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“大工程教育”实践花开别样红——走近管国锋教授的“跨学科”教研团队

日期:2017-02-18 16:15:17编辑作者:申博

如何契合世界高等工程教育领域“大工程教育”的发展方向,打破专业间的学科壁垒,培养出多学科融合的创新型跨界人才?针对目前我国高等工程教育中工程化偏弱的问题,教育部化工类专业教学指导委员会委员、全国工程教育认证专家、江苏省高等学校教学名师、研究生院常务副院长管国锋教授及其团队瞄准国内外工程教育发展的前沿方向,依据化工生产工艺过程中对化工工艺、过程装备、控制工程与安全工程等多个专业对工程人才的需求,将各专业知识彼此融合、相辅相成,在一个总设计目标规定约束下,结合工程案例实际,以工程设计为主线,构建了一套多学科融合的立体式工程实训体系,探索解决现有工程能力培养长期分专业开展教学、工程实践教学模式单一和“跨学科”教研团队缺乏等关键问题。

名师牵头,建立融合型教研团队

“学生是学习的主体,教师是学习的引领者,只有多学科融合的师资队伍,才能培养出复合型跨界人才。”这是管国锋教授30多年一线教学的深刻体会。基于这样的认识,2011年起,由他牵头,机械与动力工程学院董金善教授、电气工程与控制科学学院薄翠梅教授、化工学院万辉副教授、安全科学与工程学院生迎夏副教授等专业教师组成了一支多学科融合协同培养学生的教研团队,形成了以实际工程案例为教学内容,配套编辑出版专业教材,周密组织实践教学环节等一整套多方位立体式教学体系。

“多学科融合的教研团队建成后,我们以实际工程项目为载体,围绕工程设计与管理需求,协同培养学生掌握两门或两门以上专业的理论、知识和技能。”管国锋教授介绍道,“在提高学生工程设计与团队合作能力的同时,使学生成长为富有跨学科意识和创新精神的复合型工程类人才。”2011年,时任教务处处长的管国锋教授将化工、机械、自动化和安全专业的本科生组建成毕业设计团队。“化学工程与工艺专业负责化工工艺的设计与管理;过程装备与控制工程专业负责过程装备的设计与选型;自动化专业负责电气、仪表与控制系统的设计与调试;安全工程专业负责工程安全风险评估,四者有机融合,每个学生都能系统地参与完成一个设计项目。”董金善教授介绍说。

协同育人,培养复合型创新人才

“专业协同、校企协同,使人才培养与市场需求进行无缝对接,才能提升学生的就业竞争力和创新力。”管国锋教授谈及组建团队的初衷时介绍道。科学研究是大学的重要功能,也是人才培养的重要载体,所以团队将来自企业的工程项目设成毕业设计选题,供同学们挑选。“刚开始时,参与跨学科毕业设计的学生都是靠专业教师的推荐,但现在都是学生主动报名,这对我们师资也提出了一定的专业要求。”薄翠梅教授说道。

“除了完成必须的毕业设计内容,我还熟悉了化工设备和控制系统的设计以及化工安全知识。”袁跃炜同学介绍说,“刚开始进入团队时觉得真累,因为要补所学专业之外的知识,可坚持了下来,发觉收获挺多,挺值得的。”在大二大三期间,通过双选的形式进入跨学科毕业设计团队的同学,经过两年系统的培训和老师指导下,通常能独立完成一个毕业设计项目。管国锋教授团队还给团队学生增加了一项硬性规定,即高一级的同学在完成自己项目设计的同时,必须给下一年度进入团队的同学讲解对应的知识点。“教学相长,我们让学生做老师,在增加他们压力的同时,激活他们内在的学习动力和潜能。另外,通过讲授PPT的训练,也有助于培养和锻炼学生的表达能力以及将理论知识转化成实践知识的能力。”万辉副教授介绍道。

工程教学,实现真实情境教学模式

“通过学科之间的交叉、渗透与融合,构建了‘两台一创’实践教学体系链,这几年来收获了一些令人欣慰的小成绩!”管国锋教授介绍道。所谓“两台一创”具体来说便是“基础实践能力培养平台”“专业技能与工程实践能力培养平台”和“创新能力培养与实践”。在“两台一创”的培养下,学生具备了基础实验、设计和初步工程观念等六个方面的能力,同时,提升了工程创新、学术融合和协同创新等方面的能力。

“按照分层次、模块化、渐次递进的要求,我们构建了‘基础性实验—专业实验—工程实训—创新实验’的递进式实验教学,实践了‘自选、滚动式’实践教学模式,极大提高了学生工程实践能力。”生迎夏副教授介绍说。以科技成果转化项目为载体,以化工产品制造过程为主线,建立了与生产实际紧密结合的培养环境,并与南京纳源化工科技有限公司、南京鑫科化工工程有限公司联合指导,让学生在化学产品工程真实情境下的多学科融合的立体式工程训练模式下,将化学工程与工艺、过程装备与控制工程、自动化、安全工程等专业知识融会贯通,实现了从注重知识传授向更加重视综合能力和素质培养的转变。

创新的理念,创新的实践,催开了一朵朵鲜艳夺目的花朵。2016年,由管国锋教授主编,“十二五”江苏省高等学校重点教材立项的《化工类多学科工程设计与实例》由化学工业出版社出版,并被遴选为卓越工程师教育培养计划系列教材。2013年,团队研究成果“多学科融合复合型创新人才工程能力培养体系的探索与实践”荣获“江苏省优秀教学成果二等奖”;2012年“32000吨/年含氨废水处理技术开发与工程设计”团队毕业设计荣获江苏省优秀毕业设计团队;2013年“水杨酰胺生产中氨回收工艺技术开发与工程设计”团队毕业设计荣获江苏省优秀毕业设计团队;2015年“2t/h醋酸甲酯制醋酸工艺技术开发与工程设计”团队毕业设计荣获江苏省优秀毕业设计团队。

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