行业特色型大学新工科建设之路径

马学瑾，王卫华

(武汉理工大学 教务处，湖北 武汉 430070)

随着科学技术的飞速发展，新发现、新技术、新产品、新材料更替周期越来越短，工程科技创新成果层出不穷，新工科应运而生。为了培养与之相适应的大批高素质工程科技创新人才，提高我国的国际竞争力，高等工程教育改革势在必行。行业特色型大学作为我国高等工程教育的重要组成部分，在新工科建设中起到不可替代的作用。在新经济背景下，研究行业特色型大学新工科建设路径具有十分重要的现实意义和战略意义。

一、新工科的内涵和新工科建设的必要性

新一轮工业革命和产业变革的加速进行促使国与国之间的竞争愈发激烈。为了提高我国的综合国力，推动工程教育改革创新，2017年2月18日，高等工程教育发展战略研讨会上，以北京大学、清华大学、复旦大学为代表的30所高等院校讨论了新时期人才培养问题，提出了新工科这一概念。此后，关于新工科和高等工程教育改革的相关问题引起我国的高度重视，新工科建设行动路线、新工科建设指南相继出台，新工科建设在国内如火如荼地开展起来。

(一)新工科的内涵

新工科是高等工程教育改革为了适应新经济发展而做出的积极应对，也是新一轮产业革命和科技革命的迫切需求。“新工科”中的“工科”是指工程学科[1]。学科是人类对客观世界的主观认识上升为知识，知识进一步发展到科学层面上形成知识体系，知识体系根据某些共性特征进行划分而形成的。学科具有主观性和局限性。随着社会的发展和人类认识的提升，学科的概念是发生变化的。因此工程学科也不再限于原有的工科界定，需要根据新经济发展来理解和认识新的工程学科及其范畴，赋予其跨越现有学科界限和产业边界的新的内涵[1]。

首先，新工科的“新”是要素，“工科”是本质，落脚点在工科。新工科是与传统工科相对应的概念[2]。新工科是在工业革命和科技革命背景下产生的，是传统工科为适应新经济而动态发展的结果，反映了未来工程教育的形态。新一轮科技和产业革命，带动新技术创新、新产业发展，现代工程问题涉及到经济、管理、信息技术、人文、生态环境、社会等方面，不能靠单一学科解决问题。因此，新工科也不能像传统工科一样，只涉及单一学科，而需要在传统工科的基础上继承与创新，通过工科与工科之间的交叉复合，多学科之间的交叉融合，理科向工科延伸，从而形成新兴交叉学科[3]。

其次，新工科的“新”不是指时间意义上的新和旧，是在工科的基础上注入了“新理念”，构建了“新结构”，探索了“新方法”。理念指导行动，哈佛校训曾说：一个人的成长不在于经验和知识，更重要的在于他是否有先进的理念和思维方式。这句话同样适用于新工科。新工科需要积极响应行业、产业变化，培养解决综合性工程问题的卓越人才。这就要求坚持立德树人、德学兼修的原则，树立创新型、综合化、全周期的工程教育新理念[4]。有了理念的指导，需要根据国家战略以及区域、行业发展等需要，构建学科专业新结构。“新结构”并非抛弃现有的学科专业，而是一方面根据工程教育的新要求，加快传统工科的升级改造工作；另一方面将“适应发展”转变为主动布局，积极设置引领未来发展的新兴学科专业。新工科是以培养具有社会主义核心价值观、具有家国情怀、综合素质高的创新工程科技人才为目标。为了实现该目标，必须围绕学生的志向兴趣创新工程教育的方法和手段，探索新工科人才培养“新方法”。落实“学生为中心”的理念，鼓励学生按照个人兴趣、未来规划选择专业和课程，同时鼓励教师改革教学方法，逐步形成以学习者为中心的工程教育模式。运用顶层设计理念，在工程教育系统中自上而下，提高工程教育系统各个层次的融合。完善工科人才“创意-创新-创业”教育体系，鼓励学生参加创新创业实践训练，从而提升学生的创新创业能力[5-6]。

