“新工科”建設背景下地方本科院校工程專業創新人才培養

李志彬 ，王瑞榮，王春早

(1．紹興文理學院 數理信息學院，浙江 紹興 312000；2．紹興職業技術學院 經貿管理學院，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，國內教育界已經進行了多次的深入研討。2016年6月，我國正式加入“華盛頓協議”國際組織；2017年2月18日，綜合性高校工程教育發展戰略研討會在復旦召開，提出“復旦共識”；2017年4月8日，工科優勢高校新工科建設研討會在天津大學召開，發布“天大行動”；2017年4月28日，CDIO工程教育聯盟年度會議，探討了建設新工科背景下的CDIO工程教育改革與發展；2017年5月11日，地方高校新工科發展高峰論壇在湖南工程學院召開，提出7項倡議；2017年5月26日，探索建立廣東特色新工科發展模式研討會在廣州舉行，率先探索建立以經濟社會發展需求為導向，產業和高校相互支撐、相互拉動、相互激勵、競相發展的廣東特色新工科發展模式。2017年6月1日，浙江省本科高校專業認證暨新工科建設研討會在溫州大學舉行，發布了浙江省新工科建設行動8條方案。

1 “新工科”建設的現實意義和戰略意義

(1)“新工科”建設是國家制造業轉型升級戰略的必然要求。目前，世界各國都在加大在3D打印、移動互聯網、云計算、大數據、人工智能、生物工程、新能源、新材料等領域的創新力度，尋求關鍵科技新突破。在制造產業領域，制造方式由于智能裝備、智能工廠等智能制造的出現而發生變革，智能家電、智能汽車等智能終端產品則使制造技術領域不斷拓展，大規模個性化、電子商務等管理經營方式正在重塑產業價值鏈體系。我國制造業轉型升級、創新發展迎來重大機遇[2]。為此，國家頒布“中國制造2025”戰略，提出“三步走”發展目標，布局十大重點領域，規劃五項重大工程，提出九大任務，全面深化改革和擴大開放，促進制造業轉型升級。

(2)“新工科”建設是提升國家制造業競爭力的重要途徑。自從進入后金融危機時代，許多發達國家先后開始實施“再工業化”戰略，加大資金投入和創新力度，力爭在制造業競爭中占據新優勢。2011至2013年美國先后推出“美國先進制造業伙伴關系計劃”“美國先進制造業國家戰略計劃”及“美國制造業創新網絡計劃”，2013年德國頒布“德國工業4.0戰略” 、英國頒布“英國工業2050”戰略，2014年日本頒布“制造業白皮書”、法國頒布“新工業法國”戰略、韓國頒布“制造業創新3.0”戰略等[3]。印度等發展中國家也提出了制造業發展戰略，我國制造業面臨著“前有堵截、后有追兵”的嚴峻挑戰，必須放眼整個世界，加快戰略科技領域部署，著眼建設制造強國，固本培元，化挑戰為機遇，搶占制造業新一輪競爭的制高點。

(3)“新工科”建設是深化工程教育改革的綜合體現。隨著云計算、大數據、移動互聯、物聯網、人工智能等新一代網絡信息技術的高速發展，世界制造業的制造模式、生產技術和經營管理方式都發生了巨大改變。這場影響深遠的科技革命和產業革命為我國制造業的快速發展、轉型升級提供了良好契機，也給我國培養適應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。新工科建設和發展以新技術、新產業為背景，需要樹立創新型、綜合化、全周期工程教育“新理念”，構建新興工科和傳統工科相結合的學科專業“新結構”，探索實施工程教育人才培養的“新模式”，打造具有國際競爭力的工程教育“新質量”，建立完善中國特色工程教育的“新體系”，實現我國從工程教育大國走向工程教育強國[4]。

2 “新工科”建設中地方本科高校的立足點

根據國家教育部發展規劃司2017年發布的“中國教育事業發展統計簡況”中統計，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校總數的90.8%[5]。在“新工科”建設中，眾多的地方本科院校需合理定位，錯位發展，充分利用地方資源，發揮自身優勢，培養服務區域經濟發展的應用型人才[6]。

(1)服務地方社會經濟發展。“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、服務地方、貢獻地方，以服務地方社會經濟發展為立足點，主動對接地方經濟社會發展需要和產業技術創新升級要求，及時掌握行業人才需求變化方向，積極走互動共贏發展之路，實現特色在融入中彰顯，資源在服務中匯聚，對地方經濟發展和產業轉型升級發揮支撐作用。

