“新工科”建设背景下地方本科院校工程专业创新人才培养

李志彬 ，王瑞荣，王春早

(1．绍兴文理学院 数理信息学院，浙江 绍兴 312000；2．绍兴职业技术学院 经贸管理学院，浙江 绍兴 312000)

0 引 言

自从 2016年“新工科”概念被提出以来，短短1年余时间内，国内教育界已经进行了多次的深入研讨。2016年6月，我国正式加入“华盛顿协议”国际组织；2017年2月18日，综合性高校工程教育发展战略研讨会在复旦召开，提出“复旦共识”；2017年4月8日，工科优势高校新工科建设研讨会在天津大学召开，发布“天大行动”；2017年4月28日，CDIO工程教育联盟年度会议，探讨了建设新工科背景下的CDIO工程教育改革与发展；2017年5月11日，地方高校新工科发展高峰论坛在湖南工程学院召开，提出7项倡议；2017年5月26日，探索建立广东特色新工科发展模式研讨会在广州举行，率先探索建立以经济社会发展需求为导向，产业和高校相互支撑、相互拉动、相互激励、竞相发展的广东特色新工科发展模式。2017年6月1日，浙江省本科高校专业认证暨新工科建设研讨会在温州大学举行，发布了浙江省新工科建设行动8条方案。

1 “新工科”建设的现实意义和战略意义

(1)“新工科”建设是国家制造业转型升级战略的必然要求。目前，世界各国都在加大在3D打印、移动互联网、云计算、大数据、人工智能、生物工程、新能源、新材料等领域的创新力度，寻求关键科技新突破。在制造产业领域，制造方式由于智能装备、智能工厂等智能制造的出现而发生变革，智能家电、智能汽车等智能终端产品则使制造技术领域不断拓展，大规模个性化、电子商务等管理经营方式正在重塑产业价值链体系。我国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇[2]。为此，国家颁布“中国制造2025”战略，提出“三步走”发展目标，布局十大重点领域，规划五项重大工程，提出九大任务，全面深化改革和扩大开放，促进制造业转型升级。

(2)“新工科”建设是提升国家制造业竞争力的重要途径。自从进入后金融危机时代，许多发达国家先后开始实施“再工业化”战略，加大资金投入和创新力度，力争在制造业竞争中占据新优势。2011至2013年美国先后推出“美国先进制造业伙伴关系计划”“美国先进制造业国家战略计划”及“美国制造业创新网络计划”，2013年德国颁布“德国工业4.0战略” 、英国颁布“英国工业2050”战略，2014年日本颁布“制造业白皮书”、法国颁布“新工业法国”战略、韩国颁布“制造业创新3.0”战略等[3]。印度等发展中国家也提出了制造业发展战略，我国制造业面临着“前有堵截、后有追兵”的严峻挑战，必须放眼整个世界，加快战略科技领域部署，着眼建设制造强国，固本培元，化挑战为机遇，抢占制造业新一轮竞争的制高点。

(3)“新工科”建设是深化工程教育改革的综合体现。随着云计算、大数据、移动互联、物联网、人工智能等新一代网络信息技术的高速发展，世界制造业的制造模式、生产技术和经营管理方式都发生了巨大改变。这场影响深远的科技革命和产业革命为我国制造业的快速发展、转型升级提供了良好契机，也给我国培养适应市场需求的多层次工程人才的高等工程教育提出了新挑战。新工科建设和发展以新技术、新产业为背景，需要树立创新型、综合化、全周期工程教育“新理念”，构建新兴工科和传统工科相结合的学科专业“新结构”，探索实施工程教育人才培养的“新模式”，打造具有国际竞争力的工程教育“新质量”，建立完善中国特色工程教育的“新体系”，实现我国从工程教育大国走向工程教育强国[4]。

2 “新工科”建设中地方本科高校的立足点

根据国家教育部发展规划司2017年发布的“中国教育事业发展统计简况”中统计，截至2016年底，我国普通本科院校共有1 237所，其中，中央部属高校113所，地方院校700所，民办高校424所，地方本科院校(含民办)占到全国普通本科高校总数的90.8%[5]。在“新工科”建设中，众多的地方本科院校需合理定位，错位发展，充分利用地方资源，发挥自身优势，培养服务区域经济发展的应用型人才[6]。

(1)服务地方社会经济发展。“地方性”是地方高等院校最重要的属性[7]，这就要求地方高校必须全身心融入地方、服务地方、贡献地方，以服务地方社会经济发展为立足点，主动对接地方经济社会发展需要和产业技术创新升级要求，及时掌握行业人才需求变化方向，积极走互动共赢发展之路，实现特色在融入中彰显，资源在服务中汇聚，对地方经济发展和产业转型升级发挥支撑作用。