(二)新工科建设的必要性

随着新经济的发展，工程科技进步和创新对经济社会发展的主导作用日益突出。我国经济发展步入新常态，实施了一系列重大战略如创新驱动发展、“一带一路”、“中国制造2025”、“网络强国”、“互联网+”等，为了支撑新经济发展，必须构筑先发优势，突破核心关键技术，这些对高等工程教育提出了新要求。我国正在加大力度培养适应新经济发展的工程科技人才。根据美国科学基金会《2018科学与工程指标》报告统计：全球获得科学与工程学士学位的人数总计超过750万，其中近一半的学位是由中国和印度授予。2000年至2014年期间，中国获科学与工程学士学位的人数增长了350%以上，增长速度和数量都超过了主要发达国家和地区。美国和欧盟授予了大量的科学与工程博士学位，中国授予科学与工程博士学位数量较少[7]。并且该报告指出：美国、欧盟和日本等发达国家，维持着知识密集型服务业的大部分生产和出口、专利的转让以及知识产权的使用。中国在许多技术密集型制造业中已成为全球最大生产国，但在知识密集型服务行业的地位并不靠前[7]。由此可见，我国在短短的几年内培养了一大批工程技术人才，培养规模大，但高学历、高质量适应新经济发展的人才还远远不够。同时，我国制造业发达，但在知识创新等方面却有待提高。因此，加强新工科建设对于服务国家战略需求，培养创新工程科技人才，提高我国的国际竞争力都是非常必要的。

二、行业特色型大学在新工科建设中的优势与挑战

行业特色型大学是特指我国高等教育管理体制改革前隶属于国务院某个部委，并具有显著行业办学特色与突出学科群优势的大学。行业特色型大学在新工科建设中发挥着重要作用，具有独特优势，同时也面临着严峻挑战。

(一)行业特色型大学在新工科建设中的独特优势

1.形成了一批与行业密切相关的优势学科，为新工科建设打下了坚实基础。行业特色型大学在行业的支持下，在办学过程中形成了一批与行业密切相关的优势学科，这些学科为行业的发展提供了强有力的智力和人才的支撑，成为了行业中的佼佼者，也在全国同类学科中处于领先地位[8]，并为行业特色型大学的新工科建设打下了牢固基础。

2.行业特色型大学站在行业发展的前沿，准确把握着行业的发展趋势和发展需求。行业特色型大学在长期办学过程中与行业联系紧密，具有显著的行业背景，为能源、交通、通讯、电力、矿业等国民经济命脉行业培养了大批工程人才和技术骨干。随着新经济的发展，行业对人才的需求有了很大变化，行业特色型大学在服务于国家战略的前提下，逐步改变依托行业的状况，变服务为引领，变跟随为赶超，着力培养行业所需的高素质工程科技创新人才，“这种理念和行动正是新工科建设推动的内在要求和必要条件”[8]。

(二)行业特色型大学在新工科建设中面临的挑战

1.传统优势地位导致改革创新能力受限。行业特色型大学在行业的大力支持下形成了自己的特色，与行业内相关企业建立了长期科研与人才培养等密切合作关系。某些行业特色型大学的优势学科，在本行业领域处于国内甚至是国际领先地位。正因为这些独特的优势，使得行业特色型大学在高校竞争中受到的冲击较小，导致危机意识不强。同时，行业特色型大学在面对新产业、新技术大格局的敏锐度不够，导致改革创新的能力受限，从而影响新工科建设。

2.长期目标定位导致行业引领作用不够。行业特色型大学具有显著的行业背景，在办学过程中，逐步形成了依托行业、服务行业的目标定位。新经济的发展，不断引发产业科技变革、促使行业转型升级，要求行业特色型大学由被动跟随转变为主动超越、由服务行业转变为引领行业。由于长期依赖行业生态圈，限制了行业特色型大学的发展思维，使其在开展人才培养和科学研究方面缺乏前瞻性的眼光[9]。

