基于OBE理念的地方高校智能制造专业建设探索

张 华，岳文辉，刘德顺

（湖南科技大学 机电工程学院，湖南 湘潭 411201）

引言

2017年教育部启动了新工科发展研究工作，并形成了“新工科建设复旦共识”和“新工科行动路线（天大行动）”。我国高等工程教育改革发展已经站在新的历史起点，我国高校要加快建设和发展新工科。教育部办公厅2019年正式发布了《关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知》［1］，启动了我国高校一流本科专业建设。高等教育内涵式发展如何在实践中得以突破，尤其对于诸多地方高校，它们是支撑区域经济社会发展的中坚力量，这类地方高校应如何以一流本科专业建设为突破口闯出一条协同创新之路？

智能制造工程是新工科专业的典型代表［2］，湖南科技大学智能制造工程专业依托机械工程国家一流专业、特色专业，有机结合计算机科学与技术和控制科学与工程等优势学科，于2019年获教育部批准成为新增本科专业。该专业正以一流本科专业建设为突破口探索一条协同湖南“三高四新”的创新之路。

一、智能制造工程人才培养定位

《中国制造2025》提出健全多层次人才培养体系，并以此作为建立制造强国的战略支撑之一。在“工业4.0”时代发展背景下，如何培养社会、企业需要的本专业领域高端复合人才？如何在通识教育理念下结合传统学科知识体系，融入最新智能制造科技新元素，以学生为中心、以能力培养为宗旨，在有限的学制内让学生获得更宽更深知识的同时，落实本专业领域要求的工程人才需要具备的解决复杂工程问题能力的培养？

本专业面向智能制造及可持续发展需要，培养基于数字化、网络化和智能化等前沿信息化技术在机械装备制造领域从事系统设计、开发、测试、运维与管理等工作的交叉融合型工程技术人才。具备智能制造基础理论知识及研究和应用能力、工程实践能力，具有创新意识、国际视野、团队合作精神和良好的沟通能力，具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感、良好的职业道德，能在智能制造领域从事产品研发、设计、制造及管理等方面工作，并具备向研究应用型（硕士）以及创新型、研发型高端人才（博士）发展的潜力。

二、专业建设体系和内容

新工科的学科专业建设和发展还处于起步摸索阶段，没有可照搬的成熟经验和具体模式［3］，新工科专业设置、理论教学和实践教学等均处于探索阶段［4］。纵观当前新工科专业建设现状和基于OBE教育理念的教学改革的研究和实践，尽管已经取得了进展，但还存在一定的不足［5］：对“地方性”和“工程教育”的内涵理解不足，OBE教育理念没有深入专业建设中，多学科交叉引起权责不明、职责不清，专业的设置与产业结构不能做到同频共振。基于此，本文着眼于建设一流本科专业、培养一流人才、全面提升学生综合能力培养，基于OBE教育理念，提出从新工科建设领导机制、多学科交叉融合的人才培养体系工作机制、课程团队跨界运行机制和OBE质量监控机制等方面进行教学改革创新，探索基于OBE教育理念的人才培养体系、专业教学实施体系和专业管理体系的全方位综合改革方法，解决新工科引入新知识体系和课程体系后造成的问题。

