“新工科”建設(shè)背景下地方本科院校工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)

李志彬 ，王瑞榮，王春早

(1．紹興文理學(xué)院 數(shù)理信息學(xué)院，浙江 紹興 312000；2．紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院，浙江 紹興 312000)

0 引 言

自從 2016年“新工科”概念被提出以來，短短1年余時間內(nèi)，國內(nèi)教育界已經(jīng)進(jìn)行了多次的深入研討。2016年6月，我國正式加入“華盛頓協(xié)議”國際組織；2017年2月18日，綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會在復(fù)旦召開，提出“復(fù)旦共識”；2017年4月8日，工科優(yōu)勢高校新工科建設(shè)研討會在天津大學(xué)召開，發(fā)布“天大行動”；2017年4月28日，CDIO工程教育聯(lián)盟年度會議，探討了建設(shè)新工科背景下的CDIO工程教育改革與發(fā)展；2017年5月11日，地方高校新工科發(fā)展高峰論壇在湖南工程學(xué)院召開，提出7項倡議；2017年5月26日，探索建立廣東特色新工科發(fā)展模式研討會在廣州舉行，率先探索建立以經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求為導(dǎo)向，產(chǎn)業(yè)和高校相互支撐、相互拉動、相互激勵、競相發(fā)展的廣東特色新工科發(fā)展模式。2017年6月1日，浙江省本科高校專業(yè)認(rèn)證暨新工科建設(shè)研討會在溫州大學(xué)舉行，發(fā)布了浙江省新工科建設(shè)行動8條方案。

1 “新工科”建設(shè)的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義

(1)“新工科”建設(shè)是國家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略的必然要求。目前，世界各國都在加大在3D打印、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、生物工程、新能源、新材料等領(lǐng)域的創(chuàng)新力度，尋求關(guān)鍵科技新突破。在制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，制造方式由于智能裝備、智能工廠等智能制造的出現(xiàn)而發(fā)生變革，智能家電、智能汽車等智能終端產(chǎn)品則使制造技術(shù)領(lǐng)域不斷拓展，大規(guī)模個性化、電子商務(wù)等管理經(jīng)營方式正在重塑產(chǎn)業(yè)價值鏈體系。我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新發(fā)展迎來重大機(jī)遇[2]。為此，國家頒布“中國制造2025”戰(zhàn)略，提出“三步走”發(fā)展目標(biāo)，布局十大重點領(lǐng)域，規(guī)劃五項重大工程，提出九大任務(wù)，全面深化改革和擴(kuò)大開放，促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

(2)“新工科”建設(shè)是提升國家制造業(yè)競爭力的重要途徑。自從進(jìn)入后金融危機(jī)時代，許多發(fā)達(dá)國家先后開始實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，加大資金投入和創(chuàng)新力度，力爭在制造業(yè)競爭中占據(jù)新優(yōu)勢。2011至2013年美國先后推出“美國先進(jìn)制造業(yè)伙伴關(guān)系計劃”“美國先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”及“美國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃”，2013年德國頒布“德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略” 、英國頒布“英國工業(yè)2050”戰(zhàn)略，2014年日本頒布“制造業(yè)白皮書”、法國頒布“新工業(yè)法國”戰(zhàn)略、韓國頒布“制造業(yè)創(chuàng)新3.0”戰(zhàn)略等[3]。印度等發(fā)展中國家也提出了制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，我國制造業(yè)面臨著“前有堵截、后有追兵”的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，必須放眼整個世界，加快戰(zhàn)略科技領(lǐng)域部署，著眼建設(shè)制造強國，固本培元，化挑戰(zhàn)為機(jī)遇，搶占制造業(yè)新一輪競爭的制高點。

(3)“新工科”建設(shè)是深化工程教育改革的綜合體現(xiàn)。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的高速發(fā)展，世界制造業(yè)的制造模式、生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)營管理方式都發(fā)生了巨大改變。這場影響深遠(yuǎn)的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命為我國制造業(yè)的快速發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級提供了良好契機(jī)，也給我國培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的多層次工程人才的高等工程教育提出了新挑戰(zhàn)。新工科建設(shè)和發(fā)展以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)為背景，需要樹立創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育“新理念”，構(gòu)建新興工科和傳統(tǒng)工科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”，探索實施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”，打造具有國際競爭力的工程教育“新質(zhì)量”，建立完善中國特色工程教育的“新體系”，實現(xiàn)我國從工程教育大國走向工程教育強國[4]。

