“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下新工科多循環(huán)鑲嵌式“工”型人才的培養(yǎng)模式1)

馬新玲

(華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海200237)

“互聯(lián)網(wǎng)+”是知識(shí)社會(huì)創(chuàng)新2.0推動(dòng)下的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形態(tài)演進(jìn)，是利用信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)深度融合，創(chuàng)造的新發(fā)展生態(tài)[1]?，F(xiàn)今世界范圍內(nèi)以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等為標(biāo)志的前沿科技正在取得關(guān)鍵性突破，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應(yīng)用、新業(yè)態(tài)方興未艾[2]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，推動(dòng)著這場(chǎng)重塑、再造和構(gòu)建全新產(chǎn)業(yè)過(guò)程的顛覆性革命。“新工科”建設(shè)的主要目標(biāo)即培養(yǎng)一批復(fù)合型卓越工程科技人才，以主動(dòng)適應(yīng)新基礎(chǔ)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展[3]。高效可靠而富有創(chuàng)新性工程技術(shù)人才教學(xué)實(shí)踐培養(yǎng)模式是最終落腳點(diǎn)。

本文基于“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景，提出多循環(huán)鑲嵌式“工”型人才的培養(yǎng)模式。以新工科建設(shè)為重要突破口，以改造升級(jí)傳統(tǒng)工科專業(yè)、促進(jìn)多學(xué)科交叉融合、實(shí)施教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐為焦點(diǎn)，發(fā)展新興工科專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)模式。培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型的綜合工程技術(shù)人才。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”下的“工”型人才要求與內(nèi)涵

1.1 新工科背景下的“互聯(lián)網(wǎng)+”

“互聯(lián)網(wǎng)+”在基于通信技術(shù)的積累和創(chuàng)新中不斷演化完善，逐漸形成以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等為核心技術(shù)的完整概念。在實(shí)體經(jīng)濟(jì)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合中，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。只有主動(dòng)擁抱變革，把“互聯(lián)網(wǎng)+”提升至產(chǎn)業(yè)革命的認(rèn)知高度，才能適應(yīng)時(shí)代而生存發(fā)展。高等工程教育亟需建立新的工程教育理念與人才培養(yǎng)模式，以適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)和制造技術(shù)的融合驅(qū)動(dòng)下，以多項(xiàng)技術(shù)融合、更新迭代迅速、個(gè)性智能制造為特點(diǎn)的第四次全球顛覆性的產(chǎn)業(yè)發(fā)展革命浪潮。

1.2 “工”型人才培養(yǎng)模式的提出

在新工科“互聯(lián)網(wǎng)+”建設(shè)背景下，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械與動(dòng)力工程專業(yè)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析與研究，以學(xué)生為中心，以教學(xué)目標(biāo)與成果為導(dǎo)向，本文提出多循環(huán)鑲嵌式“工”型人才培養(yǎng)模式，圍繞新技術(shù)、新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)對(duì)工程人才的需求，結(jié)合自身“勤奮求實(shí)”的辦學(xué)特色與學(xué)科的科學(xué)定位，對(duì)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院傳統(tǒng)的工科專業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造，以“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下新工科的新理念與新模式培養(yǎng)勵(lì)志明德、技能過(guò)硬、綜合全面、具有愛國(guó)情懷和國(guó)際視野的創(chuàng)新引領(lǐng)型工程技術(shù)人才。

圖1為“工”型人才培養(yǎng)模式示意圖，將“工”型人才培養(yǎng)模式歸納為

圖1 “工”型人才培養(yǎng)模式示意圖

其中：T(technical skill)，代表專業(yè)素質(zhì)技能；I(innovation and exploration)，代表創(chuàng)新探究能力；R(responsibility)，代表責(zé)任與時(shí)代擔(dān)當(dāng)。以專業(yè)素養(yǎng)與能力為橫向厚實(shí)根基，是“厚積”，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)技能的穩(wěn)扎穩(wěn)打和廣博的知識(shí)面；以創(chuàng)新探究能力為縱向穩(wěn)健延伸，是“薄發(fā)”，將創(chuàng)新建立在具有足夠的知識(shí)儲(chǔ)備和思路方法下，強(qiáng)調(diào)知識(shí)和理解的深度，力求“專精尖”，連通“專業(yè)-行業(yè)-產(chǎn)業(yè)”，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、前沿意識(shí)、跨學(xué)科資源整合能力和復(fù)雜工程問(wèn)題分析設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)科鏈、創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈三者的協(xié)同發(fā)展、打造創(chuàng)新引領(lǐng)型人才、建立面向產(chǎn)業(yè)需求的成果轉(zhuǎn)化體系的遞進(jìn)式培養(yǎng)；責(zé)任與時(shí)代擔(dān)當(dāng)意識(shí)是最終指向，是新工科人才培養(yǎng)的靈魂與高度。唯有做好思政教育，“工”型人才方能“柱天踏地”，因此培養(yǎng)關(guān)照人類命運(yùn)、有家國(guó)情懷和奉獻(xiàn)擔(dān)當(dāng)意識(shí)的棟梁之材是重中之重。

