卓越工程人才培养探索与实践

核心提示摘 要:新一轮科技革命和产业变革驱动工程人才培养改革面临新要求和新挑战,作为行业优势高校,北京化工大学以新工科建设为抓手,深入剖析“大化工”特色工程人才成长规律和培养瓶颈,将多学科交叉的思想与创新思维融入工程人才培养的全过程,在课程体系、培

 摘 要:新一轮科技革命和产业变革驱动工程人才培养改革面临新要求和新挑战,作为行业优势高校,北京化工大学以新工科建设为抓手,深入剖析“大化工”特色工程人才成长规律和培养瓶颈,将多学科交叉的思想与创新思维融入工程人才培养的全过程,在课程体系、培养模式、创新创业、工程师资等方面进行了一系列改革,并取得了显著成果。

 来自瑞银中国的研究显示:中国在制造业特别是高端装备制造业的创新和研发能力较强,中国的人口红利将逐步升级为“工程师红利”,高端工程技术人才成为提升国家硬实力、软实力,应对全球产业竞争的第一资源。

 化工类行业调查显示:当前石化企业生产人员中高技能人才的比例为21.2%,与《高技能人才队伍建设中长期规划(2010?2020年)》中提到的28%还有一定差距,从当前化工类行业院校毕业生供给趋势来看,高技能劳动者每年有近5万人缺口。北京化工大学(以下简称学校)作为一所行业特色鲜明的大学,突出化工特色,培养具有“大工程观”的卓越工程人才是学校的必然选择。在新工科建设的背景下,针对化工类工程人才培养存在的“工程教育离散化、独立化,缺乏系统性与整体性”“化工企业生产要求高,企业接受学生生产实践压力大”“理论教学与工程实践逐渐脱节”等问题,学校确立了“立足需求?固本革新?回归工程?走向高端”的工作思路,牢固树立“大化工”工程教育理念,把真实的工程体验和创新精神融入到工程人才培养的过程,将理论学习、科研体验和工程实践有机结合,着重培养学生解决复杂工程问题的能力,进行大化工卓越工程人才培养探索和实践。

 以新工科建设为抓手,构建“大化工”特色课程体系

 2016年“世界经济论坛”发布《未来职业》报告:对2020年人类关键的十大能力进行了预测并排名,其中解决复杂问题、批判性思维、创造力位列前三。由此可见,未来社会的新工程师面临的不再是“知道什么”,而是“解决什么”。因此,学校牢牢把握产业需求,深入剖析“大化工”卓越工程人才的成长规律,依托学科优势与优质课程资源,构建出螺旋递进的“大化工”特色课程体系,通过“大工程理念课程体系”强化学生的知识储备、创新意识与国际视野,通过“递进式实践课程体系”强化学生的工程实践能力和解决复杂工程问题能力,进而支撑卓越工程人才培养。

 基于多学科交叉融合,探索“大化工”新型工程人才培养模式

 新工科背景下,应以多学科交叉融合为抓手,以职业能力为导向,积极探索和实践本研贯通的工科高层次人才培养新模式,努力造就符合新时代和未来需求的卓越工程科技人才。学校自2013年启动“学科交叉人才培养计划”,设立学科交叉班,开设学科交叉研讨课程,拓展学科交叉科研项目,截至目前累计培养学科交叉人才1,285名,以学生为主体发表中英文论文34篇,在全国及省市比赛中获奖91项。2018年学校校长奖学金获得者栗振华同学,2013年入选首批“学科交叉班”,通过本硕博贯通培养,在“插层结构材料与电化学能源存储/转换”等领域取得系列具有国际影响力的研究成果,以第一/共一作者在国际权威化学材料类期刊发表论文10篇,影响因子累计达105(其中IF>10.0的SCI论文5篇,10.0>IF>8.0的3篇;ESI高被引论文3篇,单篇最高被引165次)。在“多学科交叉人才培养计划”的施行成效与辐射下,通过整合全校优势资源,搭建学科交叉实践平台?“学科交叉工程创新实践中心”,并将“交叉、创新、实践”等卓越工程人才培养核心元素贯穿其中,涵盖了创新实验室、创客空间、创新创业展示大厅、实物生产线以及分析测试平台六大模块,支撑学生的创新实践、工程训练、学科竞赛、创业启蒙与成果孵化等,重点培养学生跨学科的创新能力、实践能力和创业意识。实践证明,多学科交叉融合能够有效激发学生的创新潜能和跨界整合能力,是拔尖创新人才培养过程中一次成功的教学改革与实践。