3.学科发展不均衡导致新工科建设动力不足。在行业的支持下，行业特色型大学发展了一批推动行业发展、服务于行业的优势学科，除此之外，其它学科显得相对薄弱，学科发展不均衡。随着科技产业革命的推进，新知识表现为指数上升趋势，前沿学科、交叉学科不断涌现，知识成果转化周期越来越快，行业特色型大学的优势学科对新技术、新需求的敏感度不足、学科融合度不够，发展创新性不高,使得新工科建设的动力不足。

三、行业特色型大学新工科建设的实践路径

(一)突出行业特色，找准学校目标定位

行业特色型大学是为了满足新中国成立初期工业发展需要依托部门而产生的，在服务国家经济建设和社会发展历程中，发挥了重要的历史作用，做出了积极卓越的贡献。随着社会的发展，部门办学的弊端开始显现，行业特色型大学出现专业偏窄、管理僵化、重复建设等问题。1998年，国务院下发《关于调整撤并部门所属学校管理体制的实施意见》，通过调整，逐步形成中央与地方共同管理的方式，行业特色型大学改变了单一隶属关系。在长期的办学过程中，行业特色型大学依托行业、与行业紧密关联，为行业培养了大量技术骨干。随着新经济的迅猛发展，要想在全球创新生态中占领制高点，仅仅以服务行业为目标已经不能满足培养新工科人才的需要，行业特色型大学需要迎难而上、积极思考、主动求变。首先，行业特色型大学应抓住新技术创新和新产业发展的机遇，以服务国家战略、促进区域进步、引领行业发展为责任，以产业需求为导向，以培养创新型工程科技人才为目标。其次，行业特色型大学需要总结继承以往工程教育的成功经验，充分发挥自身优势，突出行业特色，将新工科的理念与高等工程教育改革相结合，探索面向未来、面向行业的具有中国特色、具有国际水平的工程教育体系。同时，行业特色型大学在新工科建设背景下面临各种类型大学尤其是综合性大学的挑战，需要准确把握办学定位，处理好特色发展与综合发展的关系，进一步发挥工科优势、彰显行业特色，实现产、学、研、用相结合的办学道路。

(二)更新培养理念，重构教育教学体系

传统工科的培养理念是以学科为导向，教育模式倾向于解决确定的、线性的、静止封闭问题的科学模式，根据学科划分专业，按照学科需要进行教学设计，强调学科知识体系的系统性和完备性[10]。学科为导向的培养理念是按照正向设计的方式，先建立课程体系，由课程体系得出毕业要求，再由毕业要求确定培养目标，由培养目标推出需求。然而，这时的需求一般只能满足内部需求，而不一定能满足国家、行业、用人单位等外部需求，因为它是教育的结果而不是教育的目标。因此，必须转变培养理念，才能培养适应新经济发展的人才。新工科建设呼唤成果为导向的培养理念。成果为导向的培养理念是指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后取得的学习成果，简称OBE理念。OBE理念的核心是以学生为中心、成果导向、持续改进[11]。行业特色型大学在新工科建设中不断深化教育教学综合改革，将成果为导向的理念应用到教学设计和教学实施中，重构教育教学体系，推动新工科建设顺利实施。

行业特色型大学遵循OBE理念，按照反向设计原则进行教学设计，设计实施过程见图1。

图1 基于OBE的教学设计实施过程

反向设计是从内部、外部需求开始，首先，由内外需求决定学习产出，再由学习产出确定人才培养目标。内部需求包括学校办学定位和学生自身发展等；外部需求包括国家和社会需求、产业和行业需求、用人单位需求等；学习产出是学生最终取得的学习结果，是学生通过某一阶段学习后所能达到的最大能力，然后由人才培养目标得出毕业要求。培养目标是学生在毕业后5年左右能够达到的职业和专业成就的总体描述。毕业要求要全面反映培养目标，由培养目标来确定。之后，由毕业要求确定课程体系和教学内容。毕业要求是学生在毕业时应具备的知识、能力和素质以及需要达到的相应水平。毕业要求需要逐条落实到课程中，通过对应的课程体系在教学中实现。毕业要求需要逐条落实到每门课程的教学大纲中，使毕业要求在教学内容中得到充分体现。最后，建立教学评价体系，有效评估培养目标、毕业要求、课程体系、教学内容等各方面，将评价结果用于持续改进，促使培养目标、毕业要求达成，最终获得相应的学习产出。成果导向的教育是采用反向设计、正向实施，从而最大程度上保证教育目标与结果的一致性[12]。

