“新工科”建設與高校創新型人才培養體系改革

[摘 要]“新工科”人才培養具有明確的社會需求導向性，體現了信息化條件下新經濟新業態不斷涌現和融合對高等教育創新型人才培養，特別是“新工科”人才培養體系改革的新要求。需著力從確立“新工科”人才培養理念、明晰“新工科”人才能力矩陣、明確“新工科”人才的核心素養的前提下，以“新工科”人才培養為核心，推動高校創新型人才培養體系的“再革命”，創設有利于“新工科”人才成長的“場域”，推動OBE的“新工科”人才培養方式改革，推動高校創新型人才培養體系改革。

[關鍵詞]新工科;大學生; 高等教育

[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-5843（2021）01-0123-06

[DOI]10.13980/j.cnki.xdjykx.2021.01.021

隨著我國高等教育事業的發展，工科教育已經取得了長足的發展和進步，為國家建設的各行各業輸送了大量人才，很好地肩負起了為我國經濟社會發展培養、輸送人才的重任，也體現了高等教育事業發展主動對接國家發展戰略需求，服務社會的功能。信息技術的發展，特別是智能技術、互聯網技術的發展，推動著產業形態、經濟形態的跨界融合，隨之也對高等學校工程教育人才培養提出了“跨界融合”的要求，成為高等教育改革的重要內容和重要方向，“新工科”理念也就應運而生。“新工科”建設對于高校工程教育改革和工程教育創新型人才培養都提出了新的要求，因而探討“新工科”建設背景下工科大學生創新型人才的培育問題有著重要的理論意義和現實意義。

一、“新工科”建設背景與內涵

（一）“新工科”建設背景

技術革命跟每一次產業結構調整與改革緊密相關?？v觀人類歷史，每一次技術革命都重塑了經濟領域的產業結構與產業形態，并由此進一步塑造和推動著經濟結構與社會結構的變遷。人類歷史上的三次工業革命都體現了技術改革與工程教育之間的緊密相關性，而且這種相關性隨著產業革命技術含量的不斷提升而愈發明顯，并顯示出推動產業改革與經濟形態改革的強大能量。習近平在國際工程科技大會上指出，“未來幾十年，新一輪科技革命和產業改革將同人類社會發展形成歷史性交匯，工程科技進步和創新將成為推動人類社會發展的重要引擎”[1]。隨著信息技術的發展，特別是伴隨著人工智能、大數據、云計算等為代表的現代技術的發展，進一步推動著世界各國進入了新一輪的產業革命。繼蒸汽技術革命、電力技術革命和信息技術革命以來，以互聯網與工業智造的融合、以及工業一體化為代表的全新技術革命所推動的第四次工業革命正撲面而來。當今世界主要發達國家為了在國際競爭中占領經濟競爭與技術競爭的制高點，都順應新技術革命的發展趨勢，提出了國家層面上的產業轉型升級國家戰略。如德國提出了“工業4.0”;美國提出了“工業互聯網”，美國總統特朗普提出了旨在重新振興美國制造業的“再工業化”;日本提出了“工業價值鏈”……西方發達國家“以智能化、精準化、綠色化為主要特點的再工業化，就是力圖繼續保持優勢”[2]。因此，為了應對中國產業轉型升級和展開新一輪國際制造業發展競爭的需要，中國在國家層面上也提出了“中國制造2025”;經濟產業領域也提出了“互聯網+”等戰略，而要實現上述戰略目標，有賴于大量適應未來新經濟新業態的新型工科人才。為國家戰略發展和經濟社會發展服務也是高等教育的重要職能，因而，高等教育必須要自覺肩負起培養適應未來新經濟新業態的新型工科人才。

從高等工程教育服務經濟社會發展的需求來看，高等工程教育與經濟社會發展、技術改革緊密相關，它內嵌于整個經濟技術體系，扮演著新技術和新業態改革“發動機”的重要角色，是引領新一輪產業革命和技術改革的、面向未來的教育。“新經濟快速發展迫切需要新型工科人才支撐，需要高校面向未來布局新工科建設，探索更加多樣化和個性化的人才培養模式，培養具有創新創業能力和跨界整合能力的工程科技人才”[3]。著力推進“新工科”建設，以此為抓手推動高等教育的新一輪改革。也是高等教育自身發展的需要，高等教育不能自外于社會，它必須要緊貼經濟社會發展的需求而進行相應的改革;此外，從工科大學生人才的培養角度而言，高等教育培養的工科大學生人才要能夠適應社會發展的需要，要在未來新經濟發展的大趨勢下能夠成長為具有較強競爭能力的復合型創新型人才，也必須要順應“新工科”建設發展的趨勢，使其成長為符合時代要求的新工科人才。

