新工科背景下地方高校傳統工科專業建設路徑探索

李昆太　劉海　張俊　譚明輝

［摘 要］新工科建設是我國高等工程教育內涵發展的內在需要和改革方向。對于地方高校傳統工科專業而言，如何破解現實的條件約束困境，推動工科人才培養模式的改造升級和迭代創新，成為其新工科建設過程中迫切需要解決的問題。文章在深入分析我國新工科建設理論內涵和實踐探索的基礎上，以廣東海洋大學生物工程專業為例，通過構建課程新結構，完善人才培養新模式，植入教學新理念，探索了新工科建設和工程教育專業認證背景下人才培養模式的改造升級和迭代創新，為地方高校探索生物工程專業的新工科建設路徑提供啟示和借鑒。

［關鍵詞］新工科；人才培養模式；地方高校；生物工程專業

［中圖分類號］G64［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）04-0006-04

2019年4月，教育部聯合中央12個部門啟動和實施“六卓越一拔尖”計劃2.0，全面推進新工科、新醫科、新農科、新文科的“四新”建設，掀起了新時代中國高等教育的“質量革命”。由此可見，加強新工科建設和新工科人才培養，不僅是我國高等工程教育加快內涵式發展的內在需要和改革方向，更事關高等工程教育在服務國家戰略、滿足產業需求方面能否發揮作用。

新工科建設是改變傳統工程教育的“路徑依賴”，其內核是涵蓋工科人才培養新理念、新結構、新模式、新質量、新體系的新型生態網絡。對于傳統工科專業而言，如何以新工科理念推動人才培養的改造升級和迭代創新，成為新工科背景下迫切需要解決的問題之一。地方高校是新工科建設的重要力量，但是在一定程度上存在制度障礙和條件約束等現實困難，如何破解這些現實難題，找到合適的新工科發展路徑，是新工科背景下地方高校迫切需要解決的另一現實問題。

一、新工科建設的理論研究和探索實踐

（一）新工科建設的內涵探究

新工科建設是我國高等工程教育主動應對新一輪科技革命與產業革命的戰略行動，是以新技術、新產業、新業態和新模式為特征的新經濟對高等工程教育改革的強烈需求。清華大學工程教育研究中心林健認為，新工科建設具有反映時代特征、內涵新且豐富、多學科交融、多主體參與、涉及面廣等特點，新工科的“新”是一個廣義（存量更新：新型工科專業；增量補充：新生和新興工科專業）和動態（工程學科、專業和人才培養始終處于“新”的狀態）的概念[1]。劉吉臻院士對新工科和新工科建設的內涵進行了解析，認為新工科是概念和理念的共融、是學科和專業的共通，新工科建設是學科建設和高等工程教育改革的共進[2]。天津大學馬廷奇對現階段新工科建設的范式轉換進行了深入的理論分析，認為新工科建設既要堅持新經濟發展要求的行動邏輯以及新工科教育創新人才的培養理念不變，也要探尋新動能和新范式[3]。蒲清平等提出，新工科建設須立足于新發展階段，以新發展理念為新工科建設的行動標尺，以服務新發展格局為實踐路徑，著力培養大批復合型、創新型、國際化新工科人才[4]。

（二）新工科建設的路徑探索

新工科建設是對傳統工程教育路徑的突破和創新，是構建工程教育新理念、新模式、新標準、新結構、新體系的過程，更加注重培養具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型工程科技人才。馬廷奇認為，新工科建設的關鍵是走內涵式發展道路，一方面要重新建構工程教育各要素之間的結構，另一方面要充分挖掘各要素所涵蓋的辦學資源[3]。林健認為，新工科建設要注重培養模式的創新[1]。劉維尚和袁麗認為，加快新工科建設需要優化教育資源配置，推進教學方法改革，加強院際跨界融合建設，推進跨學科人才培養，將創新創業教育貫穿始終，培養具有國際化視野的創新型新工科人才[5]。李瑞麗等認為，新工科建設要求人才培養回歸工程實踐本質，著力培養學生的工程實踐能力和綜合素養[6]。近年來，我國在新工科建設實踐中取得了豐碩成果，形成了“天大方案”“成電方案”“Ｆ計劃”“北大規劃”等典型模式[7]。值得注意的是，盡管新工科建設無固定和統一的模式可以參考，但是其落腳點需面向產業需求，落實到專業教學實踐之中。

