新工科人才培養(yǎng)中的創(chuàng)新教育的研究與實踐

馮 浩

（景德鎮(zhèn)陶瓷大學，景德鎮(zhèn) 333403）

“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”是當今高等教育的大背景，“新工科”是我國高等工程教育的主題?！半p創(chuàng)”背景是我國社會經(jīng)濟發(fā)展?jié)u次進入知識經(jīng)濟時代的必然體現(xiàn)。高層次人才的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新創(chuàng)造力越來越被重視。[1-2]知識又在以超大規(guī)模超強超速的鏈接中，不斷增速生產(chǎn)，應用創(chuàng)新不斷加劇，強力快速地推動各領域的技術變革發(fā)展，并不斷改變著生產(chǎn)組織型式。培養(yǎng)“新工科”人才就必然成為當代工程教育的主題。[3-5]

一、新工科的內涵

“新工科”是工業(yè)變革的必然產(chǎn)物。一般認為近三百年，世界至少經(jīng)歷了三次工業(yè)革命。在電子和信息技術進步為基礎的第三次工業(yè)革命進程中，經(jīng)濟學家普遍判斷工業(yè)在國民經(jīng)濟中的占比下降，發(fā)達國民經(jīng)濟會向著服務行業(yè)發(fā)展。然而，2007-2008年金融危機，讓經(jīng)濟學家們重新審視了各自的經(jīng)濟模型。以信息與通信技術的迅猛發(fā)展推動著各生產(chǎn)要素的快速轉變，如能源、材料、人員和資本等，新的工業(yè)變革或革命已經(jīng)來臨。[6]工業(yè)在價值創(chuàng)造中的地位變得更突出，無論是新興經(jīng)濟體還是先進發(fā)達國家，都把工業(yè)的轉型發(fā)展升級作為提高國家未來核心競爭力的關鍵。

新一代信息與通信技術不僅為傳統(tǒng)工業(yè)突破資源、能源剛性約束下的發(fā)展瓶頸提供了解決方案，為生產(chǎn)企業(yè)破解“外部市場復雜性不斷提高，效率系統(tǒng)的功能性及其多樣性對供應能力和可用性的要求也再大幅度提高”的困境，或者說企業(yè)的靈活性和效率之間的矛盾，提供了可能，為傳統(tǒng)工業(yè)帶來生機，還改變了工業(yè)工程的組織方式，重新解構了工業(yè)領域的職業(yè)結構。一方面由新能源、新材料、新技術產(chǎn)生了新的領域，新需求如環(huán)境問題、安全問題和人機交互問題等產(chǎn)生新的職業(yè)，另一方面以互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和云計算為代表的新技術應用將程序化的解決線性邏輯問題的工作都交給了機器。[7]新工業(yè)需要新工科，新崗位需要新工科。

工業(yè)工程的演進與知識的產(chǎn)生相互作用，在上世紀末人類就已進入知識爆炸的時代。[8]學科交叉、融合、分支，邊界不斷地被突破，機械領域有醫(yī)學，醫(yī)學中有材料科學，信息科學中有生物學，等等不一而足，比比皆是。傳統(tǒng)的邊界清晰的學科體系束縛了發(fā)展，制約了新知識的生產(chǎn)。正在發(fā)生的知識與智慧生產(chǎn)方式革命需要構建新的學科體系，需要“新工科”。

2017年2月教育部倡導達成關于新工科的“復旦共識”，其中第四、五和六條對不同類型高校提出了新工科建設發(fā)展的任務，分別是“工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的主體作用”、“催生新技術和孕育新產(chǎn)業(yè)的引領作用”和“區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉型升級的支撐作用”。更加明確了新工科是面向新任務而提出的，重點是創(chuàng)新。

學科劃分是對知識進行分類，利于知識的傳播和生產(chǎn)，傳統(tǒng)的學科概念基于知識的性質形成的。本質上，新工科對應的是2014 版本科專業(yè)目錄中的工程與技術學，新工科專業(yè)則是基于工程技術領域的新知識新問題，面向人才培養(yǎng)而產(chǎn)生的，關鍵是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

