新時(shí)代@教育 | 做好“新”字文章，老工科迎來(lái)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(lái)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)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(zhǎng)，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(dòng)力。面對(duì)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(dòng)在專(zhuān)業(yè)設(shè)置、知識(shí)體系、培養(yǎng)方式等方面做好“新文章”。
“新三板”“新工科”驅(qū)動(dòng)專(zhuān)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(jí)成為我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的典型代表。“新三板”這個(gè)人們耳熟的股票經(jīng)濟(jì)術(shù)語(yǔ)，在《紡織“十三五”規(guī)劃》中成為新時(shí)代紡織工業(yè)的核心詞匯，制造產(chǎn)業(yè)、時(shí)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(shí)尚”的發(fā)展理念。一邊是產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)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(duì)人才供求矛盾該如何應(yīng)對(duì)？接受采訪(fǎng)時(shí)，機(jī)械工程學(xué)院院長(zhǎng)張潔談到，新工科建設(shè)就是一個(gè)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(zhuān)業(yè)成立于1951年，是建校初期的三大專(zhuān)業(yè)之一，60余年來(lái)為國(guó)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(shí)代，機(jī)械學(xué)院瞄準(zhǔn)國(guó)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(duì)接時(shí)尚創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增強(qiáng)從創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(kāi)始探索紡織智能制造和時(shí)尚創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)“智能制造實(shí)驗(yàn)班”）和“創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(zhuān)業(yè)交叉、知識(shí)點(diǎn)融合，把大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)與機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)要求的知識(shí)、能力、素質(zhì)相融合，構(gòu)建新的學(xué)科專(zhuān)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(jì)算機(jī)、管理、紡織等4個(gè)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(qǐng)國(guó)家智能制造工程專(zhuān)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(shí)代的新工科人才，絕不能“閉門(mén)育人”。學(xué)院注重將機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)與對(duì)接科技發(fā)展前沿和創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)需求，與國(guó)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(zhuān)業(yè)課程的前沿性、可擴(kuò)展性，構(gòu)建基于理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐交融的本碩一體化課程體系。
張潔說(shuō)，“我們希望把中國(guó)特色、東華特色和學(xué)院特色結(jié)合起來(lái)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(shì)的傳承，堅(jiān)持以紡織機(jī)械與紡織智能制造為特色載體，貫穿授課過(guò)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(shí)，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(zhuān)業(yè)的特色化問(wèn)題，培養(yǎng)出的學(xué)生既有扎實(shí)的機(jī)械工程專(zhuān)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(duì)紡織行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)要求，學(xué)院在工科課程體系中融入計(jì)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(shí)體系。機(jī)械學(xué)院正通過(guò)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(shí)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(jì)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(guó)紡織工程學(xué)會(huì)、中國(guó)紡織機(jī)械協(xié)會(huì)，以及中國(guó)恒天集團(tuán)、太平洋機(jī)電集團(tuán)等中國(guó)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(guó)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(chǎng)、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(guò)這些舉措，建立多方協(xié)同的育人集合體，強(qiáng)化對(duì)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(shù)煊是個(gè)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(zhǎng)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(jué)坯布疵點(diǎn)檢測(cè)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(jìng)賽特等獎(jiǎng)。他深有感觸地告訴記者，“本科期間我們有機(jī)會(huì)參加一些課外科技競(jìng)賽，同學(xué)們有自己的idea，自己買(mǎi)型材、擰螺絲……我感覺(jué)這才是機(jī)械工程，就是要實(shí)實(shí)在在地把一個(gè)個(gè)東西做出來(lái)?！?/p>
（獲獎(jiǎng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)師生合影）
項(xiàng)目剛開(kāi)始時(shí)，趙樹(shù)煊找來(lái)一塊皺巴巴的布，用黑筆在上面畫(huà)幾個(gè)點(diǎn)，當(dāng)做疵點(diǎn)。校內(nèi)評(píng)審專(zhuān)家毫不留情地說(shuō)：“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?jī)不佳，讓小趙和隊(duì)友們下決心要把“真疵點(diǎn)”弄個(gè)明白。他們?nèi)S(chǎng)里調(diào)研，守在生產(chǎn)線(xiàn)上了解坯布生產(chǎn)、疵點(diǎn)產(chǎn)生和處理過(guò)程，請(qǐng)工人師傅在坯布上專(zhuān)門(mén)造了些疵點(diǎn)。小趙說(shuō)，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(chǎng)脫節(jié)。
來(lái)自機(jī)械和計(jì)算機(jī)學(xué)院的9位理工科學(xué)生強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，針對(duì)當(dāng)前機(jī)織坯布疵點(diǎn)人工檢測(cè)效率低、漏檢率高、易患職業(yè)病等問(wèn)題，研發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)的坯布疵點(diǎn)檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)白色坯布缺經(jīng)、缺緯、破洞、漬類(lèi)等4類(lèi)疵點(diǎn)的檢驗(yàn)。設(shè)計(jì)出基于“邊緣-云”交互模式的可智能控制的坯布疵點(diǎn)檢測(cè)器，并建立了坯布疵點(diǎn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可進(jìn)行分類(lèi)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(mén)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(gè)沙盤(pán)模擬軟件，在事先做好決策和市場(chǎng)預(yù)估后，學(xué)生可以模擬智能工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)。在軟件里，使用者作為負(fù)責(zé)人可以完成智能工廠(chǎng)的規(guī)劃、生產(chǎn)、采購(gòu)、銷(xiāo)售以及財(cái)務(wù)等各環(huán)節(jié)的決策過(guò)程。雖說(shuō)是虛擬挑戰(zhàn)，但大二的學(xué)霸們卻很“當(dāng)真”。這個(gè)在郄熙看來(lái)很有意思的軟件，俞澤民熬了個(gè)通宵才打通關(guān)，“這是個(gè)富有挑戰(zhàn)性的作業(yè)，要不停地計(jì)算，不斷完善智能工廠(chǎng)決策過(guò)程，寧愿打通宵也要把它‘干掉’?！?/p>
（學(xué)生在中國(guó)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(qǐng)賽答辯現(xiàn)場(chǎng)）
在機(jī)械工程學(xué)院，課堂內(nèi)外隨處可遇見(jiàn)的學(xué)科交叉、知識(shí)融合、創(chuàng)新挑戰(zhàn)，讓同學(xué)們的自適應(yīng)性變得越來(lái)越強(qiáng)。近年來(lái)，在全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”上海市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、上海市大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新大賽、中國(guó)大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽智能制造邀請(qǐng)賽等多個(gè)重要賽事中，機(jī)械學(xué)院學(xué)生獲得各類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)十項(xiàng)。
（機(jī)械工程學(xué)院團(tuán)隊(duì)在中國(guó)大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽智能制造邀請(qǐng)賽中獲獎(jiǎng)）
育人貴在質(zhì)，機(jī)械重在實(shí)，機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人。在新工科建設(shè)的新形勢(shì)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(guó)家培養(yǎng)具有新時(shí)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。