2 多循環(huán)鑲嵌式的培養(yǎng)理念

如圖2所示，多循環(huán)鑲嵌式的培養(yǎng)理念是以學(xué)生為中心，基于學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和教師的教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)教學(xué)成果導(dǎo)向的多鏈循環(huán)持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)。其內(nèi)在邏輯為：“以學(xué)生為中心”是宗旨，是工程教育的目的；“教學(xué)成果”是引領(lǐng)，以培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)技能、創(chuàng)新探究能力、責(zé)任與時(shí)代擔(dān)當(dāng)兼具的“工”型人才為要求；通過(guò)“教學(xué)目標(biāo)”不斷考核反饋，進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)是機(jī)制保障。三者以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的創(chuàng)新型高質(zhì)量“工”型人才為核心，相互反饋補(bǔ)充，呈現(xiàn)為內(nèi)部循環(huán)自我完善與外部鑲嵌互相關(guān)聯(lián)的培養(yǎng)理念。

圖2 多循環(huán)鑲嵌式的培養(yǎng)理念示意圖

2.1 以學(xué)生為中心的基于自我評(píng)價(jià)的循環(huán)

學(xué)生的發(fā)展和成長(zhǎng)是工程教育的根本和目的，認(rèn)識(shí)到學(xué)生是有思想、有個(gè)性的主體，讓學(xué)生通過(guò)知識(shí)技能的學(xué)習(xí)，進(jìn)而建構(gòu)自己的意識(shí)形態(tài)和價(jià)值觀[4]。因此以學(xué)生為中心，建立基于自我評(píng)價(jià)的循環(huán)體系。如圖3所示，將面向工業(yè)、面向世界、面向未來(lái)的教育理念融入主講課程，引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)接觸科技前沿、激發(fā)工程興趣。學(xué)生在此興趣驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，并產(chǎn)生將所學(xué)理論知識(shí)用于實(shí)踐的渴望。通過(guò)對(duì)課程相匹配的實(shí)驗(yàn)課程操作和對(duì)雙創(chuàng)活動(dòng)的積極參與，學(xué)生可完成對(duì)知識(shí)的鞏固、開拓工程視野，并在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中收獲創(chuàng)新思辨、跨界整合與組織領(lǐng)導(dǎo)能力，形成工程思維、互聯(lián)網(wǎng)思維和全球思維?；谧晕以u(píng)價(jià)的循環(huán)，是激發(fā)學(xué)生從被動(dòng)“填鴨式”接受轉(zhuǎn)變成積極主動(dòng)探索式學(xué)習(xí)思維的關(guān)鍵，符合人才培養(yǎng)緊密結(jié)合社會(huì)需求的“新工科”人才培養(yǎng)要求。

圖3 以學(xué)生為中心的基于自我評(píng)價(jià)的循環(huán)

2.2 以教師為中心的根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的循環(huán)

“教學(xué)目標(biāo)”的持續(xù)改進(jìn)是多循環(huán)鑲嵌式的培養(yǎng)落在實(shí)處的重要機(jī)制保障。基于學(xué)生自我評(píng)價(jià)的循序漸進(jìn)式發(fā)展思路，依賴于以教師為中心的教學(xué)目標(biāo)周期性反饋與持續(xù)改進(jìn)，從而在不斷的優(yōu)化調(diào)整完善中，不斷貼近在新工科“互聯(lián)網(wǎng)+”建設(shè)背景下的工程技術(shù)人才培養(yǎng)要求。以教師為中心的根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的循環(huán)如圖4所示，此循環(huán)以掌握核心知識(shí)技能、獲得系統(tǒng)工程思維和培養(yǎng)“工”型人才的教學(xué)目標(biāo)為核心，每個(gè)階段性目標(biāo)都形成于培養(yǎng)方案與互動(dòng)方式的反饋鏈，從低階到高階、由單向到多向，連貫專業(yè)基礎(chǔ)課傳授、課程大作業(yè)指導(dǎo)和雙創(chuàng)實(shí)踐輔導(dǎo)，形成根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的循環(huán)反饋體系。

2.3 針對(duì)教學(xué)成果的循環(huán)

