面向可持續競爭力的新工科人才培養模式改革探索

徐曉飛 丁效華

摘 要：當前，新一輪的社會變革與產業革命正在迅猛展開，新技術、新產業與新業態層出不窮，新興產業的發展需要大批跨學科交叉的新型卓越工程技術人才。新工科建設正是在這樣的歷史背景下應運而生的。作者在文中談了對新工科建設的認識與探索，并簡介了哈工大威海校區關于新工科建設的規劃。

關鍵詞：新工科建設；工程教育改革；人才培養

一、引言

2017年教育部啟動了“新工科”發展研究工作[1]，并于2 月18 日形成了“‘新工科建設復旦共識”[2]，4月8日形成了“‘新工科行動路線（天大行動）”[3]。6月9日形成了北京指南[4]。教育部高教司領導多次強調，要聚焦國家發展戰略，把握高校人才培養工作的新形勢新任務，全面深化高等工程教育改革，加快建設新工科，主動面向未來，適應和引領新經濟[5，6]。新工科建設在我國高等教育界掀起了一陣新的改革熱潮，各高校紛紛響應，在工業界和國際上也引起了巨大反響[7，8，9]。

事實上，國內外一直在探索工程教育的發展新途徑。2001年，美國工程院發起“2020工程師”研究計劃，分別于2004年、2005年發表了《2020工程師：新世紀工程的愿景》《培養2020工程師：為新世紀變革工程教育》等報告[10，11]。美國工程與技術鑒定委員會（ABET）的《工程準則2000》明確指出[12]，“工程人才必須具備鑒別、闡述和解決工程問題的能力以及在工程實踐中使用技術、技能和現代工具的能力”。MIT等聯合制定的CDIO工程教育能力大綱要求，“工程畢業生能在現代團隊合作環境中構思—設計—實施—運作復雜有價值的工程體系；在具備專業知識和實踐能力的同時，注重解決問題和批判創新等綜合能力”[13]。近10多年來，我國一直在探索工程教育的新途徑，如試辦國家示范性軟件學院、建設微電子學院、實施卓越工程師培養計劃、推行CDIO工程教育、開展工程教育專業認證、發展戰略新興產業相關專業等[13-18]。2015年，國務院出臺《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》和《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》[19，20]，

提出要圍繞國家的創新驅動發展戰略，深化高校創新創業教育改革，培養具有歷史使命感和社會責任心、富有創新精神和實踐能力的各類創新型、應用型、復合型優秀人才。其目的都是為了滿足當前和未來的戰略新興產業競爭人才培養的需要。這些都為新工科教育的發展奠定了堅實基礎。

二、新工科教育與可持續競爭力

當前，高等教育正在面臨著社會變革與產業革命的挑戰。信息化與互聯網社會的新特征、社會與環境的可持續發展問題、知識形成與信息傳播途徑的變化、未來社會對人才需求的變化與挑戰等都深刻影響著工程教育的走向。

高等教育的對象也在發生變化。新時期的學生生活在互聯網時代，可以迅速多渠道獲取信息，變得更加獨立和聰明。隨著大規模在線開放課程（MOOC）的發展，年輕人的個人學習方式在變化，更加靈活化、碎片化、網絡化、多維度和實踐性。年輕一代的個人職業發展需求與成功要素也在發生變化，他們需要在理想與價值觀、見識與知識、實踐與能力、文化與素質等方面全面發展，才能具備適應未來社會發展與挑戰的可持續競爭力。

為了滿足學生的“求知、增能、成才”的需求，大學教育除了擔負起傳道授業解惑任務，還要為學生搭建平臺、創造機會和提供終身教育，培養具有可持續競爭力的創新型人才。為此，要培養學生具有對于未來全球事務與國家發展的責任心和使命意識；要使學生認知社會信息化過程的變化、科學和工程技術在社會信息化變化中的推動作用以及對于全球化的影響；要使學生具有認知這些變化應具備的知識、素質和能力。

我們把適應未來社會變化和競爭的能力定義為可持續競爭力，而培養能夠適應上述變化并具有可持續競爭力的創新型人才是大學的新使命，同樣也是新工科教育的使命。

三、新工科的新特點

我們對于新工科建設的理解，就是針對新技術、新產業與社會新形態的變化，推進面向可持續競爭力的新型工科人才培養模式改革。進而，可以從六個方面來描述“新工科”的新特點，即新理念、新特征、新知識、新模式、新機會、新人才。

