“新工科”背景下的“机械设计制造及其自动化”专业建设及改革实践
——以上海理工大学为例

陈光胜

（上海理工大学机械工程学院 上海 200093）

0 引言

2017年，教育部高教司正式推出“新工科”计划，并迅速形成了“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”等指导性文件①②③。当前，互联网、物联网、大数据、人工智能、新材料、新能源等高新科技正在迅速改变着商业模式、现代工业的格局，甚至改变着未来人们的生活、就业等模式。同时，国家正在推动实施“一带一路”倡议，创新驱动发展、“中国制造2025”、“互联网＋”等一系列重大战略，为中国的创新发展提供了新机遇、注入了新动力。为了支撑快速发展的新经济，培养新型工程创新人才，高等工程教育必须进行全面、深刻的改革和创新。“新工科”教育理念和教育改革就是在这样的背景下提出的，“新工科”建设需要新思维、新体制机制、全面创新工程教育，培养创新人才，支撑和引领新经济。

1 新工科的内涵及实施路径

什么是新工科，新工科的内涵是什么？钟登华认为新工科的内涵是：以立德树人为引领，以应对变化?塑造未来为建设理念，以继承与创新？交叉与融合？协调与共享为主要途径，培养未来多元化？创新型卓越工程人才?新工科，“工科”是本质，“新”是取向，要把握好这个“新”字，但又不能脱离“工科”，其内涵可以理解为：理念新：应对变化，塑造未来；要求新：培养未来多元化、创新型卓越工程人才；途径新：继承与创新、交叉与融合、协调与共享。李正良认为，新工科专业的产生，本质上是由于社会不断发展而催生了新产业、新业态（包括传统产业升级而形成的新型产业）进而形成新职业，同时科技不断进步引发产生新技术、新经济。新技术和新经济以学科交叉为特征，新产业和新业态以跨界融合为特征。新职业与学科交叉（或交叉学科）的再次交汇即形成新工科专业，并提出基于学科交叉的本硕贯通培养和弹性学制、大类招生，大类培养、本科跨界培养、产学研深度融合和创新实践实验平台等5大新工科人才的主要培养路径。吴爱华等提出：我国工程教育要以提高人才培养质量为核心，树立创新型、综合化、全周期工程教育“新理念”，构建新兴工科和传统工科相结合的学科专业，新结构，探索实施工程教育人才培养的“新模式”，打造具有国际竞争力的工程教育“新质量”，建立完善中国特色工程教育的“新体系”，加快推进我国从工程教育大国走向工程教育强国。

虽然目前不同学者对“新工科”的概念，内涵和路径阐述不尽相同，但对新工科的特征的表述基本达成一致：学科专业的新结构、教育教学的新质量、工程教育的新理念、分类发展的新体系和人才培养的新模式。新工科专业是以智能制造、云计算、人工智能、机器人等用于传统工科专业的升级改造，相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。“新工科”对应的是新兴产业，也包括传统工科专业的升级改造，实现更新的理念、更好的模式、更高的教育质量。

2 “新工科”理念指导下的“机械设计制造及其自动化”专业建设

从“新工科”建设范畴来看，新工科建设对象不仅要面向新兴产业的“新专业”，对于“老专业”的新工科化改造也是重要任务。“机械设计制造及其自动化”专业是典型的传统工科专业，历史悠久，实现该专业的“新工科”化改造，将“新工科”理念引入到专业建设，能更好的服务于产业，是各工科院校面临的重要任务。

上海理工大学的机械制造学科源溯百年，立足上海，辐射“长三角”，在国内的工科高等教育史上具有重要影响力，该校“机械设计制造及其自动化”专业依托学校“先进制造及装备技术学科群”、上海市“机械工程”一流重点学科和上海市教委重点学科“机械制造及其自动化”的学科优势和机械工业的行业优势，以强化学生实践能力、培养创新精神为重点，不断优化专业结构，不断提高人才的培养质量，深化改革，加快发展。2019年入选教育部“双万计划”国家级一流本科专业建设，形成了一系列的教学成果走在了全国同类专业的前列。在新的历史时期，为适应当前“新工科”建设，从2018年开始，专业进行新的尝试和探索，主要从以下几个方面着手：

2.1 更新改造教学内容，改革办学模式，服务最新产业需求

“服务国家战略”，“满足产业需求”，是“新工科”的建设需求，专业紧密跟踪机械行业发展动态，针对不同的需求采取不同的应对策略：一方面，对于制造业提出的“机器人”和“人工智能”技术需求强烈问题，在原有专业框架内难以通过改造解决，则在学科交叉，专业融合上下功夫，积极探索新工科新专业试点建设，与信息工程等相关专业共同筹办“机器人”新专业。另一方面，针对行业提出的强调实践创新型人才培养和产学研用深度融合需求，专业则提出学校与产业共同开办“产业技术学院”，探索行业深度参与，走学校共同培养实践型创新的“产、学、研、用”融合的新型办学模式。2018年7月，由上海理工大学机械工程学院主导，由上海机床厂有限公司、上海振华重工集团有限公司等多家机械领域高端企业组成的“产业技术学院”成立，“1+N”模式的新型人才培养一体化创新实践教学平台初步建成。与上海机床厂合作尝试开办机械专业“机床方向”，在该方向上，改造当前课程体系，加大机床方向实践学分，开设“机床性能测试综合实验”、“零件加工与测量实验”等5门与生产结合紧密课程，教学任务由机床厂高级工程师承担，试图缩短学校与就业岗位距离，加大实践型人才培养力度。“产业技术学院”的成立，使学生提前融入工作环境，拉近课堂知识与生产的距离，对于提升学生的工程实践能力，提高本学科人才的培养质量具有重要意义。目前机器人专业培养计划已经制订并报中华人民共和国教育部备案并获批，进入招生阶段。

