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秋收时节,在苏州市张家港塘桥镇金村村一望无际的稻田边,几台大型收割机蓄势待发。过去耗时一个月的秋收持久战,现在只需不到一个星期就能全部结束。金村农机服务专业合作社负责人吴健说:“以前面朝黄土背朝天割稻子,一个人一天也割不到两亩地,现在全程机械化,‘懒汉’都能种好田了。”

全球科技创新空前活跃,迅速变化的世界为工程及工程教育的发展提供了难得的发展机遇,同时也提出了更大挑战。面向未来的卓越工程人才该如何培养,教育界、产业界、科技界关于机械工程教育的最新理念和变革举措是什么?

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曾经,秋收时节人倍忙;现在,“上午地里谷,中午袋里粮”已成普遍现象。农业生产效率大幅提升的背后,是农业机械化的强大支撑。

10月25-28日,工程教育界的盛事——2019国际机械工程教育大会在上海举行。来自美国、俄罗斯、英国、法国、德国、日本等十余个国家和地区的900余名工程教育从业者、企业界人士和政府教育管理者齐聚上海,以“面向未来的卓越工程教育”为主题,通过一系列活动,汇聚当前全球机械工程教育领军人物智慧,把脉机械工程教育现状,共议机械工程教育人才培养,擘画未来工程教育蓝图。

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六成耕种收活儿由农机“代劳”

本次会议在中国科学技术协会和中国工程院的指导下,由中国机械工程学会、美国机械工程师学会、英国机械工程师学会、中国机械行业卓越工程师教育联盟、教育部高等学校机械类专业教学指导委员会、联合国教科文组织国际工程教育中心联合主办,上海交通大学承办,并得到上海振华重工有限公司、中国银行上海市分行、上海电气自动化集团等20余家国内企业高校和来自法国、日本、马来西亚、韩国、新加坡、丹麦等国际相关组织的广泛支持和参与。

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今年46岁的吴健种了十几年地,感受最深的就是村里的劳动力越来越少了。“农忙时能请来干活的基本都是60岁以上的人,每天工资一两百块钱还不好请。”为了破解找不到人来种地的难题,2009年,吴健牵头组建了金村农机服务专业合作社。这几年,合作社陆续更新添置了100多台套收割机、插秧机、植保机等各类现代化农机具,服务周边3万多亩农田。吴健说:“我们合作社现在从育秧开始,可以实现栽插、翻耕、机收、碾米包装一条龙服务,现在每年产值500多万元,种田全靠农机。”

汇聚全球翘楚,成就世界机械工程教育的盛会

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“全程机械化仅仅靠分散经营的小农户、小农机难以实现。”张家港市农业农村局局长徐江说,为响应农机服务与适度规模经营相适应的新要求,实现小农户与现代农业发展有机衔接,张家港在金村农机专业合作社采用“合作社+家庭农场”的模式,尝试开展了“全程机械化+综合农事服务”的新业态,为周边农户提供“一站式”综合服务。

上海市副市长吴清、中国工程院副院长钟志华院士、中国机械工程学会理事长李培根院士、美国机械工程师学会秘书长thomas
costabile等应邀出席并致辞,教育部高教司司长吴岩作大会特邀专题报告,上海交通大学校长林忠钦院士、莫斯科航空学院校长mikhail
pogosyan院士等13位中外重量级学者和专家分别围绕论坛主题作主旨报告。

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金村农机专业合作社的发展,是我省农业机械化、智能化发展的缩影。目前全省各类农机服务组织超1.2万个,由单一环节作业服务向全程服务拓展,由单纯农机作业服务向作业服务与农业生产经营融合发展,农机合作社作业服务面积超过总量60%,去年全省农机服务经营总收入超300亿元,机械化生产的经济效益、社会效益和生态效益得到显著提升。

教育部高教司司长吴岩以《勇立潮头,赋能未来——以新工科建设领跑高等教育变革》为题,从精准把握高等教育发展大势、全面推进“四新”建设、新工科引领高等教育变革三个方面进行了介绍和分享。吴岩指出,当前中国高等教育正处在变化中,新工科应当在整个高等教育的变革中起到引领的作用,做到理论先锋、标准先锋、方法先锋和实践先锋。当前中国工程教育,包括机械工程教育在内的新工程建设已经踏上了新征程、不断进行新探索,未来一定能够为打造新时代高等教育质量“中国品牌”做出新的贡献。面向未来是本次会议的显著特点。中国机械工程学会理事长李培根院士认为,“面向未来是人类的一个基本特性,也是社会发展的需要。基于这一需要,人类要有目的地展望未来。而教育,才能让人类实现这种展望。”他指出,“随着世界多元化、经济全球化深入发展和文化多样化、社会信息化持续推进,国际社会日益成为你中有我、我中有你的‘命运共同体’,越来越复杂的现代工程经常需要跨学科、跨领域、跨文化的解决方案,迫切要求未来工程教育要超越‘工程’本身。我们要着力推动工程知识、工程技术、工程人才的交流,推动社会各界之间、不同地区之间的合作交流。”

