新工科建设背景下我国工程人才培养研究

祝成林　华玉珠

摘要：

为了应对产业升级和经济结构调整，从服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度，我国提出了新工科建设的教育改革行动计划，探索工程人才培养的新机制、新方式和新格局。围绕新工科建设的提出背景、新工科建设背景下我国工程人才培养存在的问题、工程人才培养的目标定位以及工程人才培养的策略四個方面，总结新工科建设背景下我国工程人才培养的研究现状，有助于为工程人才培养理论研究和实践探索提供一种基于历史的展望。

关键词：新工科建设;工程人才;工程教育;人才培养模式;卓越计划

中图分类号：G64文献标识码：A文章分类号：1674-7089（2019）05-0094-07

基金项目：教育部人文社会科学专项任务项目（工程科技人才培养研究）“‘互联网+’背景下工程科技人才培养的范式变革与实践探索”（16JDGC010）;2019年江苏省研究生科研与实践创新计划项目“学科竞赛对大学生创新能力培养的实证研究”（SJKY19_0979）

作者简介：祝成林，博士，南京信息工程大学高等教育研究所助理研究员;华玉珠，南京信息工程大学马克思主义学院硕士研究生。

当前，世界范围的经济竞争主要依靠科学技术竞争，归根结底是人才竞争。拥有大量高素质的工程人才将给一个国家的发展带来明显的助力。高素质工程人才的数量已经成为衡量一个国家经济实力、科学技术水平和生产力发展阶段的重要指标。在我国经济发展转型、产业结构升级的背景下，高素质的工程人才是推进经济社会发展的重要力量。从服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度，我国在“卓越工程师教育培养计划”的基础上，提出了一项持续深化工程教育改革的重大行动计划，即新工科建设。林健：《引领高等教育改革的新工科建设》，《中国高等教育》，2017年第2期，第40-43页。这项重大行动计划是我国在深度思考工程人才培养问题之后对新工业革命的积极回应。在新工科建设的背景下，无论从高等教育实践的角度还是从高等教育理论研究的角度来看，构建与新工科建设相适应的工程人才培养模式已成为一个重要问题。本研究系统梳理了已有研究成果，回顾并反思新工科建设背景下我国工程人才培养的经验，以便更加清晰地把握这一领域的主要研究内容，为今后我国的工程人才培养提供理论依据和实践经验。

一、新工科建设的提出背景

高等工程教育在我国高等教育中历来占据重要地位。2017年2月，高等工程教育发展战略研讨会充分讨论了“新工科”的内涵特征、建设路径、人才培养等问题，并达成“复旦共识”，从此，新工科概念正式进入公众视野，引起了高等教育领域学者的重点关注。随后，教育部发布《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》（教高司函[2017]6号），提出要深化工程教育改革，推进新工科建设，开展新工科研究和实践。新工科建设是我国工程教育改革发展进程中的关键环节，也是当前高等教育改革的重要内容之一。所谓新工科，是指对工科注入新的内涵以适应新经济发展需要进而产生的工科新形态，刘吉臻、翟亚军、荀振芳：《新工科和新工科建设的内涵解析——兼论行业特色型大学的新工科建设》，《高等工程教育研究》，2019年第3期，第21-28页。“新”既体现为理念之新和行动之新，又体现为形势之新和需求之新。

（一）经济社会发展需要新工科建设

21世纪以来，人类迎来了第四次工业革命，中国第一次与发达国家站在同一起跑线上竞争。新工业革命将进一步推动经济全球化的深入发展，促使全球经济价值链格局发生深刻变化。当前，我国处于经济社会转型阶段，面对新一轮的科技革命与产业变革，迫切需要一大批新型工科人才为现代化经济体系作贡献。我国高等工程教育要抓住新技术创新和新产业发展的机遇，大力建设和发展新型工科，培养一大批高素质的工程人才，扩大我国在国际上的竞争优势。吴爱华、侯永峰、杨秋波等：《加快发展和建设新工科，主动适应和引领新经济》，《高等工程教育研究》，2017年第1期，第1-9页。