行业特色型大学把OBE理念运用到教学实施过程中。教学时“以学生为中心”，面向全体学生，关注学生的学习成效。根据学生的志趣改革教学方式和教学手段，改变“填鸭式”的教学方法，改变学生被动地接收知识和复制知识的现状。课堂上增加互动，使师生之间的交流沟通变成知识对话，从而提高学生的学习主动性和学习热情。教师通过教学培养学生乐于学习、主动学习、勇于实践的能力。建设和推广应用在线课程，充分利用虚拟仿真等技术创新工程实践教学方式，通过结合线上授课和线下授课推进信息技术与教育教学深度融合，提高学生的学习效率，增强学生的学习兴趣。将OBE理念运用到教学实践过程中，逐步提高学生的实践创新能力。以武汉理工大学为例。武汉理工大学将OBE理念运用到2017版培养方案的制定上。学校在评价应届毕业生培养质量的基础上，通过内外需求调研总结，综合得出学生的学习成果；由学习成果制定培养目标，继而确定毕业要求。该版培养方案强调了课程体系的整体设计，加大了实验、实践、实训课程比例，增加了创新创业课程模块，规定学生最低毕业学分从190学分降低至170学分，“以学生为中心”把课堂时间还给学生，调动学生的学习积极性和主动性。

(三)加强动态调整，优化学科专业结构

在2018年“新时代全国高等学校本科教育工作会议”上，陈宝生部长提出，“一流大学建设必须聚焦人才培养，建设一流本科教育；一流学科建设必须反哺人才培养，建设一流专业”。可见培养工程科技创新人才、推动新工科建设顺利开展都与学科专业建设密不可分。行业特色型大学在长期依托部门、行业办学过程中形成了一批高水平的优势与特色学科，其中一些学科具备世界一流水平。但由于优势学科比较单一，优势学科群较为集中，各学科交叉融合不够等问题影响新工科建设步伐。在保持优势学科的基础上，行业特色型大学面向国家战略和行业需求，主动优化学科体系，从质量和数量着手，重点培育一批一流学科，为学科的交叉融合提供良好的环境。以华北电力大学为例。华北电力大学是一所面向电力部门的行业特色型大学。学校在电气、动力、自动化和经济管理等优势学科的基础上，以“能源电力”为核心，加快发展环境、核能、水电、风能、太阳能、生物质能等学科，同时注重材料、机械、电子、控制信息及文理学科与能源电力学科的结合，通过互相渗透、交叉融合，构建了“大电力”特色学科体系。在此基础上，进一步加强学科之间的融和，形成了“能源电力工程与科学”优势学科群[13]。

同时，行业特色型大学应加强工科专业建设。根据学校的行业特点，行业特色型大学瞄准代表未来科技和产业发展新方向与对经济社会具有全局带动和重大引领作用的产业，持续建成一批面向节能、环保、绿色、低碳、智能的战略新兴产业专业，为新工科建设积累部分经验。行业特色型大学以适应国家和区域经济社会发展需要，符合学校发展定位和办学方向为原则，以引领行业发展为目标进行专业定位；通过把握社会经济和科技发展状况，了解社会经济对人才需求的整体发展趋势，预测未来产业的需求，动态调整专业结构：对现有工科专业进行改造、升级，打造特色优势专业，促进工科之间的交叉复合，工科与其它学科的交叉融合；对新兴工科专业进行布局，建设一批适应新经济发展的专业，如物联网、云计算、虚拟现实、大数据、基因工程、核技术、智能制造、新材料等，并进行重点培育与建设；最后，对于不适应新工科发展的专业予以调整甚至停招。行业特色型大学通过对原有工科专业的调整、改造、升级和新兴工科专业的设置，构建新工科背景下的专业结构；并鼓励工科专业参加普通高等学校工程教育专业认证，从而提升工科教学质量、加强工科专业与行业的联系，促进工科教育与国际接轨。