二、新工科人才的能力和素質要求

人工智能、深度學習和大數(shù)據(jù)等不斷深入社會經(jīng)濟生活各個領域，傳統(tǒng)以認知為主的能力體系已不能適應新的工作要求。很多崗位都已被機器替代，未來更多職能將被機器替代，例如傳統(tǒng)設計正在向自動設計發(fā)展。某種意義上人與機器在工業(yè)工程領域的作用變化是新工科人才提出的基礎，那么什么才是新工科人才？

從一般意義上講，新工科人才首先是掌握新知識的人才。2017年新增新工科專業(yè)有智能制造工程、智能醫(yī)學工程、智能建造和大數(shù)據(jù)管理與應用。然而，每個時期都有新知識，知識內容的變化不足以闡述現(xiàn)今對工科人才需求的躍變。當然新工科人才也并不是指能力的強弱上的不同，而應該在于掌握知識和運用知識的方法上的不同。新工科人才對應的是當代知識的產(chǎn)生和技術改良創(chuàng)新方式的深刻變化。傳統(tǒng)工科是基于線性邏輯發(fā)展的，新工科則是基于網(wǎng)絡化非線性并發(fā)式發(fā)展的。新工科人才就是適應新技術發(fā)生發(fā)展方式，并能促進和引領新技術發(fā)生發(fā)展的人才。未來工程技術人員的主要作用是創(chuàng)新創(chuàng)造。

創(chuàng)新教育，關注創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是新工科人才培養(yǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)的重要標志。對比中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會公布的《工程教育認證通用標準》工程專業(yè)12 項畢業(yè)要求標準，基于CDIO 的工程教育中的能力大綱與MIT 提出的新工科人才十二種能力素質，可以看到更注重創(chuàng)新能力的標定。美國Olin 工學院創(chuàng)校校長Rick Miller 教授認為，工程師應該是能夠“想前人不敢想，且能排除萬難去實現(xiàn)之! ”。[9]

“想前人不敢想”是一種提出問題的能力，問題是創(chuàng)新之源，傳統(tǒng)教育沒有突出這種能力，而強調解決問題的能力。新工科人才應該是具備持續(xù)創(chuàng)新創(chuàng)造的人，應該具備以下五個方面的能力和素質：以人為本的善念、遠大理想和堅定的信念以及執(zhí)著拼搏的態(tài)度、這是保持持續(xù)創(chuàng)新的根本；認知、判斷和批判力、想象和聯(lián)想力、跳躍思維方式、這是產(chǎn)生創(chuàng)新的源頭；多域知識中提取模式（規(guī)律），相互聯(lián)系，形成全局觀念，建構系統(tǒng)的能力和運用專業(yè)知識解決復雜工程問題的能力、這是創(chuàng)新的技術基礎；人際交往、團隊協(xié)作、表現(xiàn)力和領導力、這是創(chuàng)新的社會保障；學習能力和求知欲、這是創(chuàng)新的基本條件。

三、面向新工科的創(chuàng)新教育

創(chuàng)新教育是知識經(jīng)濟的現(xiàn)實要求。著名的社會學家奈斯比特在《九十年代的挑戰(zhàn)》中指出：現(xiàn)代公司要取得優(yōu)勢必須培養(yǎng)它們的職員的創(chuàng)新才能。它們的格言是：“獨立思考和企業(yè)家精神并不是我們取得成功的途徑之一，而是唯一的途徑。”事實證明像華為、大疆和華大基因等企業(yè)以創(chuàng)新驅動發(fā)展，邁入了世界企業(yè)的“第一梯隊”。國際競爭越激烈，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)越被重視。發(fā)達國家如德國在1999年就有“EXIST”計劃推動支持大學生創(chuàng)業(yè)活動，英國則一直致力于構建創(chuàng)業(yè)教育體系，美國在2011年出臺了“創(chuàng)業(yè)美國計劃”。2006年我國就提出建設創(chuàng)新型國家，2012年黨的十八大提出“實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，教育領域要全面實施素質教育，深化綜合改革，培養(yǎng)學生的責任感、創(chuàng)新精神、實踐能力。”[10]