（一）基于OBE教育理念的新工科专业人才培养体系建设

在OBE教育系统中，教育者必须对学生学习结束时应达到的能力及水平有清楚的构想，知道学生在完成学业后能够干什么，然后设计适宜的教育结构和教学方法来保证学生达到这些预期目标。然而，传统人才培养体系教学资源单一、教学模式固化，学生知识和技能储备缺乏对实践应用的理解，普遍存在教学与实践分离的现象，难以满足先进制造业对创新型应用人才的需求。以国家级一流专业管理体系为基础，厘清基于OBE教育理念的人才培养体系中各个培养环节的相互关系，建立人才培养体系工作机制，依据融入OBE教育理念的专业人才培养目标，确定“以学生为中心，产出为导向，持续改进”的人才培养方案和人才培养质量评价方法。以培养创新型应用人才为目标导向，立足湖南先进制造业发展实际，重构一流学科群创新人才培养方案；设置包括智能制造、机器人、测控技术、自动化、信息科学等涉及多学科的综合型应用专业，实施个性化、模块化专业方向划分，建立课程教学团队，依据学生特点进行个性化定制培养；探明学科专业融合程度，开设具有高校和地方特色的工程机械类、海工类、风电类、军工装备类等创新专业必修课、选修课、公选课等课程，丰富教学内容、拓宽学生视野，激发学生服务地方的科技创新意识。

（二）基于OBE教育理念的专业教学实施体系建设

基于智能制造工程专业人才培养体系，研究在机械装备制造领域交叉融合数字化、网络化和智能化等前沿信息化技术的专业课程体系和教学实施体系，构建结合计算机科学与技术和控制科学与工程新技术、新内容的知识体系和课程体系，建设“智能制造”“互联网+制造”“人工智能”等时代背景下的新技术特色课程，如图1所示。基于OBE教育理念，探索在专业培养体系实施过程中实时动态地掌握学生学习情况的建设新思路，建立教学闭环系统评价与反馈机制，在有限的学制内让学生获得更宽、更深的知识，探索科研成果转化教学资源的新模式，建立多学科交叉融合的人才培养质量保障机制。

图1 基于OBE教育理念的智能制造工程专业课程体系

针对地方高校在学科教学资源有限、专业设置存在严重院系分割、学生所学难以满足当前需求现状，以一流学科群建设为抓手，转变传统教育理念和教学思维模式，建立学科跨界的课程团队运行机制。基于OBE教育理念，研究制定多学科交叉融合的课程体系建设规划和课程体系修订机制，制定本团队师资跨界发展的新机制。采用成果产出导向的方法进行课程设计和教学，有机整合学科平台资源，打破理念、体制、机制壁垒。依托区域企业产业发展优势，构建面向湖南先进制造业的创新型一流学科群教学体系；同时依托校企合作平台开展创新创业。通过项目、学科竞赛激发学生兴趣，培养学生多学科交叉知识与技能、创新型思维与能力和团队协作精神。从而，进一步深化产学研协同创新育人机制，丰富教育教学资源和跨学科整合能力，解决目前学生科研和竞赛选题多与实际需求脱节、自由申报但缺乏专业指导的现状。

（三）基于OBE教育理念的专业管理体系建设

以国家级一流专业建设点和工程专业认证为抓手，将以学生学习成效为导向的OBE教育理念深度引入智能制造工程专业发展全过程，建立以OBE教育理念为引领的新工科专业建设领导小组，形成多个专业和院系之间协调管理的专业建设领导机制。以校企合作项目为契机，以学科竞赛为基础，全面辐射学生参与项目、学科竞赛范畴，组织开展项目研究和多层次学科专业竞赛活动，组建产学研教师团队，培养学生利用多学科交叉理论知识解决实际问题的创新思维与能力；结合产学研合作项目实施的成功实践经验，开展一流学科群创新理论和实践的教学案例研制与教学，全面构筑一流学科群协同育人机制，构建“领导小组—人才培养体系设计小组—课程团队”三位一体的专业建设与发展管理体系，减少专业建设过程中分工过多，权责不明，人才培养目标弱化、虚化等问题对人才培养质量带来的多重影响。

结语

在新工科背景下，以湖南科技大学新增智能制造工程专业为契机，基于OBE教育理论，探索地方高校基于数字化、网络化和智能化等前沿信息化技术在机械装备制造领域交叉融合的人才培养体系、专业教学实施体系和专业管理体系中的全方位综合改革方法和新思路，培养新形势下地方高校具有特色的综合型人才，为建设一流本科专业、培养一流人才、全面提升学生综合能力培养提供支撑。