新工科背景下理論知識和科研實踐兩手抓的本科生人才培養模式研究與實踐探索*

劉永闊 郭曉俐 高嘉嶸 姚宏偉

哈爾濱工程大學核科學與技術學院 哈爾濱 150001

0 引言

2017 年2 月18 日，綜合性高校工程教育發展戰略研討會在復旦大學召開。在此次會議上，新工科一詞被正式提出。新工科概念的提出，源于“中國制造2025”“工業4.0”和“一帶一路”等多個重大國家戰略的實施，現階段，傳統的工科教育已經無法適應新工業浪潮的來臨，迫切需要進行提升和改進。

隨著人類社會的快速發展，核能的開發利用有利于環境保護和解決能源枯竭問題。為此，核能領域迫切需要大量高質量的核工程人才，來從事相關的研究。

為此哈爾濱工程大學核科學與技術學院著眼于新工科建設大環境和教學過程“重教輕學”“重研輕踐”現象，進行了核科學與技術學科下本科生人才培養模式的研究與探索。

1 國內外大學本科工程教育

1.1 美國

美國的大學教育注重培養學生運用知識的實踐能力，在本科階段，學生的綜合能力和專業能力是其核心的考察內容，并且美國大學會以可評價的形式對兩方面能力進行考核。

在工程教育領域，美國大學培養目標和專業劃分十分明確。其以努力培養高質量、專業的現代工程師為目標，強調工程教育要將理論知識與實踐相結合，與市場和產業的實際需求相聯系；其專業可主要劃分為工程學和工程技術兩大類[1]，工程學類偏學術，偏設計，而工程技術類偏應用和實際。

1.2 日本

日本是世界公認的高等教育強國，面對新一輪的技術革命和急速發展的國際社會，日本提出了《2040 年日本高等教育總體規劃》，規劃提出要以學習者為中心，培養與未來社會相適應的人才。

日本高校的工程教育源于以蘇黎世工業大學為代表的歐洲工科教育體系，專業設置上過于細分，雖然這種模式有利于培養專家型的工程人才，卻不適應于未來社會對復合型跨學科人才的需求。

本研一體化和工程教育專業認證是日本新時代工程教育改革[2]的基本方向。本研一體化的提出，源于日本工科畢業生研究生學歷比本科生學歷好就業的現實。本研一體化弱化了本科生和研究生的分層，實現“本碩六年一貫制”。同時，由于日本的工程教育專業認證工作開展得較晚，日本工程教育專業認證的可信度和國際接軌程度有待提高。

1.3 德國

德國GDP 排名位列全球第四，以強大的工業制造能力聞名世界，牢牢占據著歐洲第一工業強國的地位，德國工業也成為了一張獨特的國家明信片。由于對工業的重視，德國對高等工程教育也非常注重，探索經驗十分豐富，培育出了大量的優秀工程人才。

德國高等教育的目標非常明確，放在具體的工程類高等教育里，其目標就是培養具有職業素養的工程人才。

20 世紀90 年代，經濟全球化逐步推進，面對全球化帶來對工程人才需求的改變，德國開始在高等工程教育領域進行一系列改革[3]。首先是引進了專業認證機制，形成了全國性學科評審委員會、認證機構和高校三方參與的專業認證體系，以確保認證的公平性和客觀性。其次，由于此前德國的教育體制里沒有學士學位，故在保留原有的大學文憑工程師的基礎上，增加了工學學士學位，并對新增學士學位的專業進行評估，以確保其教學質量。

1.4 英國

作為世界上首先進行工業化的老牌資本主義國家，英國的高等工程教育歷史悠久，積攢了豐富的經驗，為很多國家的工程教育改革提供了前進方向。

在英國，幾乎所有工科類專業都擁有著相對應的工程專業協會[4]，工程專業協會代表著一個行業的發展狀況，規范著從業人員的活動與行為，行業運行的質量標準，并對專業人才的培養狀況負主要責任。工程專業協會的存在，既起到了外部對高校良好的監督作用，也促進了全球工程人才的互相認同。

1.5 中國

多年來，工程教育為我國的經濟發展和社會進步培養了大批人才，做出了巨大貢獻。但是，面對新工業浪潮的來臨，舊培養模式出的工程人才無法滿足社會的需求。本科生工程實踐能力差，缺乏工程設計和工程創新能力等現象屢見不鮮[5]。