（二）“新工科”建設內涵

改革開放以來，隨著我國高等教育事業的發展，我們已經成為世界高等工程教育大國，為我國經濟建設輸送了大批人才。但隨著時代的發展，特別是信息技術與新一輪產業技術改革的融合，推動著新產業、新業態、新經濟的不斷涌現，而這一進程對于工程技術人才的素質與能力也提出了新的要求。因此，積極推動高等工科教育改革，為我國新經濟變革培育新型工程技術人才，推動我國由工程教育大國向工程教育強國邁進，這是“新工科”建設的重要目標，也是我國高校推進“雙一流”建設的重要內容。

推動高等工程教育的“新工科”改革，就必須首先明確“新工科”的內涵是什么。中國工程院院士、現教育部副部長鐘登華認為：“‘新工科的內涵是以立德樹人為引領，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?！盵4]中國工程院院士、上海交通大學校長林忠欽提出，理解“新工科”內涵的兩個思考角度，一個是從具有理科優勢高校角度來看，要注重推動應用理科向工科的主動延伸，實現學科交叉融合，以培育新型交叉學科專業，從而培育新工科以及由此推動新產業、新業態的形成與發展;第二個是從工科優勢高校角度來看，要注重加強工科學習的寬度和深度的兩個向度，也即在知識寬度上要拓展基礎知識寬度，在深度上則要進一步加強專業知識的學習鉆研以及加強工程實踐。通過傳統工科的拓展延伸和交叉融合，以培育適應新產業新業態的新工科。此外，還要重視理科與工科的融合，從而形成面向未來、引領未來發展的新工科[5]。上述關于“新工科”內涵的理解，都突出了“新工科”對不同學科間的延展與融合的工科專業建設新要求，以及相應的人才培養要求，都是為了適應新業態新經濟而產生的。但是從新經濟的角度來看，新經濟仍處在不斷變革之中。因而“新工科”的理念與模式也仍處于變革之中，但就“新工科”的重要特征而言，多學科的交叉融合以及工程教育與新技術、新經濟、新業態的緊密融合無疑是其最顯著的特征。西安交通大學副校長鄭慶華這樣總結了“新工科”的6個基本特征：即創新性、前瞻性、交叉性、多樣性、發展性和引領性，并指出“新工科”并不是基于第一次產業革命和第二次產業革命的傳統工科的線性發展，而是工程教育與第三次產業革命相適應的，在理念、結構、模式、質量和體系等方面的深刻的、跨越式的改革?！靶鹿た啤笔腔趯χ挝磥斫洕鐣l展的前瞻性思考后做出的主動響應，高校要從自身的人才培養基礎、資源和定位出發，同時面向“新工科”所服務的行業、產業和地域對象，實現人才培養與行業、產業及地域對象的有效對接，并在這一過程中探索多樣化的人才培養模式，并培育多樣化的工程技術人才，從而實現工程人才的精準培養與供給[6]。總的來看，新技術與新產業改革呼喚高等工程教育的改革，高等工程教育必須要主動適應新技術與新產業改革的要求，才能更好地肩負起自身的使命，更好地推動“新工科”建設。

總的來看，高等工程教育與產業改革融合的加速構成了“新工科”建設的“推進器”和“加速器”，它們形成了推動“新工科”建設的合力，并在很大程度上明確了“新工科”建設的基本路徑，也揭示了“新工科”的基本內涵，為高等工程教育積極適應“新工科”建設，探索適合高校自身特點和增強產業服務能力的“新工科”建設指明了方向。

二、“新工科”建設對工科大學生創新型人才培育的新要求

高校往往被比喻為“象牙塔”，但高校絕不自外于社會，它是社會系統的重要組成部分，肩負著為社會培養人才、輸送人才的重任，時代的發展也對人才素質提出相應的要求，并指引著高等教育改革的方向。當下人工智能技術的發展及其所推動的產業改革，對新型人才特別是工程技術人才培養提出了迫切的要求，因為工程技術人才與技術、產業的改革最密切相關，這也就指明了高校“新工科”人才培養的改革方向。