(2)培养应用型工程人才。按照职能、知识结构和能力结构等区分，高校培养的人才可分为学术型、应用型和技能型[8]，对应的学校分别为学术研究型高校、普通本科院校和高职类院校。因此，地方本科院校应该培养具有地方特色的应用型人才，人才培养目标具有较强的适应性，立足服务于地方社会经济发展，与地方产业结构密切结合，在强调技术理论知识体系相对完整的基础上，更加注重学生应用能力、创新能力的训练，即培养具有扎实的行业理论知识和较强工程实践能力的应用型人才。

(3)以实用技术研发和科技服务为切入点。多数地方本科高校虽然具有一定的科技研发力量，但创新能力与工科优势高校还有明显差距，因此在科技研发方面应该量力而行，错位发展，立足于地方产业结构调整或企业技术进步所需要的实用技术开发、技术创新和服务，如新产品的设计、改进，工艺、装备的改造升级及高新技术的推广与服务等。

3 地方本科高校工程专业的“新工科”建设思路

在“新工科”建设过程中，为适应新经济、新产业的发展，必然需要创建新专业，但也要注意避免盲目办新专业，尤其对于地方本科高校，要避免新瓶装旧酒，而是要提倡旧瓶装新酒，即改造现有工程专业，改革创新培养模式，提高人才培养质量和水平，适应新产业、新经济对人才的需求。

(1)秉持先进工程教育理念。理念是行动的先导，现有专业开展“新工科”建设必须秉持先进的工程教育理念。CDIO是近年发展流行起来的一种重要的工程教育理念，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，建立一体化的相互支撑和有机联系的课程体系，让学生以主动的、实践的方式学习工程，锻炼和培养工程技术人才的创新思维、创新素质和实际操作应用能力[9]。而以“学生中心、产出导向、坚持改进”为核心的成果导向教育(OBE)理念，已成为国内工程教育专业认证的标准，其强调学生产出驱动教育系统运行，教育者首先设想学生未来的职业成就，构想出学生毕业时应达到的能力和水平，然后设计适宜的课程结构和教学过程，来保证学生达到这些预期目标。

(2)制定跨学科、适应性强的人才培养方案。为了适应出现的新技术、新产业，地方本科高校工程专业有必要适当拓宽专业方向，制定跨学科的人才培养方案，实现多学科交叉融合的人才培养目标[10]。根据OBE的工程教育理念，通过开展广泛的需求调查，明确专业毕业生在毕业5年左右能达到职业和专业成就，提出具有多学科特征的人才培养目标；制定具体、体现多学科交叉融合特征的毕业要求和人才培养标准，包括学生通过专业学习所掌握的技能、知识和能力；根据人才培养标准的要求设置知识、能力、素质一体化的课程体系和教学内容，重视通识教育对专业教育的基础和支撑作用，注重学科前沿知识和相关交叉学科知识、原理和方法的融入，以培养学生的跨学科思维和跨界整合能力。

多样化的未来人才需求、动态变化的产业发展以及个性化的人才培养等要求专业的培养方案具有较强的适应性，通过构建多种形式的模块课程体系，既能够培养出不同类型的工程人才，又充分发挥学生的天赋和特长，实现个性化人才培养。这一方面需要专业提供数量丰富、形式多样的课程和教学资源，设置多种组合的专业方向课程套餐，另一方面也需要允许学生自主在全校范围内选择课程，定制适合自身特点的课程套餐。

(3)改革创新教学方法。近年来，关于CDIO、OBE理念的研究讨论非常热烈，众多教育工作者探索和实践了形式多样的教学方法，如基于问题的探究式学习[11]、基于案例的讨论式学习[12]和基于项目的参与式学习[13]等研究性学习方法，有效促进了学生知识的获取、应用和创新能力，提升了工程能力和社会能力的培养水平，提高了综合素质的训练质量。随着网络技术、信息技术的不断成熟，大量优质在线教育资源的“井喷式”涌现，虚拟现实、增强现实和混合现实等技术的不断发展，为创新工程教育教学方法创造了良好条件。首先，借助优良的“互联网+”环境，利用各种优质在线教学资源，将线上线下资源相结合的混合式教学方式不断融入研究性学习方法，充分利用课内课外时间，最大限度发挥教师、学生在教与学上的作用[14]。其次，灵活运用增强现实、虚拟仿真、人工智能等新兴信息技术支持研究性学习，提高研究性学习的教学效率和效果。

(4)开展全方位合作教学。地方本科院校工程专业开展体现多学科交融的新工科建设，课程体系将涉及工程、自然科学、数学、人文和社会等多个学科领域，因此，只有通过多学科合作教学，才能保证人才培养方案的顺利实施和人才培养目标的实现。这就需要从跨学科的课程建设、合作学习、师资建设、能力培养等方面入手，相关学科或专业可通过建立合作团队方式打破学科间的阻碍，形成多学科交叉融合的人才培养模式；同时，注重发挥多学科资源优势，建立跨学科的教学资源整合、共享和发展机制，并不断完善组织保障、经费投入、管理模式和考核评价等制度，激励和保障跨学科合作教学的顺利开展。