（二）国家重大战略和需求期待新工科建设

我国工程教育改革与创新通常围绕国家重大战略和需求。近年来，我国提出了一系列重大战略，如创新驱动发展战略、“一带一路”倡议、《中国制造2025》和“互联网+”行动计划等。这些国家战略以实现中国梦为总目标，强调建设创新型国家，实现中国经济整体快速发展，推动产业转型升级，实现制造强国的目标。要实现上述战略目标，满足国家和社会的需求，新工科建设必须主动布局，设置、建设和发展相关的新工科专业，林健：《面向未来的中国新工科建设》，《清华大学教育研究》，2017年第2期，第26-35页。培养出一批高素质的工程人才，缓解我国在新经济、新产业发展过程中面临的人才数量不足和人才质量不高等困境，特别是要满足一些战略新兴产业逐年上升的人才需求。

（三）工程学科发展的前瞻性认知支持新工科建设

目前，国际高等工程教育改革如火如荼，欧美等国家相继公布了各类工程教育改革的前瞻性报告，启动了一系列人才培养计划。作为世界工程教育的典范之一，美国麻省理工学院一直在探索工程教育的发展方向。2017年8月，麻省理工学院启动了新一轮工程教育改革，即“新工程教育转型”计划。在搜集全球工程教育改革资料时，麻省理工学院曾来华深入了解我国新工科的理念及建设情况。肖凤翔、覃丽君：《麻省理工学院新工程教育改革的形成、内容及内在逻辑》，《高等工程教育研究》，2018年第2期，第45-51页。近年来，我国高校结合战略新兴产业，开设了一批工科专业，不仅满足了我国当前产业结构转型发展的需要，而且为我国高校积极运用新兴技术发展一批新型工科，改造、升级一批传统工科、理科奠定了良好的基础。 张海生：《“新工科”建设的背景、价值向度与预期效果》，《湖北社会科学》，2017年第9期，第167-173页。面对国际工程教育改革的新动向，国内工程教育改革发展站在新的历史起点，主动适应工程教育的全球发展趋势，新工科建设的实践正是具体表现之一。李拓宇、施锦诚：《新工科文献回顾与展望：基于“五何”分析框架》，《高等工程教育研究》，2018年第4期，第29-39页。

二、新工科建设背景下我国工程人才培养存在的问题

新工科建设以新经济、新产业为背景，一方面要设置、发展一批新兴工科专业，如人工智能、云数据、智能制造等;另一方面要推动传统工科专业的改造和升级，以适应经济发展变化。2018年3月，教育部办公厅发布《关于公布首批“新工科”研究與实践项目的通知》（教高厅函[2018]17号），认定全国高校612个项目为国家新工科研究项目。这份文件标志着我国高校的新工科建设已经进入实施阶段。然而，在新工科建设过程中，一些问题逐渐暴露出来。

（一）工程人才培养理念滞后

其一，人才培养的目标定位不明。在工程人才培养的目标定位上，很多高校重视理论知识的传授，却忽视了实践层面的指导和培养。目前，很多高校对实践教学环节的重视度不高，甚至缺少这一关键环节。如果这种局面长期持续下去，将会培养出一批纸上谈兵、无法解决实际问题的毕业生，从而大大影响工程人才的培养质量。其二，人才培养的过程封闭。部分工科高校缺乏市场调研，闭门造车，故步自封，不能根据市场的需求和变化及时调整教学内容与形式，学科专业布局不合理，课程设置不科学，甚至没有形成一套完整的人才培养体系。其三，人才培养的思维僵化。所谓思维僵化，体现为跨学科的思维整合不足。跨学科的思维整合不是多学科思维的简单相加，而是以学科为基础，整合多学科的知识和理论并形成新的思维方式和知识体系。宋余庆、陈权、刘哲等：《新工科背景下工程创新人才国际培养的探索与实践——基于“双跨”团队体验混合式学习模式的建构》，《高校教育管理》，2018年第3期，第102-108页。受传统教育理念影响，我国很多高校各学科的教学工作各自为政，缺乏交叉融合，不能充分发挥资源优势，尚未形成有世界影响力的特色专业。这种教学与科研的思维方式不利于我国培养高素质复合型工程人才。

