新工科背景下地方院校個性化人才培養模式探索與實踐

毛成 趙春魚 李一星

摘 要：如何將新工科理念融入人才培養目標和過程是新時代地方工科院校教育教學改革重點之一。本文以中國計量大學工科試點班為例，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為途徑，重塑培養目標、優化培養方案、健全保障機制、改進評價體系，探索和實踐新工科背景下個性化人才培養模式，學生培養成效顯著提升。

關鍵詞：新工科;個性化;培養模式

在“復旦共識”“天大行動”“北京指南”三部曲和教育部“新工科改革研究項目”立項的政策推動下，我國工科人才培養正式邁入新一輪轉型升級和質量提升階段。作為“新工科”建設主體的地方工科院校在這場改革與建設中責無旁貸，同時也面臨新的機遇和挑戰。

“人才隊伍靠教育事業培養，人才素質由培養模式決定”。提高工科人才培養質量是改革開放以來我國工科院校一直努力的方向，不少院校嘗試采用包括“混合班”“交叉班”“卓越班”“試點班”等模式來回答“錢學森之問”。綜合分析國內外一流大學個性化人才培養模式，發現有以下幾個重要特點：①都把培養創造性作為個性化人才培養的核心理念;②注重學生的個性差異，在專業設置口徑、方向、時空等方面更具靈活性;③注重學科交叉和通識課程的開發和建設，減少專業必修課，增加專業和自由選修課;④特別重視教學制度體系的創新與優化，如建立導修制、訪學制、彈性學分制等;⑤特別強調構建以發現和探究為核心的教學組織形式;⑥評價方式上，從單一走向多元。

應該說，這些探索積累了個性化人才培養的諸多經驗，但在學生需求日益多元、經濟發展日益多樣的今天，個性化培養仍有較大的探索空間。“新工科”以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，對傳統工科人才培養提出了新的挑戰[1]。面對新工科所帶來的工程教育整體改革影響，如何在繼承原有模式中有所創新，如何更好實現各專業方向的交叉與融合，如何更好推動試點學院與專業學院和行業企業資源協調與共享，成為新工科建設背景下地方院校個性化培養模式改革的重要課題。本文以中國計量大學量新學院工科試點班近四年深度個性化人才培養改革為例，對以上問題進行探索與實踐。

一、起點與思路

1.改革起點

中國計量大學是一所以“計量、標準、質量”為特色的地方工科院校，長期以來在引領行業發展和服務地方經濟中扮演著重要角色。而量新學院作為中國計量大學的榮譽學院，自2006年成立以來，一直承擔著學校工科試點班的培養任務，以及學校教育教學改革的試點工作。在傳統工程教育模式下，工試班曾經歷了2006—2011年的“2+2”模式，2012—2016年的“1.5+2.5”模式，應該說多年改革取得一定的成效。但是從校友反饋和學生訪談來看，培養模式的個性化程度有限，學習自由度偏弱，學生的創新意識和能力及知識結構的交叉復合、國際化視野、主觀能動性發揮等方面還存在一定的局限性。

2017年，以新工科建設為契機，學院針對問題和局限，在大量的調查研究、學習借鑒基礎上，開啟對工科試點班全面、深度的人才培養模式改革，進一步探究與梳理人才培養的目標邏輯和過程邏輯，進一步突破傳統壁壘，創新機制，構建“符合學生需求、符合社會需求、符合教學規律”的新版人才培養模式，切實體現“以生為本、因材施教、激發潛能、追求卓越”的榮譽學院辦學宗旨。

2.改革思路

人才培養模式改革一般包括目標優化、方案改良、機制保障和評價改進等關鍵要素。以這四個要素為改革主要環節，嵌入新工科建設思想，以實現人才培養模式的重構與優化（見圖1）。在培養目標優化中，基于在校生、畢業生、教師和用人單位等調研，梳理工科試點班培養目標演變脈絡，探索新工科核心要素植入點;在培養方案優化中，通過學程設計、課程門類拓展、課程選擇拓寬以及強化創新課程等實現前沿工科課程內容的更新迭代和多學科知識結構的交叉復合;在機制保障維度，通過組織、管理和激勵三個方面突破原有管理限度;在評價改進維度，通過學習成果多元化、教學成效多要素、培養方案全過程評價體系的構建，促進個性化培養方案的持續有效的改進。

