面向再制造产业的材料科学与工程专业人才培养模式探索与实践
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摘 要
面向再制造产业的材料科学与工程专业遵循全周期工程教育的新工科人才培养理念为指导，构建校企全过程融合的人才培养模式，建立满足再制造行业发展能力需求的一体化课程体系与递进式实践教学体系，契合产业发展需求、专业建设要求与职业能力培养要求。
关键词
培养模式;能力导向;一体化课程;递进式实践教学
中图分类号： G642 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.07.010
上海电机学院材料科学与工程专业是根据我国循环经济的发展战略及绿色制造产业革新对高素质技术应用型人才的实际需求，尤其为满足上海产业升级，特别是临港新片区再制造产业中长期发展需要的基础上结合学校特色建设的本科专业。专业于2016年09月开始招生，2017年申请获批上海市应用型本科试点专业。
本专业以“全周期工程教育”[1-3]的新工科人才培养理念为指导，打造全周期工程教育人才培养体系，构建校企全过程融合的人才培养模式。
1 对接再制造产业，打造全周期工程教育人才培养新模式
人才培养方案制定遵循企业需求原则、相对稳定原则、广泛适应原则、校企合作原则。根据再制造行业标准和职业要求，通过企业具体岗位需求与职业能力分析，确定本专业的专业核心能力。行业、企业全方位参与再制造人才培养的各个环节，包括培养方案的制定与实施、教师队伍的建设、课程体系与教学内容的改革、教学组织形式与教学方法的革新、毕业设计、人才培养质量的评价等环节，建立全周期工程教育的校企协同育人机制，实现材料专业与再制造产业的对接。
1.1 再制造产业相关职业能力分析
通过与临港再制造产业园区内相关企业的调研与交流合作，对再制造产业相关职业能力进行了分解，包括职业基础能力、职业核心能力与职业综合能力。见图1所示。
（1）职业基础能力：包括机械设备测量、绘制与识读再制造零部件的典型机械零件图、零件装配图，较好地涵盖了再制造技术专业的专业基础能力。
（2）职业核心能力：包括再制造产品设计、制造、装配与检验等专项职业能力。要求具备材料基础、材料制备工艺、分析测试等较为全面的材料专业理论知识，熟悉产品在制造中的拆解、清洗、修复、装配等工作方法，能够完成再制造产品设计，能够组织和完成产品再制造项目的实施，较好的涵盖了再制造技术专业所需的职业核心能力。
（3）职业综合能力：包括现场生产组织、现场施工管理、现场质量管理以及自主学习、交流表达、沟通协调等方面的职业素质和职业能力，对应于再制造技术专业的职业综合能力要求。
1.2 界定材料科学与工程专业学生的能力培养目标
结合再制造产业相关职业能力分析，定位本专业人才培养目标。
专业人才定位：专业紧密结合当前再制造产业的需求，尤其服务于上海及长三角一带再制造产业的发展，培养具有材料科学与再制造工程专业理论知识、能熟练掌握再制造工程技术、面向生产第一线的高级技术应用型人才。
专业人才培养目标：坚持“技术立校，应用为本”的办学方略，服务上海及长三角区域经济发展，培养具有良好的材料工程技术能力、人文素养和发展潜力，能够在材料科学与工程特别是在制造工程领域从事再制造产品设计、产品再制造、检测与质量控制、项目管理与技术服务的高等技术应用型人才。
1.3 以行业技术和职业认证标准为依据，实行双证融通
按照岗位所需具备的知识、能力为内容重构课程体系，同时将职业资格证书考试纳入专业人才培养课程体系，使职业资格标准与专业课程标准衔接。再制造产品质量控制过程中，无损检测技术（NDT-Non Destructive Testing）是必不可少的有效工具，其重要性已得到公认。本专业在制定人才培养方案时将无损检测资格证的相关认证标准及其对专业知识和技能的考核要求融入课程培养体系中，在培养过程中实现对职业标准的融会贯通。
2 遵循全周期工程逻辑，强调能力导向、突出培养目标，创建满足再制造行业发展能力需求的一体化课程体系
围绕新工科理念，材料科学与工程专业课程体系的设计不仅兼顾了传统专业的工科特点，而且根据再制造产业发展需求能力目标和专业人才培养标准，与企业共同采用模块化课程体系结构进行一体化课程体系设计，自顶向下，分解集成。
根据再制造工作任务与职业能力分析，依据行业标准、岗位群职业能力要求，以毕业要求的达成为抓手，按照毕业要求的层级关系，从底层到中层、再到高层的顺序设计课程体系。将课程体系按职业核心能力分解为四大课程模块，再分别按照职业能力课程模块的目标与功能设计，对课程模块进行集成，建立基于再制造工作全流程的一体化课程体系，如图2所示。
