行業特色型大學新工科建設之路徑

馬學瑾，王衛華

(武漢理工大學 教務處，湖北 武漢 430070)

隨著科學技術的飛速發展，新發現、新技術、新產品、新材料更替周期越來越短，工程科技創新成果層出不窮，新工科應運而生。為了培養與之相適應的大批高素質工程科技創新人才，提高我國的國際競爭力，高等工程教育改革勢在必行。行業特色型大學作為我國高等工程教育的重要組成部分，在新工科建設中起到不可替代的作用。在新經濟背景下，研究行業特色型大學新工科建設路徑具有十分重要的現實意義和戰略意義。

一、新工科的內涵和新工科建設的必要性

新一輪工業革命和產業變革的加速進行促使國與國之間的競爭愈發激烈。為了提高我國的綜合國力，推動工程教育改革創新，2017年2月18日，高等工程教育發展戰略研討會上，以北京大學、清華大學、復旦大學為代表的30所高等院校討論了新時期人才培養問題，提出了新工科這一概念。此后，關于新工科和高等工程教育改革的相關問題引起我國的高度重視，新工科建設行動路線、新工科建設指南相繼出臺，新工科建設在國內如火如荼地開展起來。

(一)新工科的內涵

新工科是高等工程教育改革為了適應新經濟發展而做出的積極應對，也是新一輪產業革命和科技革命的迫切需求。“新工科”中的“工科”是指工程學科[1]。學科是人類對客觀世界的主觀認識上升為知識，知識進一步發展到科學層面上形成知識體系，知識體系根據某些共性特征進行劃分而形成的。學科具有主觀性和局限性。隨著社會的發展和人類認識的提升，學科的概念是發生變化的。因此工程學科也不再限于原有的工科界定，需要根據新經濟發展來理解和認識新的工程學科及其范疇，賦予其跨越現有學科界限和產業邊界的新的內涵[1]。

首先，新工科的“新”是要素，“工科”是本質，落腳點在工科。新工科是與傳統工科相對應的概念[2]。新工科是在工業革命和科技革命背景下產生的，是傳統工科為適應新經濟而動態發展的結果，反映了未來工程教育的形態。新一輪科技和產業革命，帶動新技術創新、新產業發展，現代工程問題涉及到經濟、管理、信息技術、人文、生態環境、社會等方面，不能靠單一學科解決問題。因此，新工科也不能像傳統工科一樣，只涉及單一學科，而需要在傳統工科的基礎上繼承與創新，通過工科與工科之間的交叉復合，多學科之間的交叉融合，理科向工科延伸，從而形成新興交叉學科[3]。

其次，新工科的“新”不是指時間意義上的新和舊，是在工科的基礎上注入了“新理念”，構建了“新結構”，探索了“新方法”。理念指導行動，哈佛校訓曾說：一個人的成長不在于經驗和知識，更重要的在于他是否有先進的理念和思維方式。這句話同樣適用于新工科。新工科需要積極響應行業、產業變化，培養解決綜合性工程問題的卓越人才。這就要求堅持立德樹人、德學兼修的原則，樹立創新型、綜合化、全周期的工程教育新理念[4]。有了理念的指導，需要根據國家戰略以及區域、行業發展等需要，構建學科專業新結構。“新結構”并非拋棄現有的學科專業，而是一方面根據工程教育的新要求，加快傳統工科的升級改造工作；另一方面將“適應發展”轉變為主動布局，積極設置引領未來發展的新興學科專業。新工科是以培養具有社會主義核心價值觀、具有家國情懷、綜合素質高的創新工程科技人才為目標。為了實現該目標，必須圍繞學生的志向興趣創新工程教育的方法和手段，探索新工科人才培養“新方法”。落實“學生為中心”的理念，鼓勵學生按照個人興趣、未來規劃選擇專業和課程，同時鼓勵教師改革教學方法，逐步形成以學習者為中心的工程教育模式。運用頂層設計理念，在工程教育系統中自上而下，提高工程教育系統各個層次的融合。完善工科人才“創意-創新-創業”教育體系，鼓勵學生參加創新創業實踐訓練，從而提升學生的創新創業能力[5-6]。