二、探索與實踐

1.目標優化——新工科背景下個性化人才培養的邏輯起點

人才培養目標是為人才培養質量確定標準，培養目標的重塑是人才培養模式創新的邏輯起點，這個起點需要解決的問題包括：①新工科人才的核心要素要體現;②個性化培養的特色優勢需呈現。為此，通過對30多個用人單位走訪交流，500多名學生問卷調查和40多名師生的深度訪談，結合對新經濟變化需求和新工科人才核心要素的認知，根據學生發展訴求和學院辦學使命，確定培養理念、特色和規格，重塑培養目標：以立德樹人為引領，以“厚基礎、強能力、重交叉、廣視野”為特色，以生為本，面向未來，培養在計量或相關領域具有創新精神、全球化視野和持久競爭力的高素質、復合型、卓越化的工科人才。

與以往相比，在培養目標的維度上突出了創新和實踐能力、可持續發展能力、知識結構交叉復合、國際化視野、追求卓越等新工科人才的核心素質;在培養目標的實現上強化了培養過程的四大特色優勢;在培養目標的規格上進一步明確了高層次、復合性、拔尖型的培養層次。

2.方案改良——新工科背景下個性化人才培養的主體承載

人才培養方案是培養目標的“設計施工圖”，是提高人才培養質量的主體承載。在充分借鑒和實踐反思的基礎上，遵循新工科的理念，依據培養目標和規格，多措并舉，對前期的個性化人才培養方案進行優化和改進。

（1）“二維聯動”，重構新工科下個性化人才培養方案總體框架（見圖2）。

①縱向維度，改進學程模式。學程，是相對于教程而言，即以學生主導的學習進程。工試班學生以往與普通班學生相比，在工科大類培養階段，課程內容多而全;進入主修專業，除了選修課程，其他基本上均按學校統一教學計劃來執行，學生在學習進程、內容、時空上的可選擇性非常有限，個性化發展的需求無法得到滿足。針對這一狀況，我們設計了學程模式“1.5+1.5*+1+4S”，學籍管理全程由量新學院承擔，即：“1.5年工科大類學習階段”，學生可根據個人發展規劃和后續專業意愿自由選擇基礎課程進度、難度和模塊，也可根據個人能力和興趣自由選擇創新實踐、社會實踐、視野拓展等各類項目;“1.5*年主修專業學習階段”，學生可根據自己的發展需要，在主修專業核心課程基礎上，可跨學院、學科、專業自主設計這一階段的課程構成體系，實行“一生一案”;“最后1年自主發展階段”，根據個人發展路徑，選擇不同學習模塊和實踐內容，也可查漏補缺在全校范圍內或國內外跨校選擇自己需要完善或提高的課程和項目，充分滿足學生個性化發展的需要。總體而言，學分學時分布更趨優化，知識結構更趨合理，個性化程度三段漸進。“4S”為社會交流與實踐SCP、科技競賽活動SCE、科研素質拓展SQT、系統工程實訓SEP，是基于新工科理念下貫穿整個本科階段強化學生創新能力、科研能力、社會能力、工程能力、全球視野、交叉復合的培養環節。

②橫向維度，增進分層分類。工科大類階段，教學計劃全部由量新學院設計，提供多層次的工科基礎榮譽課程、各專業方向的預修課程模塊、特設的榮譽選修課程。專業階段，主修專業的核心課程是必學的，但部分核心課程根據學生需求也設置了不同梯度;自選課程中增大了交叉課程比例，可自主設計課程組合[2]。自主提升階段，設置研究型和應用型模塊，根據個人發展需要，選擇不同路徑;4S模塊均設有不同梯度和類別，學生按興趣和能力各取所需。

（2）“三大突破”，新模式中關鍵節點選擇充分滿足學生個性化需求。在培養模式運行過程中，學生會面臨一些關鍵節點的選擇，如專業的再次選擇、各類課程的選修、業內學分的抵換等。對此，一方面加強引導和咨詢，另一方面從政策和制度上加以保障和改善。

①專業選擇上突破傳統，充分滿足學生發展需要。工試班每年從已錄取的理工科新生中選拔約4%～5%的優秀學生進行四年一貫培養與管理。在1.5年的大類培養階段，學生可通過“始業教育”“大學生學習指導”，結合生涯規劃、名師導學、專業走訪等，讓學生逐步了解各個專業內涵，再結合個人興趣、能力和職業理想，對專業進行二次選擇和定位。為了充分滿足學生的需要，重新修訂分流制度，突破原有方案設置的局限。經統計，專業更改比例每屆超過60%，學生的選擇更趨理性和成熟。

