技术课题和项目规划，为企业提前储备优质的应用型人才提供服务。本文通过企业专家走进一线课堂等措施，探寻产教融合新机制。以材料成型及控制工程专业为例，2023年生产实习环节中，大四学生前往一汽-大众汽车有限公司的总装车间、质保部门，中国第一汽车股份有限公司蔚山工厂的冲压、焊接及总装车间，以及中车长春轨道客车股份有限公司参观，以吉林省汽车与轨道交通支柱企业为发展目标，建立龙头企业对接及人才输送。与此同时，与中下游供应商建立联系，前往长春富维安道拓汽车饰件系统有限公司、卡斯马汽车系统有限公司长春分公司及长春实发汽车科技股份有限公司等单位参观实习，了解汽车内饰、座椅、底盘等制造过程和车用橡胶类产品开发过程。在教学与行业对接过程中，以行业最新发展需求为依托开展深度融合，将企业技术攻关问题与教师科研及本科生的创新创业项目培育相互嫁接，选拔教师聘任为企业科技创新专员，以行业与专业背景为依托，推荐各部门高级工程师作为本科生指导教师等。教育知识链与产业技术链深度融合过程将“参观”转为“参与”，实现实训实操，建立创新人才培养新范式。