周晓红
[摘 要]工程应用型人才作为国家经济转轨进程中技术创新的第一执行主体,是未来知识竞争中确立人才优势的重要组成部分。如何提升工程应用型人才培养质量,厘清未来工程人才培养的基本需求与必然趋势,已成为当前中国工程教育改革不可回避的问题。借助Citespace可视化软件对文献数据进行计量分析,梳理挖掘近10年我国工程应用型人才领域的研究热点、研究前沿与未来趋势,旨在为后续研究提供一定参考。研究发现,近10年我国工程应用型人才领域的研究数量呈现平稳增长,中间略有波动;发文机构主力因人才特性主要集中于工程院系、高等教育研究所和理工科类高校;工程实践训练、工程教育改革政策、工程教育教学模式,以及工程人才培养评估等关键词是工程应用型人才领域的研究热点。 [关键词]工程应用型人才;理工科类高校;工程实践训练;工程学科交叉
[中图分类号]G640 [文献标识码]A [文章编号]1005-5843(2021)03-0149-08
[DOI]10-13980/j-cnki-xdjykx-2021-03-026
一、关注工程应用型人才培养研究热点的缘起
工程教育应产业的发展与需求而生,从来都是培育工程人才的摇篮。当前,我国国力发展面临的内外环境正急速变化。从国际看,主要发达国家都在推动发展新经济,抢占产业和科技革命的制高点,人工智能技术与云计算的发展风起云涌[1]。反观国内,依靠要素投入和投资驱动的粗放式经济增长作用正逐渐衰减[2],党和政府大力推进经济结构转型与产业升级。因此,近年来我国愈发重视工程应用型人才培养,并在相关政策领域内不断推陈出新,致力于建设出一支卓越工程技术人才队伍,从而为我国高新技术产业发展、区域经济水平进步和社会生产方式变革提供人才支撑。从“卓越工程师教育培养计划”(下文简称为“卓越计划”)到“工程教育认证”以及“新工科”,我国工程教育改革逐步深化,工程应用型人才的综合素质确有明显提高,获得了国际社会的积极评价。但同时应清楚地认识到,当前我国工程应用型人才培养仍然面临诸多挑战与困难:工程应用型人才的总体质量与国际领先水平仍存在较大差距,工程教育大而不强、工程教育改革政策中的矛盾冲突不断、人才培养模式不灵活、校企合作机制不完善等问题。这不仅制约着我国工程教育的发展,也阻碍了工程应用型人才自身的进一步提高。
因此,本文采用文献计量法,借助Citespace软件从时空分布、关键词聚类、热点词突现与连接点强度等方面,绘制近10年我国工程应用型人才培养研究的知识图谱,形象地反映出工程应用型人才领域的研究全貌与发展趋势[3]。本研究数据均源自中国知网(CNKI)的全文数据库,为保证原始数据的全面性与可靠性,在中国知网中选择高级检索,并限定检索条件为:“学术期刊”检索,“主题”=“工程应用型人才或含工程技术人才”,检索条件为“精确”。期刊来源类别限定为“北大核心和CSSCI”,时间为“2009—2019”,共检索出文献585篇。在剔除重复文献、会议通知、新闻报道等非研究型及无相关性文献后,最终获得496篇有效文献作为统计对象,检索时间是2020年11月2日。
通过运行Citespace软件获取工程应用型人才研究领域的年度发文量、核心作者、重要研究机构等方面的知识图谱,识别并展现该研究领域的热点关键词、研究进展与前沿趋势,直面矛盾,抓住关键,准确把握工程应用型人才培养的内在逻辑,力求为我国工程人才培养的深化改革提供参考。然而,Citespace软件只能勾勒出整个研究领域的概况,无法提供更加深入的文献细节分析,因此本研究在Citespace的分析结果之上,进一步系统梳理工程应用型人才领域的研究文献,以发掘更加科学严谨的研究热点、前沿趋势以及研究主题。
二、工程应用型人才文献时空分布情况
(一)时间分布图谱
文献年度分布。年度发文数量是衡量工程应用型人才研究热度与发展趋势的重要指标。基于样本数据中的文献年发表量绘制折线图(见图1)。核心期刊论文数量年度分布折线图显示,我国“工程应用型人才”研究可分为两个阶段:2009年至2013年,年度发文数量整体呈上升趋势,这一阶段可称之为发展期。根据CNKI的载文情况,2009年1月15日,北京石油化工学院和机械工程学院蔡晓君等人发表《加强实践教育 提高学生的工程素质与能力》一文,就应用型人才的社会定位要求、实践教学与课程等一系列问题进行详细介绍,该文成为近
10年我国工程应用型人才研究之始。此后,随着研究队伍的不断壮大,2013年数据为近10年发文量的峰值(74篇),发展阶段发文量数值大致平稳在60篇。稳定的发文数量折射出国内研究者对工程应用型