2 “新工科”建設(shè)中地方本科高校的立足點

根據(jù)國家教育部發(fā)展規(guī)劃司2017年發(fā)布的“中國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計簡況”中統(tǒng)計，截至2016年底，我國普通本科院校共有1 237所，其中，中央部屬高校113所，地方院校700所，民辦高校424所，地方本科院校(含民辦)占到全國普通本科高?？倲?shù)的90.8%[5]。在“新工科”建設(shè)中，眾多的地方本科院校需合理定位，錯位發(fā)展，充分利用地方資源，發(fā)揮自身優(yōu)勢，培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型人才[6]。

(1)服務(wù)地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。“地方性”是地方高等院校最重要的屬性[7]，這就要求地方高校必須全身心融入地方、服務(wù)地方、貢獻(xiàn)地方，以服務(wù)地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展為立足點，主動對接地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新升級要求，及時掌握行業(yè)人才需求變化方向，積極走互動共贏發(fā)展之路，實現(xiàn)特色在融入中彰顯，資源在服務(wù)中匯聚，對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮支撐作用。

(2)培養(yǎng)應(yīng)用型工程人才。按照職能、知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)等區(qū)分，高校培養(yǎng)的人才可分為學(xué)術(shù)型、應(yīng)用型和技能型[8]，對應(yīng)的學(xué)校分別為學(xué)術(shù)研究型高校、普通本科院校和高職類院校。因此，地方本科院校應(yīng)該培養(yǎng)具有地方特色的應(yīng)用型人才，人才培養(yǎng)目標(biāo)具有較強的適應(yīng)性，立足服務(wù)于地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，與地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)密切結(jié)合，在強調(diào)技術(shù)理論知識體系相對完整的基礎(chǔ)上，更加注重學(xué)生應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練，即培養(yǎng)具有扎實的行業(yè)理論知識和較強工程實踐能力的應(yīng)用型人才。

(3)以實用技術(shù)研發(fā)和科技服務(wù)為切入點。多數(shù)地方本科高校雖然具有一定的科技研發(fā)力量，但創(chuàng)新能力與工科優(yōu)勢高校還有明顯差距，因此在科技研發(fā)方面應(yīng)該量力而行，錯位發(fā)展，立足于地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整或企業(yè)技術(shù)進(jìn)步所需要的實用技術(shù)開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和服務(wù)，如新產(chǎn)品的設(shè)計、改進(jìn)，工藝、裝備的改造升級及高新技術(shù)的推廣與服務(wù)等。

3 地方本科高校工程專業(yè)的“新工科”建設(shè)思路

在“新工科”建設(shè)過程中，為適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必然需要創(chuàng)建新專業(yè)，但也要注意避免盲目辦新專業(yè)，尤其對于地方本科高校，要避免新瓶裝舊酒，而是要提倡舊瓶裝新酒，即改造現(xiàn)有工程專業(yè)，改革創(chuàng)新培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平，適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)對人才的需求。

(1)秉持先進(jìn)工程教育理念。理念是行動的先導(dǎo)，現(xiàn)有專業(yè)開展“新工科”建設(shè)必須秉持先進(jìn)的工程教育理念。CDIO是近年發(fā)展流行起來的一種重要的工程教育理念，以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，建立一體化的相互支撐和有機(jī)聯(lián)系的課程體系，讓學(xué)生以主動的、實踐的方式學(xué)習(xí)工程，鍛煉和培養(yǎng)工程技術(shù)人才的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新素質(zhì)和實際操作應(yīng)用能力[9]。而以“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、堅持改進(jìn)”為核心的成果導(dǎo)向教育(OBE)理念，已成為國內(nèi)工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，其強調(diào)學(xué)生產(chǎn)出驅(qū)動教育系統(tǒng)運行，教育者首先設(shè)想學(xué)生未來的職業(yè)成就，構(gòu)想出學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)達(dá)到的能力和水平，然后設(shè)計適宜的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)過程，來保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期目標(biāo)。

(2)制定跨學(xué)科、適應(yīng)性強的人才培養(yǎng)方案。為了適應(yīng)出現(xiàn)的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)，地方本科高校工程專業(yè)有必要適當(dāng)拓寬專業(yè)方向，制定跨學(xué)科的人才培養(yǎng)方案，實現(xiàn)多學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)目標(biāo)[10]。根據(jù)OBE的工程教育理念，通過開展廣泛的需求調(diào)查，明確專業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)5年左右能達(dá)到職業(yè)和專業(yè)成就，提出具有多學(xué)科特征的人才培養(yǎng)目標(biāo)；制定具體、體現(xiàn)多學(xué)科交叉融合特征的畢業(yè)要求和人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，包括學(xué)生通過專業(yè)學(xué)習(xí)所掌握的技能、知識和能力；根據(jù)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)置知識、能力、素質(zhì)一體化的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，重視通識教育對專業(yè)教育的基礎(chǔ)和支撐作用，注重學(xué)科前沿知識和相關(guān)交叉學(xué)科知識、原理和方法的融入，以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和跨界整合能力。

