新時代@教育 | 做好“新”字文章,老工科迎來育才新機(jī)遇——記機(jī)械工程學(xué)院新工科建設(shè)
新世紀(jì)以來,大數(shù)據(jù)、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)在制造業(yè)廣泛應(yīng)用,制造系統(tǒng)集成式創(chuàng)新不斷發(fā)展,形成了新一輪工業(yè)革命的主要驅(qū)動力。面對技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)工科不得不重新審視自己的定位。第四次工業(yè)革命浪潮下,機(jī)械工程學(xué)院作為高校端的“弄潮兒”,思索著如何把人工智能、IT技術(shù)融入卓越機(jī)械工程師培養(yǎng),緊抓新工科的一“新”之變,主動在專業(yè)設(shè)置、知識體系、培養(yǎng)方式等方面做好“新文章”。
“新三板”“新工科”驅(qū)動專業(yè)創(chuàng)新
在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中,紡織產(chǎn)業(yè)升級成為我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級的典型代表?!靶氯濉边@個人們耳熟的股票經(jīng)濟(jì)術(shù)語,在《紡織“十三五”規(guī)劃》中成為新時代紡織工業(yè)的核心詞匯,制造產(chǎn)業(yè)、時尚產(chǎn)業(yè)、科技產(chǎn)業(yè)構(gòu)成了紡織工業(yè)的“新三板”架構(gòu)。上海紡織產(chǎn)業(yè)則確立了“科技與時尚”的發(fā)展理念。一邊是產(chǎn)業(yè)升級對人才的迫切需求,另一邊則是能適應(yīng)“新三板”架構(gòu)要求的高層次應(yīng)用型創(chuàng)新人才缺乏。面對人才供求矛盾該如何應(yīng)對?接受采訪時,機(jī)械工程學(xué)院院長張潔談到,新工科建設(shè)就是一個重要的機(jī)遇窗口,作為工科學(xué)院更要下好人才培養(yǎng)這步“先手棋”。
我校機(jī)械工程專業(yè)成立于1951年,是建校初期的三大專業(yè)之一,60余年來為國家機(jī)械工業(yè),特別是紡織機(jī)械工業(yè)的人才培養(yǎng)和科技進(jìn)步做出了突出貢獻(xiàn)。新時代,機(jī)械學(xué)院瞄準(zhǔn)國家戰(zhàn)略特需和上海區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè),確立了以紡織智能制造為主要目標(biāo),對接時尚創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展,增強(qiáng)從創(chuàng)新設(shè)計到智能控制、智能制造等領(lǐng)域科學(xué)研究能力的發(fā)展方向,面向“新三板”架構(gòu)需求,開始探索紡織智能制造和時尚創(chuàng)新設(shè)計工程的高層次應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。
學(xué)院先后開設(shè)了“智能制造和機(jī)器人拔尖創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)班”(簡稱“智能制造實(shí)驗(yàn)班”)和“創(chuàng)新設(shè)計工程實(shí)驗(yàn)班”,推進(jìn)工學(xué)學(xué)科群內(nèi)外的學(xué)科專業(yè)交叉、知識點(diǎn)融合,把大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)與機(jī)械工程專業(yè)要求的知識、能力、素質(zhì)相融合,構(gòu)建新的學(xué)科專業(yè)人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合型人才。其中,“智能制造實(shí)驗(yàn)班”主要依托機(jī)械學(xué)院,有信息、計算機(jī)、管理、紡織等4個學(xué)院共同建設(shè),交叉融合特征鮮明。目前,學(xué)院正積極申請國家智能制造工程專業(yè),將人工智能與機(jī)械工程更好結(jié)合,為新工科建設(shè)注入新活力。
課程直面需求,理論與實(shí)踐并重
培養(yǎng)新時代的新工科人才,絕不能“閉門育人”。學(xué)院注重將機(jī)械工程專業(yè)與對接科技發(fā)展前沿和創(chuàng)新型國家建設(shè)需求,與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和紡織行業(yè)發(fā)展相結(jié)合。在課程建設(shè)上,突出基礎(chǔ)課程的支撐作用和專業(yè)課程的前沿性、可擴(kuò)展性,構(gòu)建基于理論知識與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐交融的本碩一體化課程體系。
張潔說,“我們希望把中國特色、東華特色和學(xué)院特色結(jié)合起來做,在課程體系建設(shè)中秉承‘傳承-融合-創(chuàng)新’的原則”。機(jī)械學(xué)院一直注重紡織特色與優(yōu)勢的傳承,堅持以紡織機(jī)械與紡織智能制造為特色載體,貫穿授課過程,把豐富的紡織領(lǐng)域工程案例融入本科生和研究生相關(guān)課程之中。同時,還兼顧“寬口徑、厚基礎(chǔ)”“具備工程實(shí)踐能力”等本科教學(xué)要求,破解了通用專業(yè)的特色化問題,培養(yǎng)出的學(xué)生既有扎實(shí)的機(jī)械工程專業(yè)基礎(chǔ),又能掌握紡織機(jī)械原理和共性技術(shù)。為應(yīng)對紡織行業(yè)轉(zhuǎn)型升級要求,學(xué)院在工科課程體系中融入計算機(jī)、管理、材料等領(lǐng)域的新內(nèi)容,建立新的課程體系,形成多學(xué)科融合交叉的新的知識體系。機(jī)械學(xué)院正通過建立新的課程結(jié)構(gòu),形成多學(xué)科融合交叉的新的知識體系,全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量,逐步形成傳統(tǒng)工科變革發(fā)展的新模式。