圖5是針對(duì)教學(xué)成果的循環(huán)示意圖，通過(guò)評(píng)測(cè)、驗(yàn)收、考核的方法，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)-實(shí)踐-評(píng)測(cè)-改善”一體化的成果導(dǎo)向型循環(huán)模式。新工科戰(zhàn)略比傳統(tǒng)的本科教育更注重工程實(shí)踐性，因此在注重課堂教學(xué)主渠道的同時(shí)，加入對(duì)雙創(chuàng)實(shí)踐活動(dòng)的成果驗(yàn)收，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中更加注重機(jī)械專業(yè)和產(chǎn)業(yè)的對(duì)接、注重多學(xué)科交叉融匯和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)育人體系建設(shè)，以此促進(jìn)實(shí)踐平臺(tái)、師資隊(duì)伍和社會(huì)資源整合等方面的完善。

3 “工”型人才培養(yǎng)模式實(shí)踐

3.1 三位一體的教學(xué)模式

如圖6所示，“課堂-實(shí)驗(yàn)-科研”三位一體的教學(xué)模式，是對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下新工科多循環(huán)鑲嵌式“工”型人才培養(yǎng)模式的實(shí)施。

圖6 “課堂-實(shí)驗(yàn)-科研”三位一體教學(xué)模式示意圖

課堂環(huán)節(jié)重在專業(yè)核心技能的學(xué)習(xí)掌握，通過(guò)必修理論課程精講巧練與選修實(shí)踐課程融匯貫通的同步推進(jìn)，做到知識(shí)的及時(shí)鞏固，為學(xué)生進(jìn)一步提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是充分利用學(xué)校搭建的優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)加以靈活應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“學(xué)與做”一體化，挖掘和培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和工程實(shí)踐能力?？蒲协h(huán)節(jié)則通過(guò)高校雙創(chuàng)中心組建學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研團(tuán)隊(duì)，并組織專業(yè)指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生因材施教，通過(guò)手把手傳授、細(xì)致講解示范的形式，提升學(xué)生的應(yīng)用轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。表現(xiàn)優(yōu)異的科研團(tuán)隊(duì)可申報(bào)國(guó)家級(jí)大創(chuàng)，孵化科技成果并參加“互聯(lián)網(wǎng)+”、“挑戰(zhàn)杯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，團(tuán)隊(duì)成員在此過(guò)程中將迅速提升科研素養(yǎng)、完善工程思維、收獲組織領(lǐng)導(dǎo)能力，科研環(huán)節(jié)是培養(yǎng)精英領(lǐng)袖人才的重要環(huán)節(jié)。

三位一體的教學(xué)模式，將課堂、實(shí)驗(yàn)、科研三個(gè)環(huán)節(jié)層層推進(jìn)，三者相輔相成、互融互促，形成“學(xué)-做-創(chuàng)”的多維度有機(jī)體系，是啟發(fā)式、探究式、參與式的教學(xué)模式。達(dá)到了工程實(shí)踐與科學(xué)思維的融合統(tǒng)一，為國(guó)家適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才支撐。

3.2 以學(xué)生為中心的課程體系設(shè)置

以培養(yǎng)兼具專業(yè)素質(zhì)技能、創(chuàng)新探究能力和責(zé)任與時(shí)代擔(dān)當(dāng)?shù)摹肮ぁ毙腿瞬艦槟繕?biāo)，精心設(shè)計(jì)如圖7所示以學(xué)生為中心的課程體系。遵循“橫向聯(lián)系、縱向貫通、實(shí)踐驅(qū)動(dòng)、國(guó)際協(xié)同、個(gè)性發(fā)展”的原則，實(shí)現(xiàn)“通識(shí)+專業(yè)+實(shí)踐+雙創(chuàng)”的深度融合，搭建階梯式個(gè)性化的培養(yǎng)方案。

圖7 以學(xué)生為中心的課程體系設(shè)置

針對(duì)機(jī)械專業(yè)的學(xué)習(xí)，第一學(xué)年，學(xué)生通過(guò)公共基礎(chǔ)課打牢學(xué)習(xí)專業(yè)核心課程的數(shù)理基礎(chǔ)，通過(guò)可任意修讀的通識(shí)教育課程，對(duì)自己喜歡的領(lǐng)域進(jìn)行探索和深入學(xué)習(xí)。主要以教師主講、旁征博引的形式引領(lǐng)學(xué)生初識(shí)科技前沿，激發(fā)工程興趣，建立解決工程問(wèn)題的思路；將思政教育融入課程教育，弘揚(yáng)愛國(guó)主義精神的內(nèi)核，培養(yǎng)家國(guó)情懷。同時(shí)，大學(xué)生課余研究計(jì)劃等科研雙創(chuàng)活動(dòng)也歡迎低年級(jí)同學(xué)加入，向積極主動(dòng)、學(xué)有余力的同學(xué)提供積極探索實(shí)踐的機(jī)會(huì)，為以后的遞進(jìn)式學(xué)習(xí)做好知識(shí)儲(chǔ)備。

