多學科交叉融合的復合材料與工程人才培養模式的探索與實踐*

潘建梅，嚴學華，陳 剛

(江蘇大學材料科學與工程學院，江蘇 鎮江 212013)

隨著“中國制造2025、互聯網+、人工智能、一帶一路”等重大行動計劃的不斷推進及融合，傳統產業的轉型升級勢在必行，這就需要培養更高質量的人才。尤其是傳統產業的轉型升級、新型產業的形成使產業發展模式發生巨大變化，對人才的知識體系提出了新的架構，要求培養出兼具扎實的基礎知識、完備的專業技能和多學科交叉融合的復合型人才[1]。由此2017年教育部先后發布了“新工科”建設的“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，以適應新一輪科技革命、產業變革及新經濟發展，促進學科專業交叉融合。“新工科”內涵的確定堅定了高校對培養多元化、創新型新工程人才的信念并掀起建設熱潮[2]。在此背景下，復合材料與工程專業如何適應地方及國家傳統產業的轉型升級及新產業的快速發展是專業建設面臨的難題。必須結合江蘇大學“服務和對接國家與區域經濟社會發展，全面發揮學校在國家和區域創新體系建設中的作用”的辦學定位與宗旨，采取行之有效的措施促進專業建設的完善與優化，全面提升學生的工程意識、工程素質和工程能力，培養具有創新思維能力和解決復雜工程實際問題的創造型人才。

近年來，交叉融合的新工科人才培養已獲得全社會的廣泛關注。如研究者結合安全科學與工程學科專業特點及人才培養過程中存在的主要問題，從教育教學理念、跨學科交融新型組織機構、多學科交叉融合跨界體系和師資隊伍建設等方面構建“新工科”理念下安全科學與工程多學科交叉融合人才培養模式[3]；如針對多學科交叉融合的工程人才培養目標，從課程設計與組織、課程內容更新、多學科交叉融合微環境搭建人才培養模式并探討了具體的實施過程、啟示及關鍵點[4]；如將多學科交叉融合的創新性思維融入到大化工卓越工程人才培養的全過程，獲得人才培養質量、創新實踐平臺和國際化教育等改革中的實踐探索經驗[5]；如利用學校學科優勢及專業特色，從多維交叉融合課程體系、多學科融合師資隊伍、多元化協同育人實踐平臺、科研創新和科技競賽互融及高水平國際化合作辦學等舉措，大力發展多學科交叉融合的培養模式[6]。本文以“新工科”建設理念為導向，以多學科交叉融合工程人才培養中的問題為導向，以提升解決復雜工程問題的能力為重心，以培養和造就高素養創新型人才為目標，探索多學科交叉融合人才培養新模式。

1 多學科交叉融合人才培養中的問題

1.1 培養目標定位及課程體系不完善

傳統人才的培養是以學科邏輯為基礎，以教師為中心并注重知識的傳授，很難滿足社會發展和變革對新工程人才的需求，培養目標定位守舊，畢業生面向產業需求的實踐訓練能力不足，解決復雜工程實際問題的實踐能力欠缺。同時，多學科交叉融合人才培養需要構建完善的課程體系，課程體系的不完善會直接影響課堂效果和學生實踐創新能力的培養，課程設置要以專業教育為主，通識教育力度不夠，多學科交叉融合的主干課程較少，課程設置的靈活性調整有待進一步提升。

1.2 學科發展和專業布局缺乏交叉融合

我國高校普遍不注重對市場需求的了解和預測，對于產業的用人需求把握不準確，且遵從學科邏輯設置的課程體系，學科與學科之間缺少交叉與融合，培養的人才難以適應新工科背景下的人才需求。傳統的建制方式雖然有利于專長領域的發揮，且方便統籌管理，但各學院很難推進跨學科培養模式，使專業設置被限制在既定的專業目錄中，教師授課內容被嚴格框定且學生獲取的知識結構單薄，難以依據社會需求更新調整知識體系，導致知識儲備和綜合素養等都難以適應新產業環境的變化。

1.3 產教融合下的工程實踐能動性欠缺

產業需求是人才培養的源動力，能體現新時代工程師的自身價值。高等工程院校的人才培養除了以高校為主體處，還需要重視企業的力量，適應不斷發展的產業需求。高等院校與企業間的合作不夠緊密，創新創業實踐平臺較少，工程實踐在課程中的比重較低，社會企業等無法及時并真正融入到高校人才的培養實踐中，工藝技術的改進和新產品的研發等未能體現在人才培養過程中，產教融合下的人才培養與產業發展的協同性不足，降低了人才與市場需求的匹配性。

2 多學科交叉融合的新工程人才培養模式探索與實踐

2.1 革新課程體系，全面提升人才培養質量

新時代的人才培養具有鮮明的特色，即實踐性、經濟性、融合性和創新性，其首要任務是全面革新并優化專業課程框架及知識體系，整合專業核心課程和加大專業選修課比例，使學生快速適應交叉融合的課堂環境，從而實現知識結構與市場需求的完美匹配，提升學生的工程實踐及創新能力[7]。同時，以培養新工程人才為依托，以專業認證的持續改進為推動力，全面修訂2020版本科人才培養方案。考慮到現實中復合材料工程問題的解決，涉及到新型復合材料的設計、生產原理和生產工藝、產品跟蹤等工程項目階段，覆蓋無機材料、高分子材料、金屬材料、能源材料、生物材料等專業基礎知識，涉及化學、農學、生物學等學科，且不同階段涉及到不同的學科交叉。因此新工科背景下復合材料與工程專業的課程設置需要考慮從復雜工程問題分析入手，重點培養發現問題、分析問題及解決問題的能力。依托課程導圖，增加多維度的工程設計類和工程實踐類的模塊化課程，著重培養學生的工程設計能力和工程實踐能力。同時，打破原有專業設置，梳理課程教學內容，融合多個學科體系，設置跨專業選修課程及相對迷你精干的微專業課程，強烈激發學生發展自我興趣的需求，逐漸淡化學科界限，通過學科交叉和專業互通，探索工程教育的多學科交叉融合；同時通過校內導師與企業導師的全程共同參與畢業論文的指導與考評的機制，增加學科交叉融合的選題比例等手段，不斷激發學生的主觀能動性和創新能力，培養學生解決復雜工程問題的能力。