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“农业机械化应时代所需而在,因时代发展而兴,也为时代作出了积极贡献。”不久前召开的全省农机化转型升级现场推进会上,省农业农村厅副厅长沈毅表示,农业机械化是转变农业发展方式、提高农村生产力的重要基础,
是实施乡村振兴战略的重要支撑。

27日,教育部高等学校机械类专业教指委2019年专题会议、中国机械行业卓越工程师教育联盟2019年理事大会、abet年度会议三场平行分会,以及“机械类工程教育专业认证”“国际合作办学”“智能制造卓越工程教育”“机械制造课程教学研讨会”“校企合作”“新工科和学科交叉教育”六个分论坛举行。各分会场紧扣大会主题,近50位国内外的机械工程教育专家和行业、企业界人士围绕教学改革、国际联合办学、工程教育认证、产学研合作等内容作精彩报告,针对卓越工程教育新观点、新方向进行开放式交流。

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向“全程全面高质高效”升级

此次机械工程教育大会以开放多元的姿态,为国内外教育界、产业界和科技界搭建沟通交流的平台,全球顶尖专家共聚一堂,分享世界机械工程教育的改革和发展成果,以全球化视角探讨新科技革命与产业变革对机械工程教育的影响,共同应对全球挑战,研讨工程教育新理念和新模式。正如中国工程院副院长钟志华院士指出的,“这不仅是中国机械工程教育界、也是世界机械工程教育界的一件大事,为国际机械工程教育的发展起到了良好的推动作用。”

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近期,省政府关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的文件提出,要加快推进农机“两融两适”,促进农业机械化向“两全两高”转型升级。

融通中外智慧,探讨卓越工程人才培养

在我省,转型升级从未止步。

当今世界,大数据、物联网、人工智能、纳米技术、虚拟现实、生物科技、社交媒体、区块链、太空探索等一系列最有潜力的新技术组成的信息革命浪潮正扑面而来,如何培养面向未来的卓越工程人才,成为国际工程教育界思考的重要命题。2019国际机械工程教育大会上,全球工程教育界和产业界的重量级代表深入交流,探讨新的工程教育理念,谋划工程教育的未来。

巴掌大的遥控器操控一台臂长超11米、重量达1380公斤的自走式喷杆喷雾机,机器在田间行走的同时,均匀地喷洒着农药。这是20日在第三届中国江苏蔬菜种业博览会上进行的演示。工作人员介绍,以往对于驾驶人员来说,在操作过程中不可避免会沾上农药,现在加入遥控装置,保护了驾驶人员的健康。

目前我国高等教育改革发展已经步入深水区,部分领域开始进入“无人区”,没有现成经验可以模仿复制。上海交通大学校长、中国工程院院士林忠钦认为,“中国工程教育正面临一系列亟待突破与解决的瓶颈问题,这些问题有的是中国独有的,但更多的是全球工程教育面临的共性问题,如何使工程教育得到更好地发展,在未来为全人类做出更大的贡献,是全球工程教育的同仁们需要共同思考与奋斗的主题。”他以上海交通大学工程教育为例,作了“构建卓越工程教育体系的思考与实践”的报告,介绍了上海交大卓越工程工科培养的核心理念与关键举措,强调“卓越工程教育的目标在于为学生在工程领域积累十年后能开始不断做出卓著贡献打下坚实基础,关键在于培养影响终生的职业胜任力与行业使命感。”

南京高淳区东坝街道种粮大户魏清听说有农机展示,一大早就赶到了位于南京江宁区的博览会现场。他种了640亩地,机械化程度超80%。“现在劳动力紧缺,粮食生产就靠全程机械来支撑。我们只有4个人,就能把从种植到收割的整个过程全部完成。”魏清说,一台插秧机一天能完成四五十亩地,是人工的20倍,算下来一亩地使用机械比人工能省200多元,640亩就是接近15万元,一年就能省出一台机器的钱。