（一）確立“新工科”人才培養理念

“新工科”建設的目的是應對人工智能、云計算、大數據等新技術與傳統產業不斷融合，以及新型產業不斷涌現的需要，應對產業轉型升級，對接國家創新驅動發展戰略和“中國制造2025”等發展戰略而提出的工程教育的發展方向?！靶鹿た啤比瞬排囵B要著眼于適應新型工程技術發展，解決未來科學技術發展的創新需求，培養復合型、創新型的工程技術人才。適應未來產業升級和技術與產業深度融合需要的“新工科”人才，應該是多學科融會貫通的知識復合型、具有較強工程創新、工程整合與工程實踐能力;同時，還具有全球視野和全球競爭力的新型工科人才，從而更好地將技術創新與改革和經濟、社會等各領域相融合，引領未來技術和產業發展。

（二）明確“新工科”人才的能力矩陣

“新工科”人才是素養導向的教育，但素養教育的最終產出還是人才能力，因此有必要在確立“新工科”人才培養理念的基礎上，明確“新工科”人才的能力結構要求，以此搭建“新工科”人才的能力矩陣，為高等教育適應“新工科”人才培養提供指導?！靶鹿た啤比瞬诺哪芰κ且环N更為綜合性的能力，它圍繞著新工程技術改革趨勢對工程技術人才提出了更高、更綜合的能力要求。2017年，美國工程技術評審委員會（ABET）制定的本科工程教育一般標準中列出了11項人才能力素養要求：包括“（1）能應用數學、科學和工程的知識;（2）能設計和開展實驗，并分析和解釋數據;（3）在經濟、環境、社會、政治、倫理、健康和安全、可制造性和可持續性發展等現實約束條件下，能設計系統、要素或過程，以滿足所需要求;（4）能在多學科小組活動中發揮作用;（5）能明確、闡述和解決工程問題;（6）理解職業和倫理的責任;（7）能有效交流;（8）擁有必要的寬廣的教育，以理解在全球、經濟、環境及社會背景下，工程解決方案可能產生的影響;（9）有意識并致力于終身學習;（10）能認識當代問題;（11）能使用工程實踐所需的技術、技能和現代工程工具”[7]?？梢姡靶鹿た啤比瞬诺哪芰σ笫嵌喾矫娴?、綜合性的，單純強調創新能力培養的創新型人才教育體系，不能完全適應“新工科”人才培養和能力發展的要求。要從世界各國“新工科”人才培育的實踐中總結經驗，明確“新工科”人才培養知識、能力、思維、價值觀的結構矩陣，從而為指導“新工科”人才培養體系的改革提供目標和方向。

（三） 明確“新工科”人才的核心素養

素養是個體的能力、技能、知識、態度、情感、價值觀等的復合體，具有復合性、社會性、發展性特點。就其發展性而言，不同時代對人的素養要求是不同的。創新素養是新經濟時代人才的核心素養，面向未來的人才培養必須以創新素養培育為中心。“新工科”人才作為創新型人才的一類，除了重視創新型人才所應當具備的創新素養的一般性要素以外，還要結合“新工科”人才這一新型人才的核心素養展開有針對性的培養?！靶鹿た啤比瞬诺暮诵乃仞B既要反映新經濟時代的個體發展要求，也要反映經濟社會發展的新要求，這實際上也是素養的社會性要求所決定的。對于“新工科”人才的核心素養而言，美國作為工程教育強國，其所提出的工程人才核心素養標準具有參照性意義。美國“工業互聯網”所提出的工程人才核心素養要求“工程人才要具備某個工業領域的專門知識，同時具備網絡通信、信息、大數據處理、工業自動化等領域的知識，成為復合型人才;理工、人文結合;知識的深度和廣度足夠;能夠快速實現知識更迭、演化;有整體、系統的觀念;能夠宏觀建模分析，微觀設計實現;能夠整合各領域知識解決問題”[8]。這對未來工程人才提出了多方面的綜合素養要求，對于我們明確“新工科”人才的核心素養具有一定的借鑒意義?！靶鹿た啤弊鳛橐环N適應新經濟新業態背景下工程技術人才成長理念，要“著眼于培養適應未來產業創新和產業融合，以及新業態新經濟要求的新型工程人才，在人才培養方面注重不同學科交叉融合和不同領域融會貫通的能力，以及較強的工程創新和工程實踐能力”[9]。因此，“新工科”建設和“新工科”人才培養必須要把握“新工科”人才核心，素養的要求，甄別和明晰“新工科”人才核心素養要素，從而為圍繞這些核心素養展開有針對性的教育改革提供指導。

