多學(xué)科交叉融合的復(fù)合材料與工程人才培養(yǎng)模式的探索與實踐*

潘建梅，嚴學(xué)華，陳 剛

(江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

隨著“中國制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、一帶一路”等重大行動計劃的不斷推進及融合，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級勢在必行，這就需要培養(yǎng)更高質(zhì)量的人才。尤其是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、新型產(chǎn)業(yè)的形成使產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式發(fā)生巨大變化，對人才的知識體系提出了新的架構(gòu)，要求培養(yǎng)出兼具扎實的基礎(chǔ)知識、完備的專業(yè)技能和多學(xué)科交叉融合的復(fù)合型人才[1]。由此2017年教育部先后發(fā)布了“新工科”建設(shè)的“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，以適應(yīng)新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革及新經(jīng)濟發(fā)展，促進學(xué)科專業(yè)交叉融合。“新工科”內(nèi)涵的確定堅定了高校對培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型新工程人才的信念并掀起建設(shè)熱潮[2]。在此背景下，復(fù)合材料與工程專業(yè)如何適應(yīng)地方及國家傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級及新產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是專業(yè)建設(shè)面臨的難題。必須結(jié)合江蘇大學(xué)“服務(wù)和對接國家與區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展，全面發(fā)揮學(xué)校在國家和區(qū)域創(chuàng)新體系建設(shè)中的作用”的辦學(xué)定位與宗旨，采取行之有效的措施促進專業(yè)建設(shè)的完善與優(yōu)化，全面提升學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維能力和解決復(fù)雜工程實際問題的創(chuàng)造型人才。

近年來，交叉融合的新工科人才培養(yǎng)已獲得全社會的廣泛關(guān)注。如研究者結(jié)合安全科學(xué)與工程學(xué)科專業(yè)特點及人才培養(yǎng)過程中存在的主要問題，從教育教學(xué)理念、跨學(xué)科交融新型組織機構(gòu)、多學(xué)科交叉融合跨界體系和師資隊伍建設(shè)等方面構(gòu)建“新工科”理念下安全科學(xué)與工程多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)模式[3]；如針對多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)目標(biāo)，從課程設(shè)計與組織、課程內(nèi)容更新、多學(xué)科交叉融合微環(huán)境搭建人才培養(yǎng)模式并探討了具體的實施過程、啟示及關(guān)鍵點[4]；如將多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新性思維融入到大化工卓越工程人才培養(yǎng)的全過程，獲得人才培養(yǎng)質(zhì)量、創(chuàng)新實踐平臺和國際化教育等改革中的實踐探索經(jīng)驗[5]；如利用學(xué)校學(xué)科優(yōu)勢及專業(yè)特色，從多維交叉融合課程體系、多學(xué)科融合師資隊伍、多元化協(xié)同育人實踐平臺、科研創(chuàng)新和科技競賽互融及高水平國際化合作辦學(xué)等舉措，大力發(fā)展多學(xué)科交叉融合的培養(yǎng)模式[6]。本文以“新工科”建設(shè)理念為導(dǎo)向，以多學(xué)科交叉融合工程人才培養(yǎng)中的問題為導(dǎo)向，以提升解決復(fù)雜工程問題的能力為重心，以培養(yǎng)和造就高素養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，探索多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)新模式。

1 多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)中的問題

1.1 培養(yǎng)目標(biāo)定位及課程體系不完善

傳統(tǒng)人才的培養(yǎng)是以學(xué)科邏輯為基礎(chǔ)，以教師為中心并注重知識的傳授，很難滿足社會發(fā)展和變革對新工程人才的需求，培養(yǎng)目標(biāo)定位守舊，畢業(yè)生面向產(chǎn)業(yè)需求的實踐訓(xùn)練能力不足，解決復(fù)雜工程實際問題的實踐能力欠缺。同時，多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)需要構(gòu)建完善的課程體系，課程體系的不完善會直接影響課堂效果和學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課程設(shè)置要以專業(yè)教育為主，通識教育力度不夠，多學(xué)科交叉融合的主干課程較少，課程設(shè)置的靈活性調(diào)整有待進一步提升。

1.2 學(xué)科發(fā)展和專業(yè)布局缺乏交叉融合

我國高校普遍不注重對市場需求的了解和預(yù)測，對于產(chǎn)業(yè)的用人需求把握不準確，且遵從學(xué)科邏輯設(shè)置的課程體系，學(xué)科與學(xué)科之間缺少交叉與融合，培養(yǎng)的人才難以適應(yīng)新工科背景下的人才需求。傳統(tǒng)的建制方式雖然有利于專長領(lǐng)域的發(fā)揮，且方便統(tǒng)籌管理，但各學(xué)院很難推進跨學(xué)科培養(yǎng)模式，使專業(yè)設(shè)置被限制在既定的專業(yè)目錄中，教師授課內(nèi)容被嚴格框定且學(xué)生獲取的知識結(jié)構(gòu)單薄，難以依據(jù)社會需求更新調(diào)整知識體系，導(dǎo)致知識儲備和綜合素養(yǎng)等都難以適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)環(huán)境的變化。