創(chuàng)新型人才是創(chuàng)新的基礎，在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中創(chuàng)新教育被普遍使用，但并沒有統(tǒng)一而明確的定義，但是自從美國教育哲學家杜威提出創(chuàng)新教育概念以來相關的研究與實踐從未停止，進入二十一世紀則成為教育領域的主流趨勢。[11]不可否認的是，創(chuàng)新教育的主要目的是培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新教育的基礎正如教育家陶行知在 《創(chuàng)造宣言》所言“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人”。也就是說，每個人都有創(chuàng)新能力，但是創(chuàng)新的類型和層次及其能力的大小會因年齡、受教育程度和成長環(huán)境等因素產(chǎn)生差異。創(chuàng)新可以被激發(fā)，因為人人有創(chuàng)新力；創(chuàng)新能力需要培養(yǎng)，因為處處需要天天需要。高等教育中的創(chuàng)新教育不僅僅是素質教育，而高等工程教育中的創(chuàng)新教育更加突出專業(yè)領域創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2006年教育部科學技術委員會戰(zhàn)略研究重大專項“面向創(chuàng)新型國家的工程教育改革研究”展開了相關的中國工程教育問卷調查，其中，關于現(xiàn)代工程人才知識、能力與素質最有效獲取途徑的調查結果表明所有調查對象的認識基本一致，也就是越是基礎的知識部分越是依賴學校教育，越是接近社會接近應用的能力部分越是依靠工程實踐。[12]這說明高等工程教育中的創(chuàng)新教育是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的中間過程，創(chuàng)新能力的增強在不斷地創(chuàng)新中實現(xiàn)。也就是說，創(chuàng)新能力培養(yǎng)強調實踐。

高等工程教育或者說“新工科”中的創(chuàng)新教育應該是與創(chuàng)新活動鏈相對接的體系，更加強調新知識的應用，設計為基礎，關注創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)完整過程。如果從創(chuàng)新活動過程要素的角度表述新工科創(chuàng)新能力標準，可以是：面對需求，能產(chǎn)生豐富的創(chuàng)意，能按照工程概念，應用新知識新方法產(chǎn)生新設計（創(chuàng)新），再將“創(chuàng)新”轉化為社會價值的能力（創(chuàng)業(yè)）。正是基于這種認識，之前的創(chuàng)新教育的表述中，涉及了創(chuàng)業(yè)。

四、“新工科”人才培養(yǎng)中的創(chuàng)新教育實踐

新工科的創(chuàng)新活動是“以創(chuàng)意為源頭，創(chuàng)新為目的，創(chuàng)業(yè)為實現(xiàn)”的鏈條，創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)三者又存在“以創(chuàng)意引領創(chuàng)新，創(chuàng)新引導創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)業(yè)引發(fā)創(chuàng)意”的關系。由此得出的“三創(chuàng)合一”的教育理念以及與之相應的培養(yǎng)體系，如圖1 所示。

圖1 “三創(chuàng)合一”理念及其人才培養(yǎng)體系

以下是該體系在景德鎮(zhèn)陶瓷大學的初步實踐。

1.建立創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)“三創(chuàng)合一”的人才培養(yǎng)方案

將創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念融入專業(yè)教學各個環(huán)節(jié)，貫穿本科人才培養(yǎng)的全過程，做到三創(chuàng)合一的創(chuàng)新教育縱向貫通。形成“三創(chuàng)”教育基礎類、實務類和實踐類漸進式系列課程（如圖2所示），主要實現(xiàn)知識能力一體化，方法和手段一體化，理論實踐一體化，三創(chuàng)教育不斷線?；A類課程：創(chuàng)意創(chuàng)新導引活動（第二課堂）、專業(yè)基礎課、創(chuàng)業(yè)基礎課，基礎實踐；實務類課程：專業(yè)核心課，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)拓展課，專業(yè)實踐；實踐類課程：專業(yè)特色課，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課，工程實踐。將第二課堂納入到了人才培養(yǎng)方案的拓展教育模塊中，使第一課堂與第二課堂相銜接互動，讓學生成為學習的主體，成為創(chuàng)新的主體。