下面以清華大學、天津大學、大連理工大學和浙江大學為例，簡要敘述這些大學在新工科背景下提出的改革措施。

清華大學在新工科的建設中，提出了“工科+”的改革思路，即工科+基礎，工科+交叉，工科+教育。著眼于基礎理論研究，學科相互交叉和工程教育三個出發點，提高工科與其他學科之間的關聯。同時面向國家重點前沿的課題展開研究，努力實現重要技術的突破。

天津大學是我國新工科建設三部曲的重要基地，開展進行了多種工程教育改革和實踐[6]。天津大學提出“天大方案”，試圖弱化學院之間、專業之間的隔閡，探索未來新工科的學院建設模式。同時，在課程改革上，天津大學構建了以項目為鏈條的課程體系。

大連理工大學以培育精英人才作為目標，實行精英教育，以培養學科領軍人才、新工科領域工程科學家、產學研融合創新人才和服務國家發展戰略支撐人才作為其培養特色。以“多元合作、協同資源”作為校企聯合的核心，針對學生專業知識和技能水平掌握的不同階段，建立了四級階梯式專業實踐平臺。教學改革以實踐教學為核心，以生產項目驅動專業實踐教學。院校和企業合作，轉化工程項目為教學案例[7]。

浙江大學從當前國家需要和未來社會的發展趨勢出發，布局開設了新興、學科交叉的專業，并加大了國內國際的專業認證工作力度。同時結合產業需要，以新經濟和新業態驅動工科與其他學科的融合[8]。

2 我國大學本科生工程教育存在的問題

2.1 工程教育缺乏國際化視野

隨著經濟全球化進程的加快和“中國制造2025”戰略的確立，工業轉型為我國經濟建設提供了新動力，這也對工程人才培養提出了國際化的新要求。但目前我國高等工程教育的發展現狀卻與此要求存在一定的矛盾。目前，國內大部分高校的運作思維，都是重視科研成果的產出而缺乏針對人才的全面培養，尤其在本科生工程教育上較少考慮和國際接軌，這就導致我國培養出來的工程人才很難受到國際認可，這也在一定程度上限制了個人的發展，對國家順應時代潮流造成了阻礙。

工程教育專業認證制度作為中國工程教育與全球接軌的重要通道，可以展示中國高等工程技術人才能力水平，是提升中國高等工程技術教育國際層次、提升中國高等工程技術教育實力的關鍵抓手。但是長期以來，中國一直缺乏工程教育專業認可體系，更缺乏工程師注冊機構。直到近些年來才逐漸發展起來,基本形成了全國工程教育專業認可體系，但仍處在起步階段，還面臨著權威性不夠、標準不完善和國際接軌等問題[9]。

2.2 課程體系與教學

目前在我國的工科院校內，教學方式仍以傳統的灌輸式為主，教學過程以教師教授為中心，存在著“重教輕學”的現象。這種教學方式缺乏教師和學生間的交流和互動，注重知識的灌輸，卻難以關注到學生對知識的理解與應用程度。

同時學科專業的課程設置應該理論知識和科研實踐兩手抓。但目前我國的工科院校卻存在著“重研輕踐”的現象，即強調理論學習，忽視實踐能力培養，這就導致了我國培養的工程人才普遍實踐動手能力不強。

2.3 工程素養和人文素養

工程素質是解決工程實際問題的意識、基礎知識和實踐能力的綜合體現，工程教育最主要的目的就是使學生具備良好的工程素養，能面向工程實際。

人才培養是多層次的，除了工程素養的培養，人文素養也是必不可少的。目前我國的工科院校普遍對人文素養的重視程度不夠，注重培養學生對自身專業知識的掌握，卻忽視了學生人文素質的培養。

3 哈爾濱工程大學核科學與技術學院本科工程教育存在的問題

3.1 存在的問題

通過文獻調研、問卷調查等方法深入了解核科學與技術學院在本科工程教育中存在的問題，主要存在于以下兩個方面。

一是教學形式單一，存在著“重教輕學”的現象。由于核科學與技術學科涉及的基礎課和專業課內容都比較深奧，教師往往一節課要講述很多內容，課程安排比較緊湊。這就導致了“重教輕學”的現象產生，為了保證更高效率地完成教學任務，課堂的教學形式就會進行得十分單一，教師和學生的互動很少。