(2)培養應用型工程人才。按照職能、知識結構和能力結構等區分，高校培養的人才可分為學術型、應用型和技能型[8]，對應的學校分別為學術研究型高校、普通本科院校和高職類院校。因此，地方本科院校應該培養具有地方特色的應用型人才，人才培養目標具有較強的適應性，立足服務于地方社會經濟發展，與地方產業結構密切結合，在強調技術理論知識體系相對完整的基礎上，更加注重學生應用能力、創新能力的訓練，即培養具有扎實的行業理論知識和較強工程實踐能力的應用型人才。

(3)以實用技術研發和科技服務為切入點。多數地方本科高校雖然具有一定的科技研發力量，但創新能力與工科優勢高校還有明顯差距，因此在科技研發方面應該量力而行，錯位發展，立足于地方產業結構調整或企業技術進步所需要的實用技術開發、技術創新和服務，如新產品的設計、改進，工藝、裝備的改造升級及高新技術的推廣與服務等。

3 地方本科高校工程專業的“新工科”建設思路

在“新工科”建設過程中，為適應新經濟、新產業的發展，必然需要創建新專業，但也要注意避免盲目辦新專業，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，即改造現有工程專業，改革創新培養模式，提高人才培養質量和水平，適應新產業、新經濟對人才的需求。

(1)秉持先進工程教育理念。理念是行動的先導，現有專業開展“新工科”建設必須秉持先進的工程教育理念。CDIO是近年發展流行起來的一種重要的工程教育理念，以產品研發到產品運行的生命周期為載體，建立一體化的相互支撐和有機聯系的課程體系，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程，鍛煉和培養工程技術人才的創新思維、創新素質和實際操作應用能力[9]。而以“學生中心、產出導向、堅持改進”為核心的成果導向教育(OBE)理念，已成為國內工程教育專業認證的標準，其強調學生產出驅動教育系統運行，教育者首先設想學生未來的職業成就，構想出學生畢業時應達到的能力和水平，然后設計適宜的課程結構和教學過程，來保證學生達到這些預期目標。

(2)制定跨學科、適應性強的人才培養方案。為了適應出現的新技術、新產業，地方本科高校工程專業有必要適當拓寬專業方向，制定跨學科的人才培養方案，實現多學科交叉融合的人才培養目標[10]。根據OBE的工程教育理念，通過開展廣泛的需求調查，明確專業畢業生在畢業5年左右能達到職業和專業成就，提出具有多學科特征的人才培養目標；制定具體、體現多學科交叉融合特征的畢業要求和人才培養標準，包括學生通過專業學習所掌握的技能、知識和能力；根據人才培養標準的要求設置知識、能力、素質一體化的課程體系和教學內容，重視通識教育對專業教育的基礎和支撐作用，注重學科前沿知識和相關交叉學科知識、原理和方法的融入，以培養學生的跨學科思維和跨界整合能力。

多樣化的未來人才需求、動態變化的產業發展以及個性化的人才培養等要求專業的培養方案具有較強的適應性，通過構建多種形式的模塊課程體系，既能夠培養出不同類型的工程人才，又充分發揮學生的天賦和特長，實現個性化人才培養。這一方面需要專業提供數量豐富、形式多樣的課程和教學資源，設置多種組合的專業方向課程套餐，另一方面也需要允許學生自主在全校范圍內選擇課程，定制適合自身特點的課程套餐。

(3)改革創新教學方法。近年來，關于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方法，如基于問題的探究式學習[11]、基于案例的討論式學習[12]和基于項目的參與式學習[13]等研究性學習方法，有效促進了學生知識的獲取、應用和創新能力，提升了工程能力和社會能力的培養水平，提高了綜合素質的訓練質量。隨著網絡技術、信息技術的不斷成熟，大量優質在線教育資源的“井噴式”涌現，虛擬現實、增強現實和混合現實等技術的不斷發展，為創新工程教育教學方法創造了良好條件。首先，借助優良的“互聯網+”環境，利用各種優質在線教學資源，將線上線下資源相結合的混合式教學方式不斷融入研究性學習方法，充分利用課內課外時間，最大限度發揮教師、學生在教與學上的作用[14]。其次，靈活運用增強現實、虛擬仿真、人工智能等新興信息技術支持研究性學習，提高研究性學習的教學效率和效果。

(4)開展全方位合作教學。地方本科院校工程專業開展體現多學科交融的新工科建設，課程體系將涉及工程、自然科學、數學、人文和社會等多個學科領域，因此，只有通過多學科合作教學，才能保證人才培養方案的順利實施和人才培養目標的實現。這就需要從跨學科的課程建設、合作學習、師資建設、能力培養等方面入手，相關學科或專業可通過建立合作團隊方式打破學科間的阻礙，形成多學科交叉融合的人才培養模式；同時，注重發揮多學科資源優勢，建立跨學科的教學資源整合、共享和發展機制，并不斷完善組織保障、經費投入、管理模式和考核評價等制度，激勵和保障跨學科合作教學的順利開展。