2.2 專業認證持續改進，高效推進專業建設

專業認證過程中需切實踐行“學生中心、產出導向和持續改進”的基本理念，以專業認證標準為保障，有力推進高校教育教學改革并完善質量評價體系。江蘇大學復合材料與工程專業是江蘇省首批一流專業、全國40余家復合材料與工程專業中第4家通過工程教育認證的專業。持續改進過程中確保教學內容、教學環節、畢業要求達成度等能緊密聯系多學科交叉融合的培養思想，教學大綱、教學設計過程及考核評價等重要環節需全面體現畢業要求指標點并加強落實評價質量要求，建立完善的專業與行業、企業聯動的人才培養方案；同時，設置明確的質量監控節點，在實現各主要教學環節實施持續改進的同時，培養學生多學科交叉融合的知識體系并促進畢業要求達成度的提高，專業建立內部教學質量監控機制，實現校內與校外督導聯動，校內與企業評價結合、內部與校外跟蹤反饋等多重監督機制，建立有效的“評價-跟蹤-反饋-改進”閉環系統，確保新工科人才的知識結構的交叉融合及實現人才的高質量培養。

2.3 注重工程實踐訓練，穩步促進新工程人才培養

工程實踐訓練對學生工程意識與工程創新設計能力的培養具有重要作用。交叉融合人才培養過程中必須高質量利用各種實訓平臺，如基礎實驗室、專業實驗室、省重點實驗室、實習實踐訓練平臺及校外創新實踐基地等，充分利用基礎實驗、課程綜合實驗、學科交叉實驗等作為實驗平臺，鼓勵并引導學生真正地參與科研項目(科研立項、大創項目等)及學科競賽(“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”大學生課外學術作品競賽、節能減排社會實踐與科技競賽等)，將課程設計及畢業設計充分融入產學研實踐過程中，構建不同層次及模塊化的創新實踐體系。同時，組織學生深入新產業生產線進行實地實習，引導學生獨立自主思考，幫助學生理解在實際工程環境中交叉融合的理論知識，培養學生解決復雜工程問題的實踐能力。

2.4 打造創新師資隊伍，強勁助力學科交叉融合

交叉融合創新型教師隊伍是實現新工程人才培養的中堅力量。為了不斷適應社會的快速發展，勢必要打造一支復合型、綜合型、創新型的高水準教師隊伍。師資隊伍的建設以多學科交叉融合為抓手，引導并激勵教師在新工程技術、傳統產業轉型升級及新產業等方面尋求突破和發展。一流教師隊伍的打造可從下述幾點展開：有計劃地引進具有交叉融合背景的高層次人才，完善新教師助教培養機制，發揮教學名師、教學骨干教師、優秀教學團隊的引領作用，幫助提升新教師、中青年教師的教學業務能力；培育并強化交叉融合團隊建設，搭建交叉融合的重點學科，優化專業教師結構，引導教師教學科研相長，推進國內外科研院所與校內、企業與校內、跨學院、跨學科合作組建交叉融合教學團隊，為創新人才培養提供堅實后盾；優化激勵及評價機制，并準確剖析國家層面政策及制度，從而促進高效的學科交叉融合，扎根學科交叉融合思想，高校需要對相關制度進行重塑，從學科交叉的頂層設計、管理部門及資源分配等全面統籌安排和系統規劃，鼓勵教師開展跨學科、跨院所、跨校、跨國等交叉創新的教學科研合作，增強交叉融合師資隊伍的可持續的動力和活力。

2.5 構建完善的保障體系，精準實施人才培養計劃

專業依據自身的特點及優勢，制定嚴格的人才培養質量標準，并形成適合于自身發展的培養模式，建立配套的制度措施，強化質量建設和質量監控的主體意識，保障多學科交叉融合的教學科研的順利開展。保障跨學科教學團隊及科研團隊的順利組建，制定多學科交叉能力達成的考核方法和評價方法并不斷優化，健全教務公開和教學信息透明機制，落實教師和學生的參與權和監督權，提高多學科交叉質量監控和保障體系運行的有效性[8]。需組建校內及校外層面的學科交叉專家委員會，定期咨詢、分析和評價學科交叉的進展情況，提出學科交叉融合發展中存在的制度障礙及過程型難點，并持續改進對應的相關政策與制度，推進解決難點問題，打造有利的交叉學科發展的環境，從而構建多維度的質量保障體系及質量監督機制，為人才培養模式的精準實施提供堅實保障。

3 結 語

傳統的人才培養模式存在諸多問題，已難以契合新時代發展的高標準及高質量需求，交叉融合型工程人才培養對高校人才培養模式的改革實踐具有重要的意義和影響。多學科交叉融合新工科人才培養中存在培養目標定位及課程體系不完善、學科發展和專業布局缺乏交叉融合及產教融合下的工程實踐能動性欠缺等主要問題，通過優化課程體系、專業認證持續改進與強化工程實踐訓練等重要手段，能夠全面提升人才培養質量，適應新工科背景下的人才需求，培養與時俱進的復合型工程人才。