1.3 產(chǎn)教融合下的工程實踐能動性欠缺

產(chǎn)業(yè)需求是人才培養(yǎng)的源動力，能體現(xiàn)新時代工程師的自身價值。高等工程院校的人才培養(yǎng)除了以高校為主體處，還需要重視企業(yè)的力量，適應(yīng)不斷發(fā)展的產(chǎn)業(yè)需求。高等院校與企業(yè)間的合作不夠緊密，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐平臺較少，工程實踐在課程中的比重較低，社會企業(yè)等無法及時并真正融入到高校人才的培養(yǎng)實踐中，工藝技術(shù)的改進和新產(chǎn)品的研發(fā)等未能體現(xiàn)在人才培養(yǎng)過程中，產(chǎn)教融合下的人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)同性不足，降低了人才與市場需求的匹配性。

2 多學(xué)科交叉融合的新工程人才培養(yǎng)模式探索與實踐

2.1 革新課程體系，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量

新時代的人才培養(yǎng)具有鮮明的特色，即實踐性、經(jīng)濟性、融合性和創(chuàng)新性，其首要任務(wù)是全面革新并優(yōu)化專業(yè)課程框架及知識體系，整合專業(yè)核心課程和加大專業(yè)選修課比例，使學(xué)生快速適應(yīng)交叉融合的課堂環(huán)境，從而實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)與市場需求的完美匹配，提升學(xué)生的工程實踐及創(chuàng)新能力[7]。同時，以培養(yǎng)新工程人才為依托，以專業(yè)認證的持續(xù)改進為推動力，全面修訂2020版本科人才培養(yǎng)方案?？紤]到現(xiàn)實中復(fù)合材料工程問題的解決，涉及到新型復(fù)合材料的設(shè)計、生產(chǎn)原理和生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品跟蹤等工程項目階段，覆蓋無機材料、高分子材料、金屬材料、能源材料、生物材料等專業(yè)基礎(chǔ)知識，涉及化學(xué)、農(nóng)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科，且不同階段涉及到不同的學(xué)科交叉。因此新工科背景下復(fù)合材料與工程專業(yè)的課程設(shè)置需要考慮從復(fù)雜工程問題分析入手，重點培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力。依托課程導(dǎo)圖，增加多維度的工程設(shè)計類和工程實踐類的模塊化課程，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力和工程實踐能力。同時，打破原有專業(yè)設(shè)置，梳理課程教學(xué)內(nèi)容，融合多個學(xué)科體系，設(shè)置跨專業(yè)選修課程及相對迷你精干的微專業(yè)課程，強烈激發(fā)學(xué)生發(fā)展自我興趣的需求，逐漸淡化學(xué)科界限，通過學(xué)科交叉和專業(yè)互通，探索工程教育的多學(xué)科交叉融合；同時通過校內(nèi)導(dǎo)師與企業(yè)導(dǎo)師的全程共同參與畢業(yè)論文的指導(dǎo)與考評的機制，增加學(xué)科交叉融合的選題比例等手段，不斷激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

2.2 專業(yè)認證持續(xù)改進，高效推進專業(yè)建設(shè)

專業(yè)認證過程中需切實踐行“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進”的基本理念，以專業(yè)認證標(biāo)準為保障，有力推進高校教育教學(xué)改革并完善質(zhì)量評價體系。江蘇大學(xué)復(fù)合材料與工程專業(yè)是江蘇省首批一流專業(yè)、全國40余家復(fù)合材料與工程專業(yè)中第4家通過工程教育認證的專業(yè)。持續(xù)改進過程中確保教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、畢業(yè)要求達成度等能緊密聯(lián)系多學(xué)科交叉融合的培養(yǎng)思想，教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計過程及考核評價等重要環(huán)節(jié)需全面體現(xiàn)畢業(yè)要求指標(biāo)點并加強落實評價質(zhì)量要求，建立完善的專業(yè)與行業(yè)、企業(yè)聯(lián)動的人才培養(yǎng)方案；同時，設(shè)置明確的質(zhì)量監(jiān)控節(jié)點，在實現(xiàn)各主要教學(xué)環(huán)節(jié)實施持續(xù)改進的同時，培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科交叉融合的知識體系并促進畢業(yè)要求達成度的提高，專業(yè)建立內(nèi)部教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控機制，實現(xiàn)校內(nèi)與校外督導(dǎo)聯(lián)動，校內(nèi)與企業(yè)評價結(jié)合、內(nèi)部與校外跟蹤反饋等多重監(jiān)督機制，建立有效的“評價-跟蹤-反饋-改進”閉環(huán)系統(tǒng)，確保新工科人才的知識結(jié)構(gòu)的交叉融合及實現(xiàn)人才的高質(zhì)量培養(yǎng)。

2.3 注重工程實踐訓(xùn)練，穩(wěn)步促進新工程人才培養(yǎng)