(二)新工科建設的必要性

隨著新經濟的發展，工程科技進步和創新對經濟社會發展的主導作用日益突出。我國經濟發展步入新常態，實施了一系列重大戰略如創新驅動發展、“一帶一路”、“中國制造2025”、“網絡強國”、“互聯網+”等，為了支撐新經濟發展，必須構筑先發優勢，突破核心關鍵技術，這些對高等工程教育提出了新要求。我國正在加大力度培養適應新經濟發展的工程科技人才。根據美國科學基金會《2018科學與工程指標》報告統計：全球獲得科學與工程學士學位的人數總計超過750萬，其中近一半的學位是由中國和印度授予。2000年至2014年期間，中國獲科學與工程學士學位的人數增長了350%以上，增長速度和數量都超過了主要發達國家和地區。美國和歐盟授予了大量的科學與工程博士學位，中國授予科學與工程博士學位數量較少[7]。并且該報告指出：美國、歐盟和日本等發達國家，維持著知識密集型服務業的大部分生產和出口、專利的轉讓以及知識產權的使用。中國在許多技術密集型制造業中已成為全球最大生產國，但在知識密集型服務行業的地位并不靠前[7]。由此可見，我國在短短的幾年內培養了一大批工程技術人才，培養規模大，但高學歷、高質量適應新經濟發展的人才還遠遠不夠。同時，我國制造業發達，但在知識創新等方面卻有待提高。因此，加強新工科建設對于服務國家戰略需求，培養創新工程科技人才，提高我國的國際競爭力都是非常必要的。

二、行業特色型大學在新工科建設中的優勢與挑戰

行業特色型大學是特指我國高等教育管理體制改革前隸屬于國務院某個部委，并具有顯著行業辦學特色與突出學科群優勢的大學。行業特色型大學在新工科建設中發揮著重要作用，具有獨特優勢，同時也面臨著嚴峻挑戰。

(一)行業特色型大學在新工科建設中的獨特優勢

1.形成了一批與行業密切相關的優勢學科，為新工科建設打下了堅實基礎。行業特色型大學在行業的支持下，在辦學過程中形成了一批與行業密切相關的優勢學科，這些學科為行業的發展提供了強有力的智力和人才的支撐，成為了行業中的佼佼者，也在全國同類學科中處于領先地位[8]，并為行業特色型大學的新工科建設打下了牢固基礎。

2.行業特色型大學站在行業發展的前沿，準確把握著行業的發展趨勢和發展需求。行業特色型大學在長期辦學過程中與行業聯系緊密，具有顯著的行業背景，為能源、交通、通訊、電力、礦業等國民經濟命脈行業培養了大批工程人才和技術骨干。隨著新經濟的發展，行業對人才的需求有了很大變化，行業特色型大學在服務于國家戰略的前提下，逐步改變依托行業的狀況，變服務為引領，變跟隨為趕超，著力培養行業所需的高素質工程科技創新人才，“這種理念和行動正是新工科建設推動的內在要求和必要條件”[8]。

(二)行業特色型大學在新工科建設中面臨的挑戰

1.傳統優勢地位導致改革創新能力受限。行業特色型大學在行業的大力支持下形成了自己的特色，與行業內相關企業建立了長期科研與人才培養等密切合作關系。某些行業特色型大學的優勢學科，在本行業領域處于國內甚至是國際領先地位。正因為這些獨特的優勢，使得行業特色型大學在高校競爭中受到的沖擊較小，導致危機意識不強。同時，行業特色型大學在面對新產業、新技術大格局的敏銳度不夠，導致改革創新的能力受限，從而影響新工科建設。

2.長期目標定位導致行業引領作用不夠。行業特色型大學具有顯著的行業背景，在辦學過程中，逐步形成了依托行業、服務行業的目標定位。新經濟的發展，不斷引發產業科技變革、促使行業轉型升級，要求行業特色型大學由被動跟隨轉變為主動超越、由服務行業轉變為引領行業。由于長期依賴行業生態圈，限制了行業特色型大學的發展思維，使其在開展人才培養和科學研究方面缺乏前瞻性的眼光[9]。