3 以强化工程应用能力为目标，全程引入校企合作、学科科研、科技竞赛、职业证书等模式，构建递进式的实践教学体系
材料科学与工程（再制造技术与工程）专业以企业实际工程技术的“项目”或“案例”為载体，分析岗位群的职业能力要求与其对应关系，在此基础上构建全过程、递进式的实践课程体系，使其与理论课程体系互为补充，共同构成一个整体。
材料科学与工程专业以增强学生工程实践能力、培养和形成岗位职业能力为目标，以项目工作过程的展开顺序及阶段性工作任务为依据，将教学主项目分解为若干技术难度层次递进、工作内容交叉衔接的学期或学年教学项目，分学期组织开展项目教学训练，设计思路如图3所示。实践课程体系设置有课内实验、实习、实训、课程设计、综合实践。培养学生具有扎实的再制造理论基础和再制造产品设计与制造水平，又有较强的工程实践动手能力。具体实践教学任务分解与课程映射关系见表1所示。 根据再制造工程实践能力的任务分解，将实践教学体系分为三级：
（1）首先，将再制造工程设计综合实践与毕业设计作为本专业的Ⅰ级综合项目设计。开设“再制造工程设计综合实践”，这要求学生运用所学知识跟踪企业中再制造技术的整个流程，其中包括再制造毛坯逆向物流体系建设、再制造工艺设计、零部件无損检测、零部件修复、再制造产品装配与质量控制、生产工艺管理、仓储物流管理、再制造产品营销等。项目来源于企业的同时又符合教学规律要求，培养学生现场分析、解决问题的能力。
（2）其次，按照再制造过程的展开顺序和教学实施的先后顺序，分解Ⅱ级学期教学项目。根据课程一体化设计，按照工程逻辑设计统一的认知实习、生产实习大纲，将实习的内容、要求与毕业要求中的能力要求相匹配。积极探索生产实习新模式，把企业的全周期、全流程产品设计开发的流程与实施方法引入专业生产实习中，建立校企共建、学校管理、企业专家教学的生产实习模式，彻底解决生产实习难、实习内容发散的问题。
（3）最后，按照从简单到复杂，从单元到系统的学习过程，将学期或学年教学项目分解为若干技术难度适中、内容相互关联的课程教学项目中。课程实验穿插在每个学期理论课程当中进行，与理论课程相辅相成，完成理论课程学习马上进行相对应的实训课，既能巩固所学知识，又能将理论应用到实践当中，取得良好的效果。
通过三级实践教学项目体系的建立，并在实践课程项目设计和实施过程中，全程引入校企合作、学科科研、科技竞赛、职业证书等模式，建立递进式实践教学体系，有效实现专业实践教学体系与行业需求的对接，实现对再制造企业相关职业岗位迁移性训练，提升学生的就业适应能力。
4 依托临港再制造产业基地，建立校企合作长效机制
上海电机学院毗邻上海临港再制造产业示范基地，示范基地主要进行汽车零部件、工程机械、医疗器械、燃气轮机再制造等业务，基地所属企业（卡特彼勒再制造、戴姆勒奔驰、天物高盛、大陆激光、临仕激光等）具有国际国内领先的再制造技术平台及优秀的技术与管理人才，为我校再制造技术相关人才的培养提供条件支持和平台支撑。
按照工程教育认证标准构建教学管理体系，以学生为中心，企业全深度参与培养目标模块、毕业要求模块、课程体系模块、师资队伍模块、支持条件模块等的建设。专业人才培养方案的质量是保证人才培养质量的前提，为科学合理地设置人才培养目标，优化完善人才培养方案，进一步提升材料科学与工程专业人才培养质量和水平，学院领导牵头组成调研组到临港再制造产业园区等企业实地调研，及时了解行业、企业和社会对人才需求的信息，邀请再制造企业的技术骨干及行业领域专家作为校外指导委员反复研讨人才培养方案制定及优化，科学定位人才培养目标，建立完善应用型技术人才培养标准及知识能力体系实现矩阵，优化教学内容与课程体系设置。
5 结束语
再制造是我国新兴产业，符合低碳、环保、绿色和循环经济的发展理念，尤其依托上海临港新片区再制造产业的发展与建设，具有良好的发展前景。坚持CDIO-OBE[4-6]的理念，开展面向再制造产业的材料科学与工程专业全周期工程教育人才培养模式与一体化课程体系改革，增强学生遵循工程逻辑解决复杂工程问题的能力，达到培养材料科学与工程专业毕业生理论与实践相结合、专业素质与文化素质相协调，服务上海临港新片区装备制造产业的发展需求。
致谢：
作者感谢上海市属高校应用型本科试点专业建设项目的支持，感谢2019年上海电机学院重点课程建设项目的支持。
参考文献
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