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摘要：本文以新工科人才培养为改革目标，充分调研分析课程设置、学生主体及社会需求三个方面的关系，以学生兴趣为切入点，以企业需求为出口，以矿物加工工程分层次课程群建设为支撑，形成了以“第三层次特色专题库”“第二层次工程项目组”“第一层次工程项目组”为建设主线的，各层次课程群培养目标逐层递进、建设针对性逐步增强的，从广泛撒网到精英建设的金字塔式教学培养新模式。
关键词：新工科；分层次课程群建设；教学培养新模式
本文引用格式：孙永峰等.新工科背景下的矿物加工工程课程群改革探讨[J].教育现代化，2019，6（75）：237-239.
随着当今社会经济的持续稳定发展，国家对高等工程教育提出了新的目标定位与需求。为此教育部教育司下发了《关于开展新工科研究与实践的通知》，提出了高等工科教育“新工科”建设的人才培养思路。“新工科”是科学、人文、工程的交叉融合，是培养复合型、综合型人才，学生要具备整合能力、全球视野、领导能力、实践能力，成为工程领域的领袖人物。新工科教育改革的一个重要方面就是以新的理念、新的结构、新的模式和新的体系推动现有工科专业改革和创新，这也是促进现有工科专业对过去人才培养模式进行改革的契机，为工科专业人才培养模式改革提供了方向与目标[1]。矿物加工工程专业是以矿山企业为背景的传统工科专业，传统的培养计划模式目前已经不能满足学生就业需求及矿山企业对人才能力的需求，在新工科背景下，结合新工科人才的培养目标改革创新培养计划模式，以满足社会发展，对矿物加工工程人才的需求具有十分重要的意义[2]。
一 新工科背景下课程群整体构建框架
近十年来，随着山东省高等教育改革的不断推进，山东理工大学矿物加工工程已经完成了部分主干课程及相关课程的改革，同时开展了多项教学研究工作，并在教学改革中取得了一定的成效。随着高等工科教育“新工科”建设人才培养思路的提出，对新形势下的矿物加工工程技术人才提出了更高的要求，以新工科人才培养为最终目标，对原有课程体系重新解构和梳理，改革整合现有专业课程体系，根据课程群性质不同设立不同层次的课程群建设目标，各层次建设目标深度及广度逐层递进的课程群整体构建模式。
以学生学习兴趣为导向，以各类创新创业技能大赛为推手，以基础课程群第三层次及第二层次整体构建、改革创新为手段，逐步培养学生自主学习能力，自我管理能力及创新能力，为培养高素质的工程技术人员打基础。紧跟行业发展步伐，以行业需求为切入点，学生就业为导向，以实践课程的第一层次建设为推动力，最终培养出符合新工科标准的矿物加工工程技术人才。根据学生所处的学习阶段不同，构建知识深度与内容广度不同的特色培养目标，各层次培养目标难度逐层递进，建设针对性逐步增强，一步一个脚印地从广泛撒网到精英建设的金字塔式教学培养方案体系。课程群建设整体框架如图1所示：
二 以基础课程群特色专题库建设为导向的第三层次课程群建设
山东理工大学矿物加工工程专业作为传统的老牌专业之一，其课程设置方式与大多数工科专业设置相同，学生从本科阶段第三学期开始接触内容侧重点不同的各个方向的专业基础课程。这一阶段学生接触的专业课程及学生自身都有明显特点，从专业的角度分析，此阶段专业课程内容最广泛，涉及的交叉学科知识最多，是接触相关学科知识最好的切入点；从学生的角度分析，学生还没有形成专业的概念，没有专业框架的束缚，更容易接受新事物，更容易激发学生创造力。充分分析本阶段的特点，我们把这一类课程授课内容及侧重点统一规划整理，形成矿物加工工程第三层次课程群。
兴趣是最好的发动机，学习目标是最好的推动力，学习成果获得是培养优秀人才的敲门砖。这个阶段最大的目标是激发学生的学习兴趣与热情，培养学生的自我学习、自我管理能力，进而找到培养学生综合能力目标的切入点，并在此阶段打好坚实的基础，为后面综合能力的不断提升做准备。在新工科人才培养的背景下，通过对此阶段的专业课程涉及的知识领域进行重新整理及疏通，构建针对不同课程、不同知识领域的课程专题库，课程群的每门课程要求至少设置3至5个专题，所有专题构建成专题库供学生选择研究。第三层次专题库专题的设置至少满足如下四点，
第一，立足于本专业知识基础，充分考虑本层次课程内容涉及的交叉学科知识点进行专题设置。第二，专题内容要尽量广泛，涉及的学科要尽量多，比如：以设备改造、创新为主题的各类设备专题；以药剂机理应用等为主题的药剂专题；各类矿物产品二次利用的产品综合利用专题；矿山企业环境研究矿山环保专题等等。第三，学生以团队协作的形式完成专题的建设，一般要求2—3人为一个团队，学生根据自己的兴趣自由组成团队并完成专题项目的选择，每个团队只需要完成专题库里面一定数目的专题即可。第四，每个团队完成的专题要求至少有一项参加校级及以上大学生创新创业类比赛。专题库建设目的在于激发学生的学习兴趣，开阔学生视野，拓宽学生知识储备，培养学生自我学习能力、团队合作意识及创新能力，为培养矿物加工工程新工科人才做准备。
三 CDIO工程教育框架下的第二层次课程群建设