3.學科發展不均衡導致新工科建設動力不足。在行業的支持下，行業特色型大學發展了一批推動行業發展、服務于行業的優勢學科，除此之外，其它學科顯得相對薄弱，學科發展不均衡。隨著科技產業革命的推進，新知識表現為指數上升趨勢，前沿學科、交叉學科不斷涌現，知識成果轉化周期越來越快，行業特色型大學的優勢學科對新技術、新需求的敏感度不足、學科融合度不夠，發展創新性不高,使得新工科建設的動力不足。

三、行業特色型大學新工科建設的實踐路徑

(一)突出行業特色，找準學校目標定位

行業特色型大學是為了滿足新中國成立初期工業發展需要依托部門而產生的，在服務國家經濟建設和社會發展歷程中，發揮了重要的歷史作用，做出了積極卓越的貢獻。隨著社會的發展，部門辦學的弊端開始顯現，行業特色型大學出現專業偏窄、管理僵化、重復建設等問題。1998年，國務院下發《關于調整撤并部門所屬學校管理體制的實施意見》，通過調整，逐步形成中央與地方共同管理的方式，行業特色型大學改變了單一隸屬關系。在長期的辦學過程中，行業特色型大學依托行業、與行業緊密關聯，為行業培養了大量技術骨干。隨著新經濟的迅猛發展，要想在全球創新生態中占領制高點，僅僅以服務行業為目標已經不能滿足培養新工科人才的需要，行業特色型大學需要迎難而上、積極思考、主動求變。首先，行業特色型大學應抓住新技術創新和新產業發展的機遇，以服務國家戰略、促進區域進步、引領行業發展為責任，以產業需求為導向，以培養創新型工程科技人才為目標。其次，行業特色型大學需要總結繼承以往工程教育的成功經驗，充分發揮自身優勢，突出行業特色，將新工科的理念與高等工程教育改革相結合，探索面向未來、面向行業的具有中國特色、具有國際水平的工程教育體系。同時，行業特色型大學在新工科建設背景下面臨各種類型大學尤其是綜合性大學的挑戰，需要準確把握辦學定位，處理好特色發展與綜合發展的關系，進一步發揮工科優勢、彰顯行業特色，實現產、學、研、用相結合的辦學道路。

(二)更新培養理念，重構教育教學體系

傳統工科的培養理念是以學科為導向，教育模式傾向于解決確定的、線性的、靜止封閉問題的科學模式，根據學科劃分專業，按照學科需要進行教學設計，強調學科知識體系的系統性和完備性[10]。學科為導向的培養理念是按照正向設計的方式，先建立課程體系，由課程體系得出畢業要求，再由畢業要求確定培養目標，由培養目標推出需求。然而，這時的需求一般只能滿足內部需求，而不一定能滿足國家、行業、用人單位等外部需求，因為它是教育的結果而不是教育的目標。因此，必須轉變培養理念，才能培養適應新經濟發展的人才。新工科建設呼喚成果為導向的培養理念。成果為導向的培養理念是指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后取得的學習成果，簡稱OBE理念。OBE理念的核心是以學生為中心、成果導向、持續改進[11]。行業特色型大學在新工科建設中不斷深化教育教學綜合改革，將成果為導向的理念應用到教學設計和教學實施中，重構教育教學體系，推動新工科建設順利實施。

行業特色型大學遵循OBE理念，按照反向設計原則進行教學設計，設計實施過程見圖1。

圖1 基于OBE的教學設計實施過程

反向設計是從內部、外部需求開始，首先，由內外需求決定學習產出，再由學習產出確定人才培養目標。內部需求包括學校辦學定位和學生自身發展等；外部需求包括國家和社會需求、產業和行業需求、用人單位需求等；學習產出是學生最終取得的學習結果，是學生通過某一階段學習后所能達到的最大能力，然后由人才培養目標得出畢業要求。培養目標是學生在畢業后5年左右能夠達到的職業和專業成就的總體描述。畢業要求要全面反映培養目標，由培養目標來確定。之后，由畢業要求確定課程體系和教學內容。畢業要求是學生在畢業時應具備的知識、能力和素質以及需要達到的相應水平。畢業要求需要逐條落實到課程中，通過對應的課程體系在教學中實現。畢業要求需要逐條落實到每門課程的教學大綱中，使畢業要求在教學內容中得到充分體現。最后，建立教學評價體系，有效評估培養目標、畢業要求、課程體系、教學內容等各方面，將評價結果用于持續改進，促使培養目標、畢業要求達成，最終獲得相應的學習產出。成果導向的教育是采用反向設計、正向實施，從而最大程度上保證教育目標與結果的一致性[12]。