②課程選擇上突破壁壘，深度滿足學生個性需求。原先不管是在大類培養階段還是主修專業的培養階段，課程的選擇往往僅限于在相對應學院內，但是新工科的很重要特征是知識結構的交叉復合。為此，我們改革的重點是，在保證專業核心課程完成的基礎上，全程實施“不同課程組合”的“一生一案”制，學生可根據學業進度、科研興趣、個人發展等需要，突破傳統壁壘，可跨專業、跨學科、跨年級、跨時空修讀課程。在此模式下，學生選擇自由度增大，主觀能動性提升，學科交叉優勢明顯。

③學分認定上突破界限，更好體現評價多元開放。學分總量從原來的185分降到165分，給予學生更多的自主選擇和決定的權利，并且突破課程性質與界限，認定和評價方式更加開放。如學生已獲獎的學科競賽、結題的科研項目、授權的專利、發表的學術論文，在滿足基本畢業創新實踐學分后，可認定為培養計劃中的相關課程，從而激發學生參與創新實踐活動的主動性和積極性。另外，經相關認定的優質網課、出國（境）交流項目、雅思或托福成績等均可計入或抵入業內學分。近四年畢業生通過上述方式認定達70%以上。

（3）“四頭并進”，新工科人才核心要素融入培養過程。培養適應未來新產業需要、具有國際競爭力的高素質復合型工科人才，是新工科建設的核心內涵和價值追求[3]。為此我們通過供課程、促交叉、融學創、拓視野等舉措，把新工科人才核心要素有機地融入培養過程，努力實現學生綜合能力提高、知識結構優化、創新創業增強、視野意境開闊的培養目標。

①基于能力提升，優化課程供給。原有課程供給體系，除了大類階段的幾門核心課程與普通班學生相比在難度上有點差異，其他的基本相同，諸方向也無差異性，平臺課多而雜，學生可選擇自由度比較低，導致學生學習壓力大，個性化發展非常有限。

為此我們把課程改革作為重中之重來對待，努力開發和提供多類優質課程資源，滿足不同階段學生多元選擇的需要。在大類培養階段，為了專業方向銜接的需要，增設專業預修課，各專業大類方向按模塊設置選修課程。重視強化數學、物理、英語、電路等10門榮譽核心基礎課程建設和督導，通過擴學時、增難度、配強師，夯實工科基礎，如把高數提高為工科數學分析（兩學期共10.5學分）、把線性代數拓展為線性代數與空間解析幾何（3.5學分）、概率與數理統計從2學分提升到3學分、大學物理跨兩學期總計6學分。英語課程開設有大學英語四、五、六（跨度為3個學期）、外教英語口語（共兩學期）、雅思英語、科技英語等。課程教學形式基本為小班化，師資大多為國省級名師或優秀中青年教師。為了強化學生創新能力、科技前瞻性等的需要，開設榮譽先鋒課程，即以“項目驅動式”“問題導向式”和“前沿領略式”為特色的學院專設選修課，如數學建模、發明與實踐、算法與編程實踐、創新思維與創新實踐等，提高學生創新意識、設計能力、科技前瞻性和領導力等。開展對重點實驗課程的試點改革，提高學生工程思維和實踐動手能力;進入專業后全程開展系統實訓SEP計劃。

②基于復合融通，加強知識交叉。“新工科”更強調學科的實用性、交叉性與綜合性。相對于傳統工科人才，新工科人才不僅要在某一學科專業上學業精深，而且還應具有“學科的交叉融合”的特征[4-5]。為此，通過交叉學分設置（10～15分）和認定機制，引導學生跨學科專業選課;或要求學生選擇專業自主創設的交叉整合課程，如智能控制、軟件設計、機器學習與大數據基礎等;或組織學生參加一些交叉性、綜合性的學科競賽，如“挑戰杯”“智能車”“機器人”“互聯網+”大賽等，從而更好地完善知識結構，促進與滿足學生多元化、復合型發展的需要。創設6大模塊的專業交叉課程群，如自動化+機器人工程、測控技術與儀器+智能感知工程、質量管理工程+標準化工程、計算機科學與技術+人工智能等，科學引導學生跨專業選課。依托多學科交叉平臺，如智能工程—眾創空間、大數據分析與人工智能實驗室等，供學生本碩創新、學科競賽、綜合工訓。鼓勵學生輔修知識產權、標準化等具有計量特色的第二專業，完善行業相關知識結構。

③基于創新培養，強化學創融合。新工科人才的核心要素之一就是“創新能力強”。在傳統培養中，比較多的是學生自由組合、自主利用課余時間進行科技活動，這樣顯得零星松散，專業性不夠強，參與度不夠廣，激勵性不夠大。