（二）工程人才培养模式传统

目前，我国工程人才培养模式仍然偏向传统的教育模式。在教学内容上，教师注重传授专业理论知识，忽视学生的实践训练与动手能力;在教学方式上，教学以教师为中心，单向灌输的教学方式仍居于主导地位，学生缺乏自主学习的能力;在评价标准和考核机制上，过多关注书面知识的掌握情况，忽视综合素质与能力。费翔：《新工科建设背景下高校工程人才培养刍论》，《教育评论》，2017年第12期，第17-22页。在课程与知识体系上，内容陈旧，与市场需求脱节;在专业课程设置上，灵活性不足，对工程人才市场需求的变化情况不够敏感。此外，我国工程人才培养不仅存在学科壁垒，弱化了学生的知识体系;还存在专业藩篱，不利于工程人才形成大工程观;本科生和研究生教育隔断的培养模式降低了工程人才的培养效率;校企之间存在隔阂，导致工程人才与市场的匹配性不强等问题。 陆国栋、李拓宇：《新工科建设与发展的路径思考》，《高等工程教育研究》，2017年第3期，第20-26页。

（三）工程人才培养资源不足

教育资源是培养工程人才的重要支撑。我国面临工程人才培养资源不足的困境。一方面，许多高校的工科教师缺乏工科的职业经历和工作背景。当前，大部分高校的工科教师在毕业之后直接进入高校，他们理论知识扎实，却没有工程师的职业经历和足够的工程项目参与经验。在高校中，工科教师面临科研和教学等多重压力，无暇参与工程项目的实践研发。对于高等院校来说，在引进工科教师人才时，必须将具备承担工程项目的能力、指导学生开展实践项目的能力等作为重要的衡量指标。另一方面，很多高校的硬件设施不齐全。场所、设备等硬环境是项目构思、设计、实施和运行不可或缺的条件，学校应该重视实验设备的检验维修工作，及时更新实验设备，为师生提供良好的实验环境和基础设施。 厉威成：《CDIO模式的教育理念及其实践研究》，硕士学位论文，四川师范大学，2012年，第38页。受到资源设备等因素的制约，目前我国不少高校的工程教育课程仍以课堂教学、知识传授为主，与产业实践的结合不够深入，前沿性、实质性的工程实践和工程设计等方面的教育内容涉及较少，因此很难进一步提高学生的工程实践能力和创新创造能力。

三、新工科建设背景下我国工程人才培养的目标定位

新工科建设的本质内涵源自工程教育对工业革命需求感知的智能化，响应的快速化、精准化。 吴涛、吴福培、包能胜等：《新工科内涵式发展理念的本质溯源》，《高等工程教育研究》，2018年第6期，第22-28页。中国工程教育应当面向世界、着眼未来，培养知识与能力并重、素养与责任并重，具有全球视野、世界眼光的创新型、复合型人才。与以往相比，新工科建设对人才培养模式提出了新的改革要求，重点反映在教育教学方式、人才培养方案、课程体系设置、教学内容设计、本研贯通培养等方面。在人才培养质量上，要立足国际工程教育改革发展的前沿，以面向未来和领跑世界为目标，重塑人才培养质量观，更新人才培养质量标准和评价体系，以便能培养出卓越的工程科技人才，满足新经济发展的需要。 林健：《新工科建设：强势打造“卓越计划”升级版》，《高等工程教育研究》，2017年第3期，第7-14页。近年来，新兴产业不断出现，新型经济逐步发展，我国对外交流与开放的范围不断拓宽，深度不断拓展，层次不断提高，我国工程人才面临着更高的要求。纵观已有文献，依据人才培养的目标定位，新工科背景下我国工程人才应具备的能力和素质主要包括三大方面。

（一）实践能力

对于工程人才来说，掌握专业理论知识和拥有实践动手能力都是必不可少的。实践动手能力包括进行工程设计、制造工具和开展实验的能力，计算实验数据、分析实验结果的能力等。学生能够将理论与实际联系在一起，将书面知识应用于设计、制造、实验等工程实践环节。当前，我国很多工科学生基础理论知识扎实，但是缺少实际工程项目的训练，导致动手能力很差，这一点必然成为学生在未来发展道路上的障碍。培养和提高大学生的工程实践能力是当前我国进行高等工程教育改革的首要任务，也是新工科建设的重中之重。