三、適應“新工科”建設的高校創新型人才培養體系的改革方向

（一）以“新工科”人才培養為核心推動高校創新型人才培養體系的“再革命”

我國的高等教育體系是計劃經濟時代的產物，在很大程度上依然沿襲著計劃經濟年代的人才培養模式。計劃經濟年代是集中化、標準化的人才培養模式，即通過“統一領導、統一考試、統一錄取、 統一分配、統一教材、統一教學方式的體制，統一的教育內容、單一的教學方法、固定的教學模式、死板的管理方式，使學生在教育教學活動中應該表現出來的高度的自主性、主動性和創造性受到壓抑，培養出的學生往往能力低、創造力差、個性風采欠缺”[10]。這種人才培養模式顯然已經不能適應信息時代的人才培養需求。當下信息技術革命所驅動的新經濟新業態不斷涌現，對于工程技術人才提出了更高的工程跨界整合與技術創新的能力要求。可以說，高校創新型人才的培養又來到了一個新的關口，它不僅要求高校繼續以創新型人才培養為中心，從教育理念、教學模式、知識結構體系、師生關系、實踐教學等多方面展開探索，從而推動以創新型人才培養為核心的高校人才培養體系的重構;同時，還提出了培育適應新時代“新工科”建設的新型工程技術人才的要求。這勢必要求將“新工科”人才培養貫穿于高校人才培養體系的整體性重構之中，推動高校人才培養體系的再一次“自我革命”，從而建立適應時代發展要求的“新工科”人才培養體系。

（二）創設有利于“新工科”人才成長的“場域”

“場域”是著名社會學家布迪厄提出的?！皥鲇颉笔怯缮鐣蓡T按照特定的邏輯要求共同建設的，是個體參與社會活動的主要場所。高校即是由教師與學生通過“教”與“學”的互動關系構成的“場域”。布迪厄以“自主性的度”劃分了兩種“限定的生產場域”和“大規模的生產場域”?！跋薅ǖ纳a場域是與場域本身的特殊化共同擴展的，而大規模的生產場域是社會場域的擴大，有更多的外在影響進入，社會力量和世俗力量更多的滲透，此種場域，邊界往往模糊不清，特殊化程度不高”[11]。從高校的科研和教學活動來看，高校是“限定的生產場域”;但從高校服務社會、培育滿足社會需求的人才來看，又是“大規模的生產場域”，這兩種“場域”疊加的特性決定了高校既要從事高校自身的科學研究、教書育人活動，又要緊貼社會發展需求來培養符合社會需求的人才。面對當下經濟社會發展，信息技術背景下新產業新業態融合對于創新型人才特別是新型工科人才的需求，高校需要克服自身“慣習”的影響，克服“路徑依賴”，按照教育部對“新工科”建設研究的要求，即“工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系”[12]，主動對自身的教育體系進行相應的調整和改革，以與社會創新型人才需求與期望相契合，為創新型人才特別是新型工科人才的成長創設更好的成長條件和成長“場域”，以更好地提升學生的創新能力，促進大學生創新能力的成長。

