多学科融合下“大工程”实践平台的探索与实践

葛梦滢，杜艳玲，刘江丽

（1.上海大学工程训练国家级实验教学示范中心，上海200444；2.上海海洋大学，上海201306）

“大工程观”是美国工程教育于20世纪90年代掀起的“回归工程”浪潮中提出的重要教育观念，其核心内容是重构工程教育，回归工程教育本质，建立与科学技术联系密切的包括社会、经济、文化、道德、环境等因素的大工程教育，倡导学科的综合与方法的综合[1-2]。

当今世界重大的科技创新成果，大多是多学科技术交叉、融合和汇聚的结果，因此多学科交叉融合势必成为技术创新和高校教育的发展趋势[3]。这为高校工程教育改革提供了新方向，同时对高校教师探索适合中国高校工程教育发展方法提出了新要求。

1 高校工程实践教学现状及存在问题

高校是孕育创新人才的摇篮，然而目前无论从人才培养质量，亦是从多学科交叉融合程度，许多高校仍存在较大的提升空间。根据与多院校交流和工作经验总结，发现影响中国高校工程实践教学发展的主要因素有如下两点。

1.1 多学科交叉融合理念不清

“大工程观”背景下要求现代工程人才要兼备科学技术和人文情怀。因此，国家要求高校应注重培养具备多学科背景、较强工程实践能力、综合性思维方式和人文精神的人才[1]。然而，有些高校仍存在对学科交叉融合理念认知不清的问题，简单地认为学科融合就是将多学科拼凑起来，忽视了各学科之间不同思维方式的结合，一定程度影响了学科交叉研究的推进及高校学科融合的实践。根据美国国家科学院协会发表的《促进跨学科研究》报告“跨学科研究是团队或个人的一种研究模式，它把来自两个以上学科或专业知识团体的信息、数据、技能、工具、观点、概念和理论综合起来，加深基本的认识或解决那些不能用单一学科或研究领域来解决的问题。真正的跨学科研究不是把两种学科拼凑起来，而是思想和方法的结合”[4]。因此，高校应根据学科特点，整合全校资源，建设“学生全面素质和能力达成”为目标的多学科交叉融合课程体系，构建复合型创新创业人才培养体系，进一步提升工程实践教学能力，为大学生创新创业提供全方位保障。

1.2 工程实践教学缺乏有力载体

目前，中国高校大多采用学科专业作为工程实践教学的载体，加深了不同学科间的壁垒，易将学生的教学活动和学习交流限制于单一学科，影响跨学科培养人才的成效，是提升工程人才培养质量的主要制约因素。根据“大工程观”培养要求，高校应聚焦工程领域的最新发展成果，将先进的工程思想引入项目课程，构建以竞赛为主题的多学科交叉融合创新平台，以创新创业推动学校学科建设、人才培养和治理水平的提升；同时重视将课程项目与工程实践相结合，建设以大学生创新创业训练项目为载体的多学科交叉融合实践平台，提高学生解决实际工程问题的能力。

2 “大工程观”下工程实践教学改革的思考

2.1 运用学科交叉融合方法，拓展“大工程”实践平台搭建广度

“大工程”之“大”包含“广度”和“高度”两个维度，更加重视工程的系统性、完整性和创新性。“广度”指实践平台的受众面广，教学对象覆盖学校诸多学科及专业，强调分层级教学，主要分为A级专业教学、B级基础教学、C级感知教学。“高度”指实践平台搭载的项目在研究前瞻性、社会需求性及创新实践性等方面均具有一定的价值且达到一定的高度。

根据“大工程观”的理念，通过纵向与横向两个维度整合构建“大工程”实践平台，纵向按照“顶层设计—平台桥梁—机制保障”层层搭建，横向融合多学科多专业课程和专业背景环环递进，如图1所示。依据理、工、人文社科核心课程群，构建多学科融合式“大工程”实践教学体系，开设“学科交叉、专业互通”的一体化实践课程及“重合作、强实践”的创新能力实践课程。据此，结合实际工程中具有一定挑战性的痛点问题和关键的科学问题，组建多学科的校企协同育人队伍，开展多专业多年级项目式教学和大学生创新创业竞赛，突破单学科层级式课程结构，搭建面向多学科的涵盖“专业实验、基础实验、感知实验”的校内外“大工程”实践平台，加强学生对工程规律的认知，提升学生解决复杂工程问题和不断创新的能力，有效促进学生的个性化发展和团队能力的培养。

