“新工科”人才培養(yǎng)體系探索研究
——以計算機大類為例

李 鵬 閔 慧

1.湖南中醫(yī)藥大學信息科學與工程學院 湖南長沙 410208；2.中南大學湘雅三醫(yī)院 湖南長沙 410013；3.醫(yī)學信息研究湖南省普通高等學校重點實驗室(中南大學) 湖南長沙 410006；4.湖南信息職業(yè)技術學院軟件學院 湖南長沙 410200

1 概述

新工科是新時代工程教育改革的新方向。高等院校中的工程類教育作為培養(yǎng)新工科人才的關鍵環(huán)節(jié)，對于推動技術革新、引領科技發(fā)展具有重要的作用。因此，在高校的教學研究中，應該重視對于工科類課程教學思維和教學方法的研究，積極推動工科類課程的改革，以順應新工科環(huán)境下對于信息類人才的需求，著力培養(yǎng)出思維敏捷、邏輯清晰、極具創(chuàng)造性和先進性的高素質人才。2020年9月，習近平總書記親臨湖南考察，擘畫了“三高四新”的宏偉藍圖。省會長沙當以“領頭雁”，爭做“三高四新”先鋒。隨著長沙經濟的發(fā)展，新興產業(yè)的發(fā)展需要大批跨學科交叉的新型卓越工程技術人才。2017年，教育部推動了“新工科”發(fā)展戰(zhàn)略，并于2月18日形成了新工科建設“復旦共識”，于4月8日形成了“新工科行動路線(天大行動)”，又在6月9日形成了“新工科研究與實踐項目指南(北京指南)”，給新工科建設提出了明確方向。新工科建設行動在我國高等教育界掀起了一陣新的改革熱潮，各高校紛紛響應，在工業(yè)界和國際上也引起巨大反響。大類培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的一個重要方式，其目標是培養(yǎng)基礎知識寬厚、交叉和專業(yè)知識精深的人才。結合“新工科”和大類培養(yǎng)，有望在各領域培養(yǎng)具有國際競爭力的高素質人才。因此，以計算機大類為例，研究“大類培養(yǎng)”背景下“新工科”人才培養(yǎng)體系，具有較好的理論和實踐價值。

2 國內外現狀

事實上，國內外一直在探索工程教育的發(fā)展新途徑。2001年，美國工程院發(fā)起“2020工程師”研究計劃，分別于2004、2005年發(fā)表了《2020工程師：新世紀工程的愿景》《培養(yǎng)2020工程師：為新世紀變革工程教育》等報告。美國工程與技術鑒定委員會(ABET)的“工程準則2000”(Engineering Criteria 2000，EC2000)明確指出，“工程人才必須具備鑒別、闡述和解決工程問題的能力以及在工程實踐中使用技術、技能和現代工具的能力”。MIT等聯合制定的CDIO工程教育能力大綱要求，“工程畢業(yè)生能在現代團隊合作環(huán)境中構思—設計—實施—運作復雜有價值的工程體系；在具備專業(yè)知識和實踐能力的同時，注重解決問題和批判創(chuàng)新等綜合能力”。十幾年來，我國一直在探索工程教育的新途徑。先后實施了一系列行動，如試辦國家示范性軟件學院、建設微電子學院、實施卓越工程師培養(yǎng)計劃、推行CDIO工程教育、開展工程教育專業(yè)認證、發(fā)展戰(zhàn)略新興產業(yè)相關專業(yè)等。2015年，國務院出臺《關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》和《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，提出要圍繞國家的創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，培養(yǎng)具有歷史使命感和社會責任心、富有創(chuàng)新精神和實踐能力的各類創(chuàng)新型、應用型、復合型優(yōu)秀人才。其目的都是為了滿足當前和未來的戰(zhàn)略新興產業(yè)競爭人才培養(yǎng)的需要。

3 人才培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)

但是，在當前我國的國情條件下，特別是大類培養(yǎng)背景下的新工科建設，面臨幾個重要問題：

(1)作為特色的中醫(yī)藥院校，在“新工科”背景下，需要培養(yǎng)卓越工程技術人才，但是，基礎理論的培養(yǎng)同等重要。如何在大類培養(yǎng)背景下，平衡工程人才和理論研究人才的培養(yǎng)，合理地設置人才培養(yǎng)體系，找到在工程和理論方面因材施教的方案仍需研究。

(2)評估是規(guī)范教學的重要手段，以評促建、以評促改、以評促管是其思想核心。在“新工科”背景下，如何選擇合適的評估手段，既能夠有效地規(guī)范教學，又符合教育的規(guī)律，是目前面臨的一個重要挑戰(zhàn)。

(3)校企合作是“新工科”人才培養(yǎng)的抓手，但是，目前的校企合作，存在政策壁壘，由于信息的不對稱，影響了工作效率。如何建立良性的校企合作機制，提高人才培養(yǎng)質量，以及如何理順相關政策，建立良性的校企合作機制，讓校企合作為“新工科”人才培養(yǎng)更好地服務，提高人才培養(yǎng)質量，成為亟待研究的問題。

(4)目前，由于師資水平不平衡、政策不完善、資源不充足等原因，優(yōu)質的“新工科”教學尚無法全面鋪開。如何集中優(yōu)勢力量，進行小范圍地大膽改革，個性化培養(yǎng)人才，還需要進行諸多探索和嘗試。

4 人才培養(yǎng)體系設計

下面以湖南中醫(yī)藥大學信息科學與工程學院的教學改革為背景，針對目前的實際情況，在師資水平不平衡、政策不完善、資源不充足等情況下，針對人才分流、教學評估、校企合作、個性化人才培養(yǎng)等方面進行研究，力求為大類培養(yǎng)背景下的新工科建設提供一個新的思路。