(四)大力改革创新，探索人才培养模式

“大业欲成，人才为重”，人才是国家竞争力和软实力的主体依托。新工科建设的落脚点在人才培养上。新工科建设需要培养面向未来和科技发展以及服务产业转型升级需求的具有工程伦理意识、法治意识、生态意识、国际视野并且能够解决复杂工程问题的工程科技创新人才和产业创新人才。要实现新工科人才培养目标，需要从知识层面、能力层面、素质层面三方面着手,如图2所示。

图2 新工科人才培养目标要素

行业特色型大学根据新工科人才培养目标，在原有人才培养模式的基础上进行优化和创新，探索多种人才培养模式。第一，行业特色型大学充分发挥行业优势，围绕绿色、低碳、节能、高效、智能等重点发展方向，依托优势学科专业培育面向行业的拔尖创新人才和面向未来的行业领军人才，构建拔尖创新人才培养模式。例如，电子科技大学围绕电子信息类优势学科专业建设校院两级拔尖创新人才培养特区，培养拔尖创新人才[14]。第二，行业特色型大学提供特色优势辅修专业课程供学生选择，原则上要求跨学科门类选择，修满学分后可获得双学位。主辅修不限于一所学校，可以为多校联合办学方式，为学生提供更加优质的学习资源，在工科与工科、工科与理科、工科与经济、管理、人文、艺术等多学科交叉融合的基础上建立人才培养知识体系，从而构建多学科交融、主辅修贯通的复合型人才培养模式。例如，重庆大学通过通识课程和专业课程融合，主修专业和辅修专业贯通的方式实现人才的跨界培养[15]。第三，行业特色型大学将本科与硕士教育打通培养，采用弹性学制、导师制，以及与科研院所共建培养基地、向本科生开放实验室、开设本硕课程群、开设创新研究类课程和实验等方式，把学生的专业知识学习与实践能力、科研能力的培养按照一个有机的整体进行设计和考虑，构建本科和硕士教育贯通的科教协同育人的人才培养模式。第四，行业特色型大学在与企业合作过程中，将本科生的毕业设计融入其中，锻炼学生的工程实践能力，有效实现企业生产、学生实践、学校科研三方面的有机结合。学校与企业共同制定培养方案、建设实践基地、组织与落实教学内容，建立协同工作机制，落实学生在企业的具体学习环节，逐步优化校企协同育人的人才培养模式。第五，行业特色型大学发挥优势学科特色与国际知名高校和科研院所建立协同合作机制，开展“2+2”“3+1”等多种形式的协同培养，提升国际协同培养的质量和水平,培养工科学生的国际视野，构建国际协同育人的人才培养模式。

四、行业特色型大学新工科建设的拓展路径

(一)全面提升课程教学质量

课程是人才培养的核心要素，是体现“以学生为中心”理念的课程学习“最后一里路”，课程质量直接决定人才培养质量。行业特色型大学在新工科建设中应着重通过加强课程建设，实施教学改革两方面出发，打通课程学习“最后一里路”，全面提升课程教学质量。