（三）推動成果導向（OBE）的“新工科”人才培養方式改革

OBE是成果導向教育（Outcomebased Education）的簡稱，亦稱能力導向教育、目標導向教育，被視為追求卓越工程教育的正確方向，也被西方發達國家視為適合指導“新工科”人才培養教育改革的主流理念。OBE重視以下5個方面的問題：“（1）我們想讓學生取得的學習成果是什么？這取決于培養目標;（2）我們為什么要讓學生取得這樣的學習成果？這取決于培養需求;（3）我們如何有效地幫助學生取得這些學習成果？這取決于培養過程;（4）我們如何知道學生已經取得了這些學習成果？這取決于教學評價;（5）我們如何保證學生能夠取得這些學習成果？這取決于持續改進。OBE理念由3個下位理念組成，即以學生為中心、反向設計和持續改進”[13]。OBE以反向設計原則為指導，也即以社會人才需求為引導，由社會人才需求決定高校人才培養目標，由高校人才培養目標決定學生要達到的能力要求和素質要求。通過對學生達成的能力要求和素質要求評價狀況來對教育過程進行相應的改革與重塑，以更好地滿足社會的人才需求，由此形成一個層層傳導、環環相扣的系統，以更好地指導高校的人才培育系統的運作。從OBE理念的具體實施來看，首先需要確定“新工科”人才培養目標。“新工科”人才培養具有明確的社會需求導向性，這需要對“新工科”人才培養目標達成情況進行評價，判斷高校是否達成了“新工科”人才培養目標，然后根據評價結果進行相應的反饋以及持續的改進，以進一步實現“新工科”人才培養目標。“新工科”人才培養很適合采用OBE的人才培養理念，也是能夠指導高等工程教育改革的恰當理念。高校需要確立OBE的“新工科”人才培養理念，以此為指導推進“新工科”人才培養理念和培養模式的改革。

概言之，“新工科”人才培養體現了經濟社會發展對于人才特別是新型工程技術人才需求的新變化。高等教育要擔負起服務經濟社會發展需求和培育適合未來發展需要的人才的教育使命，就必須樹立“新工科”人才培養理念，以“新工科”人才培養為核心，推動高校創新型人才培養體系的改革，以更好地推動高等教育向前發展。面對大潮涌動的第四次工業革命，高等教育肩負重大使命。習近平總書記說：“我們對高等教育的需要比以往任何時候都更加迫切，對科學知識和卓越人才的渴求比以往任何時候都更加強烈?！庇捎诠こ探逃c產業改革緊密相關，面對第四次工業革命和信息時代日趨激烈的國家競爭，我們要將“新工科”人才培養放到增強國家的產業競爭力、科技競爭力和整體經濟競爭力的角度去統籌。因為“高等工程教育以培養面向未來的工程師或工程專業人才為終極目標，與產業發展的關系最緊密、作用最直接，是產業發展的孵化器、推進器和加速器，在面向未來的發展過程中，高等工程教育必須不斷瞄準和對接新興產業，培養高素質的新型工程科技人才，既是當務之急，更是長遠之策”[14]。新型工程技術人才的競爭，可以說是第四次工業革命時代國家競爭的一個重要聚焦點，將我國高等工程教育的規模優勢轉化為質量優勢，是我們在第四次工業革命時代站穩腳跟的關鍵。因而，我們從關乎國家未來發展的戰略高度出發，進一步提升我國高等工程教育的質量和水平。培育能夠與世界發達國家競爭的高等工程技術人才，要求我們樹立“新工科”人才培養理念，以此為契機，推動我國高等教育特別是高等工程教育的改革與發展，以培養更多高質量的以“新工科”人才為代表的創新型人才。

參考文獻：

[1]習近平.讓工程科技造福人類 創造未來[N].人民日報，2014-06-04（02）.

[2]朱正偉，周紅坊，李茂國.面向新工業體系的新工科[J].重慶高教研究，2017（3）：15-21.

[3]吳愛華，侯永峰等.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）：2-9.

[4]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[5]李薇薇.新工科，打造培養“大國工匠”搖籃[N].中國教育報，2018-03-21（010）.

[6]鄭慶華.以創新創業教育為引領 創建“新工科”教育模式[J].中國大學教學，2017（12）：8-12.

[7]周開發，曾玉珍.新工科的核心能力與教學模式探索[J].重慶高教研究，2017（3）：22-35.

[8]朱正偉，周紅坊，李茂國.面向新工業體系的新工科[J].重慶高教研究，2017（3）：15-21.

[9]焦連志.“新工科”背景下工科大學生人才培養的現狀與對策[J].遼寧教育行政學院學報，2020（1）.

[10]陳宇新.媒體環境下高校創新創業教育的內涵與特征[J].中國報業，2018（24）：99-100.

[11]李全生.布迪厄場域理論簡析[J].煙臺大學學報（哲學社會科學版），2002（2）：143-150.

[12]教育部高等教育司.教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知[EB/OL]. http：//www.moe.edu.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html.

[13]姜曉坤，朱泓，李志義.新工科人才培養新模式[J].高教發展與評估，2018（2）：17-24.

[14]陸興發.新工科視域下大學生綜合創新能力提升的教學設計探討[J].赤峰學院學報（自然科學版），2018（1）：149-151.

（責任編輯：劉宇）