第二和第三學(xué)年是專業(yè)課學(xué)習(xí)的核心階段，通過(guò)此階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生將對(duì)理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料、機(jī)械原理等核心專業(yè)課程有系統(tǒng)全面的理解和掌握，學(xué)會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案。通過(guò)工程訓(xùn)練、機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)等與該階段理論課程緊密銜接的配套實(shí)驗(yàn)類課程加以復(fù)習(xí)鞏固，強(qiáng)化核心專業(yè)技能。在此起承轉(zhuǎn)合的關(guān)鍵時(shí)期，既是對(duì)第一學(xué)年憧憬與渴望的探索，也是對(duì)第四學(xué)年的規(guī)劃與展望。對(duì)于勤奮上進(jìn)的學(xué)生，在此階段可自主選擇參加機(jī)械工程創(chuàng)新大賽、過(guò)程裝備實(shí)踐與創(chuàng)新大賽等雙創(chuàng)比賽，在競(jìng)賽準(zhǔn)備過(guò)程中，文獻(xiàn)檢索、三維制圖、仿真編程、加工組裝等多學(xué)科知識(shí)與技能都將得到優(yōu)化重組和融會(huì)貫通。在競(jìng)技中追求卓越，在與團(tuán)隊(duì)成員的磨合中收獲合作意識(shí)和領(lǐng)導(dǎo)能力，強(qiáng)化奉獻(xiàn)擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任意識(shí)。

第四學(xué)年是總結(jié)反思與再提升的一年，主要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和科研論文撰寫發(fā)表。此階段將靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，用本科階段所形成的系統(tǒng)綜合的工程思維進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)。聚焦時(shí)代前沿、放眼國(guó)際、關(guān)照人類命運(yùn)，了解新技術(shù)、新趨勢(shì)、新領(lǐng)域，找準(zhǔn)方向與定位，為新征程做好準(zhǔn)備、蓄勢(shì)待發(fā)，為本階段的重中之重。

3.3 多方式信息共享的培養(yǎng)模式

實(shí)現(xiàn)學(xué)科鏈、創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，建立面向產(chǎn)業(yè)需求的成果轉(zhuǎn)化體系，需要多方式信息共享的培養(yǎng)模式，合理引入外部資源并聯(lián)合內(nèi)部力量，是該共享培養(yǎng)模式形成的關(guān)鍵。以工程訓(xùn)練、雙創(chuàng)競(jìng)賽、校企合作為抓手，進(jìn)行以賽促教、以做促學(xué)，積極參與“互聯(lián)網(wǎng)+”、“挑戰(zhàn)杯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型比賽，協(xié)同工業(yè)界、科技界、政府部門，營(yíng)造“萬(wàn)眾創(chuàng)新，大眾創(chuàng)業(yè)”的社會(huì)氛圍，大力推進(jìn)校企合作，整合社會(huì)資源，打造“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下新工科人才培養(yǎng)的多方式信息共享培養(yǎng)模式。

4 結(jié)語(yǔ)

“互聯(lián)網(wǎng)+”和制造技術(shù)的融合驅(qū)動(dòng)著以智能產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)的第四次工業(yè)革命的進(jìn)行。新工科建設(shè)是推動(dòng)我國(guó)邁向高等教育強(qiáng)國(guó)的重要戰(zhàn)略舉措，以培養(yǎng)高效可靠而富有創(chuàng)新性的工程技術(shù)人才為落腳點(diǎn)。本文根據(jù)新時(shí)代對(duì)卓越工程人才的核心素養(yǎng)要求，從專業(yè)技能、創(chuàng)新能力和關(guān)鍵品質(zhì)三個(gè)維度總結(jié)提煉出“工”型人才概念。根據(jù)多循環(huán)鑲嵌式的培養(yǎng)理念，以培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)技能、創(chuàng)新探究能力、責(zé)任與時(shí)代擔(dān)當(dāng)兼具的工程人才為核心要求，創(chuàng)新性地開展了新工科戰(zhàn)略下有新時(shí)代擔(dān)當(dāng)?shù)摹肮ぁ毙蛣?chuàng)新人才培養(yǎng)模式。并介紹“課堂-實(shí)驗(yàn)-科研”三位一體的教學(xué)模式與課程體系設(shè)置。致力為國(guó)家建設(shè)做好“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下培養(yǎng)勵(lì)志明德、技能過(guò)硬、綜合全面、具有愛國(guó)情懷和新時(shí)代擔(dān)當(dāng)?shù)膭?chuàng)新引領(lǐng)型工程技術(shù)人才。