行业特色型大学要立足社会发展需求和人才培养目标，优化重构教学内容与课程体系。在全面梳理课程教学内容，在淘汰低阶性、陈旧性、不用心的“水课”的基础上，充分发挥自身优势，与行业、企业联合建设一批培养创新型、应用型人才的“金课”。“金课”具有高阶性、创新性、挑战度，在课程目标上要坚持知识、能力、素质的有机融合，在课程内容上要强调知识的深度和广度，在教学过程中要体现前沿性与时代性。行业特色型大学应通过将产业和技术的最新发展、学科研究的最新动态、实践发展的最新经验引入课程内容和教学过程，用以提高学生的学习兴趣；应通过加大学生的选择空间，让学生有机会跨专业或跨学校学习，通过增加老师和学生课内外互动交流来提高学生的学习主动性；应通过开设学术探讨类课程、问题导向类课程、综合项目类课程等形式来提高课程的挑战度，培养学生的综合能力、思维能力、深度分析能力和勇于创新能力。2020年行业特色型大学在面对全球新冠疫情常态化的严峻形式下，应转危为机，主动求变，在总结经验的基础上进一步推进课程的信息化建设工作：在原有国家精品在线课程的基础上，加强线上课程的建设，开设一批优质的慕课课程；与企业联合，加强虚拟仿真课程的建设，破解高校实验实训教学老大难问题；加强线上线下混合式课程建设，将线上“金课”进行改造，结合线下课程，打造适合本校学生特点的混合式“金课”。

(二)大力推进创新创业教育

习近平总书记在全国教育大会上提出“以创新之教育培养创造之人才，以创造之人才造就创新之国家”，“要把创新创业教育贯穿人才培养全过程”，由此可见，深化高等学校创新创业教育改革，是国家实施创新驱动的发展战略，是培养创新科技人才、推进新工科建设的重要举措。行业特色型大学在新工科建设中，需要依托行业，充分发挥行业优势，大力推进创新创业教育改革，以创新引领创业、创业带动就业，培养具有创新精神强、实践能力强的创新创业人才队伍。

第一，要加紧修订和完善人才培养方案。行业特色型大学要结合学校的办学定位、服务面向和创新创业教育目标要求，参照国家人才培养质量标准，参照行业企业、科研院所等相关部门修订的专业人才创新创业素质能力要求，修订和完善人才培养方案，促使人才培养满足新工科建设的需要。第二，要改革和创新人才培养机制。汇聚行业、企业、科研院所等优势资源，合作开设创新创业类试点班，探索多主体协同育人培养机制。依托优势学科，探索建立跨学科专业交叉培养的创新创业人才机制，促进人才培养由学科专业单一型向多学科融合型转变。第三，要建立创新创业类课程体系。在课内开设学科前沿、专业导论、研究方法论等必修课程，将创新创业相关内容融入实践环节，在通识课程中增加创业基础、就业指导等选修课程；在课外举办各类创新创业讲座等活动；通过必修、选修结合，课内、课外衔接的方式建立创新创业课程体系。加强创新创业类课程信息化建设，推出一批优质的资源共享课、视频公开课等在线开放课程，着力打造线上线下创新创业教育“金课”，为学生提供多种形式的学习方式，启发学生的思路、拓宽学生的视野，培养学生创新创业意识、素质和品质。第四，加强和带动创新创业实践。加强校内虚拟仿真实验室、专业实验室、实践实训中心等的建设，为学生提供优良的实验平台。充分发挥行业优势，吸引行业、企业及其它部门与学校共建大学科技园、创业园、创业孵化器、企业加速器等创业基地，给予学生不同层级的差异化指导与服务，将学生实践能力和专业技能的培养与创新创业相结合，为学生提供体验创业的平台。依托创新创业项目，培育跨学科专业、跨年级、师生合作的创新创业团队开展研究，促进项目落地转化。鼓励并组织学生参加各类创新实践竞赛，增强学生的创新意识，有效提升学生的思维力、观察力、想象力和实践能力。第五，提高教师创新创业教育教学能力。采用岗前培训、骨干研修、课程轮训、企业挂职锻炼等方式，提高校内教师创新创业教育的意识和能力。聘请行业、企业优秀人才担任学校创新创业教育专职或兼职教师。通过强化创新创业师资结构，提升教师创新创业教育的教学能力。

五、结 语

新经济呼唤新工科建设，新工科建设指明了我国高等工程教育前进的方向。行业特色型大学作为新时期高等工程教育改革的前沿阵地，肩负着重要的历史使命。在新工科建设中，行业特色型大学正在发挥与行业密切关联的优势，为培养创新型的工程科技人才做出有益的实践与探索，为把中国由工程教育大国转变为工程教育强国而努力奋斗。