行業特色型大學把OBE理念運用到教學實施過程中。教學時“以學生為中心”，面向全體學生，關注學生的學習成效。根據學生的志趣改革教學方式和教學手段，改變“填鴨式”的教學方法，改變學生被動地接收知識和復制知識的現狀。課堂上增加互動，使師生之間的交流溝通變成知識對話，從而提高學生的學習主動性和學習熱情。教師通過教學培養學生樂于學習、主動學習、勇于實踐的能力。建設和推廣應用在線課程，充分利用虛擬仿真等技術創新工程實踐教學方式，通過結合線上授課和線下授課推進信息技術與教育教學深度融合，提高學生的學習效率，增強學生的學習興趣。將OBE理念運用到教學實踐過程中，逐步提高學生的實踐創新能力。以武漢理工大學為例。武漢理工大學將OBE理念運用到2017版培養方案的制定上。學校在評價應屆畢業生培養質量的基礎上，通過內外需求調研總結，綜合得出學生的學習成果；由學習成果制定培養目標，繼而確定畢業要求。該版培養方案強調了課程體系的整體設計，加大了實驗、實踐、實訓課程比例，增加了創新創業課程模塊，規定學生最低畢業學分從190學分降低至170學分，“以學生為中心”把課堂時間還給學生，調動學生的學習積極性和主動性。

(三)加強動態調整，優化學科專業結構

在2018年“新時代全國高等學校本科教育工作會議”上，陳寶生部長提出，“一流大學建設必須聚焦人才培養，建設一流本科教育；一流學科建設必須反哺人才培養，建設一流專業”。可見培養工程科技創新人才、推動新工科建設順利開展都與學科專業建設密不可分。行業特色型大學在長期依托部門、行業辦學過程中形成了一批高水平的優勢與特色學科，其中一些學科具備世界一流水平。但由于優勢學科比較單一，優勢學科群較為集中，各學科交叉融合不夠等問題影響新工科建設步伐。在保持優勢學科的基礎上，行業特色型大學面向國家戰略和行業需求，主動優化學科體系，從質量和數量著手，重點培育一批一流學科，為學科的交叉融合提供良好的環境。以華北電力大學為例。華北電力大學是一所面向電力部門的行業特色型大學。學校在電氣、動力、自動化和經濟管理等優勢學科的基礎上，以“能源電力”為核心，加快發展環境、核能、水電、風能、太陽能、生物質能等學科，同時注重材料、機械、電子、控制信息及文理學科與能源電力學科的結合，通過互相滲透、交叉融合，構建了“大電力”特色學科體系。在此基礎上，進一步加強學科之間的融和，形成了“能源電力工程與科學”優勢學科群[13]。

同時，行業特色型大學應加強工科專業建設。根據學校的行業特點，行業特色型大學瞄準代表未來科技和產業發展新方向與對經濟社會具有全局帶動和重大引領作用的產業，持續建成一批面向節能、環保、綠色、低碳、智能的戰略新興產業專業，為新工科建設積累部分經驗。行業特色型大學以適應國家和區域經濟社會發展需要，符合學校發展定位和辦學方向為原則，以引領行業發展為目標進行專業定位；通過把握社會經濟和科技發展狀況，了解社會經濟對人才需求的整體發展趨勢，預測未來產業的需求，動態調整專業結構：對現有工科專業進行改造、升級，打造特色優勢專業，促進工科之間的交叉復合，工科與其它學科的交叉融合；對新興工科專業進行布局，建設一批適應新經濟發展的專業，如物聯網、云計算、虛擬現實、大數據、基因工程、核技術、智能制造、新材料等，并進行重點培育與建設；最后，對于不適應新工科發展的專業予以調整甚至停招。行業特色型大學通過對原有工科專業的調整、改造、升級和新興工科專業的設置，構建新工科背景下的專業結構；并鼓勵工科專業參加普通高等學校工程教育專業認證，從而提升工科教學質量、加強工科專業與行業的聯系，促進工科教育與國際接軌。

