新工科背景下理论知识和科研实践两手抓的本科生人才培养模式研究与实践探索*

刘永阔 郭晓俐 高嘉嵘 姚宏伟

哈尔滨工程大学核科学与技术学院 哈尔滨 150001

0 引言

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大学召开。在此次会议上，新工科一词被正式提出。新工科概念的提出，源于“中国制造2025”“工业4.0”和“一带一路”等多个重大国家战略的实施，现阶段，传统的工科教育已经无法适应新工业浪潮的来临，迫切需要进行提升和改进。

随着人类社会的快速发展，核能的开发利用有利于环境保护和解决能源枯竭问题。为此，核能领域迫切需要大量高质量的核工程人才，来从事相关的研究。

为此哈尔滨工程大学核科学与技术学院着眼于新工科建设大环境和教学过程“重教轻学”“重研轻践”现象，进行了核科学与技术学科下本科生人才培养模式的研究与探索。

1 国内外大学本科工程教育

1.1 美国

美国的大学教育注重培养学生运用知识的实践能力，在本科阶段，学生的综合能力和专业能力是其核心的考察内容，并且美国大学会以可评价的形式对两方面能力进行考核。

在工程教育领域，美国大学培养目标和专业划分十分明确。其以努力培养高质量、专业的现代工程师为目标，强调工程教育要将理论知识与实践相结合，与市场和产业的实际需求相联系；其专业可主要划分为工程学和工程技术两大类[1]，工程学类偏学术，偏设计，而工程技术类偏应用和实际。

1.2 日本

日本是世界公认的高等教育强国，面对新一轮的技术革命和急速发展的国际社会，日本提出了《2040 年日本高等教育总体规划》，规划提出要以学习者为中心，培养与未来社会相适应的人才。

日本高校的工程教育源于以苏黎世工业大学为代表的欧洲工科教育体系，专业设置上过于细分，虽然这种模式有利于培养专家型的工程人才，却不适应于未来社会对复合型跨学科人才的需求。

本研一体化和工程教育专业认证是日本新时代工程教育改革[2]的基本方向。本研一体化的提出，源于日本工科毕业生研究生学历比本科生学历好就业的现实。本研一体化弱化了本科生和研究生的分层，实现“本硕六年一贯制”。同时，由于日本的工程教育专业认证工作开展得较晚，日本工程教育专业认证的可信度和国际接轨程度有待提高。

1.3 德国

德国GDP 排名位列全球第四，以强大的工业制造能力闻名世界，牢牢占据着欧洲第一工业强国的地位，德国工业也成为了一张独特的国家明信片。由于对工业的重视，德国对高等工程教育也非常注重，探索经验十分丰富，培育出了大量的优秀工程人才。

德国高等教育的目标非常明确，放在具体的工程类高等教育里，其目标就是培养具有职业素养的工程人才。

20 世纪90 年代，经济全球化逐步推进，面对全球化带来对工程人才需求的改变，德国开始在高等工程教育领域进行一系列改革[3]。首先是引进了专业认证机制，形成了全国性学科评审委员会、认证机构和高校三方参与的专业认证体系，以确保认证的公平性和客观性。其次，由于此前德国的教育体制里没有学士学位，故在保留原有的大学文凭工程师的基础上，增加了工学学士学位，并对新增学士学位的专业进行评估，以确保其教学质量。

1.4 英国

作为世界上首先进行工业化的老牌资本主义国家，英国的高等工程教育历史悠久，积攒了丰富的经验，为很多国家的工程教育改革提供了前进方向。

在英国，几乎所有工科类专业都拥有着相对应的工程专业协会[4]，工程专业协会代表着一个行业的发展状况，规范着从业人员的活动与行为，行业运行的质量标准，并对专业人才的培养状况负主要责任。工程专业协会的存在，既起到了外部对高校良好的监督作用，也促进了全球工程人才的互相认同。

1.5 中国

多年来，工程教育为我国的经济发展和社会进步培养了大批人才，做出了巨大贡献。但是，面对新工业浪潮的来临，旧培养模式出的工程人才无法满足社会的需求。本科生工程实践能力差，缺乏工程设计和工程创新能力等现象屡见不鲜[5]。