學校與行業企業協同培養創新型工程技術人才，是一種雙方平等、利益均衡的互利共贏的合作模式。一方面，企業具備高校工程專業所不具備的優勢，如對社會人才需求的準確把握，擁有先進的生產設備和制造技術、經驗豐富的工程技術人員、真實的工程實踐和創新環境以及完整的企業文化。另一方面，企業要謀求更高更快發展，必須通過技術創新提高生產效益，而技術創新需要創新型工程人才來推動，企業發展的核心需求與高校人才培養、科學研究、服務社會的工程完全吻合[15]。因此，為了促進校企協同發展，必須深化產學合作、產教融合，通過校企聯合制定工程專業人才培養目標和培養方案，共同開發和建設教學課程，聯合建設實驗室和實訓實習基地，合作培養培訓師資，共同開展技術研發等，讓行業企業參與到教學的各個環節中，打造共商、共建、共享的工程教育責任共同體[16]。

此外，開展國際合作辦學也是提升工程專業教學質量和水平的重要途徑。一方面可借助國外發達的教學資源和師資條件，另一方面有助于了解國際工程技術發展水平、新技術和新產業發展態勢、全球行業企業人才需求狀況等，從而調整專業培養方案，改革人才培養模式，提高人才培養面的國際競爭力。

(5)搭建創新創業教育平臺。開展新工科建設旨在培養具備創新創業能力的工程應用型人才，包括創新意識、創新思維、創業精神、實踐操作能力、獨立工作能力以及社會溝通和經營管理技能的培養[17]。地方本科院校工程專業開展創新創業教育，①健全創新創業教育課程體系，以課程模塊的形式，開設包括學科前沿、創業指導、經營管理、交叉學科等方面課程；②改革傳統教學模式和教學方法，構建以問題、項目為導向的教學模式，鼓勵多種形式的研究性學習，注重培養學生的創新意識和創業精神。③以創業基地或創業園的形式打造全方位支撐服務平臺，不僅支持基礎工程綜合訓練和創新思維訓練，而且支撐創意性產品研發和科技成果產業化，從資金、技術、場地等方面支持學生承擔各種創新創業訓練實踐項目，為學生創新創業提供系統性的配套服務，增強學生的創新精神和創業意識。④鼓勵并組織工程專業學生參與各層次學科競賽、創新創業大賽。通過建立公正、公平、公開的競賽激勵機制，充分調動學生積極性參加各類學科競賽，并以此為基礎上，參與大學生創新創業大賽，以提高工程專業學生的創新精神、創業意識和創新能力[18]。

(6)加強師資隊伍建設。教師是高等教育的實施者，是人才培養水平和成效的關鍵。地方本科院校工程專業開展新工科建設，對專業教師隊伍提出了更高的要求。①教師需要不斷拓展知識領域，關注一些新興、交叉和前沿學科，尤其是專業相關領域的新技術、新產業的出現和發展態勢。②教師需要與生產企業保持密切聯系，能夠了解制造產業新技術和先進工程設備的應用情況，掌握應對新產業問題的有效方法，積累解決各類前沿問題的經驗。③教師不僅需要具備設計研發、技術創新和科研能力，還要具備綜合運用多學科知識、原理和方法解決復雜工程問題的能力。④教師必須能夠理解先進的工程教育理念，具備較高的教學研究能力和水平，還能有效利用現代網絡信息技術和先進科技手段開展教學活動。

地方高校工程專業師資隊伍的建設營采用“引進來”和“送出去”相結合的方式進行。“引進來”不僅僅是引進專職教師，還包括聘請兼職教師，尤其是具有豐富生產實踐經驗、項目研發管理能力強、較長創業經歷的企業人員。“送出去”則是通過企業掛職、社會鍛煉、學術交流、課程進修等方式培養現有專業教師。通過這些方式，使專業教師隊伍在學科背景的交叉性、知識結構的互補性、年齡結構的合理性、學緣結構的多元性以及工作經歷的多樣性等方面得到提高[14]。

4 結 語

工程改變世界，科技創造未來，因此，工程教育不僅決定著人類的現在的生活狀態，也決定著人類的未來的發展水平。“新工科”建設是國家制造業轉型升級戰略的必然要求，是提升國家制造業競爭力的重要途徑，是深化工程教育改革的綜合體現。數量龐大的地方本科院校應該立足服務地方社會經濟發展，培養專業應用型工程人才，以實用技術研發和科技服務為切入點助力產業升級。地方本科高校工程專業為適應新技術、新產業發展需求，應秉持先進工程教育理念，通過制定跨學科的人才培養方案，改革創新教學方法，開展全方位合作教學，搭建創新創業教育平臺，依靠結構合理、多元化的師資隊伍，開展“新工科”建設，以培養具有較強行業背景知識和工程實踐能力的創新型工程人才。