2.2 强化基础，分层教育，开展荣誉学位教育

新工科人才既要求“高素质”又要“交叉复合”，所谓的高素质指的是新工科培养的卓越工程科技人才在专业能力之外所必须拥有的高水准的社会能力、职业素养和伦理道德等素质。交叉复合型指的是工程科技人才应具有多学科交叉的知识、理论和专业基础，具备解决交叉复合问题的专业能力和综合素质。这就要求新工科人才在扎实的专业知识之外接受厚重的通识教育。上海理工大学所有专业按照大类招生，大类培养，实施弹性化的课程体系，突出能力建设和学科交叉，采用宽口径、厚基础的人才培养模式。优化课程结构，注重教学内容的基础性、系统性、学科的交叉性，低年级课程重点增强学生对于基础学科和大学通识课程的认知度，促进学生的跨学科学习。同时，为培养拔尖创新人才，改革人才培养体系，在根据学生认知程度开展分层教育，尝试开展荣誉学位教育。2018年1月，以“荣誉课程”为核心的机械设计制造及其自动化本科专业“荣誉学位”培养体系改革工作启动，在学校层面的项目课程设置体系、修读流程和修读管理规范等政策配套基本完成，遴选了“高等热工基础及液体力学”和“工程创新能力培养”等6门荣誉课程。接受荣誉课程教育的学生以自主报名，学校择优方式组成班级，全部采用小班化教学、优选学科著名教授担任教师，遵循基础深厚、教法先进、知识交叉复合办学导向，以培养国际化、专宽交的未来精英人才为目标。期望培养学生宽厚的基础知识、高度的逻辑思维能力，激发学生探究知识的兴趣、价值判断与独立思考能力，强化学生的基础知识和创造力以及运用科学方法解决复杂问题的能力。通过以荣誉课程为核心的创新人才培养改革，形成机械工程学科新型的拔尖创新人才培养体系。

2.3 创新能力培养

创新创业能力是对新工科培养的工程科技人才的首要能力要求。创业能力是新产业形成和发展的基础，是产业和行业主导者必须具备的基本能力。创新是引领和驱动产业和经济发展的主要动力，是产业和行业得以发展并赢得市场竞争的保障，是产业和行业的工程科技骨干必须具备的核心能力。从2018年，上海理工大学的所有工科专业将创新创业教育融入专业培养方案，组织开展大学生创新创业活动。在教学计划中专门设置2学分的创新学分，与上海市大学创新项目结合，设立大学生创新基金，市级项目可获得1万元资助，校级项目可获得5000元资助，未获市、校资助项目由学院给予充足经费保障。以交叉跨界问题、综合复杂问题和未来前沿问题等为导向，把危机意识、创新精神、创新思维、创新创业能力的培养贯穿工程教育的全过程，通过广泛搭建各种跨行业、跨界的创业孵化基地、创业实习基地、创客空间等创新创业平台，组织形式多样的科技创新活动、创新创业竞赛等，全过程营造创新创业教育氛围，全方位推动创新创业教育深层次融入整个专业教育。

2.4 建立OBE理念为核心的质量保证体系

教学质量保证体系是“新工科”建设的保障，改革教育评价体系，让工程教育回归工程，是对老工科进行“新工科”改造的前提。上海理工大学机械专业以“工程型、创新性、国际化”为人才培养特色定位，2014年，专业通过国际工程教育认证的德国ASIIN认证，2017年通过了中国工程教育认证。经过认证后，将OBE（成果导向）教育理念引入到学生培养的全过程，构建新的课程体系，理清学生能力结构，进一步建立学生能力结构与课程体系结构的确定映射关系，并保证能力结构中的每一种能力要有明确的课程来支撑。通过几年的闭环持续改进，专业基本完成了学科导向向目标导向转变、以教师中心向学生中心转变和以质量监控向持续改进转变。

3 结语

“新工科”教育理念和教育改革是工程教育适应当前新技术快速进步，推动国家实施“一带一路”倡议，创新驱动发展、“中国制造2025”、“互联网＋”等一系列重大战略，全面创新工程教育，培养创新人才，支撑和引领新经济的必然需求。以上海理工大学传统专业“机械设计制造及其自动化”为例，从教学内容改造和改革办学模式以服务最新产业需求、开展荣誉学位教育加强基础和拔尖人才培养、创新能力培养、建立OBE理念为核心的质量保证体系等四个方面阐述“老专业”的“新工科”改造的成功做法，为新工科背景下的传统工科专业建设改革提供经验。

注释

① http://www.moe.edu.cn/s78/A08/moe-745/201702/t20170223-297122.html.

② http://www.moe.edu.cn/s78/A08/moe-745/201704/t20170412-302427.html.

③ http://moe.gov.cn/jyb-xwfb/gzdt-gzdt/moe-1485/201706/t20170610-06699.html.