CDIO工程教育理念是近年来国际工程教育改革的最新成果，它源于2004年麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学创立的CDIO工程教育理念。CDIO代表通过构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）过程实现工程项目设计，进而培养学生的系统工程能力，这也是新工科人才培养目标[3]。本专业学生在第五、六、七学期开设培养学生综合专业能力的专业理论课程及实践课程，主要涉及矿物加工工程实验研究和矿物加工工程工程设计两大方向。打破原有的理论授课和实践授课分别进行的模式，打破原有的实践环节的既定模式，引入CDIO工程教育理念，构建贯穿理论授课和实践授课环节的不同方向的工程项目，同时充分考虑学生能力及兴趣发展的可持续性，将第三层次专题库的部分专题研究深度、广度及侧重点进一步设计形成新的工程项目，最终形成新旧项目共存的与第二层次课程群相配套的工程项目组。
此阶段工程项目组的构建必须满足至少如下三点要求，第一，工程项目设计在内容上、深度上、综合性上要满足第二层次课程群建设目标要求；第二，学生团队要求至少5-6人，原则上尽量是前期团队的组合，学生团队自主完成工程项目的选题、资料查询、方案制定、研究计划（工程设计）实施及修订、项目结项等环节；第三，工程项目成果要求必须参加专业设置的各类大赛。学生团队按兴趣及前期成果进行项目选择，并在理论授课阶段完成项目的构思（Conceive）、设计（Design）部分，在实践课程环节完成实现（Implement）和运作（Operate）两个环节。学生团队通过团队合作完成项目选题、文献查询、方案设计及调整、方案实施及调整、项目结项、项目答辩等多个环节，进一步激发了学生自主学习的主动性、团队合作能力、部分学生的领导能力，同时大大提高了学生的综合知识运用能力、动手能力、创新能力等综合能力。同时由于团队选择项目不同，学生所获取的知识领域跨度较大，培养了学生对不同领域知识的整合能力。总的来说，通过对第二层次工程项目组的详细构建，进一步推动了矿物加工工程新工科人才的形成。
四 以产出导向为原则，以培养新工科人才为培养目的的第一层次实践课程建设
本专业学生在第八学期开始毕业设计，此环节也是本科培养最终、最重要的实践环节。充分进行本专业学生就业岗位调研，充分考虑学生的毕业就业意向，充分与相关企业合作，充分利用学生第三层次完成的专题基础，充分挖掘第二层次完成的工程项目引申出的新研究方向，对毕业设计题目进行综合设计成为第一层次工程项目组。第一层次项目设计内容涵盖的选择范围要尽量广，题目设置深度、广度和适用性要满足本科生培养方案要求，题目内容的设计要与前期成果相衔接，根据学生不同的产出导向构建第一层次工程项目组，此层次工程项目设置主要包含如下几类项目。第一类是设计类项目，主要有两大来源：第二层次工程设计项目为基础的延伸性设计项目；校企双师指导的解决企业问题的设计项目；第二类是研究类项目，主要包含两大来源：以第二层次实验研究项目为基础的延伸性研究项目，校企双师指导的企业项目；第三类是专项研究项目，此类项目为学生在企业进行研究或设计的项目；第四是综合类项目，主要针对学生就业方向为跨专业就业或者从事管理岗位。另外在毕业生指导教师及题目选择上也做了一些要求，比如要求学生选题做到一人一题，要求指导教师（包含校企双师）和学生之间进行双向选择。
五 实施与成效
以新工科人才能力培养为改革目标，充分调研分析课程设置、学生主体及社会需求三个方面的关系，以学生兴趣为切入点，以企业需求及学生出口为导向，以构建不同层次课程群建设目标为支撑，充分考虑学生所处的阶段不同、接触的学习内容不同、需要完成的目标不同等诸多因素，完成了满足新工科人才培养需求的矿物加工工程课程群改革建设。新的改革已在我校矿物加工工程专业14级、15级和16级的培养中开展实践，该教学模式受到了学生广泛欢迎，极大地提高了学生综合应用能力，同时为学生参加各类学科竞赛、创新创业项目奠定了良好的基础。随着改革的不断推进，教师的教学效果得到了不断的提升，我专业教师在近几年的教学评价全部为优秀，同时获得校级教学质量奖10次，校级优秀奖2次。学生参加了各类学科竞赛，其中获得矿物加工工程实践大赛二等奖4次，其他类奖项5次，校级及国家级大学生创新项目多项。
六 结论
培养具备更强创新创业能力、跨界整合能力的新型矿物加工工程科技人才是我们当前的目标[4]，以新工科理念为指引重构矿物加工工程课程群及目标，形成了以“第三层次特色专题库”“第二层次工程项目组”“第一层次工程项目组”为建设主线，各层次课程群培养目标逐层递进，建设针对性逐步增强的，从广泛撒网到精英建设的金字塔式教学培养新模式。根据各层次课程及学生特点的不同设置深度及广度不同的教学模式及目标，采取不同的教学手段。第三层次课程群的以扩充知识面、培养学生基本能力为目标的“特色专题”建设、第二层次课程群的以“CDIO”工程教育模式为手段的“工程项目组”建设、第一层课程群的以“引入双师指导、校企合作、自主选择”为特色的“工程项目组”建设，为保证新工科人才的逐步形成提供了思路，也为此次教学改革的顺利实施提供了保障。
参考文献
[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017(03):1-6.
[2]马英强，谢材，李睿，等.工程教育背景下矿物加工工程专业人才培养与课程建设浅析[J].教育教学论坛.2018.(22):81-83.
[3]叶民,孔寒冰,张炜.新工科:从理念到行动[J].高等工程教育研究.2018.（1）:24-31
[4]曹钊，曹永丹，郝长胜，王建忠，屈启龙.工程教育认证背景下矿物加工工程专业学生培养体系探讨——以内蒙古科技大学为例[J].大学教育.2019.(2):39-41.
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