学校与行业企业协同培养创新型工程技术人才，是一种双方平等、利益均衡的互利共赢的合作模式。一方面，企业具备高校工程专业所不具备的优势，如对社会人才需求的准确把握，拥有先进的生产设备和制造技术、经验丰富的工程技术人员、真实的工程实践和创新环境以及完整的企业文化。另一方面，企业要谋求更高更快发展，必须通过技术创新提高生产效益，而技术创新需要创新型工程人才来推动，企业发展的核心需求与高校人才培养、科学研究、服务社会的工程完全吻合[15]。因此，为了促进校企协同发展，必须深化产学合作、产教融合，通过校企联合制定工程专业人才培养目标和培养方案，共同开发和建设教学课程，联合建设实验室和实训实习基地，合作培养培训师资，共同开展技术研发等，让行业企业参与到教学的各个环节中，打造共商、共建、共享的工程教育责任共同体[16]。

此外，开展国际合作办学也是提升工程专业教学质量和水平的重要途径。一方面可借助国外发达的教学资源和师资条件，另一方面有助于了解国际工程技术发展水平、新技术和新产业发展态势、全球行业企业人才需求状况等，从而调整专业培养方案，改革人才培养模式，提高人才培养面的国际竞争力。

(5)搭建创新创业教育平台。开展新工科建设旨在培养具备创新创业能力的工程应用型人才，包括创新意识、创新思维、创业精神、实践操作能力、独立工作能力以及社会沟通和经营管理技能的培养[17]。地方本科院校工程专业开展创新创业教育，①健全创新创业教育课程体系，以课程模块的形式，开设包括学科前沿、创业指导、经营管理、交叉学科等方面课程；②改革传统教学模式和教学方法，构建以问题、项目为导向的教学模式，鼓励多种形式的研究性学习，注重培养学生的创新意识和创业精神。③以创业基地或创业园的形式打造全方位支撑服务平台，不仅支持基础工程综合训练和创新思维训练，而且支撑创意性产品研发和科技成果产业化，从资金、技术、场地等方面支持学生承担各种创新创业训练实践项目，为学生创新创业提供系统性的配套服务，增强学生的创新精神和创业意识。④鼓励并组织工程专业学生参与各层次学科竞赛、创新创业大赛。通过建立公正、公平、公开的竞赛激励机制，充分调动学生积极性参加各类学科竞赛，并以此为基础上，参与大学生创新创业大赛，以提高工程专业学生的创新精神、创业意识和创新能力[18]。

(6)加强师资队伍建设。教师是高等教育的实施者，是人才培养水平和成效的关键。地方本科院校工程专业开展新工科建设，对专业教师队伍提出了更高的要求。①教师需要不断拓展知识领域，关注一些新兴、交叉和前沿学科，尤其是专业相关领域的新技术、新产业的出现和发展态势。②教师需要与生产企业保持密切联系，能够了解制造产业新技术和先进工程设备的应用情况，掌握应对新产业问题的有效方法，积累解决各类前沿问题的经验。③教师不仅需要具备设计研发、技术创新和科研能力，还要具备综合运用多学科知识、原理和方法解决复杂工程问题的能力。④教师必须能够理解先进的工程教育理念，具备较高的教学研究能力和水平，还能有效利用现代网络信息技术和先进科技手段开展教学活动。

地方高校工程专业师资队伍的建设营采用“引进来”和“送出去”相结合的方式进行。“引进来”不仅仅是引进专职教师，还包括聘请兼职教师，尤其是具有丰富生产实践经验、项目研发管理能力强、较长创业经历的企业人员。“送出去”则是通过企业挂职、社会锻炼、学术交流、课程进修等方式培养现有专业教师。通过这些方式，使专业教师队伍在学科背景的交叉性、知识结构的互补性、年龄结构的合理性、学缘结构的多元性以及工作经历的多样性等方面得到提高[14]。

4 结 语

工程改变世界，科技创造未来，因此，工程教育不仅决定着人类的现在的生活状态，也决定着人类的未来的发展水平。“新工科”建设是国家制造业转型升级战略的必然要求，是提升国家制造业竞争力的重要途径，是深化工程教育改革的综合体现。数量庞大的地方本科院校应该立足服务地方社会经济发展，培养专业应用型工程人才，以实用技术研发和科技服务为切入点助力产业升级。地方本科高校工程专业为适应新技术、新产业发展需求，应秉持先进工程教育理念，通过制定跨学科的人才培养方案，改革创新教学方法，开展全方位合作教学，搭建创新创业教育平台，依靠结构合理、多元化的师资队伍，开展“新工科”建设，以培养具有较强行业背景知识和工程实践能力的创新型工程人才。