(四)大力改革創新，探索人才培養模式

“大業欲成，人才為重”，人才是國家競爭力和軟實力的主體依托。新工科建設的落腳點在人才培養上。新工科建設需要培養面向未來和科技發展以及服務產業轉型升級需求的具有工程倫理意識、法治意識、生態意識、國際視野并且能夠解決復雜工程問題的工程科技創新人才和產業創新人才。要實現新工科人才培養目標，需要從知識層面、能力層面、素質層面三方面著手,如圖2所示。

圖2 新工科人才培養目標要素

行業特色型大學根據新工科人才培養目標，在原有人才培養模式的基礎上進行優化和創新，探索多種人才培養模式。第一，行業特色型大學充分發揮行業優勢，圍繞綠色、低碳、節能、高效、智能等重點發展方向，依托優勢學科專業培育面向行業的拔尖創新人才和面向未來的行業領軍人才，構建拔尖創新人才培養模式。例如，電子科技大學圍繞電子信息類優勢學科專業建設校院兩級拔尖創新人才培養特區，培養拔尖創新人才[14]。第二，行業特色型大學提供特色優勢輔修專業課程供學生選擇，原則上要求跨學科門類選擇，修滿學分后可獲得雙學位。主輔修不限于一所學校，可以為多校聯合辦學方式，為學生提供更加優質的學習資源，在工科與工科、工科與理科、工科與經濟、管理、人文、藝術等多學科交叉融合的基礎上建立人才培養知識體系，從而構建多學科交融、主輔修貫通的復合型人才培養模式。例如，重慶大學通過通識課程和專業課程融合，主修專業和輔修專業貫通的方式實現人才的跨界培養[15]。第三，行業特色型大學將本科與碩士教育打通培養，采用彈性學制、導師制，以及與科研院所共建培養基地、向本科生開放實驗室、開設本碩課程群、開設創新研究類課程和實驗等方式，把學生的專業知識學習與實踐能力、科研能力的培養按照一個有機的整體進行設計和考慮，構建本科和碩士教育貫通的科教協同育人的人才培養模式。第四，行業特色型大學在與企業合作過程中，將本科生的畢業設計融入其中，鍛煉學生的工程實踐能力，有效實現企業生產、學生實踐、學校科研三方面的有機結合。學校與企業共同制定培養方案、建設實踐基地、組織與落實教學內容，建立協同工作機制，落實學生在企業的具體學習環節，逐步優化校企協同育人的人才培養模式。第五，行業特色型大學發揮優勢學科特色與國際知名高校和科研院所建立協同合作機制，開展“2+2”“3+1”等多種形式的協同培養，提升國際協同培養的質量和水平,培養工科學生的國際視野，構建國際協同育人的人才培養模式。

四、行業特色型大學新工科建設的拓展路徑

(一)全面提升課程教學質量

課程是人才培養的核心要素，是體現“以學生為中心”理念的課程學習“最后一里路”，課程質量直接決定人才培養質量。行業特色型大學在新工科建設中應著重通過加強課程建設，實施教學改革兩方面出發，打通課程學習“最后一里路”，全面提升課程教學質量。