4.1 設計“隱性分流”培養(yǎng)體系，平衡工程人才和理論研究人才的培養(yǎng)

作為特色的中醫(yī)藥類院校，在“新工科”背景下，需要培養(yǎng)卓越工程技術人才，但是，也必須考慮部分學生將要進入基礎理論研究領域。其中，工程技術領域對接產業(yè)需求，面向高級工程技術；理論研究領域對接研究前沿，面向將來的基礎理論研究。作為兩者基礎的通識教育，是培養(yǎng)高層次人才的基礎，并在學生中和素質上加以提升，培養(yǎng)其數學、英語、合作、組織等方面的能力，是前兩者的保障之基。三者之間的關系如圖1所示。

圖1 大類培養(yǎng)背景下三個教學模塊之間的關系

在大類培養(yǎng)過程中，為平衡此問題，我們提出如下的舉措：

(1)在大類培養(yǎng)(大學一年級)的課程中，加強英語、數學、物理、計算機基礎、電路等課程的培養(yǎng)，并適當增加人文課程，夯實學生的基礎。

(2)大學二年級之后，由各專業(yè)自行制訂培養(yǎng)方案。在培養(yǎng)方案設立時，確定“面向工程技術”和“面向科學研究”兩個模塊供選。

(3)建立“隱性分流機制”。學生進入大學二年級，設立選課向導，以班導師、輔導員為隊伍，根據學生的興趣，指導其選擇面向高級工程技術和科學研究的課程。

(4)對每門課程設立課程負責人，對于“面向工程技術”和“面向科學研究”兩個方向，由課程負責人安排相應教師，使得不同的教師根據專長對課程進行教學。

(5)培養(yǎng)方案中，增加學生在合作、組織等綜合素質方面評價的權重，提高平時成績的比例，在平時成績中考慮學生綜合素質。

4.2 采用合適的評估手段，規(guī)范教學活動

評估是規(guī)范教學的重要手段，以評促建、以評促改、以評促管是其思想核心，教學評估是保證教學質量和規(guī)范的撒手锏。在“新工科”背景下，我們擬從以下方面進行改革：

(1)選擇合適的評估工具。當前，工程教育專業(yè)認證和教育部的本科教學審核評估是我們優(yōu)先選擇的兩個評估工具。

(2)教學評估工具化。學院將組織班子，對兩個評估工具中的要求進行量化。對教學過程的細節(jié)進行精細化，對教學文檔進行規(guī)范化，并制定明確的規(guī)范標準。

(3)用教學評估促進專業(yè)建設。面對教學建設比較分散、工作繁雜、專業(yè)建設一事一議效率較低的問題，每年各專業(yè)針對教學評估找差距，由學院設立政策，促進專業(yè)建設。

(4)教學評估責任化。在教學評估過程中，設立多級責任體系，學院對教學評估的總體效果和規(guī)章制度負責，專業(yè)和系對本專業(yè)的教學評估質量和培養(yǎng)方案負責，課程負責人對課程的教學文檔負責，教師對自己教學的過程規(guī)范性負責。

4.3 建立良性的校企合作機制，提高人才培養(yǎng)質量

校企合作是“新工科”人才培養(yǎng)的抓手。針對目前校企合作存在政策壁壘，由于信息的不對稱、效率較低的問題項目擬從以下方面進行改革：

(1)對接雙一流，在校企合作中培養(yǎng)教學成果。采取“長期合作、互利共贏、多位一體、建設精品”的思路，將校企合作從“人才培養(yǎng)計件工程”中解放出來，采取“接觸—合作—嵌入—融合—共建”的方案進行校企合作。

(2)建立“學院—創(chuàng)新實驗室—企業(yè)俱樂部”的“三駕馬車”發(fā)展形態(tài)，在學院建立創(chuàng)新實驗室，設立企業(yè)俱樂部，對學院的培養(yǎng)過程進行指導。

(3)以實驗建設為抓手，讓企業(yè)合理合法嵌入。構建體系，由企業(yè)投入建設實驗室，引進企業(yè)進行授課，學校進行監(jiān)管，兼顧專業(yè)的師資培養(yǎng)。

(4)校企合作，打造教學成果。打造一批校企合作精品教材、精品課程、教學名師，引導創(chuàng)建有概念、有數據、有持續(xù)性、有實施、難復制的教學成果。

4.4 充分傾斜優(yōu)勢資源，進行創(chuàng)造性改革試驗

目前，由于師資水平不平衡、政策不完善、資源不充足等原因，優(yōu)質的“新工科”教學尚無法全面鋪開。我們將集中研究優(yōu)勢力量，從小范圍精細改革開始，層層鋪開，以點帶面。將以“圖靈”班、創(chuàng)客空間、學科競賽為著力點，加強學生個性化培養(yǎng)方面的研究。實行單獨開課，安排有豐富教學經驗的教師授課，配備專門的班導師鼓勵在這些小班內實施翻轉課堂等教學改革，從中總結出個性化培養(yǎng)方面的經驗，形成教學成果。

結語

為了充分適應新工科培養(yǎng)人才的需要，探討了以計算機科學與技術大類為例的人才培養(yǎng)體系。通過培養(yǎng)體系設計，平衡工程人才和理論研究人才的培養(yǎng)；通過選擇合適的評估手段，規(guī)范教學活動；通過建立良性的校企合作機制，提高人才培養(yǎng)質量；通過采取措施對教師進行合理評價和激勵；通過充分利用小范圍大膽改革，個性化培養(yǎng)人才。這些措施具有較好的實施前景，為高校課程改革提供了良好的參考。