人才的持续关注,尤其是对工程教育、技术型人才培养的深切关注。2014年至今,在此期间年度发文数量大幅降低而又伴有间歇性的上下波动,文献总量较发展期有明显减少,这一阶段可称之为平稳期。由图1呈现出的数据走势显示,我国工程应用型人才的研究整体仍处于发展阶段,有望再度成为工程教育领域研究的一大热点。
(二)空间分布图谱
1.文献作者分布。随着“卓越计划”在全国范围内的广泛开展,“工程应用型人才”这一21世纪国别竞争中所需人才储备的中坚力量受到研究者们的广泛关注,研究群体不断扩大,研究范围不断拓宽。本研究样本有效被引文献数据为496条,将文献数据导入Citespace,Node types设定为作者Author,时间跨度为2009~2019年,时间切片为1年。统计结果显示,总样本的496篇文献涉及291位作者。近10年工程应用型人才研究领域内共有36位学者的发文量不少于2篇。其中,张炜、方健、夏建国、刘峰等人对工程应用型人才研究给予持续关注,是该领域的高产作者,核心期刊发文量均达到了3篇。张炜就职于浙江大学中国科教战略研究院,对工程教育创新与工程人才培养拥有更为深刻的体认。为满足“多元化高层次工程人才”的培养需求,张炜对国际工程联盟(IEA)的六大國际互认协议进行了详细的概念特征阐述,关注工程人才国际质量标准的共同点与核心差异,并结合我国工程人才分类培养的现状与问题提出了相应的对策性建议。此外,周旭章、程涛等32位研究者也有较高的发文量,他们主要研究工程人才培养中实验教学平台的搭建。
2.发文机构分布。发文机构是指发文作者的隶属单位,对文献发文机构进行的统计分析能映射出不同机构在特定研究领域的贡献。与上述文献作者分布操作相似,在数据导入Citespace后,只需将Node types设定改为机构Institution,其余设置同上。结果显示,前40位机构近10年在工程应用型人才研究领域的发文量均不低于2篇。其中,吉林工程技术师范学院以7篇核心期刊发文量稳居首位,湖南工程学院次之,发文量为5篇;浙江大学公共管理学院、盐城工学院、浙江大学中国科教战略研究院、桂林电子科技大学教务处紧随其后,发文4篇;上海电机学院高等技术教育研究所、北京联合大学机电学院发文3篇;吉林工程技术师范学院高教研究所、中南大学高等教育研究所等32个机构的核心期刊发文量均达到了2篇。以上表明,工程院系、高等教育研究所、理工科类高校是现阶段工程应用型人才研究领域的发文主力,并已取得了较为丰硕的学术成果。在跨机构研究方面继续运行Citespace,获得了节点数N为286,连线数E为99,密度Density为0-0024的工程应用型人才研究机构共现知识图谱。整张图谱网络零散,各节点之间的连线只有几条,“工程应用型人才”的研究机构地域相对分散,连接强度较强的两个科研主体往往处在相近位置或同一机构之中,表明不同研究机构之间的合作比较少。
三、工程应用型人才研究热点
在学术论文中,关键词是作者对文章核心内容的高度提炼与概括,彰显文章的研究价值与方向,出现频次高的关键词常被用来确定一个研究领域的热点问题[4]。因此,将Citespace的节点类型设置为关键词(Keyword),年份跨度设为2009—2019年,时间切片为1年。设定阈值为4、5、10,表示图谱中的关键词满足出现次数大于4次,关键词共现次数大于5次,关键词间相似系数大于0-10这3个条件。图谱(见图2)中各个圆圈的大小表示关键词出现频次的多少,圆圈越大说明相应关键词的出现频次越高。此外,图谱可以清晰地呈现关键词共词程度的高低,即关键词的中心性。关键词在共现网络中的中心性越强,该关键词与其他关键词共同出现的几率越高,其在共现网络中的影响力自然就越大。从知识理论的角度来看,频次和中心性高的关键词一般都是一段时间内众多研究者共同关注的问题,也就是研究的热点与前沿[5]。在Citespace中可以利用相关算法对文献的研究内容进行聚类,形成主题。对图2关键词图谱进行普通聚类,利用“Indexing Terms”聚类模式获得关键词聚类图谱(见图3)。由图3可以获知共生成聚类主题7个,分别是人才培养模式、人才培养、高等工程教育、应用型人才培养、创新人才、实验教学示范中心、本科课程体系。综合分析当前可视化图谱可知,2009~2019年我国工程应用型人才研究文献非常丰富,但研究主题比较零散。鉴于Citespace可视化结果仅能勾勒研究概况,故本文进一步系统化阅读与梳理现有文献,对7个聚类主题进行简单分类,发现近10年工程应用型人才的研究热点主题主要涵盖以下4个方面。