新工科作為一種高等教育改革行動，需要引入教育的新理念，應面向戰略新興產業與引領性行業需求來培養人才，注意多學科交叉與行業融合，按照新工科的規律與特點進行教育改革。

新工科具有一系列新特征，信息化、網絡化、智能化、交叉化、創新性將是新工科的專業特色；多元化、實踐性與國際化將是新工科的教育方式特色。

面向未來的新工科專業必然具有新知識，包括與戰略新興產業相關的工科專業的新技術（尤其是信息技術）、新內容（尤其是學科交叉內容），由此構建新的知識體系與課程體系。

新工科需要采用教育教學的新模式，例如，課程學習與項目學習相結合的方式、探究式與小班研討式學習方式、MOOC/SPOC+翻轉課堂教學改革模式、校企合作協同育人與企業實習、跨國交換學習與國際化聯合人才培養模式等。要吸收在卓越工程師培養計劃與工程領軍人培養計劃中值得借鑒的教學模式及經驗。

建設新工科，應為學生創造更多的新機會，包括選專業與選課機會、跟名師學習名課的機會、參與創新創業實踐和到名企實習的機會、跨校/跨國交流與到名校深造的機會、高質量就業與高起點職業發展的機會等。

新工科建設的目的是為新技術與新產業發展培養各種類型的新人才，如新工科科技人才與研發人才、新興產業人才、卓越工程師人才與工程領軍人才、交叉復合型人才、國際競爭人才、可持續競爭人才等等。

四、新工科的人才培養目標

新工科建設應當根據未來新技術與新產業的人才需求來確定培養目標。

回顧十多年前建設國家示范性軟件學院時，借鑒國內外軟件產業對軟件人才的需求，明確了軟件學院培養的畢業生應“能夠系統地掌握和運用計算機科學與軟件工程知識，具有軟件公司需要的技術實踐能力和商務能力，具有快速學習與掌握新的先進技術的能力，能夠迅速進入工作角色并成為公司的生產力，具有旺盛的工作熱情和良好的團隊工作精神，并且具有良好的國際交流與合作的能力，能夠為公司做出創造性的貢獻的人才”。

2015年，中國工程教育專業認證協會制定的《工程教育認證標準）》中提出的本科畢業要求[17]，包括“能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題”的能力，“能夠設計針對復雜工程問題的解決方案”的能力，“能夠針對復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具”的能力，“具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發展的能力”，等等。

借鑒以上探索實踐，我們認為，新工科的人才培養目標就是要培養具有可持續競爭力的創新人才，應該具備“?！迸c“通”兩方面的能力。“?！笔侵笇I方面的能力，包括理論分析與抽象能力、問題理解與求解能力、系統分析與設計能力、系統開發與實現能力、系統應用與管理能力、實踐經驗與動手能力及持續學習與改進能力等?！巴ā笔侵缚缥幕涣鳒贤芰?、項目組織與團隊協作能力、經營管理能力、創新意識與能力及國際競爭能力等。同時，新工科還要培養學生具備良好的創新人才素質，包括身心素質、文化素質、個性素質、社會素質、研究素質、工程素質、精英素質、職業素養等。

以軟件工程專業為例。根據“?！迸c“通”的不同側重，可以將人才培養目標劃分為“I型”“T型”“Π型”三種類型?！癐型”人才指具有堅實軟件工程的專業知識、技能和能力的人才。他們適合做技術工作?！癟型”人才指除了具有某一專業知識之外，還具備寬廣的知識與能力，包括經濟管理、工業工程、組織行為學與商務運作等方面知識，具有跨文化交流溝通能力、組織管理與團隊協作能力。這類人才非常受企業歡迎。而“Π型”人才則是在“T型”人才的基礎上，還掌握某一領域或行業的相關知識和能力，并且具有廣博的見識和領導力。這類人才更容易成功。

新工科人才培養可以有不同的定位，不同高校結合“?！迸c“通”兩方面的要求，可以制定多樣化的人才培養目標，滿足社會上的人才需求。

五、新工科的專業創新與知識體系構建

新工科建設將產生一批新的專業，這些專業大都體現了學科交叉與跨界融合，體現了新技術和新產業發展的需求?？梢灶A期，這批新專業有的是依托于現有專業派生擴展而成，有的是多個專業有機整合而成，還有的是與應用行業跨界融合而成。