下面以清华大学、天津大学、大连理工大学和浙江大学为例，简要叙述这些大学在新工科背景下提出的改革措施。

清华大学在新工科的建设中，提出了“工科+”的改革思路，即工科+基础，工科+交叉，工科+教育。着眼于基础理论研究，学科相互交叉和工程教育三个出发点，提高工科与其他学科之间的关联。同时面向国家重点前沿的课题展开研究，努力实现重要技术的突破。

天津大学是我国新工科建设三部曲的重要基地，开展进行了多种工程教育改革和实践[6]。天津大学提出“天大方案”，试图弱化学院之间、专业之间的隔阂，探索未来新工科的学院建设模式。同时，在课程改革上，天津大学构建了以项目为链条的课程体系。

大连理工大学以培育精英人才作为目标，实行精英教育，以培养学科领军人才、新工科领域工程科学家、产学研融合创新人才和服务国家发展战略支撑人才作为其培养特色。以“多元合作、协同资源”作为校企联合的核心，针对学生专业知识和技能水平掌握的不同阶段，建立了四级阶梯式专业实践平台。教学改革以实践教学为核心，以生产项目驱动专业实践教学。院校和企业合作，转化工程项目为教学案例[7]。

浙江大学从当前国家需要和未来社会的发展趋势出发，布局开设了新兴、学科交叉的专业，并加大了国内国际的专业认证工作力度。同时结合产业需要，以新经济和新业态驱动工科与其他学科的融合[8]。

2 我国大学本科生工程教育存在的问题

2.1 工程教育缺乏国际化视野

随着经济全球化进程的加快和“中国制造2025”战略的确立，工业转型为我国经济建设提供了新动力，这也对工程人才培养提出了国际化的新要求。但目前我国高等工程教育的发展现状却与此要求存在一定的矛盾。目前，国内大部分高校的运作思维，都是重视科研成果的产出而缺乏针对人才的全面培养，尤其在本科生工程教育上较少考虑和国际接轨，这就导致我国培养出来的工程人才很难受到国际认可，这也在一定程度上限制了个人的发展，对国家顺应时代潮流造成了阻碍。

工程教育专业认证制度作为中国工程教育与全球接轨的重要通道，可以展示中国高等工程技术人才能力水平，是提升中国高等工程技术教育国际层次、提升中国高等工程技术教育实力的关键抓手。但是长期以来，中国一直缺乏工程教育专业认可体系，更缺乏工程师注册机构。直到近些年来才逐渐发展起来,基本形成了全国工程教育专业认可体系，但仍处在起步阶段，还面临着权威性不够、标准不完善和国际接轨等问题[9]。

2.2 课程体系与教学

目前在我国的工科院校内，教学方式仍以传统的灌输式为主，教学过程以教师教授为中心，存在着“重教轻学”的现象。这种教学方式缺乏教师和学生间的交流和互动，注重知识的灌输，却难以关注到学生对知识的理解与应用程度。

同时学科专业的课程设置应该理论知识和科研实践两手抓。但目前我国的工科院校却存在着“重研轻践”的现象，即强调理论学习，忽视实践能力培养，这就导致了我国培养的工程人才普遍实践动手能力不强。

2.3 工程素养和人文素养

工程素质是解决工程实际问题的意识、基础知识和实践能力的综合体现，工程教育最主要的目的就是使学生具备良好的工程素养，能面向工程实际。

人才培养是多层次的，除了工程素养的培养，人文素养也是必不可少的。目前我国的工科院校普遍对人文素养的重视程度不够，注重培养学生对自身专业知识的掌握，却忽视了学生人文素质的培养。

3 哈尔滨工程大学核科学与技术学院本科工程教育存在的问题

3.1 存在的问题

通过文献调研、问卷调查等方法深入了解核科学与技术学院在本科工程教育中存在的问题，主要存在于以下两个方面。

一是教学形式单一，存在着“重教轻学”的现象。由于核科学与技术学科涉及的基础课和专业课内容都比较深奥，教师往往一节课要讲述很多内容，课程安排比较紧凑。这就导致了“重教轻学”的现象产生，为了保证更高效率地完成教学任务，课堂的教学形式就会进行得十分单一，教师和学生的互动很少。