(一)工程实践训练
实践训练是工程教育的特色。随着以“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”为原则的“卓越计划”的开展,校企合作指导下的实践训练成为培养高素质工程应用型人才的主要路径,“工程实践训练”近10年研究热点主题奠定基础。近年来,高校携手企业参与工程人才培养、提升工程教育质量已形成共识并归于实处。高校和企业通过合作得以进行,符合既得利益的优质资源置换、优化工程实践教学,切实提升了工程人才的实践素养。然而现实情况显示,系统培养的工程应用型人才进入产业后,仍受“实践能力脱节”诟病,众多研究者对此展开剖析并提出相应转变举措。有学者认为,工程依托产业而生,工程教育通过人才输送反哺产业进步。工程教育与产业之间的偏离使双方均面临大量高素质工程应用型人才短缺的严峻挑战。也有学者认为,需将工程教育校正到“回归工程”的轨道。提升实践能力的最直接方式是建设系统完备的工程实践训练体系。从“工程”出发,运营真实的工程项目、进行工程实践训练必不可少。当然,也有学者反对将工程实践训练列为工程应用型人才培养的核心,指出过分强调实践所带来的实习中心化与形式化会严重破坏应有的工程人才培养生态。
(二)工程教育改革政策
近年来,中国产业链趋向高精尖发展,大国博弈凸显出人才是发展壮大新经济的首要资源[6]。我国工程教育改革政策在压力与动力的双重推动下不断推陈出新:从“卓越计划”到“工程教育认证”,再到“新工科”,它们均为基于现实国情,主动应变且富有弹性的引领性政策,旨在加快培养一大批适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程科技人才,打造世界工程创新中心与人才高地,提升国家硬实力和国际竞争力[7]。李志峰、陈莉从历史的角度出发,分析总结我国高等工程教育的三次重大转型;清朝末期至民国时期层次化和制度化的工程教育转型,中华人民共和国成立初期国家化和工具化的工程教育转型;改革开放以来形成的以中国特色工程教育建设为主体﹐“适应”和“满足”“创新”和“引领”为两翼的工程教育转型[8]。我国于2016年提出“新工科”并迅速展开深入研讨。钟登华认为,新工科政策并不是局部考量,而是在新科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教育改革的重大战略选择,是今后我国工程教育发展的新思维、新方式[9]。
可视化结果显示,“工程教育改革政策”并非工程应用型人才研究中的高频关键词,但工程应用型人才的研究者将“校企合作”“应用型本科”“卓越工程师”“CDIO”“产学研融合”与“产教融合”等具体工程教育改革政策设为独立领域并展开研究。其间研究者们多将这些工程教育改革政策与“工程应用型人才”相关联,意在阐明通过国家政策明确而有力地引导,才能让工程应用型人才领域获得深入改革的真正动力。故该主题研究表象分散,实则处处切题。
(三)工程教育教学模式
随着“卓越计划”与“华盛顿协议”的相继开展,我国工程教育加速了校企间的优质教学资源互换,并积极引入国际工程教育互认的先进教学模式,切实增强了我国工程应用型人才在综合素质与工程能力方面的竞争性。然而,现有部分高校的工程教育教学模式仍然无意识的沉浸于以知识导向为主的教育理念、以教师为主导的学习环境和以理論为导向的课程教学之中。针对上述情形,渴求教学模式的创新便成为了工程应用型人才的研究热点之一,研究者们的观点因时而异、因地而制。邢亚阁、许青莲、车振明、马力、SimonX-Yang结合我国地方工科教育和产业发展现状,创新设计了“双导向——翻转——多层次”工程人才实践教学联动培养模式。以产业发展与人才需要为导向,依据翻转课堂理论对传统教学进行翻转设计,在所搭建的跨领域、多层次的平台上开展更加深入的教育教学,以丰富我国实践教育理论[10]。施晓秋、刘军立足于微观层次的课程教学模式,为实现知识、能力与素质的协同培养,提出“三位一体”课程教学改革方案,并为首批试点课程的顺利开展确立工作重点[11]。湖南工程学院的曾永卫、刘国繁、黄俊伟通过校本研究总结办学经验,从内涵、理论依据、教学目标、操作程序、教学评价等不同方面探析“两体系三并递进”教学模式,核心在于理论与实践的并举、并重与并行,构建理论与实践教学双体系[12]。