图1 “大工程”实践平台搭建框架

2.2 构建项目课程教学模式，提升“大工程”实践平台建设高度

科学的课程教学模式是实施创新创业型人才培养教学活动的主要载体，是实现人才培养目标的关键要素[5]。面向“大工程”背景下提出的单一学科走向交叉学科的新需求，高校亟需将理论学习与工程实践有效结合起来，以项目为主体，创建跨学科的项目式综合实践课程。

优质的实践项目是培养具备工程思维人才的重要支柱，项目式教学作为实践性教学模式，避免了单一学科的局限性，通过项目的锻炼，能够提升学生将多学科交叉知识与方法运用于项目实践的能力，有助于在实践过程中不断提高学生的实践能力和创新意识[6]。

据此，高校需要依据学科特色、社会需求和学生发展要求，开展多专业多年级项目式教学，扩大综合项目式教学的受众面。学校可通过采取指导教师团队设计实践项目、学生自主提出多学科综合实践项目和校企合作实际工程项目等方式，为“大工程”实践平台不断蓄聚应用型、科研型项目，构建课程项目库。

项目式课程开设流程主要由课程发布、学生选课、项目专家评审、项目确立、专业教师选课、组成教师团队、开课7个主要部分构成。项目实施流程分为策划评估、总体方案设计、生产实践、安装调试、演示答辩5个阶段。其中，学生选课可采用“点单式”从项目库中自主选择实践项目，项目实施过程注重团队合作能力培养，要求每个学生发挥自身学科优势，共同完成多学科交叉融合项目，目标在于培养学生跨学科创新创业思维，为多学科融合的人才培养蓄能[5]。

2.3 制定校企合作共赢机制，创设“大工程进校园”教学文化

面对市场经济蓬勃发展，高校担任着为企业提供人力资本的重要角色，是市场的主体之一[7]。因此，高校和企业之间存在着相互依存的关系，构建“校企合作育人”教学模式势在必行。

“大工程”实践教学直接影响创新型工程人才的培养质量，位处复合型工程技术人才培养的重要环节，这无疑要求“大工程”实践平台要“走出去，引进来”[8]。高校应依据教学背景和学科资源，选择性地与企业进行合作，制定合理可行的校企合作共赢机制，以项目式教学模式为载体，共同培养学生，提升学生的工程理念和创新意识。为了更好地创设“大工程进校园”教学文化，高校可从以下几方面制定校企合作培养方案。

把握创新实践来源，立足实际企业项目。在竞争激烈的市场环境下，企业具备辨别经济发展现状及趋势的敏锐性，可以准确分析社会对人才的真正需求，能够明确指出学生实践环节中需要改进的地方[9]。此举有利于高校教学过程中践行将“未来应用”变为“立即应用”，为“学科竞赛”储备“优质项目”，培育“综合人才”对接“社会需求”，进一步提升学生的工程实践能力和创新创业能力。

聚焦前沿实践经验，引入企业尖端导师。教师是学生的引路人，项目式教学和“大工程观”对教师提出了新要求，要求教师具备扎实理论知识的同时掌握一定的工程实践能力。因此，高校亟需从企业聘任一些实践经验丰富、工程能力优越的导师，与大学教师组成“双导师制”，共同培育学生来实现项目式理论与实践的有效结合。与此同时，高校可着力开展“大工程进校园”系列讲座，定期邀请行业领先企业的骨干精英为学生讲课，分享工程经验，有利于蓬勃大学校园的创新创业文化。

3 结论

“大工程观”的提出揭开了新一轮高校教学改革的帷幕，对高校多学科融合工程人才培养提出了迫切要求。时代发展呼唤兼具多学科背景的复合型创新人才，高等工程实践教学面临新的机遇和挑战。本文基于对高校工程实践教学现状及存在问题的深入分析，依次从“大工程”实践平台搭建“广度”、“大工程”实践平台建设“高度”以及“大工程进校园”教学文化三个方面，阐述了构建多学科融合下“大工程”实践平台的关键环节和重要方法。本文提出的以“多学科交叉项目”为工程实践载体的教学模式，为“新工科”建设提供了可供借鉴的经验，为构建多学科融合的创新人才培养新模式奠定了研究基础。