二、地方高校新工科建設的現實困境及其突破策略

地方高校是我國高等教育體系的重要組成部分，同時也是新工科建設的重要力量。然而受制于制度障礙和條件約束，部分地方高校在推進新工科建設過程中，仍然在一定程度上存在定位抉擇之困、競爭態勢之困、路徑依賴之困、發展條件之困和內涵革新之困等諸多現實困難[8]：其一，地方高校在資源配置和政策扶持等層面往往處于相對劣勢地位，容易使得新工科建設目標與高校自身實力不匹配；其二，部分地方高校學科發展水平和競爭實力不足，難以適應新工科建設對學科交叉融合的要求，使得難以有效地對接產業前沿和技術難題，也難以有效地滿足區域經濟產業發展需要；其三，一些地方高校師資力量與結構儲備欠缺，難以滿足新工科教育對擁有跨界融合、工程實踐知識能力的師資需求；其四，培養理念滯后，缺乏新工科建設的系統性設計；其五，培養路徑依賴、產學聯動、校企融合的資源集成、多元合作、協同育人的生態系統尚未有效形成。

作為區域經濟發展的核心力量，地方高校承擔著培養符合地方實際并能夠服務于區域經濟社會發展所需高素質人才的重要使命。因此，地方高校如何突破新工科建設中的重點、難點和堵點問題，找到合適的發展路徑具有重要的現實意義。馮露雅等認為，地方高校新工科建設應注重搭建好政校企合作的新工科工程基地，培養好地方性應用型新工科專業人才[9]。王清義結合華北水利水電大學的新工科建設實踐，認為地方高校建設新工科要把握三點：充分認識新工科建設的時代價值，自覺增強使命感和責任感；把握共性要求，針對服務面向，突出優勢特色，著力提升地方高校新型工程科技人才培養能力；著眼發展全局，服務戰略大局，引領帶動學校辦學水平整體提升[10]。韓寶清系統總結了太原學院以新工科建設為抓手，推動學校向應用型高校轉型發展的路徑探索，具體措施包括：對接產業需求，構建學科專業新結構；面向未來發展，探索人才培養新范式；突出新工科思維，培育高素質教師新隊伍；服務新工科建設，探索考核評價新體系[11]。

三、廣東海洋大學生物工程專業人才培養模式的重構與實踐

（一）生物工程專業的新工科特征

生物工程是利用生物學和工程學方法進行物質轉化和生物產品制造的工程學科，系生命科學應用于工程實踐的典范，其產業覆蓋生物醫藥、生物能源、生物制造、生物農業、生物環保等眾多領域[12-13]。人工智能、大數據、云計算和先進工程制造業的日益興起，以及多組學、系統生物學、合成生物學等生物工程相關技術的自身變革，帶動了生物工程學科發展及其知識架構的革命性變化，也對生物工程專業人才培養提出了更新更高目標[14]。

可見，生物工程雖然屬于傳統的工科專業，但是其學科知識架構及面向的產業具有典型的新工科特征。然而大多數高校現行的生物工程專業人才培養模式仍面向傳統的生物工程產業，滯后于新技術、新業態、新產業下的人才新需求特征，這一點在地方高校表現得尤為突出[15]。

（二）廣東海洋大學生物工程專業建設路徑探索與實踐

廣東海洋大學生物工程專業設置于食品科技學院，其辦學背景具有鮮明的地方性海洋類院校和食品科學類學科特征。我們從構建課程新結構、完善人才培養新模式、植入教學新理念等三方面，對生物工程專業的建設路徑進行探索與實踐，其人才培養體系見圖1。

一是堅持內涵式發展，以質量建設為主線，推動人才培養的改造升級和迭代創新。結合生物工程專業特點（工科性質）及辦學實際（“海洋+食品”學科類的地方院校），秉承工程教育專業認證和新工科建設的培養理念，堅持“厚基礎、強實踐、重創新”“三位一體”的培養宗旨，搭建生物工程與海洋食品相結合的專業特色知識構架，實施以學科建設和新發展理念凸顯專業特色和優勢的專業建設質量提升計劃，動態優化人才培養方案。主動適應國家海洋強國戰略實施要求，緊跟社會經濟發展需求和專業發展趨勢，全面把握專業特點和規律。

二是在專業課程理論、實驗、實踐教學以及學生參與教師科研實踐過程中融入思政元素、滲透工程文化、體現海洋與食品特色。選取新工科建設背景下學生創新實踐能力培養這一關鍵要素，通過大學生科技創新能力、實踐能力與專業課程的映射關系分析，構建生物工程專業學生創新實踐能力、思政教育、工程文化相融合的培養模塊；通過介紹專業發展趨勢和我國生物制造國情，讓學生了解自身的責任，樹立文化自信；引入合成生物學、系統生物學、生物智能制造等前沿生物技術，培養學生專業責任感和使命感；通過密切關聯學院有關海洋微生物和發酵工程研究領域的教學和科研平臺，以及食品科學與工程一級學科博士學位授權點、食品科學與工程一級學科碩士學位授權點及農業碩士（食品加工與安全領域）和工程碩士（食品工程領域）2個專業碩士學位授權點等學科點，以學科建設促進專業的特色培育和優勢形成。