行業特色型大學要立足社會發展需求和人才培養目標，優化重構教學內容與課程體系。在全面梳理課程教學內容，在淘汰低階性、陳舊性、不用心的“水課”的基礎上，充分發揮自身優勢，與行業、企業聯合建設一批培養創新型、應用型人才的“金課”。“金課”具有高階性、創新性、挑戰度，在課程目標上要堅持知識、能力、素質的有機融合，在課程內容上要強調知識的深度和廣度，在教學過程中要體現前沿性與時代性。行業特色型大學應通過將產業和技術的最新發展、學科研究的最新動態、實踐發展的最新經驗引入課程內容和教學過程，用以提高學生的學習興趣；應通過加大學生的選擇空間，讓學生有機會跨專業或跨學校學習，通過增加老師和學生課內外互動交流來提高學生的學習主動性；應通過開設學術探討類課程、問題導向類課程、綜合項目類課程等形式來提高課程的挑戰度，培養學生的綜合能力、思維能力、深度分析能力和勇于創新能力。2020年行業特色型大學在面對全球新冠疫情常態化的嚴峻形式下，應轉危為機，主動求變，在總結經驗的基礎上進一步推進課程的信息化建設工作：在原有國家精品在線課程的基礎上，加強線上課程的建設，開設一批優質的慕課課程；與企業聯合，加強虛擬仿真課程的建設，破解高校實驗實訓教學老大難問題；加強線上線下混合式課程建設，將線上“金課”進行改造，結合線下課程，打造適合本校學生特點的混合式“金課”。

(二)大力推進創新創業教育

習近平總書記在全國教育大會上提出“以創新之教育培養創造之人才，以創造之人才造就創新之國家”，“要把創新創業教育貫穿人才培養全過程”，由此可見，深化高等學校創新創業教育改革，是國家實施創新驅動的發展戰略，是培養創新科技人才、推進新工科建設的重要舉措。行業特色型大學在新工科建設中，需要依托行業，充分發揮行業優勢，大力推進創新創業教育改革，以創新引領創業、創業帶動就業，培養具有創新精神強、實踐能力強的創新創業人才隊伍。

第一，要加緊修訂和完善人才培養方案。行業特色型大學要結合學校的辦學定位、服務面向和創新創業教育目標要求，參照國家人才培養質量標準，參照行業企業、科研院所等相關部門修訂的專業人才創新創業素質能力要求，修訂和完善人才培養方案，促使人才培養滿足新工科建設的需要。第二，要改革和創新人才培養機制。匯聚行業、企業、科研院所等優勢資源，合作開設創新創業類試點班，探索多主體協同育人培養機制。依托優勢學科，探索建立跨學科專業交叉培養的創新創業人才機制，促進人才培養由學科專業單一型向多學科融合型轉變。第三，要建立創新創業類課程體系。在課內開設學科前沿、專業導論、研究方法論等必修課程，將創新創業相關內容融入實踐環節，在通識課程中增加創業基礎、就業指導等選修課程；在課外舉辦各類創新創業講座等活動；通過必修、選修結合，課內、課外銜接的方式建立創新創業課程體系。加強創新創業類課程信息化建設，推出一批優質的資源共享課、視頻公開課等在線開放課程，著力打造線上線下創新創業教育“金課”，為學生提供多種形式的學習方式，啟發學生的思路、拓寬學生的視野，培養學生創新創業意識、素質和品質。第四，加強和帶動創新創業實踐。加強校內虛擬仿真實驗室、專業實驗室、實踐實訓中心等的建設，為學生提供優良的實驗平臺。充分發揮行業優勢，吸引行業、企業及其它部門與學校共建大學科技園、創業園、創業孵化器、企業加速器等創業基地，給予學生不同層級的差異化指導與服務，將學生實踐能力和專業技能的培養與創新創業相結合，為學生提供體驗創業的平臺。依托創新創業項目，培育跨學科專業、跨年級、師生合作的創新創業團隊開展研究，促進項目落地轉化。鼓勵并組織學生參加各類創新實踐競賽，增強學生的創新意識，有效提升學生的思維力、觀察力、想象力和實踐能力。第五，提高教師創新創業教育教學能力。采用崗前培訓、骨干研修、課程輪訓、企業掛職鍛煉等方式，提高校內教師創新創業教育的意識和能力。聘請行業、企業優秀人才擔任學校創新創業教育專職或兼職教師。通過強化創新創業師資結構，提升教師創新創業教育的教學能力。

五、結 語

新經濟呼喚新工科建設，新工科建設指明了我國高等工程教育前進的方向。行業特色型大學作為新時期高等工程教育改革的前沿陣地，肩負著重要的歷史使命。在新工科建設中，行業特色型大學正在發揮與行業密切關聯的優勢，為培養創新型的工程科技人才做出有益的實踐與探索，為把中國由工程教育大國轉變為工程教育強國而努力奮斗。