（二）综合素质

工程尤其是现代工程是一个复杂的系统，一个工程问题往往涉及政治、经济和文化等多方面因素，工程技术人才的综合素质在解决复杂的现代工程问题中显得尤为关键。一名优秀的工程人才应具备的综合素质包括跨界思维与整合能力、学科交叉融合能力、伦理思维能力、全球思维能力、领导能力、执行能力、职业道德与社会责任意识、人文素养等。跨界思维与整合能力要求工程人才敢于突破传统的惯性思维，超越专业的藩篱和偏见，把不相关的事物联系在一起，在工程与人文、科学与技术的交叉点中寻找创新的机会。 费翔：《新工科建设背景下高校工程人才培养刍论》，《教育评论》，2017年第12期，第17-22页。学科交叉融合能力是检验工程人才综合素质的关键点。工程人才不仅要精通某一学科专业知识，还要能够掌握相关学科领域的知识;不仅要拥有出色的专业技术，而且还要在经济、政治、文化等领域有所涉猎，兼具人文底蕴和涵养。因此，在工程人才的综合素质培养中，高校可以将经济、人文、社会科学、艺术等领域的教育融入工程教育体系中，拓宽课程体系覆盖面，积极推进课程结构和教学方法的改革创新，进一步完善工程人才培养体系，努力培养综合素质高的复合型工程技术人才。

（三）创新思维

新工科建设的理想目标是培养适应新时代和新技术要求的具有创新精神、创新意识和创新能力的现代化工程人才。“新工科建设以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，目标是培养出多元化、创新型的卓越的工程人才。” 钟登华：《新工科建设的内涵与行动》，《高等工程教育研究》，2017年第3期，第1-6页。培养工程人才的创新思维主要体现在培养主动学习能力和工程创新能力等方面。主动学习能力包括终身学习能力、学习与应用能力、快速学习能力、拥有国际化视野等。有研究者结合当前我国工程教育发展现状，从经济社会发展和行业企业需求出发，提出在新工科建设背景下，工程人才需要具备合作学习能力、全球思维能力、终身学习能力。 龙奋杰、邵芳：《新工科人才的新能力及其培养实践》，《高等工程教育研究》，2018年第5期，第35-40页。具备主动学习能力之后，工程人才将时刻关注自己研究领域以及相关领域的最新知识、技术和研究成果，掌握最新研究动态，以便更加深入地开展研究。工程创新能力包含工程创新精神、判断与分析能力、计算思维、批判性思维等。培养创新思维是工程人才培养的核心和关键，受多种因素的影响。从国内需求与国际现实来看，我国工程人才在创新意识、创新思维和创新能力等方面仍存在短板，这将是当前我国工程人才培养的工作重心。

四、新工科建设背景下我国工程人才培养的策略

工程教育的根本任务是培养工程人才，满足社会各行业的需求。针对新工科建设背景下我国工程人才培养存在的问题，结合当前和未来工程人才应当具备的能力和素质，已有研究成果认为，新工科建设背景下我国工程人才的培养需要从人才培养规律、人才培养模式、人才培养资源等方面进行探索和实践，提出有效的培养策略。

（一）遵循工程人才培养规律

第一，打造优势学科和特色专业。新工科建设需要高校准确理解和把握相关企业、行业与领域的要求和期望，刘卫东、熊杨、张丹平：《基于过程要素模型的新工科专业建设质量分析与评价》，《高等工程教育研究》，2019年第1期，第40-46页。主动调整学科专业布局，对接区域经济产业结构。 韩旭：《坚持工学并举办学思想，推动学校新工科建设》，《中国高等教育》，2019年第1期，第27-29页。高校是工程人才培养的主力军，不同类型不同层次的高校在制定人才培养方案时可以根据本校条件有所侧重，但是聚合多方资源打造优势学科和特色专业的目标是一致的。高校应当结合自身的定位和发展特色制定新工科建设计划。比如地方高校应以本地对人才的需求为导向，适应地方经济发展需要，促进区域产业结构优化升级，培养对口的工程人才;工科优势高校需积极发挥工程科技创新和产业创新的主体作用;综合性高校则要在催生新技术、孕育新产业等方面起引领作用。在打造优势学科和特色专业时，高校要促进多学科多专业的交叉融合，打通固有的学科专业领域，打破学科专业课程的壁垒，优化课程体系，进而提高人才培养质量。 饶碧玉、刘艳慧、陆志炳等：《新工科理念下城乡建设多学科交叉融合人才培养模式构建》，《云南农业大学学报（社会科学）》，2018年第3期，第103-107页。

第二，构建专业培养的新体系。在工程人才的培养过程中，确定专业培养目标和理念后，必须构建配套的人才培养体系以确保目标顺利达成。人才培养体系包括学校结构体系、课程知识体系、教师教学体系、质量评价体系、教学资源体系、教学管理体系、工程教育认证体系、创新创业实践体系等，是一个复杂的系统工程，任何一个体系或环节出了纰漏，都会影响专业培养目标的达成，降低人才培养质量。因此，高校要与用人单位加强沟通，及时了解行业发展状况、企业人才需求以及对毕业生各种能力素质的要求，根据行业与市场的变化及时调整人才培养计划，完善人才培养体系。