工程實踐訓(xùn)練對學(xué)生工程意識與工程創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)具有重要作用。交叉融合人才培養(yǎng)過程中必須高質(zhì)量利用各種實訓(xùn)平臺，如基礎(chǔ)實驗室、專業(yè)實驗室、省重點實驗室、實習(xí)實踐訓(xùn)練平臺及校外創(chuàng)新實踐基地等，充分利用基礎(chǔ)實驗、課程綜合實驗、學(xué)科交叉實驗等作為實驗平臺，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生真正地參與科研項目(科研立項、大創(chuàng)項目等)及學(xué)科競賽(“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽、節(jié)能減排社會實踐與科技競賽等)，將課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計充分融入產(chǎn)學(xué)研實踐過程中，構(gòu)建不同層次及模塊化的創(chuàng)新實踐體系。同時，組織學(xué)生深入新產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線進行實地實習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生獨立自主思考，幫助學(xué)生理解在實際工程環(huán)境中交叉融合的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的實踐能力。

2.4 打造創(chuàng)新師資隊伍，強勁助力學(xué)科交叉融合

交叉融合創(chuàng)新型教師隊伍是實現(xiàn)新工程人才培養(yǎng)的中堅力量。為了不斷適應(yīng)社會的快速發(fā)展，勢必要打造一支復(fù)合型、綜合型、創(chuàng)新型的高水準教師隊伍。師資隊伍的建設(shè)以多學(xué)科交叉融合為抓手，引導(dǎo)并激勵教師在新工程技術(shù)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級及新產(chǎn)業(yè)等方面尋求突破和發(fā)展。一流教師隊伍的打造可從下述幾點展開：有計劃地引進具有交叉融合背景的高層次人才，完善新教師助教培養(yǎng)機制，發(fā)揮教學(xué)名師、教學(xué)骨干教師、優(yōu)秀教學(xué)團隊的引領(lǐng)作用，幫助提升新教師、中青年教師的教學(xué)業(yè)務(wù)能力；培育并強化交叉融合團隊建設(shè)，搭建交叉融合的重點學(xué)科，優(yōu)化專業(yè)教師結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)教師教學(xué)科研相長，推進國內(nèi)外科研院所與校內(nèi)、企業(yè)與校內(nèi)、跨學(xué)院、跨學(xué)科合作組建交叉融合教學(xué)團隊，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供堅實后盾；優(yōu)化激勵及評價機制，并準確剖析國家層面政策及制度，從而促進高效的學(xué)科交叉融合，扎根學(xué)科交叉融合思想，高校需要對相關(guān)制度進行重塑，從學(xué)科交叉的頂層設(shè)計、管理部門及資源分配等全面統(tǒng)籌安排和系統(tǒng)規(guī)劃，鼓勵教師開展跨學(xué)科、跨院所、跨校、跨國等交叉創(chuàng)新的教學(xué)科研合作，增強交叉融合師資隊伍的可持續(xù)的動力和活力。

2.5 構(gòu)建完善的保障體系，精準實施人才培養(yǎng)計劃

專業(yè)依據(jù)自身的特點及優(yōu)勢，制定嚴格的人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準，并形成適合于自身發(fā)展的培養(yǎng)模式，建立配套的制度措施，強化質(zhì)量建設(shè)和質(zhì)量監(jiān)控的主體意識，保障多學(xué)科交叉融合的教學(xué)科研的順利開展。保障跨學(xué)科教學(xué)團隊及科研團隊的順利組建，制定多學(xué)科交叉能力達成的考核方法和評價方法并不斷優(yōu)化，健全教務(wù)公開和教學(xué)信息透明機制，落實教師和學(xué)生的參與權(quán)和監(jiān)督權(quán)，提高多學(xué)科交叉質(zhì)量監(jiān)控和保障體系運行的有效性[8]。需組建校內(nèi)及校外層面的學(xué)科交叉專家委員會，定期咨詢、分析和評價學(xué)科交叉的進展情況，提出學(xué)科交叉融合發(fā)展中存在的制度障礙及過程型難點，并持續(xù)改進對應(yīng)的相關(guān)政策與制度，推進解決難點問題，打造有利的交叉學(xué)科發(fā)展的環(huán)境，從而構(gòu)建多維度的質(zhì)量保障體系及質(zhì)量監(jiān)督機制，為人才培養(yǎng)模式的精準實施提供堅實保障。

3 結(jié) 語

傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式存在諸多問題，已難以契合新時代發(fā)展的高標(biāo)準及高質(zhì)量需求，交叉融合型工程人才培養(yǎng)對高校人才培養(yǎng)模式的改革實踐具有重要的意義和影響。多學(xué)科交叉融合新工科人才培養(yǎng)中存在培養(yǎng)目標(biāo)定位及課程體系不完善、學(xué)科發(fā)展和專業(yè)布局缺乏交叉融合及產(chǎn)教融合下的工程實踐能動性欠缺等主要問題，通過優(yōu)化課程體系、專業(yè)認證持續(xù)改進與強化工程實踐訓(xùn)練等重要手段，能夠全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)新工科背景下的人才需求，培養(yǎng)與時俱進的復(fù)合型工程人才。