以目前很活躍的“計算機+”專業為例，由“計算機”派生擴展形成新工科專業有：軟件工程、網絡工程、物聯網工程、信息技術與系統、數據科學與大數據系統等；由“計算機類”學科交叉融合形成的新工科專業有：網絡空間安全、服務科學與工程、機器人工程、數字媒體技術、智能科學與技術等；由“計算機”與應用跨界融合形成的“計算機+”系列專業，例如，結合應用行業的互聯網金融、數字化制造、數字醫療等，結合應用領域的電子商務、數字游戲、生物信息技術、數字地理信息系統等。

新專業的出現，一方面適應了技術和經濟快速變化，另一方面對知識體系的構建提出了挑戰。應根據“?！薄巴ā奔鎮涞娜瞬排囵B目標，科學合理地制定新工科專業的培養方案，以支撐知識、能力和素質等人才培養要素的達成。

“計算機+X”新專業的知識體系可以由計算機專業知識體系、通識教育知識體系和交叉學科知識體系等三方融合構建，具體包括：數學、計算機科學、軟件工程等基礎理論，人文社科與外語、經濟管理與法律等通識教育基礎，計算機系統與軟件系統、程序設計與軟件開發、軟件工程核心技術、數據庫與信息系統、互聯網技術及其應用等計算機及應用專業知識，交叉學科的專業基礎知識與核心技術知識，等等。還應包括專業交叉及創新實踐、行業應用領域知識、選修方向專門知識等?！坝嬎銠C+X”專業的課程體系應該根據這個知識體系來設計，各?？筛鶕k學定位與用人需求進行調整，兼顧科學性、先進性與合理性。

六、新工科的培養模式及關鍵要素

新工科建設中最關鍵的是人才培養模式的改革與創新。培養模式是定義教育體系或系統的范型或模型，是實施教育的途徑、方式、方法、規范、過程及關聯關系的綜合模式。

以計算機相關的新工科專業為例，可以考慮若干種培養模式。例如，基于研究型、探究式、綜合性的面向系統能力培養的教育模式；基于卓越工程師培養計劃、工程領軍人培養計劃、項目學習計劃的面向IT行業應用與實踐的教育模式；基于互聯網+多學科、雙學位教育的面向多學科交叉融合的創新教育模式；基于MOOC/SPOC+翻轉課堂的信息化教育模式；“2+2/3+1”式的國際化聯合人才培養模式等。

大學教育體系的關鍵要素涉及大學、院系與人才培養體系、教師與教學體系、知識體系與課程體系、教學資源體系、教學管理體系、質量與評價體系、工程教育認證體系、創新創業實踐體系等。若要建設高質量的新工科人才培養體系，就應根據這些關鍵要素進行設計。需要更新教育理念，形成面向行業需求和可持續競爭力的教育理念；要進行專業知識體系創新，構建適應新行業、新業態的新工科專業知識體系；要建設多學科融合的一流教師隊伍，以實施一流教育；要按照新工科發展規律來改革創新人才培養模式；要構建跨學科的學習與研討環境，為學生創造一個多維度的學習空間。同時，要建設創新創業教育體系及平臺，這是新工科教育的重要特征；要通過校企合作建立協同育人生態環境，這是新工科教育的重要方式；要積極開展國際化辦學，這是培養具有國際競爭力人才的基本途徑。此外，還要建立與新工科相適應的國家、行業與學校的多層次人才培養質量評價體系。

七、高校建設新工科的生態環境

新工科專業的成長要有良好的生態環境。從國家示范性軟件學院的發展經驗來看，這個生態環境的核心部分是學校、學生、企業，三者相互支持、相互補充、相互促進，其他還包括政府、社會、國際伙伴等。政府對軟件學院的發展及人才培養給予了辦學方向指導，同時提供政策和經費上的支持。企業和社會向軟件學院提出人才需求，同時又提供創新創業實踐平臺與企業實習基地，也向學生提供在行業龍頭企業就業和職業發展的機會和平臺。國際辦學伙伴向軟件學院提供國際化辦學經驗和先進技術，并為軟件學院優質人才提供深造機會和就業機會。軟件學院通過與“生態圈”合作伙伴的協作，形成校企產學研合作協同育人體系以及國際交流與跨國聯合人才培養機制，培養適應產業發展需要的、具有國際競爭力的高質量人才。

國家示范性軟件學院的辦學經驗與做法為新工科建設提供了借鑒。新工科建設不是閉門造車，而應該開門辦學，主動適應國家產業升級的規劃，面向行業或者地方人才需求，爭取來自政府、社會、企業的支持。高校從“生態圈”中獲取資金、技術、人力的支持，同時輸出大量優秀的卓越工程技術人才。