針對這些問題，我們構建了“課程牽引、社團招募、導師指導、學分認定、重獎激勵”“五位一體”的創新能力培養體系[6]，使專業學習和創新實踐有機融合，興趣愛好和社團活動充分結合，創新導師和專業導師點面結合，學分認可和獎勵基金雙管齊下（見圖3）。以全國大學生數學建模競賽為例，量新學院每屆一般有60%左右學生在第三學期選擇“數學建模”這門課，課程結束后有80%左右的學生被選拔進入“數模競賽團隊”，學院專門聘請導師團隊指導，這些學生中90%以上均能獲國家級或省級以上獎項。2018年量新學院一組學生獲全國數模競賽最高獎——MATLAB創新獎，2019年獲國際數模競賽特等獎和SIAM獎。同時，學生根據需要均可獲得相應學分認定。學院還設有創新獎學金，對于學生獲獎層次和等級給予1000～10000元獎勵。相較于改革前學生創新意識、創新動力和創新成效顯著提升。

④基于視野拓展，加強交流力度。拓展學生的國際化視野，提高國際化實踐能力，是培養高質量工程人才的有效途徑，也是培養國際化創新人才的必然要求。為此我們與美國、英國、德國、日本、澳大利亞、芬蘭、捷克等國家的高校和名企建立交流訪學和實習項目;設立高額訪學獎勵基金，制定交流學分互認機制，以充分滿足學生“拓視野、長才識”的需求。國際訪學比例逐年提高，無疫情時畢業生30%左右有交流學習或出國深造的經歷。

3.機制優化——新工科背景下個性化人才培養的重要保障

“改革要成功，機制須先行”，良好機制能夠切實保障模式運行的有序化和規范化。幾年來，通過對組織、政策、激勵三大保障機制的健全，不斷提高管理運行績效。

（1）強化組織保障。建立健全“進出口”和過程管理中的組織保障體系，并不斷探索高效的工作機制。建立了“選拔與分流工作領導小組”“教學指導委員會”“榮譽證書評審委員會”等多個校級組織機構。上述機構負責人均為校長，相關職能部門和學院負責人參與，從組織、協調到決策，均得到有效的保障。

（2）優化政策保障。系統梳理個性化人才培養各個環節的管理機制，疏通各個機制之間的銜接和呼應，提高管理流程的簡潔性和流暢性，提高管理績效。出臺了導師制、滾動學籍制、學分認定制、榮譽學籍制、學院共享制等與新模式相匹配的管理制度。如學分認定制，近年來不斷完善各類課程和項目的學分（交叉學分、創新學分、實踐學分、交流學分和網絡學分等）權重的設置和認定機制;如學院共享制，學生進入專業后，管理主體仍是量新學院，但培養是量新學院與相關學院雙主體的，所以學校對培養成效的考核與獎勵均為雙重賦予，以此更好地激勵雙方的能動性和聯動性，共享培養成果，從而改變了以往“單打獨斗”“相對封閉”的局面，開啟了齊抓共管、互利共贏的良好態勢。

（3）建立激勵機制。通過學校政策支持、引進企業資助、校友資源等，建立一系列優學重獎、優教優酬的激勵機制，尤其是近四年學院共引入企業和校友捐資150余萬元，設立了4項獎學金和1項獎教金，且在關鍵節點的改革中加大資源投入和政策傾斜，形成了優學優教優導互相促進、潛能潛質潛力有效激發的良好教育生態環境。

4.評價優化——新工科背景下個性化人才培養的重要環節

質量評價是依照培養目標對培養活動及其結果進行價值判斷，傳統評價比較強調控制職能，評價模式較為單一、單向、單方。為此，在新模式運行過程中，我們借鑒發展性評價理念，樹立“以學生為中心、重視過程管理、強調持續改進”的質量評價觀，通過對學生學習、教師教學、培養方案“三大評價”體系的創建，進而形成多方、多元、多向交互評價的動態閉環調節系統，有效促進學生和教師主體效能的提高，以及培養模式的持續改進[7]（見圖4）。

（1）對學生學習成果的“多元化”評價。針對學生多樣化成果采取多元化的評價方法，形成規范體系，并以“一生一冊”開展全方位建檔;邀請每屆畢業生離校前對學習滿意度、培養效果等進行評價和建議。

（2）對教師教學成效的“多要素”評價。主要采用“生評教，生評導”方式，并結合校院二級教學督導反饋，以及教師教學成效和指導成果等要素。評價結果作為選聘任課教師和導師的主要依據，并與薪酬和評優掛鉤。每屆畢業生對導師進行問卷評價，全面了解導師指導情況，以此作為導師甄選、調整以及優秀導師評選的主要依據;每年對聘用的創新導師或社團活動指導教師進行考核評價，用以獎勵或續聘依據[8]。