 依托学校“大化工”的学科背景,积极推广“学科交叉人才培养计划”的实践经验,以培养化工行业精英为抓手,建立侯德榜工程师学院,并将其作为改革试验田,打破专业设置屏障,以多学科交叉融合为手段,以培养工程型硕士为目标,重构六个“卓越计划”试点专业的课程体系和教学内容,通过学科交叉与专业互通,强力打造具备“大化工”特色的“卓越计划”升级版,建设具有化工特色的专业集群。同时,新增“数据科学与大数据”专业作为新工科建设改革试点于2018年首届大类招生。侯德榜工程师学院作为基础教育载体,施行低年级强化基础教育、高年级专业分流,旨在探索厚基础、宽口径、多融合、重实践的“大化工”特色卓越工程人才培养模式。

 同时,学校积极响应“一带一路”倡议,推动工程教育大开放、大交流、大交融,通过引进法国精英工程师教育体系,与法国巴黎国家高等化学学校联合成立中外合作办学机构?巴黎居里工程师学院,培养具有国际化视野的高端工程人才。巴黎居里工程师学院依托中法两校在化学、化工、材料及生物工程领域的教学与学科优势,强强联合,整合优质课程资源,构建以强化学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力为核心的培养方案,强化实习实践与企业合作,打造多学科交叉与多文化融合的创新平台,实现工程教育不同层次的有效衔接,探索本研贯通的高端工程人才培养新机制,打造大化工教育国际品牌。巴黎居里工程师学院自2017年启动第一届招生,历经一年多的预科教育体系的摸索与建设,通过“法语小班授课、英语不断线”等方式强化语言教学,采用“理论?实验?习题”多维教学模式强化数理化基础教学,通过“课堂小测+月考+教学督导”强化过程考核,凸显人才培养的中心地位,实现工程师教育的式发展。

 产学研深度融合,推动创新创业教育改革

 以培养学生创新思维和创业动力为重要抓手,以产业需求为导向,以产学研共赢为原则,整合各方优势资源,将多学科交叉的创新思维与创业意识融入到教育教学全过程,真正实现全员、全程、全方位育人。

 整合学校创新创业教育资源,将多学科交叉的创新思维和创业意识有机融合,构建“课程体系、导师团队、科研训练、学科竞赛、成果孵化”五位一体的双创教学体系。邀请霍尼维尔(Honeywell)、西门子(中国)等全球500强企业资深专家开设创新创业实践课程。同时,通过科研反哺和校企合作强化各类科技竞赛与创新创业大赛的执行和孵化,建立创新创业学院,搭建科技成果转化与创新创业的桥梁,有效推动“双创”教育改革。

 依托“大化工”办学特色和学科优势,将基于工程实际的全周期实践教学理念贯穿人才培养全过程,推进递进式实践课程体系的开展与落实,使“校内基础实验教学中心?校内工程实训基地?校外工程实践基地”三大实践教学平台优势互补,实现理论教学、实践教学与企业人才需求的无缝对接,深化多主体协同育人。持续推进产学融合、校企合作的体制机制改革,与山东鲁抗、西门子(中国)、中国化工装备总公司等89家大型企业在工程人才培养、实践教学改革、创新创业教育、教师培训、科技成果转化等方面进行了跨界合作,推动教育内部资源和外部资源的有效整合,实现互为依存、深度融合。一方面,广泛发动行业协会和企业走进校园,形成高校与行业企业联合培养人才的新机制,与中国塑料机械工业协会联合在校内建设“中国塑机创新人才培养基地”,19家塑机行业企业捐赠价值800万元的先进制造设备;另一方面,作为副理事长单位联合多家高校和企业发起“智能制造新工程师校企联盟”,首次发布“新工程师”人才培养理念。

 学校注重科研反哺教学,所有科研平台和外设研究院面向本科生全面开放,将科研训练贯穿于人才培养全过程。学校在低年级实施本科生导师制,学生可以自主选择导师,在导师的指导下进入科研实验室开展研究实践;高年级学生可通过大学生创新创业计划、学科交叉培养计划进入科研实验室进行科学研究。学校注重将科研成果转化为教学内容,以化工产品全生命周期实训基地为例,基于化工产品全生命周期的理念,转化教师科研成果建成虚实结合的智能仿真工厂,供全校20多个专业学生开展认识实习、生产实习、仿真实训,有效解决了大化工类专业实习难的问题。化学工程学院依托自身的学科优势,自主研发化工单元实验装置用于本科教学,并且被清华大学、西安交通大学、山东大学、中国科学院过程工程研究所等70余所高校及科研院所采用。