(四)工程人才培养评估
当前,制造业全球化与工程教育国际化程度不断加深,精尖技术与工程人才的国际流动日益频繁,高等工程教育学位(学历)互认的协议认可度日渐攀升。为与国际先进工程教育接轨,加强工程人才质量评估成为我国工程教育界的重要议题。为解决政府主导评估与公众质疑评估信度之间的矛盾,我国早在2005年就开启了加入国际工程教育认证之路:2012年12月,英国、澳大利亚相继提名中国科协加入国际工程学位互认协议《华盛顿协议》;2013年6月,中国科协被接纳为预备会员。成员国考察期间,我国修正并完善了工程教育认证制度,并于2016年6月成为《华盛顿协议》的正式会员,这使我国在工程教育与国际工程教育界的接轨征程中前进了一大步。与此同时,学界对国外先进评估体系展开比较研究,推动国内工程人才培养质量评估的“落地”实践。张洪田、叶树江、郭秀颖、孔超、张显悦等人在工程应用型本科综合教育模式的构建设想中,提出构建闭环式教学质量评估体系,实行信息化管理并健全相应申诉机制[13]。张琳琳、杨建林从师资建设角度分析,指出需系统化构建高职院校专业教师评估体系,有计划、有组织、分层次地展开分类评估。通过人才强校评价推动高职院校不断对接区域经济发展需求,为产业结构转型输送“产销对路”的技术人才[14]。
四、研究前沿与趋势思考
研究前沿是指“突现的动态概念和潜在的研究问题”,强调新趋势和突现(burst)的特征,其中可通过文献被引频次或关键词出现次数的变化率来衡量“突现”[15]。此外,节点的中心度可以揭示关键词之间的联系,中心度值越高,表明与该节点相连接的关键词越多,其在整个关键词网络中的“媒介”作用能力越强[16]。以上表明:研究前沿可通过某一时段内以突现词(burst terms)为知识基础的科学问题或专题呈现,并通过中心度值校验突现词的联系性。因此,本文基于Citespace呈现的工程应用型人才研究时区视图,可初步识别出某些研究突现词。笔者结合中心度在0-10以上的8个关键词(见表1),对以上主题词所涉及的文献进行系统性阅读与挖掘,并着重剖析了近3年工程应用型人才研究核心期刊发文,对近10年工程应用型人才研究前沿与未来趋势做出以下综合判断与思考。
(一)一流课程建设与立德树人
近年来,随着以校企合作为中心的“卓越计划”的全面开展,众多研究者致力于如何加强工科培养课程的实践性与时代适应性研究,以满足“卓越计划”对工程人才的培养要求。研究指出:须通过丰富课程体系,切实增强课程的综合性与实践性,以卓越工程师的公认国际标准展开培养。经过近10年的实践探索,在以“卓越计划”为首的多项工程教育政策的引领下,我国工程人才在实践性与前瞻性方面均有跃升,在敏锐捕捉高新技术新趋势、根据发展现状界定清楚矛盾与问题领域表现出色,成为我国产业升级与国际竞争中的重要人才支撑。2018年11月,教育部教指委工作会议报告明确提出要围绕一流课程建设,打造国家水准、国际领先的“金课”。自此“一流课程建设”迅速成为众多高校的工作重心,研究者们纷纷因地制宜开展校本研究,为一流课程建设提供了有效指导。华中科技大学光学与电子信息学院的司马朝坦、鲁平、孙琪真、孙军强、刘德明等学者以一流学科光纤工程的本科课程为例,提出构建基于“目标分析——资源开发——活动设计”的三段式教学模式,并围绕三段式教学模式中的课程体系建设与实践开发,对实际建设成果进行了分析和说明,为课程改革提供了可参考案例[17]。
2016年12月,习近平总书记提出“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面”[18]。在以高新技术为核心特征的新经济时代里,人才需求日新月异,立德树人是人才培养不可回避的永恒主题。工程应用型人才通过一流课程培训得以摆脱“技术上的狭窄”,为创新蓄力;但价值观倾斜、缺乏人文修养的工程师将缺乏生命力,发展潜力不足,创新难以延续。因此,需在建设一流课程中将增强思政教育设为重要基础性工作,培养“不狭窄于技术”、工具理性与价值理性兼备的新型工程师。2020年5月,教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中指出:全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措和全面提高人才培养质量的重要任务,并进一步明确了课程思政建设的目标要求、内容重点以及推进方式[19]。因此,未来如何在工科课程体系中“润物细无声”地推进思政建设,将是培养与国家发展战略相适应的创新型与高素质交叉复合型工程人才的研究侧重点之一。
