“新工科”背景下工科大學生能力培養策略

孫際超 劉三民 疏 達

（1.安徽工程大學<計算機與信息學院>，安徽 蕪湖 241000；2.安徽工程大學<機械與汽車工程學院>，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

在“中國制造2025”“互聯網+”以及“一帶一路”倡議等背景下，“新工科”建設應運而生[1]。天津大學鐘登華院士給出了新工科的內涵： 以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[2]。基于此，新工科建設越來越受到眾多高等教育工筆者的關注，許多學者對新工科的建設進行了相關的研究。 吉林大學胡宏宇等基于“新工科”教育背景，結合筆者的訪學經歷，針對車輛工程領域的人才培養，提出了車輛工程專業本科生學術創新能力的培養模式[3]。 電子科技大學的吳磊等研究了“新工科”背景下，研究了基于產學研系統育人的人才培養模式，提出了基于產學研合作以及校企協作的培養理念，問卷調查結果表明該方式得到了較好的人才培養效果[4]。本文在前人的研究基礎之上，結合安徽工程大學計算機與信息學院的培養模式，從加強國際學術交流、以科研項目為載體、以學科競賽為導向的培養方式三個方面，總結了新工科背景下工科生學術能力培養策略。

1 能力培養策略

1.1 加強國際學術交流

國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020 年）對學術交流方面提出：鼓勵學校優勢學科面向世界，支持參與和設立國際學術合作組織、國際科學計劃，支持與境外高水平教育、科研機構建立聯合研發基地。加快創建世界一流大學和高水平大學的步伐，培養一批拔尖創新人才，形成一批世界一流學科，產生一批國際領先的原創性成果，為提升我國綜合國力貢獻力量[5]。在應對全球國際化的挑戰，提高我國的高等教育水平背景下，國際交流與合作在推動科學技術發展過程中起到了重要的作用。因為學術交流對學生的學術提高能起到一系列的正面影響，如通過學術交流，可以使學生追蹤學科的學術動態，走在學科領域的最前沿，開拓學術視野。通過國際交流與合作，還可以分享自己的專業認知， 得到同行專家的點評，獲取未知領域的探究方向。 與國內外學者的交流過程中，還可以碰撞出思想的火花，激發靈感，為創新思維提供新思路。安徽工程大學在國際交流與合作中高度重視，每年都會選派大量教師赴國外高校進行訪學交流，同時選派優秀的研究生與國外高校建立聯合培養模式，取得了良好的教學效果。在聯合辦學方面，安徽工程大學取得了一系列的成就， 如2019 年安徽工程大學與美國底特律大學合作舉辦的電氣工程及其自動化專業本科教育項目順利通過教育部2019 年中外合作辦學合格性評估[6]。除掉讓學生走出去，安徽工程大學對待留學生的培養也尤為重視，如在“第二屆中華經典誦寫講大賽中”， 留學生Richard、Hasnae、Redone 等分別獲得省賽一等獎與二等獎， 晉級全國比賽。

1.2 積極參與科研項目

我國著名力學專家錢偉長院士曾強調了大學教學與科研之間的關系： 大學必須拆除教學與科研之間的高墻， 教學沒有科研做底蘊， 就是一種沒有觀點的教育；沒有靈魂的教育[7]。將科研思維融入教學活動中，有利于增強學生的學習興趣，激發學生的學習熱情。工程思維是一種收斂性思維方式，針對工程問題單一，采用專業知識能正確地解決。 而科研思維是一種發散的思維方式，從最初的一個問題，經過不斷地思考探索會引出更多的科學問題，從而不斷地在問題中成長，有效提高分析問題與解決問題的能力。 筆者在數字圖像處理與計算機文化基礎等課程的教學過程中， 注重將所主持項目的與課程相關的研究工作，從課題的調研方法，到科學問題的提出，到項目的立項，再到項目研究方案的擬定與優化，直到項目的執行結果，以培養科研思維的模式訓練學生，培養開發學生探究式學習的能力。麻雀雖小五臟俱全，將課堂內容適度與科研項目結合，讓學生全程參與到項目過程中來， 對學生的科研思維進行了全方位的培養。 課后與學生交流這種教學方式的教學效果，得到了學生的高度認可，極大地提高了學生對該課程的學習熱情。

1.3 以學科競賽為導向，培養學生探索性、創新性與科學性

學科競賽可以極大地提高學生的實踐能力。培養學生的創新意識，是促進學生提高知識運用能力的重要手段。 學科競賽要求學生具有堅實的基礎知識，并具有靈活運用所學知識的能力。在現有知識框架結構基礎上，系統整理專業知識并運用于賽題要求，因此，需要具有較強的綜合創新及實操能力。學科競賽具有探索性、創造性及科學性的三性特點，可以培養學生的探求新知識的欲望，訓練創新性思維，提高個人科研素養。此外，學科競賽往往是團隊完成項目，因此還提高了學生的團隊合作精神。筆者所在的計算機與信息學院高度重視大學生以競賽的方式培養大學生探索性、創造性與科學性的教學方式，并取得了不錯的成果，如安徽工程大學計算機與信息學院指導的學生作品“智能快遞取件系統”，于2020 年獲得由教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會主辦的國家賽事一等獎，此外還取得二等獎3 項、三等獎6 項的優異成績[8]。 計算機與信息學院以賽促訓的教學方式，極大地提高了學生的綜合素養，同時對計算機專業的教學體系及教學方法的改革起到了促進作用。競賽所帶來的成就感，培養了學生對計算機專業課程的學習興趣。

2 結語

“新工科”背景下，工科大學生的學術能力培養尤為重要。工科大學生的能力培養不能僅僅局限于課堂的理論教學，多維培養模式、多元培養方法應該得到高等教育機構的重視。本文在基于“新工科”教育建設背景下，從培養工科生的學術能力的角度，強調了國際學術交流、以科研項目為途徑、加強學科競賽等方面的重要性。