八、新工科教育的質量評估

新工科教育的質量評估是一個非常重要但又十分復雜的問題，需引入多維度、多元化的工程教育質量綜合評價體系。目前比較典型的質量評價方法有工程教育專業認證、統一水平考試、學生與同行評教、社會綜合評價等。

工程教育專業認證給出了比較專業的質量評價體系，可以通過融合專業評估與工程教育認證標準等方法，形成新工科教育質量評價體系，要“建立有中國特色、面向行業需求、國際實質等效的工程教育專業認證制度，構建與國際接軌的工程教育體系”[6]。

由教育機構、行業協會或學會等共同建設統一的專業能力測試平臺，進行統一水平考試，可以比較客觀地評價各高校培養學生的專業水平與能力。

在高校內部，可根據教育部高等學校教學指導委員會制定的專業教育質量標準規范與學校相關教學管理規定，開展學生評教、畢業生評價和P2P同行評教等。這些活動對于評價與保障教學水平都是行之有效的。

為了有序推進新工科建設，建議國家教育行政部門建立基于有較高公信力的行業與用人單位評估、第三方評估認證的社會綜合評估體系，以客觀評價和比較各高校新工科教育的質量與水平。同時，要建立國家、行業、學校層面的教育質量評價標準，指導專業建設與質量保障。

九、哈工大威海校區關于新工科建設的規劃

哈工大威海校區擬依托哈爾濱工業大學工科學科與工程教育的優勢，根據其辦學特色，通過多學科交叉、校企合作協同育人與國際合作聯合培養等方式建設若干新工科專業，并進行相應的教育教學改革。擬建設的新工科專業有：

（1）機器人工程。通過機械制造及自動化、控制工程、計算機等專業的學科交叉，面向機器人技術及產業培養創新人才。

（2）服務科學與工程。通過計算機與軟件工程、管理科學與市場營銷等專業的學科交叉，面向現代服務業培養創新人才。

（3）新型汽車。通過汽車工程、電氣電子工程、控制工程、計算機、材料加工等專業的學科交叉，面向新型汽車及產業培養創新人才。

（4）海洋探測技術。通過儀器儀表技術、電氣電子工程、海洋科學與工程、計算機等專業的學科交叉，面向海洋探測領域培養創新人才。

（5）新能源及應用技術。通過能源工程、電氣電子工程、材料科學與工程、海洋科學與工程、計算機等專業的學科交叉，面向新能源技術及產業培養創新人才。

參考文獻：

[1] 教育部高等教育司.關于開展新工科研究與實踐的通知[Z].教高司函[2017]6號，2017.

[2] 教育部高等教育司.“新工科”建設復旦共識[J]. 高等工程教育研究，2017（1）.

[3] 教育部高教司.“新工科”建設行動路線（“天大行動”）[J]. 高等工程教育研究，2017（4）.

[4] 教育部高等教育司. 新工科建設指南（“北京指南”）[J]. 高等工程教育研究，2017（6）.

[5] 張大良.因時而動 返本開新 建設發展新工科[J]. 中國大學教學，2017（4）.

[6] 吳愛華，等.加快發展和建設新工科，主動適應和引領新經濟[J]. 高等工程教育研究，2017（1）.

[7] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究， 2017（5）.

[8] 王巨宏，等. 構建新經濟下政產學研融合工程教育新生態[J].高等工程教育研究，2017（4）.

[9] 陸國棟.新工科建設與發展的路徑思考[J].高等工程教育研究， 2017（5）.

[10] Engineering NAO. The Engineer of 2020： Visions of Engineering in the New Century[M].Washington， D.C. ： National Academies Press， 2004.

[11] NAE. Educating the Engineer of 2020： Adapting Engineering Education to the New Century[M]. Washington D.C.： The National Academies Press， 2005.

[12] ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology）. Engineering Criteria 2000（EC2000）. 1997. ABET[www.abed.org].

[13] 教育部CDIO工程教育模式研究與實踐課題組.2008年中國CDIO工程教育模式研討會紀要[J].高等工程教育研究，2008（3）.

[14] 教育部 國家計委.關于批準有關高等學校試辦示范性軟件學院的通知[Z].教高[2001]6號， 2001.

[15] 教育部.教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見[Z]. 教高[2011]1號， 2011.

[16] 全國工程教育專業認證專家委員會.全國工程教育專業認證實施辦法. 2007.

[17] 中國工程教育專業認證協會.工程教育認證標準（2015版）.2015.

[18] 國務院.關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定[Z]. 2010.

[19] 國務院.關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見[Z]. 2015.

[20] 國務院.統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案[Z]. 2016.

[責任編輯：夏魯惠]