(二)工程学科交叉与融合研究
2018年,教育部启动新工科建设,明确将“破除专业分割壁垒、进行跨界交叉融合”定為一个重点研究方向[20]。此后,“工程交叉学科”即成为工程应用型人才研究领域内备受关注的一个新兴研究主题。这一主题突现于2018年,从重要性讨论到探求模式创新,从追本溯源到展望未来,学界内对此研究热度持续提升。一些学者以探索实践新型交叉学科下的人才培养模式为主线陆续刊文,呈现出可喜的特定式研究,即多以具体院校内的特色工科专业为对象进行培养模式的创新性研究。吉林大学生物与农业工程学院杨印生等人在分析工程交叉学科专业发展的基础上,以吉林大学农业机械化及其自动化本科专业为例,分别从理念、课程体系等多方面对以农机专业为代表的工程交叉人才培养模式加以剖析,以跟踪性特定研究对转变工程人才培养模式、强化学生的实践能力及创新能力培养等方面均提供了有效指导,所撰成果获得了学界的积极评价。2016年,教育部高等教育教学评估中心发布《中国工程教育质量报告》,其间大量运用数据与事实指出并分析了我国工程教育所面临的深层次问题,同时得出我国适应新兴产业和制造业十大重点领域的人才培养存在提升空间,工科毕业生的学科交叉融合能力有待进一步提高。
科学技术的发展日益趋向交叉创新,这使工程教育特别是高等工程教育正面迎来了学科交叉综合这一巨大机遇与挑战。交叉学科即打破了原来的单一学科领域,在学科的交叉结合部产生出一批具有未来前景的新兴学科[21]。在科技发展综合化与工程实践复杂化的趋势下,传统意义上的单一学科或工程领域已无法全力支撑高新技术的持续产生,囿于某一学科或工程领域内知识与技能的学生根本无法适应用人单位的需要。反观当前,世界各国正抢占大数据和人工智能等高新技术高地,国家正全面布局新工科战略,传统的工程应用型人才培养模式必将解构。因此,在多学科交叉理念下积极探索工程交叉学科建设,主动实践学科交叉融合的路径实施方案,对于培养“厚基础、宽口径、强实践、重创新”的高层次复合型工程人才不无裨益[22]。因此,如何促进多学科的交叉与融合会在未来成为工程应用型人才研究领域的热点趋势之一。
(三)前沿性教学与教学微观层次研究
我国实施了“卓越计划”、深化产教融合、“新工科”建设等举措,致力于建设理论与实践并重、前沿性与综合性并存的工程教学体系。然而,实践表明:从上而下推进的工程教育改革,仍难以深刻改变僵硬滞后的工程教育教学,特别是工程学习的微观层面[23]。世界各国工程教育界仍然面臨工科毕业生实践能力偏弱、工程素养有待提高的普遍问题。究其原因,主要在于当下工程教育教学的部分环节十分滞后:现有的教科书,尤其是工科教学材料基本都是十年前的研究成果,最新的研究技术未能及时在教材中呈现;此外,教学方式单一落后,启发式教学方法运用频次低,创新氛围并不浓厚。反观近10年来,我国依托政策而加固的校企合作机制已为工程教学实践性改革添砖加瓦。譬如实验教学、实践教学及双语教学等模式均有丰富的实践研究成果,但针对教学方式与教材创新的讨论仍然稀有。此外,在“后疫情时代”如何保障综合性与实践性并存的工科专业的正常教学秩序,教学资源的更新与教学方式的转换已成为不可回避的研究主题。黄廷林、王俊萍、梁恒、时文歆、李伟光、陆建红等学者以高校给排水科学与工程专业在线教学工作为例,分析了各高校在疫情期间的在线教学平台运营、教学模式及教学特色,指出实践过程中教学资源不充足、教学方式不适配是影响在线教学质量的主要原因[24]。
后疫情时代下,全国各高校如何灵活开展教学已然成为社会焦点。工科专业因其学科特性和深植于其人才培养中的实践性,在开展在线教学时无法回避优质教学资源短缺、实践项目难以推进等问题,部分在线平台甚至难以保障教学过程中的启发研讨项目的正常开展。而对于工程人才的培养,需从“工程”出发,“虚”于实践,“实”于资源,前沿性的教学材料、丰富的教学方式以及先进的教学工具必不可少。与此同时,根据今年上半年在线教学平台的全国联动实践经验,结果显示:进一步改进教学方式、优化教学资源,提升课堂教学效果,方能有效保障人才培养质量。故一方面需向工程教育的虚拟学习环境中导入更多的实践元素,使项目运营训练常规化;另一方面,全力破除教学过程中的“唯理论课程、唯陈旧大纲”藩篱势在必行。教材作为教学过程中的主要载体,应传递出更高水平的综合性、前沿性与实践性。深化校企协同育人机制,达成更高程度的资源整合,以提升教学质量。今年,工程应用型人才教学模式在抗击疫情过程中已有重大突破与创新,学者们更加聚焦于对教学资源、教学方式等微观层次展开研究。我们可以预见,在后疫情时代背景下,拓宽教学方式与教学资源建设会成为新的研究热点之一,未来如何在教学方面以微观层次研究推动教学质变将是工程应用型人才的研究侧重点。