圖2 “三創(chuàng)合一”人才培養(yǎng)方案課程體系示意圖

2.建立了“三創(chuàng)合一”的實踐教育體系

在縱向覆蓋基礎實踐、專業(yè)實踐和工程實踐3個層次的基礎上，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導向，以提升學生“三創(chuàng)”能力為目標，不斷完善“從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識培養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識初步形成到新創(chuàng)業(yè)能力突破和轉化”的漸次推進的“三創(chuàng)合一”實踐教育體系。

一是實驗實訓為主線的創(chuàng)新實踐體系。在校內建設了全工藝過程陶瓷工程實訓中心、陶瓷設計與藝術創(chuàng)作中心、經(jīng)濟管理實訓中心等一批基于真實作業(yè)場景、真實技術條件、真實案例和項目引領的開放平臺；在各大產(chǎn)瓷區(qū)采用“學校搭臺、企業(yè)參與、產(chǎn)教融合”的模式，建設了一批實習實踐基地，夯實學生第一課堂實踐。

二是建立以學生為主體的“校-學院”兩級、“專業(yè)-學科-綜合”三類學生競賽體系和“國家-省-?！比墶按髮W生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新計劃”為主體的創(chuàng)新項目體系。通過項目和競賽學生進入教師科研團隊，進入高水平的學科科研平臺，加強了與教師的交流，接觸了領域前沿，創(chuàng)新求知欲得到激發(fā)。

三是構建以基地辦學為依托的創(chuàng)業(yè)實踐體系。拓展學生第三課堂實踐，深入校企合作、校地聯(lián)動，著力打造創(chuàng)意、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)相結合，兼具本土文化特色的創(chuàng)業(yè)平臺。與各大產(chǎn)瓷區(qū)共建的校外實踐基地延伸為創(chuàng)業(yè)教育平臺，使專業(yè)學習與創(chuàng)業(yè)教育緊密結合，專業(yè)實踐與創(chuàng)業(yè)實踐有效銜接，夯實學生的專業(yè)基礎知識、豐富學生的創(chuàng)業(yè)體驗。

3.建立以能力為導向的多元學業(yè)評價體系

建立開放靈活的包含課程、實踐、學校導師和企業(yè)導師的“多元化”評價體系，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)替代課程學分制。以學生創(chuàng)新能力評價為主體，以應用能力培養(yǎng)為目的，注重學生的動手能力、組織能力、團隊合作能力與交流能力培養(yǎng)，將學生知識應用能力和創(chuàng)新能力考核作為學生畢業(yè)的重要依據(jù)。通過評價制度的改革營造良好的創(chuàng)新生態(tài)。

4.搭建平臺暢通與產(chǎn)業(yè)/地方互動的渠道

搭建產(chǎn)教融合平臺“陶瓷產(chǎn)業(yè)卓越人才培養(yǎng)聯(lián)盟”，構建起以人才培養(yǎng)工作為紐帶的產(chǎn)教深度融合機制，使學生和教師多渠道多層面地接觸和深入實際，尤其讓學生在實際中了解、發(fā)現(xiàn)、提出和解決問題，綜合鍛煉創(chuàng)新能力；在創(chuàng)新中找到專業(yè)價值和創(chuàng)新價值，體現(xiàn)和實現(xiàn)自我價值，激發(fā)出更大的創(chuàng)新熱情。

五、結語

通過分析新工科產(chǎn)生的背景，提出新工科教育的內涵是培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術人才，創(chuàng)新教育是新工科人才培養(yǎng)的重要組成。面向新工科人才培養(yǎng)的創(chuàng)新教育應該是一個體系，對應創(chuàng)新活動的全過程——創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)，提出了基于“三創(chuàng)合一”的創(chuàng)新教育理念及其初步的人才培養(yǎng)體系。學校“三創(chuàng)合一”的教育通過實踐已取得初步成效，2017年獲得教育深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育示范高校，2018年入選“創(chuàng)業(yè)50 強”高校。