第三，强化学生综合素质和实践能力的培养。高校工程人才的培养与产业发展的需求是密不可分的，人才培养不只是单纯的技术教育，还应包括人文素质培养。 刘冬颖：《新工科背景下大学生人文素质教育探索》，《中国大学教学》，2018年第11期，第26-29页。高校必须培养出既具有扎实的理论基础，又具有足够的工程实践能力的高素质工程人才，只有这样才能满足产业发展需要。高校不能忽视学生实践能力的培养，以避免教学与生产实践出现脱节。因此，在新工科建设背景下，高校要主动融合科学、人文、工程等各方面的教育，培养复合型、创新型人才，使学生具备整合能力、实践能力、领导能力和全球视野。

（二）优化工程人才培养模式

人才培养模式由培养目标、学科专业设置、课程组织、教学方法、教学评价等方面组成，涵盖了人才培养的必要元素。 钟秉林：《人才培养模式改革是高等学校内涵建设的核心》，《高等教育研究》，2013年第11期，第71-76页。高校是新工科建设的主体，应按照社会需求和自身特点来开展各类工程专业特色建设，确定工程教育模式。在新工科建设的背景下，发展新经济必须创新工程教育的课程内容和教学方法，丰富人才培养形式，结合新兴技术提供个性化的教育方式和定制化的學习方式。在课程内容设置方面，除了基础课、专业课和相关技能培训课以外，高校应更加关注学习态度和学习方法的培养，注重学生的创造力、实践动手能力等，设置弹性的创新人才培养课程体系。王国胤、刘群、夏英等：《大数据与智能化领域新工科创新人才培养模式探索》，《中国大学教学》，2019年第4期，第28-33页。在培养过程中，高校应该积极和政府、企业、科研院所、行业协会等开展广泛合作，通过联合制定培养方案，优化课程体系，共建实验实训实习基地，共享人才资源等方式，逐步完善产教融合、科教结合、校企合作的产学研协同育人模式，丰富人才培养形式。在教育技术和手段方面，高校应积极采用新的教学技术与设施，利用虚拟现实技术和移动设备，开设数字课程，创新学习模式，提倡混合式学习，支持随时随地的个性化学习。 袁婷、郄海霞、王世斌：《“拥抱新工业革命的新工科教育”国际研讨会暨天津大学首届国际新工科教育研讨会会议综述》，《高等工程教育研究》，2018年第3期，第24-28页。

（三）改善工程人才培养条件

第一，引进海外优秀人才，培养本土人才。人才是经济社会发展最关键、最基础的因素，没有强大的人才队伍作为后盾，任何研究和实践都无从谈起。在工程人才培养过程中，高校教师缺乏工科的实践背景，针对这一问题，各高校要加快人才引进的步伐，积极引进海内外优秀人才，在壮大教师队伍的同时提升整体的实践教学水平，为培养优秀的工程人才奠定坚实的基础。此外，高校要注重培养本土人才，组织形式多样的教师培训，出台相关制度和政策，支持专业教师深入产业一线，参与技术研发和企业管理，获取经验，提高能力。高校应通过种种激励措施提高现任教师的综合素质，凝聚“双师型”师资队伍，以适应工程人才培养的需要。杨小兵：《新工科背景下高校“卓越计划”人才培养研究》，《教育理论与实践》，2018年第33期，第6-8页。

第二，加大硬件设施投入，积极寻求多渠道资金支持。工程人才培养需要由产学研等各方面的主体投入知识、技术、资本、管理等异质性要素，构建包含实践教学、技术研发、创新创业、产业培育等模块的实验实训基地。 李玉倩、蔡瑞林、陈万明：《面向新工科的集成化产教融合平台构建——基于不完全契约的视角》，《中国高教研究》，2018年第3期，第38-43页。良好的实验环境和实训基地是培养工程人才实践能力的基本条件。高校要重视配套的硬件设施，尽可能地为工科学生提供便捷的实验场所和更多的实训机会。高校一方面要积极寻求教育部门的支持，另一方面要加强对外交流与合作，整合学科资源优势，寻找优秀的企业，与之建立长期的产学研关系，实现高校与企业的互利共赢。

〔责任编辑：沈 丹〕