五、结束语
工程应用型人才是我国实现从工程教育大国走向工程教育强国目标的重要力量支撑。本文通过对近10年工程应用型人才领域的核心期刊收录文献进行可视化分析,呈现出该领域的研究现状与热点,同时对未来的研究趋势做出综合思考与判断,以期为后续工程应用型人才研究提供参考。
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(责任编辑:劳丽丽)
Abstract: Engineering application talents, as the first executor of technological innovation in the process of national economic transition, are an important part of establishing talent advantage in the future knowledge competition. How to improve the quality of engineering application talents training and clarify the basic needs and inevitable trend of future engineering personnel training has become an unavoidable issue in China's current engineering education reform. Based on citespace visual software to conduct quantitative analysis of literature data, the research hotspots, research frontiers and future trends in the field of engineering application talents in China in the past 10 years are sorted out and mined, aiming to provide certain references for subsequent research. It is found that the number of researches in the field of engineering applied talents in China has increased steadily and fluctuated slightly in the past 10 years. Due to the characteristics of talents, the main publishing institutions mainly focus on engineering departments, higher education institutes and colleges of science and engineering. The key words of engineering practice training, engineering education reform policy, engineering education teaching mode and engineering talent training and evaluation are the research hotspots in the field of engineering application talents.
Key words: engineering application talents; colleges of science and engineering; engineering practice training; engineering interdisciplinary