三是重構生物工程專業“上游、中游、下游”核心課程的知識鏈“金課”。構建“3+3+3”的專業教育教學模式，即圍繞生物工程“上游（微生物學、基因工程等）、中游（酶工程、發酵工程等）、下游（生化分離工程）”“三位一體”的專業理論知識體系，“驗證性、綜合性、設計性”“三位一體”的專業實驗實踐知識體系，“專業技能競賽、多元化校內第二課堂、創新創業訓練計劃項目”“三位一體”的創新創業知識體系，全面提升學生的創新實踐能力。建立“三群三隊”的課程群和教學團隊，即根據生物工程領域“上游、中游、下游”一體化的學科特色和知識傳授體系，構建三個課程群及三個教學團隊，打破專業課程間知識銜接的壁壘，實現課程資源的優化配置。

（三）廣東海洋大學生物工程專業建設取得的成效

在專業建設成效方面，生物工程專業近3年新增省級實驗教學示范中心項目和學科產教融合實踐教學基地各1個，獲批各類專業建設經費200余萬元。在人才培養成效方面，近3年來畢業生的就業率一直保持在95%以上，其就業領域涵蓋生物化工、生物醫藥、食品加工、海洋養殖等相關行業，主要從事技術研發和管理等崗位工作，其崗位的專業對口率超過80%，其就業地點位于廣東省的比例達到90%左右。畢業生滿意度調查結果表明，用人單位普遍認為生物工程專業畢業生專業、素質好、品行優，具有較強的解決復雜工程問題的能力以及創新意識和團隊精神。

四、結語

本文概括了我國近年來新工科建設的理論研究和探索實踐，分析了地方高校新工科建設的現實困境及其突破策略，以廣東海洋大學生物工程專業為例，具體介紹了新工科建設和工程教育專業認證背景下人才培養模式的改造升級和迭代創新實踐，對地方高校生物工程專業開展新工科建設具有一定的啟示價值和借鑒意義。然而，新工科內核是涵蓋工科人才培養新理念、新結構、新模式、新質量、新體系的新型生態網絡。對于地方高校生物工程專業而言，如何進一步梳理其人才培養體系的核心能力素養、學科知識結構、質量評價標準并突破現實困境，還有待持續探索實踐。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[2］ 劉吉臻，翟亞軍，荀振芳.新工科和新工科建設的內涵解析：兼論行業特色型大學的新工科建設[J].高等工程教育研究，2019（3）：21-28.

[3］ 馬廷奇.新工科建設的范式轉換及實現路徑[J].中國高等教育，2021（2）：16-18.

[4］ 蒲清平，雷洪鳴，王馨瑤.新發展階段、新發展理念、新發展格局視域下新工科建設的三重邏輯[J].重慶大學學報（社會科學版），2021，27（4）：160-170.

[5］ 劉維尚，袁麗.新工科人才培養模式探索[J].中國高等教育，2021（2）：13-15.

[6］ 李瑞麗，張峻松，姚二民.“新工科”背景下以回歸工程實踐為主線的人才培養新型關系研究[J].高教學刊，2020（4）：11-13.

[7］ 劉坤，賈盼，張珊.新工科建設推進范式的轉換與迭代：第五屆中國高等工程教育論壇之新工科專業建設與發展分論壇綜述[J].高等工程教育研究，2021（1）：197-200.

[8］ 周玲，黃珍，樊麗霞.地方高校新工科建設的環境、困境與路徑[J].北京教育（高教），2021（5）：28-32.

[9］ 馮露雅，唐棣，廖陽，等.地方本科院校新工科建設的思考與實踐研究[J].山東化工，2020，49（10）：227-228．

[10］ 王清義.建好新工科? 開創地方高校建設新局面[J].中國高等教育，2021（2）：7-9.

[11］ 韓保清.以新工科建設推動地方高校向應用型轉變[J].中國高等教育，2021（2）：10-12.

[12］ 白云鵬，王啟要，莊英萍，等.探微知著，辟新為用：華東理工大學生物工程新工科專業建設實踐[J].高等工程教育研究，2021（3）：49-53.

[13］ 王啟要，高淑紅，白云鵬，等.面向生物醫藥新工科方向的生物工程一流本科專業建設探索與實踐[J].生物工程學報，2022，38（3）：1227-1236.

[14］ 王啟要，白云鵬，高淑紅，等.基于5M的智能生物制造人才培養體系構建：華東理工大學的探索與實踐[J].高等工程教育研究，2021（2）：111-114.

[15］ 牟利輝，韓春艷，侯躍恩.基于工程教育認證理念下工科專業課程思政建設的探索與實踐：以生物工程專業為例[J].嘉應學院學報，2023，41（3）：96-100.

［責任編輯：龐丹丹］