俄罗斯莫斯科航空学院校长、俄罗斯科学院院士mikhail
pogosyan对技术与产业变革需求下,国家与高校机械工程教育人才培养进行了思考,认为面对科技与产业的变革需求,工程教育应顺势而动,改革教育项目以适应产业的最新需求。英国皇家工程院院士、英国曼彻斯特大学工程学院教授李琳介绍了面对智能制造这一重大挑战,英国机械工程教育的现状及发展战略,指出英国大学重视学生实践能力和职业素养的培养,“理论-实践-理论”“三明治”教育模式的普遍应用是英国高等教育的突出特点。美国罗格斯大学的alberto
cuitino教授以“为数字经济培养创客一代”为题,从人力、新项目/新课程与合适的基础设施角度,思考为培养创客一代而推进机械工程教育中遇到的关键挑战及积累的经验。

机械化信息化融合让农民点点鼠标就能种好田。在张家港南丰镇永联村“天天鲜”蔬菜基地,一条条细长的软管直通菜畦中间,将有机肥料与清水配兑成的肥液均匀、准确地输送到作物根部土壤。这是水肥一体化自动灌溉系统,可以准确控制几十栋蔬菜大棚的灌溉水量和施肥量,大大提高水肥利用效率及劳动效率。蔬菜基地还利用物联网技术,建设环境监测系统、视频监控系统、智慧云平台等,让技术人员通过手机app就可以远程监视、控制棚内环境。

此外,德国卡尔斯鲁厄理工学院jivka
ovtcharova院士、天津大学顾佩华院士、法国国立高等工程技术学院副校长ivan
iordanoff教授、英国哈德斯菲尔德大学john
allport教授等还就“人工智能”、“新工业革命与新工科教育”等议题作了主旨报告……专家学者高屋建瓴、视野开阔,聚焦工程教育领域热点和难点,研讨工程教育新理念和新模式,为面向未来的卓越工程教育改革提供了破解思路。

农机大省还有不少短板待补齐

推动深层次合作,擘画工程教育未来蓝图

农机化可以到什么程度?已知的答案是无人化。

全球化背景下,以新技术、新业态、新产业为特点的新经济迫切需要培养具有跨界整合能力的新型创新人才。作为大会的主办方,中国机械工程学会近年来联合众多国际知名的工程组织成功举办多次机械工程教育国际会议,深化中外机械工程教育领域的交流合作,推动工程教育的改革、创新和发展。2016年,中国成为《华盛顿协议》正式成员,标志着中国高等教育对外开放向前迈出了一大步,中国高等教育走上国际舞台。

去年6月,我国首轮农业全过程无人作业试验项目在国家粮食生产功能示范区兴化正式启动。由江苏大学和中联重机联合研制的无人驾驶联合收获机顺利完成试验任务,实现了全程无人值守驾驶及作业。

在此形势下,开展工程教育专业认证对创新工程人才培养具有重要意义。abet年度会议上,美国abet国际参与和管理处主任daniela
lacona介绍了abet认证体系,指出abet是国际公认的最具权威的认证体系,也是华盛顿协议6个发起工程组织之一,通过abet认证,意味着一所大学可以培养具有国际竞争力的工程师。正如中国科学技术协会负责人指出的,“开展工程教育专业认证不仅是国际通行的工程教育质量保障性制度,也是工程教育国际互认和工程师资格国际互认的基础性机制。”作为科协系统的重要组成部分,中国机械工程学会将站在时代变革的前沿,继续在我国专业认证体系建设中发挥引领作用。

这是国内目前投入智能农机种类最齐、专业领域最全、作业过程全覆盖的一次创新尝试。“我们通过双天线的卫星导航系统实现精准作业,同时开发相关的控制协议,针对不同农业机具进行无人化技术的改造和推广应用,逐步实现整个田间作业过程的无人参与。”项目负责人、江苏大学教授魏新华介绍。

面向未来的卓越工程教育,需要探索学会、高校、企业联合培养卓越工程人才的有效机制和方式,“需要世界各国教育从业者、产业界人士以及政府教育管理者共同努力,充分发挥各国工程学会的积极作用,实现各国机械工程教育多领域、深层次的交流合作。”上海交大校长林忠钦这样说到。上海交通大学在此方面积极探索,如,借助于学生创新中心建立校企握手区,发布企业需求项目、开设企业创新课程;此外,交大机械与动力工程学院在卓越工程人才培养方面也进行了积极探索,针对传统课程体系弊端,在教学体系上,构建了理论、实验、项目实践逐级深入的机械类课程,实现知识与能力纵深方向的进阶式培养。在教学改革中,强调交叉类知识的深度与广度相结合,设立热学系列基础课程及交叉类选修课程,提升学生创新能力。另外还推广项目式教学与校企合作毕业设计改革。联合国外一流院校及知名企业创办国际及校企联合毕业设计,每年举办毕业设计展,目前已有十年发展历程,今年校企合作毕业设计项目展展出了414名学生历时6个月完成的133个项目。其中有十余个项目为国际联合毕业设计。这些项目由中外学生组成联合项目团队,由中外教授与企业专家组成联合教学团队,共同指导学生完成。通过改革实践,达到知行合一的目的,实现了知识与素质的有机结合,培养好奇心驱动的具有创造力的工程师。这些从底层到高阶的创新改革工作,保证了坚实的跨学科理论知识、较强的全球胜任力、卓越的团队合作与组织能力以及对现代机械系统的深刻洞悉和把握,对面向未来的卓越人才的培养提供了借鉴经验。