 贯彻人才强校战略,构建多元化工程教育师资队伍

 学校将师资队伍建设放在工程教育改革实践的重要位置,致力于构建高水平、工程化、国际化的工程教育师资队伍。在工程教育师资队伍建设中坚持大师学者引领,两院院士、长江学者、国家杰青等知名教授参与到工程人才培养一线,依托学术视野和跨学科学术背景,引导学生开展工程实践和科学研究。

 为了解决教师工程能力欠缺的问题,自2012年以来,学校实施青年教师工程能力提升计划,在每年暑期组织选派40名左右青年教师深入吉化集团、东岳集团、辽化集团等大化工企业一线进行为期一个月的工程实践,学习工厂设计、生产、维护、管理的各个环节,强化青年教师的工程实践能力和工程教育能力。同时,与中国天辰、华陆集团等企业共建5个校企教师培训基地,与10多家企业建立了长期合作培训关系,聘请了32位企业导师做兼职教授,丰富学校与企业的技术交流与文化交流,形成提升教师工程素养长效机制。

 学校“软物质科学与工程高精尖创新中心”的多名外籍高端教授参与本科人才培养与科教融合,致力于打造软物质科学与跨学科高层次工程人才汇聚和培养基地。同时,基于学校国际化课程,学校每年邀请30名左右国际知名教授来学校开设课程,海外教学团队参与工程人才培养,推进工程教育师资队伍国际化进程。

 总结与思考

院校专业:

北京航空航天大学(简称北航)成立于 1952年,由当时的清华大学、北洋大学、厦门大学、四川大学等八所院校的航空系合并组建,是新中国第一所航空航天高等学府,现隶属于工业和信息化部。学校所在地北京,分为学院路校区、沙河校区,占地3000多亩,总建筑面积170余万平方米。建校以来,北航一直是国家重点建设的高校,是全国第一批16所重点高校之一,也是80年代恢复学位制度后全国第一批设立研究生院的22所高校之一,首批进入“211工程”,2001年进入“985工程”,2013年入选首批“2011计划”国家协同创新中心,2017年入选国家“双一流”建设高校名单。学校第十六次党员代表大会提出以建设扎根中国大地的世界一流大学为发展愿景目标,。,近年来,学校着力提升办学境界和格局,大力促进空天信融合发展的学科态势,持续优化创新人才培养体系,积极推进一流师资队伍建设,加快推动科研创新转型发展,务实开展高水平的国际交流合作,大力推进办学条件和民生改善,全面加强党的建设和思想政治工作,各项事业发展取得了突出的成绩。综合办学能力和核心竞争力不断增强,跻身国内高水平大学的第一方阵,国际影响力显著提升。,学校学科繁荣,特色鲜明。确立了 “顶尖工科、一流理科、精品文科、优势医工”的学科建设方针,现有工、理、管、文、法、经、哲、教育、医和艺术10个学科门类。有8个一级学科国家重点学科(并列全国高校第7名),28个二级学科国家重点学科,10个北京市重点学科,10个国防特色学科,14个A类学科,其中航空宇航科学与技术、仪器科学与技术、材料科学与工程、软件工程为A+学科。有74个本科专业,25个博士学位授权一级学科点,39个硕士学位授权一级学科点,23个博士后科研流动站。学校突出学科基础地位,构建空天信融合、理工文交叉、医工结合的一流学科体系,形成珠峰引领、高峰集群、高原拓展的良性学科生态。在航空、航天、动力、信息、材料、仪器、制造、管理等学科领域具有明显的比较优势,形成了航空航天与信息技术两大优势学科群,国防科技主干学科达到国内一流水平。工程学、材料科学、物理学、计算机科学、化学、社会科学总论六个学科领域的ESI排名进入全球前1%,工程学、材料科学进入全球前1‰,在2020年“软科世界一流学科排名”中,航空航天工程学科连续第三年蝉联世界第一。,学校名师荟萃,人杰地灵。目前学校教职工总数达到 4266人,其中专任教师2368人。专任教师中,72.5%具有高级职称,86.64%具有博士学位。汇聚了26位两院院士、63位“长江学者奖励计划”教授、59位“国家杰出青年科学基金”获得者、36位“万人计划”领军人才、5位国家级教学名师等为代表的杰出人才和74位“国家优秀青年科学基金”获得者、28位“长江学者奖励计划”青年学者等为代表的优秀青年人才。人才队伍中涌现出众多国家一等奖获得者、领域专家和型号总师,以及一大批年轻有为、造诣精深的专家学者。,学校精育良才,立德树人。有全日制在校生 37000余人,其中本科生与研究生比例为1:1,在校攻读学位的外国留学生2300余人。近年来各省招生生源高考成绩平均排名在前3‰,并有多个省份已进入全省排名前1‰,学校理工类生源整体质量稳居全国第9名。学校坚持立德树人根本任务,突出人才培养中心地位,把培养拔尖人才与强化爱国担当相结合,在知识创造中培养人才,在人才培养中创造知识,着力培养理想高远、学识一流、胸怀寰宇、致真唯实的领军***才。打造一流本科生教育,推进大类招生,扩大专业自主选择权,突出厚基础、个性化、导师制、小班化培养,健全完全学分制。推进通识教育、书院育人,发挥华罗庚班、吴大观班、人文社会科学实验班及高等理工学院、中法工程师学院等试验班和荣誉学院的引领辐射作用。构建知识学习、能力实践、国际交流三位一体大课堂,强化跨学科实践、社会实践和创新创业实践。研究生教育坚持面向国家战略需求,立足国际学术前沿,改革创新教育教学机制,重点实施尖端优质生源汇聚、精品课程体系构筑、国际交流深度拓展、多方聚力协同育人、创新激励分类优秀、卓越导师队伍建设等行动计划,着力打造“重创新、强能力、高规格”的人才培养质量品牌,探索出大飞机班、发动机班、信息安全班等定制化高层次人才联合培养模式。拥有国家级人才培养模式创新实验区6个、实验教学示范中心5个、教学团队5个,国家级一流本科专业建设点36个,省部级一流本科专业建设点8个,国家级一流本科课程24门。人才培养硕果累累,涌现出了以“北航1号”、“北航2号”、“北航3号”和“北航4号”探空火箭为代表的一大批学生科技创新作品。2010年以来,研究生有近400人次获省部级及以上科技成果奖,其中国家级科技奖励署名达70余人次,在国际顶级学术刊物上发表论文的数量显著增长,全国工程硕士实习实践优秀成果获得者、全国做出突出贡献的工程硕士学位获得者等国家级荣誉称号数量处于领先地位。历史悠久的北航“冯如杯”竞赛已连续举办30届,吸引了7万余名学生开展创新研究。学校是在全国“挑战杯”竞赛中唯一连续16届捧得“优胜杯”的高校,并在2019年承办第十六届“挑战杯”竞赛。学生创新创业作品连续三届获得中国“互联网+”大学生创新创业大赛金奖,获得冠军、亚军各一项。春华秋实,芬芳桃李满天下。建校69载,北航为国家培养了大批学术精英、兴业人才和治国栋梁,为国家主流行业和骨干单位输送了20多万优秀毕业生,毕业生就业去向落实率保持在99%以上。近6年北航有18名校友当选为院士。,学校服务国家,锐意创新。学校以国家重大战略需求为先导,强化基础性、前瞻性和战略高技术研究,引导和支持创新要素向关键瓶颈技术汇聚、与产学研用深度融合,打造顶级创新平台和一流科研团队,科研总量不断扩大,科研经费人均位居全国高校第一。