作為首批“卓越工程師教育培育計劃”入選單位,機(jī)械工程學(xué)院不斷深化產(chǎn)教融合、校企合作的人才培養(yǎng)模式,與中國紡織工程學(xué)會、中國紡織機(jī)械協(xié)會,以及中國恒天集團(tuán)、太平洋機(jī)電集團(tuán)等中國500強(qiáng)企業(yè)合作,倡導(dǎo)案例教學(xué)和企業(yè)參與授課;與國內(nèi)各行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)建立聯(lián)合基地,拓寬實(shí)踐領(lǐng)域,與上海航天設(shè)備制造總廠、上海航天精密機(jī)械研究所、經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司、北京中麗制機(jī)工程技術(shù)有限公司、滬工焊接集團(tuán)等新建了企業(yè)實(shí)踐基地。通過這些舉措,建立多方協(xié)同的育人集合體,強(qiáng)化對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
把挑戰(zhàn)當(dāng)實(shí)戰(zhàn),讓idea照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
卓越機(jī)械1502班的趙樹煊是個典型的工科男,每當(dāng)聊起機(jī)械工程就兩眼泛著光。今年大四的他,在機(jī)械工程學(xué)院張潔院長和汪俊亮老師的指導(dǎo)下,前不久剛和團(tuán)隊(duì)?wèi){借“基于‘邊緣—云’模式的智能視覺坯布疵點(diǎn)檢測器”項(xiàng)目,摘得第十六屆“挑戰(zhàn)杯”上海市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎。他深有感觸地告訴記者,“本科期間我們有機(jī)會參加一些課外科技競賽,同學(xué)們有自己的idea,自己買型材、擰螺絲……我感覺這才是機(jī)械工程,就是要實(shí)實(shí)在在地把一個個東西做出來?!?/p>
(獲獎項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)師生合影)
項(xiàng)目剛開始時,趙樹煊找來一塊皺巴巴的布,用黑筆在上面畫幾個點(diǎn),當(dāng)做疵點(diǎn)。校內(nèi)評審專家毫不留情地說:“你們這(疵點(diǎn))是假的,實(shí)際生產(chǎn)中的布和疵點(diǎn)不可能是這樣?!毙Y惓煽儾患眩屝≮w和隊(duì)友們下決心要把“真疵點(diǎn)”弄個明白。他們?nèi)S里調(diào)研,守在生產(chǎn)線上了解坯布生產(chǎn)、疵點(diǎn)產(chǎn)生和處理過程,請工人師傅在坯布上專門造了些疵點(diǎn)。小趙說,機(jī)械工程最后是要落到實(shí)際生產(chǎn)中去的,哪怕實(shí)驗(yàn)室里的創(chuàng)新,也不能和工廠脫節(jié)。
來自機(jī)械和計算機(jī)學(xué)院的9位理工科學(xué)生強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,針對當(dāng)前機(jī)織坯布疵點(diǎn)人工檢測效率低、漏檢率高、易患職業(yè)病等問題,研發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)的坯布疵點(diǎn)檢測算法,實(shí)現(xiàn)對白色坯布缺經(jīng)、缺緯、破洞、漬類等4類疵點(diǎn)的檢驗(yàn)。設(shè)計出基于“邊緣-云”交互模式的可智能控制的坯布疵點(diǎn)檢測器,并建立了坯布疵點(diǎn)大數(shù)據(jù)平臺,可進(jìn)行分類檢索和高效管理,助力紡織行業(yè)智能化發(fā)展。
《智能制造系統(tǒng)概論》這門課給卓越機(jī)械1701班的郄熙和俞澤民都留下了深刻印象。課程中有個沙盤模擬軟件,在事先做好決策和市場預(yù)估后,學(xué)生可以模擬智能工廠運(yùn)營。在軟件里,使用者作為負(fù)責(zé)人可以完成智能工廠的規(guī)劃、生產(chǎn)、采購、銷售以及財務(wù)等各環(huán)節(jié)的決策過程。雖說是虛擬挑戰(zhàn),但大二的學(xué)霸們卻很“當(dāng)真”。這個在郄熙看來很有意思的軟件,俞澤民熬了個通宵才打通關(guān),“這是個富有挑戰(zhàn)性的作業(yè),要不停地計算,不斷完善智能工廠決策過程,寧愿打通宵也要把它‘干掉’?!?/p>
(學(xué)生在中國大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽2018年智能制造邀請賽答辯現(xiàn)場)
在機(jī)械工程學(xué)院,課堂內(nèi)外隨處可遇見的學(xué)科交叉、知識融合、創(chuàng)新挑戰(zhàn),讓同學(xué)們的自適應(yīng)性變得越來越強(qiáng)。近年來,在全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽、“挑戰(zhàn)杯”上海市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、上海市大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新大賽、中國大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽智能制造邀請賽等多個重要賽事中,機(jī)械學(xué)院學(xué)生獲得各類獎項(xiàng)數(shù)十項(xiàng)。
(機(jī)械工程學(xué)院團(tuán)隊(duì)在中國大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽智能制造邀請賽中獲獎)
育人貴在質(zhì),機(jī)械重在實(shí),機(jī)會總是留給有準(zhǔn)備的人。在新工科建設(shè)的新形勢下,機(jī)械工程學(xué)院正積極打造具有智能制造特色的新工科人才培養(yǎng)體系,進(jìn)一步加強(qiáng)本科建設(shè),為國家培養(yǎng)具有新時代工匠精神的卓越工程科技人才,努力實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和學(xué)院發(fā)展的雙重躍升。