（3）對人才培養方案的“全過程”評價。學院每年通過教學指導委員會、外聘專家和第三方評估機構，對總體培養方案、“1.5年大類階段”培養計劃、學生個性化培養方案進行審核認證。

三、成效與反思

1.改革成效

四年來，按照新工科理念，不斷改進與優化個性化人才培養模式，取得了一些顯著的成效，尤其是2019年11月在教育部對我校本科教學審核評估回訪中，量新學院“一人一案”的個性化培養模式及取得的成效，受到了教育部專家的充分肯定。主要體現在以下方面：

（1）就業競爭力顯著提升。近年來，在浙江省教育評估院對《畢業生職業發展狀況及人才培養質量》的調查中，量新學院學生的就業率、就業核心競爭力、對母校滿意度、用人單位滿意度等方面均名列全校第一。以上數據在省屬榮譽學院中也是名列前茅。

（2）應屆生深造率顯著上升。四年來，在沒有保研機制的情況下，畢業生繼續深造率連年提升，2021年達70.7%，平均達62%，其中考上國內外名校的達70%以上，在省屬高校榮譽學院中名列前茅，對比前三年繼續深造率平均值提高了近24%（圖5）。

（3）學生創新能力顯著提高。設置科學的激勵機制，積極組織和引導學生參加學科競賽。2017年35人次、2018年38人次、2019年31人次獲國家級或國際性競賽獎。其中“挑戰杯”、數模、智能車、航模、智能互聯、英語和生命科學等類大賽均獲過全國特等獎或一等獎;2018年1組學生獲全國“數模”特等獎后，2019年又摘得國際“數模”特等獎，并獲SIAM獎。四年來，88%左右的畢業生獲得省級及以上科研項目和學科競賽獎項，比前三年平均提高40%以上。

（4）學生綜合素質和社會活動能力顯著提升。四年來多名學生曾獲國家獎學金特別評審獎、全國大學生就業創業人物、全國大學生“自強之星”、省“十佳大學生”等榮譽;多名學生參加全國大學生骨干培訓班、入選省新世紀人才學院、擔任省學聯主席;多名學生被評為“西博會”“G20峰會”和世界互聯網大會等活動優秀志愿者;班團曾獲評全國活力團支部、浙江省冠軍團支部等。

2.總結反思

經過四年來的探索與實踐，取得了一些經驗和成效，但也有一些值得反思和完善之處：

（1）以新工科建設為契機，緊抓專業改造和專業更新。近年來，學生的專業選擇還是以傳統的學校優勢專業為主，如測控專業、自動化專業、光學工程、質量工程、計算機專業等。但是在調研和個案設計中，學生對一些新興專業比較青睞，如人工智能、機器人、云計算、大數據等，學生的需求盡管在個性化培養中按“主修專業+相關課程群”的形式得以一定緩解，有的專業目前學校也正在積極籌辦或申報之中，但按新工科建設要求，學校在專業建設這一方面應有更多的先行布局和總體考量;學校要建立學科專業動態調整機制，經常性地對學科專業建設及其人才培養環境、條件和特色進行分析，既要適應當前發展需要，又要考慮產業長遠的、潛在的需求。

（2）以精品一流為目標，強化課程和課程群建設。量新學院開課教師均從各個相關二級學院聘請，本院沒有專職教師，盡管有較好的動態選聘機制，但由于任課教師的外援化，模糊了課程建設的主體性。另外，由于聘請的教師在規模效應上的局限性，也導致課程建設團隊協作效應得不到很好的發揮。從長遠來看，優質課程是保障個性化培養質量的關鍵要素，學校和學院應加大主體投入，強化對一流課程和課程群的建設。

（3）以制度創新為保障，提高模式改革的成效。近幾年來，制度的建立和完善，極大地推動了改革進程，保障了改革效應，但還存在著“小眾需求”與“大盤走向”、政策傾斜與資源不足的境遇矛盾。為此，除了要重視完善較為常規的運行和保障制度，還應加強調研取經，因地制宜、與時俱進地構建獨具特色的管理、評價、共贏、激勵機制，激發參與單位和師生的積極性，不斷提高改革的成效。

參考文獻：

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[資助項目：浙江省高等教育“十三五”第一批教學改革項目“新工科背景下個性化人才培養模式的探索與實踐——以中國計量大學工科試點班為例”（編號：JG20180141）;浙江省高等教育“十三五”項目“循證視角下高校大學生競賽質量評價研究”（編號：JG20190206）]

[責任編輯：楊裕南]