有 1个国家实验室——航空科学与技术国家实验室(筹),9个国家级重点实验室(含4个国防科技重点实验室),6个国家级工程研究中心,3个北京市高精尖创新中心,70余个省部级重点实验室;有9个国家自然科学基金委创新研究群体,12个教育部创新团队,10个国防科技创新团队。学校突出自主创新,强化协同创新,积极搭建国家级创新平台,组建大团队,承担重大科研项目,重大科技成果不断涌现。建校60余年来,北航创造了40多项国内第一的科研成果,在尖端技术研究领域始终居于国内高校前列,研制发射(试飞)成功的多种型号飞行器填补了国内多项空白,如中国第一架轻型旅客机“北京一号”、亚洲第一枚探空火箭“北京二号”、中国第一架无人驾驶飞机“北京五号”、“蜜蜂”系列飞机、共轴式双旋翼无人驾驶直升机等。近年来,学校持续强化服务国家战略能力,在航空动力、关键原材料、核心元器件等瓶颈领域的研究取得突破,多项标志性成果直接应用于国防建设。学校团队参与论证并助力研制的国产大飞机C919成功首飞,研制成功我国首个新型临近空间飞艇。学校牵头设计研制的某型无人机定型并执行重要任务,在纪念抗战胜利70周年阅兵中位居无人机方队阵首。“十五”以来,北航共获国家三大科技奖励70余项,其中,近16年获得15项国家级科技奖励一等奖、3项国家自然科学二等奖,创造了一所大学连续获国家高等级科技奖的纪录,被社会誉为科技创新的“北航模式”。学校学术论文数量和质量协同增长,实现了在《Nature》《Science》等顶级期刊发表文章的突破。学校大力推进协同创新,与航空、航天、发动机、船舶等国家重点骨干企业开展战略合作。“先进航空发动机协同创新中心”获“2011计划”首批认定。联合中国工程院成立中国航空工程科技发展战略研究院,打造我国航空工程科技领域首个国家级智库。全面融入首都全国科技创新中心建设,打造“环北航知识经济圈”,北航大学科技园被认定为优秀国家大学科技园。,学校面向全球,开放交融。通过实施 “UPS国际化发展战略”,构建北航国际交流合作网络和平台,形成全方位、多层次、宽领域的对外开放格局,有力提升了学校的国际竞争力和影响力。先后与全球200余所著名高等院校、一流研究机构和知名跨国公司建立了长期稳定的合作关系。倡导发起“国际航空航天教育协会”并加入了国际宇航联合会、“T.I.M.E.联盟”、“中俄综合性大学联盟”等国际联盟和学术组织。创设了“自旋电子国际科技合作基地”、“中英空间科学与技术联合实验室”等一批高端国际合作平台。与法国中央理工大学集团联合创办中法工程师学院,融合中法两国工程教育优势,被誉为中法高等教育合作典范。成立“国际通用工程学院”,努力建设全新高水平国际化通用工程教育示范学院。与浙江省政府、杭州市政府及法国国立民航大学合作筹建中法航空大学。实施“全球校园计划”,打造高水平国际化人才培养项目,大力开展学生交换、双学位、联合培养、国际暑期学校等各类海外学习项目,把北航校园延伸到世界的各个角落,让北航学子充分享受全球优质教育资源。在全球范围内吸引优秀学生,国际学生规模、生源质量、培养层次、教育水平进入全国高校前列。获批设立了“联合国附属空间科学与技术教育亚太区域中心”、“亚太空间合作组织教育培训中国中心”和“北斗国际交流培训中心”。师资队伍国际化程度不断加深,国际科研合作成果显现,建立了10个国家级“高等学校学科创新引智基地”。,学校文化育人,传承创新。学校弘扬优秀传统文化,传承发扬 “空天报国、敢为人先”的北航精神和“开放包容、务实担当”的北航文化,以三代北航人的“长鹰志”“中国心”“陀螺梦”凝聚共识,以听党话、跟党走的红色基因打造空天报国精神标识。深刻把握新媒体阵地对大学文化建设的推动作用,精心打造了以官微“航小萱”为核心的新媒体传播矩阵。注重以文化人以文育人,以航空航天博物馆、音乐厅、艺术馆、校史馆、艺文雅苑、致真共享空间、咏曼剧场、艺文空间等文化场馆为阵地,以感动北航、北航大讲堂、我爱我师、博雅课堂、高雅艺术进校园、驻校艺术家/作家计划、大学生艺术团等为载体,开展形式多样、健康向上、格调高雅的校园文化活动,形成了传统承续品牌、典型引路品牌、文化景观品牌和人文滋养品牌,营造了教风优良,学风严谨,景观优美,人景祥和的一流大学文化氛围,在全国高校起到探索和示范作用。近年来,学校先后获全国高校文化建设优秀成果特等奖2项、一等奖2项,文化育人示范项目2项、特色展示项目2项,并获首都文明校园、北京高校十佳美丽校园、首都文明单位标兵称号。,云空高远启征程,星光璀璨映华章。迈入新时代、谱写新篇章,学校坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,增强 “四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,以党的政治建设为统领全面推进党的建设,毫不动摇地坚定中国特色社会主义的世界一流大学发展自信,自觉把办学精神与服务国家使命融为一体,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,培养一流人才,做出一流贡献,加快建设中国特色世界一流大学,以“北航梦”助力实现中华民族伟大复兴的“中国梦”!

其他信息:

2012年航空宇航科学与技术专业教育部的学科排名结果如下图:

注:该专业不涉及飞行员,飞行员和考军校一样,首先是要通过非常严格的体检的,如果是考飞行员,基本上只要通过体检,成绩基本合格就可以啦,且无论什么学校都能有很不错的前景……

 
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