“机器换人”是农机化的发展方向。然而放眼全省,江苏农机化发展并不平衡,油菜、大豆、马铃薯、棉花耕种收机械化率普遍不超过40%,最低的仅为8%,这与江苏经济大省、农机大省的地位并不相符。此外,农机有效供给不足,存在“无机可用”“有机难用”“无好机用”的现象,一些高效设施农业机械多是小批量、多品种,投资回报率低,企业研发生产积极性不高,不能满足农民和现代农业生产的要求,而进口机械价格高,难以大面积推广。加之不少农田和设施农业基础设施建设不配套、农艺不标准,制约了作业能力、农业机械化作业规模和作业效率。目前江苏农机化离“从有到好”和“从好到强”还有差距。

中国机械工程学会理事长李培根院士表示,“通过大家的共同努力,工程教育发展的目标一定会变得更加清晰,我们致力于培养面向未来的卓越工程人才的步伐一定会变得更加协调一致,我们将以本次会议为契机,为面向未来的机械行业持续健康发展做出更大贡献。”

沈毅表示,要破解新时代江苏农机化发展中存在的难题,加快推动农机化转型升级是现实选择。对此,江苏正积极引导单一性能农机装备升级到复合式农机装备、有人驾驶向无人驾驶智能农机装备发展,保障农机装备适时更新换代。同时通过农机农艺、机械化信息化融合发展,不断突破农机化技术发展瓶颈,推动农机化技术升级。确保到2025年,全省农机具配套比更加合理,优势高端农机装备达到国内领先水平,农机社会化服务领域实现需求全覆盖,农机使用效率显著提升,农机作业条件加快改善并逐步完备。

深化平台培养探索办学特区,上海交大持续创新工程人才培养模式

交汇点记者 吴琼 文/摄

作为本次大会的承办方,上海交大在工程人才方面大力推进与通识教育相融合的宽口径专业教育,积极开展大类培养平台、致远荣誉计划、“以我为主”的国际化合作办学等探索,培养适应经济社会发展需要的复合型人才。

从2014年起,上海交大开始实施工科平台试点,推进宽口径大类招生培养工作,大平台培养模式意在进一步夯实学生的数理化与多学科基础,强化实验实践课程,注重各专业之间的交叉与融合。2018年交大打通工科平台、工科专业、致远工科荣誉计划三类培养体系,将工科平台培养优势推广到相关院系所有工科专业中,形成“大工科”培养体系,持续扩大学生受益面。

在学生的创新实践上,上海交大以学生创新中心为载体和平台,以新技术为牵引,实现产教深度融合,引入学生创新实践能力培养新资源,并先后与华为、英特尔、ibm、微软、腾讯、霍尼韦尔等企业签署合作协议,聘任了120多名企业导师,为学生创新教育提供了强有力的师资支持。交大还针对当前科技界和工业界关注的方向设立21项校级竞赛,包括无人机、新能源汽车大数据、工业4.0app、智能出行等20多个方向。同时,学校围绕以上热门领域开设企业课程,与科创竞赛互为支撑,为学生团队协作、参加竞赛提供支持。

在不断深化大类平台培养的同时,交大还推进办学特区的建设,探索多种人才培养模式。拔尖人才培养特区致远学院形成的交大特色基础学科拔尖学生“致远培养模式”,获“reimagine
education
2016”两项全球教育创新奖。机械与动力学科拔尖人才培养钱学森班旨在探索工程科学领域创新人才培养的新模式,为行业培养科学和工程素养兼备的全面型、创新型拔尖人才。2011年上海交大机械与动力工程学院入选“国家教育体制改革试点学院”,今年入选教育部“三全育人”试点单位。国际化人才培养特区包括上海交大密西根学院与上海交大-巴黎高科卓越工程师学院。上海交大密西根学院2014年荣获“andrew
heiskell国际教育革新奖”。上海交大-巴黎高科卓越工程师学院2016年被中法两国政府评为“中法大学合作优秀项目”,2018年荣获上海市教学成果奖一等奖。

作者:

机械与动力工程学院

供稿单位:

机械与动力工程学院

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