多樣化的未來人才需求、動態(tài)變化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及個性化的人才培養(yǎng)等要求專業(yè)的培養(yǎng)方案具有較強的適應(yīng)性，通過構(gòu)建多種形式的模塊課程體系，既能夠培養(yǎng)出不同類型的工程人才，又充分發(fā)揮學(xué)生的天賦和特長，實現(xiàn)個性化人才培養(yǎng)。這一方面需要專業(yè)提供數(shù)量豐富、形式多樣的課程和教學(xué)資源，設(shè)置多種組合的專業(yè)方向課程套餐，另一方面也需要允許學(xué)生自主在全校范圍內(nèi)選擇課程，定制適合自身特點的課程套餐。

(3)改革創(chuàng)新教學(xué)方法。近年來，關(guān)于CDIO、OBE理念的研究討論非常熱烈，眾多教育工作者探索和實踐了形式多樣的教學(xué)方法，如基于問題的探究式學(xué)習(xí)[11]、基于案例的討論式學(xué)習(xí)[12]和基于項目的參與式學(xué)習(xí)[13]等研究性學(xué)習(xí)方法，有效促進(jìn)了學(xué)生知識的獲取、應(yīng)用和創(chuàng)新能力，提升了工程能力和社會能力的培養(yǎng)水平，提高了綜合素質(zhì)的訓(xùn)練質(zhì)量。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的不斷成熟，大量優(yōu)質(zhì)在線教育資源的“井噴式”涌現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和混合現(xiàn)實等技術(shù)的不斷發(fā)展，為創(chuàng)新工程教育教學(xué)方法創(chuàng)造了良好條件。首先，借助優(yōu)良的“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境，利用各種優(yōu)質(zhì)在線教學(xué)資源，將線上線下資源相結(jié)合的混合式教學(xué)方式不斷融入研究性學(xué)習(xí)方法，充分利用課內(nèi)課外時間，最大限度發(fā)揮教師、學(xué)生在教與學(xué)上的作用[14]。其次，靈活運用增強現(xiàn)實、虛擬仿真、人工智能等新興信息技術(shù)支持研究性學(xué)習(xí)，提高研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)效率和效果。

(4)開展全方位合作教學(xué)。地方本科院校工程專業(yè)開展體現(xiàn)多學(xué)科交融的新工科建設(shè)，課程體系將涉及工程、自然科學(xué)、數(shù)學(xué)、人文和社會等多個學(xué)科領(lǐng)域，因此，只有通過多學(xué)科合作教學(xué)，才能保證人才培養(yǎng)方案的順利實施和人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。這就需要從跨學(xué)科的課程建設(shè)、合作學(xué)習(xí)、師資建設(shè)、能力培養(yǎng)等方面入手，相關(guān)學(xué)科或?qū)I(yè)可通過建立合作團(tuán)隊方式打破學(xué)科間的阻礙，形成多學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)模式；同時，注重發(fā)揮多學(xué)科資源優(yōu)勢，建立跨學(xué)科的教學(xué)資源整合、共享和發(fā)展機(jī)制，并不斷完善組織保障、經(jīng)費投入、管理模式和考核評價等制度，激勵和保障跨學(xué)科合作教學(xué)的順利開展。

學(xué)校與行業(yè)企業(yè)協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才，是一種雙方平等、利益均衡的互利共贏的合作模式。一方面，企業(yè)具備高校工程專業(yè)所不具備的優(yōu)勢，如對社會人才需求的準(zhǔn)確把握，擁有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和制造技術(shù)、經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員、真實的工程實踐和創(chuàng)新環(huán)境以及完整的企業(yè)文化。另一方面，企業(yè)要謀求更高更快發(fā)展，必須通過技術(shù)創(chuàng)新提高生產(chǎn)效益，而技術(shù)創(chuàng)新需要創(chuàng)新型工程人才來推動，企業(yè)發(fā)展的核心需求與高校人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、服務(wù)社會的工程完全吻合[15]。因此，為了促進(jìn)校企協(xié)同發(fā)展，必須深化產(chǎn)學(xué)合作、產(chǎn)教融合，通過校企聯(lián)合制定工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，共同開發(fā)和建設(shè)教學(xué)課程，聯(lián)合建設(shè)實驗室和實訓(xùn)實習(xí)基地，合作培養(yǎng)培訓(xùn)師資，共同開展技術(shù)研發(fā)等，讓行業(yè)企業(yè)參與到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中，打造共商、共建、共享的工程教育責(zé)任共同體[16]。

此外，開展國際合作辦學(xué)也是提升工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和水平的重要途徑。一方面可借助國外發(fā)達(dá)的教學(xué)資源和師資條件，另一方面有助于了解國際工程技術(shù)發(fā)展水平、新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢、全球行業(yè)企業(yè)人才需求狀況等，從而調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)方案，改革人才培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)面的國際競爭力。