二是實驗教學難以發揮學生的主動性。實驗教學是實踐內容的重要組成內容，區別于理論教學，實驗教學應該做到以學生為核心，培養學生的獨立思考能力和實踐動手能力，發揮學生的主動性。然而在實際的實驗教學中，教師受到傳統的重理論輕實驗思想的影響，對待實驗教學的重視度不夠，認識不夠正確，投入的精力較少。思想觀念上還認為實驗教學只是學生對理論教學的一次驗證或者補充，存在著“重研輕踐”的風氣，沒有花心思引導學生從實驗教學中獲得獨立思考的能力和質疑的精神，對于學生在實驗教學中發現的問題也缺乏講解和拓展。

教學形式大多以教師講學生做，甚至直接告訴每一個步驟，按流程操作來進行。課前的預習報告也大多以手抄一遍前人的內容結束，預習報告缺少個人思考的內容存在。做實驗的時間安排也比較緊湊，常常一兩個禮拜連續進行，完成整個學期的實驗教學任務。這樣的完成形式，缺乏對實驗過程的能力考核，根本鍛煉不了學生的思考能力和動手能力，會讓學生形成想要應付了事的心態。

3.2 哈爾濱工程大學與國外一流大學相比

國外一流工程大學面向第四次工業革命，都提出了要向培養復合型工程人才邁進，加強校企合作，提高學生的自主創新能力、實踐動手能力和人文素養。

哈爾濱工程大學與美國、德國、英國的高校相似，都注重專業知識技能的培養，但美國更加注重的是批判性思維和綜合素養的培養。而筆者所在學校相對于美國來說對人文素養、道德以及批判性思維的教育較少。德國更加強調的是實踐教育，校企合作進行得比較全面和深入，提倡讓教學與實踐共同進行。而筆者所在學校在實踐方面開展較少，且效果不佳，更加注重理論方面的知識，在實踐教學上缺乏經驗。英國工程教育認證起步早，相比來說我國工程教育專業認證起步晚，筆者所在學校各個專業認證也開始得晚，存在著許多問題。

4 核科學與技術學院一流本科生培養建議

4.1 正確認識本科工程教育

在高等工程教育里，很重要的一部分就是本科階段的工程教育。本科是工程人才培養的初始階段，如何做好本科工程教育是決定后續工程人才培養的關鍵。

在當今我國的高等教育體系架構中，工程教育并沒有充分地彰顯與其他類型教育的區別，長期以來的工程教育一直以科學教育的形式進行，這就導致培養出的人才，工程水平不夠，滿足不了今后就業的要求，更不論新工業浪潮的人才需求。我國許多工科高校并沒有明確地表示要以培養高素養的工程師作為培養目標，究其原因是高校對于工程師的認可度不夠，對本科工程教育認識不夠。

在我國的大部分工科高校里，工程人才培養模式較少考慮工科專業的具體特點，其主體培養模式仍然是培養科學人才的模式，在這種模式下培養出來的本科生，缺乏專業層面的實踐鍛煉，缺乏知識到實踐的轉化。所以在改進核科學與技術專業本科生的培養策略中，一定要先正確認識本科工程教育的概念，樹立明確的培養目標，突出工科專業特點。

4.2 人文教育與工程教育的結合

面對新的時代浪潮，工程教育提倡培養跨學科的復合型人才。其中提高工程人才的人文素養就是跨學科的一處體現，也就是將人文教育和工程教育進行了融合。

我國高校在兩種教育的融合上仍需努力，雖然開設了種類繁多的公選課，但人文方面的選修課數量不足、質量欠佳。選修此類課程往往只是為了滿足學分要求，任課教師對學生要求也不高。此外對于工科院校，相較于工科類學生的數量，其師資數量與開課數量都遠不能滿足人才培養的需求。

4.3 變革教學方法，理論與實踐并重

采取“重教重學、重研重踐、理論知識和科研實踐兩手抓”模式。改變以教師為主的傳統教學方法，在教學過程中突出學生的作用，以學生作為課堂中心，用啟發式、引導式的教學方式，增強學生與教師的互動，啟發學生思維。

學院是本科生接觸各類型研究和實踐項目的重要途徑，故應該多提供能讓本科生參與進來的研究和實踐項目，建立一個本科生可參與的實踐平臺。通過親身參與項目，來培養本科生的獨立思考和實踐創新能力。

5 結束語

本文通過研究國內、外知名大學本科生工程教育的實踐經驗，對哈爾濱工程大學“核科學與技術”學科方向的本科生培養模式和培養方案進行了分析與研究，根據其特點與不足之處對其進行分析、評價，提出了“新工科”建設背景下“重教重學、重研重踐、理論知識和科研實踐兩手抓”的本科生人才培養模式。