(5)搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育平臺。開展新工科建設(shè)旨在培養(yǎng)具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的工程應(yīng)用型人才，包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)精神、實踐操作能力、獨立工作能力以及社會溝通和經(jīng)營管理技能的培養(yǎng)[17]。地方本科院校工程專業(yè)開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，①健全創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系，以課程模塊的形式，開設(shè)包括學(xué)科前沿、創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)、經(jīng)營管理、交叉學(xué)科等方面課程；②改革傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)方法，構(gòu)建以問題、項目為導(dǎo)向的教學(xué)模式，鼓勵多種形式的研究性學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)精神。③以創(chuàng)業(yè)基地或創(chuàng)業(yè)園的形式打造全方位支撐服務(wù)平臺，不僅支持基礎(chǔ)工程綜合訓(xùn)練和創(chuàng)新思維訓(xùn)練，而且支撐創(chuàng)意性產(chǎn)品研發(fā)和科技成果產(chǎn)業(yè)化，從資金、技術(shù)、場地等方面支持學(xué)生承擔(dān)各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練實踐項目，為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供系統(tǒng)性的配套服務(wù)，增強學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識。④鼓勵并組織工程專業(yè)學(xué)生參與各層次學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。通過建立公正、公平、公開的競賽激勵機(jī)制，充分調(diào)動學(xué)生積極性參加各類學(xué)科競賽，并以此為基礎(chǔ)上，參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，以提高工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新能力[18]。

(6)加強師資隊伍建設(shè)。教師是高等教育的實施者，是人才培養(yǎng)水平和成效的關(guān)鍵。地方本科院校工程專業(yè)開展新工科建設(shè)，對專業(yè)教師隊伍提出了更高的要求。①教師需要不斷拓展知識領(lǐng)域，關(guān)注一些新興、交叉和前沿學(xué)科，尤其是專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展態(tài)勢。②教師需要與生產(chǎn)企業(yè)保持密切聯(lián)系，能夠了解制造產(chǎn)業(yè)新技術(shù)和先進(jìn)工程設(shè)備的應(yīng)用情況，掌握應(yīng)對新產(chǎn)業(yè)問題的有效方法，積累解決各類前沿問題的經(jīng)驗。③教師不僅需要具備設(shè)計研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和科研能力，還要具備綜合運用多學(xué)科知識、原理和方法解決復(fù)雜工程問題的能力。④教師必須能夠理解先進(jìn)的工程教育理念，具備較高的教學(xué)研究能力和水平，還能有效利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和先進(jìn)科技手段開展教學(xué)活動。

地方高校工程專業(yè)師資隊伍的建設(shè)營采用“引進(jìn)來”和“送出去”相結(jié)合的方式進(jìn)行?！耙M(jìn)來”不僅僅是引進(jìn)專職教師，還包括聘請兼職教師，尤其是具有豐富生產(chǎn)實踐經(jīng)驗、項目研發(fā)管理能力強、較長創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷的企業(yè)人員?！八统鋈ァ眲t是通過企業(yè)掛職、社會鍛煉、學(xué)術(shù)交流、課程進(jìn)修等方式培養(yǎng)現(xiàn)有專業(yè)教師。通過這些方式，使專業(yè)教師隊伍在學(xué)科背景的交叉性、知識結(jié)構(gòu)的互補性、年齡結(jié)構(gòu)的合理性、學(xué)緣結(jié)構(gòu)的多元性以及工作經(jīng)歷的多樣性等方面得到提高[14]。

4 結(jié) 語

工程改變世界，科技創(chuàng)造未來，因此，工程教育不僅決定著人類的現(xiàn)在的生活狀態(tài)，也決定著人類的未來的發(fā)展水平。“新工科”建設(shè)是國家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略的必然要求，是提升國家制造業(yè)競爭力的重要途徑，是深化工程教育改革的綜合體現(xiàn)。數(shù)量龐大的地方本科院校應(yīng)該立足服務(wù)地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用型工程人才，以實用技術(shù)研發(fā)和科技服務(wù)為切入點助力產(chǎn)業(yè)升級。地方本科高校工程專業(yè)為適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，應(yīng)秉持先進(jìn)工程教育理念，通過制定跨學(xué)科的人才培養(yǎng)方案，改革創(chuàng)新教學(xué)方法，開展全方位合作教學(xué)，搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育平臺，依靠結(jié)構(gòu)合理、多元化的師資隊伍，開展“新工科”建設(shè)，以培養(yǎng)具有較強行業(yè)背景知識和工程實踐能力的創(chuàng)新型工程人才。