二是实验教学难以发挥学生的主动性。实验教学是实践内容的重要组成内容，区别于理论教学，实验教学应该做到以学生为核心，培养学生的独立思考能力和实践动手能力，发挥学生的主动性。然而在实际的实验教学中，教师受到传统的重理论轻实验思想的影响，对待实验教学的重视度不够，认识不够正确，投入的精力较少。思想观念上还认为实验教学只是学生对理论教学的一次验证或者补充，存在着“重研轻践”的风气，没有花心思引导学生从实验教学中获得独立思考的能力和质疑的精神，对于学生在实验教学中发现的问题也缺乏讲解和拓展。

教学形式大多以教师讲学生做，甚至直接告诉每一个步骤，按流程操作来进行。课前的预习报告也大多以手抄一遍前人的内容结束，预习报告缺少个人思考的内容存在。做实验的时间安排也比较紧凑，常常一两个礼拜连续进行，完成整个学期的实验教学任务。这样的完成形式，缺乏对实验过程的能力考核，根本锻炼不了学生的思考能力和动手能力，会让学生形成想要应付了事的心态。

3.2 哈尔滨工程大学与国外一流大学相比

国外一流工程大学面向第四次工业革命，都提出了要向培养复合型工程人才迈进，加强校企合作，提高学生的自主创新能力、实践动手能力和人文素养。

哈尔滨工程大学与美国、德国、英国的高校相似，都注重专业知识技能的培养，但美国更加注重的是批判性思维和综合素养的培养。而笔者所在学校相对于美国来说对人文素养、道德以及批判性思维的教育较少。德国更加强调的是实践教育，校企合作进行得比较全面和深入，提倡让教学与实践共同进行。而笔者所在学校在实践方面开展较少，且效果不佳，更加注重理论方面的知识，在实践教学上缺乏经验。英国工程教育认证起步早，相比来说我国工程教育专业认证起步晚，笔者所在学校各个专业认证也开始得晚，存在着许多问题。

4 核科学与技术学院一流本科生培养建议

4.1 正确认识本科工程教育

在高等工程教育里，很重要的一部分就是本科阶段的工程教育。本科是工程人才培养的初始阶段，如何做好本科工程教育是决定后续工程人才培养的关键。

在当今我国的高等教育体系架构中，工程教育并没有充分地彰显与其他类型教育的区别，长期以来的工程教育一直以科学教育的形式进行，这就导致培养出的人才，工程水平不够，满足不了今后就业的要求，更不论新工业浪潮的人才需求。我国许多工科高校并没有明确地表示要以培养高素养的工程师作为培养目标，究其原因是高校对于工程师的认可度不够，对本科工程教育认识不够。

在我国的大部分工科高校里，工程人才培养模式较少考虑工科专业的具体特点，其主体培养模式仍然是培养科学人才的模式，在这种模式下培养出来的本科生，缺乏专业层面的实践锻炼，缺乏知识到实践的转化。所以在改进核科学与技术专业本科生的培养策略中，一定要先正确认识本科工程教育的概念，树立明确的培养目标，突出工科专业特点。

4.2 人文教育与工程教育的结合

面对新的时代浪潮，工程教育提倡培养跨学科的复合型人才。其中提高工程人才的人文素养就是跨学科的一处体现，也就是将人文教育和工程教育进行了融合。

我国高校在两种教育的融合上仍需努力，虽然开设了种类繁多的公选课，但人文方面的选修课数量不足、质量欠佳。选修此类课程往往只是为了满足学分要求，任课教师对学生要求也不高。此外对于工科院校，相较于工科类学生的数量，其师资数量与开课数量都远不能满足人才培养的需求。

4.3 变革教学方法，理论与实践并重

采取“重教重学、重研重践、理论知识和科研实践两手抓”模式。改变以教师为主的传统教学方法，在教学过程中突出学生的作用，以学生作为课堂中心，用启发式、引导式的教学方式，增强学生与教师的互动，启发学生思维。

学院是本科生接触各类型研究和实践项目的重要途径，故应该多提供能让本科生参与进来的研究和实践项目，建立一个本科生可参与的实践平台。通过亲身参与项目，来培养本科生的独立思考和实践创新能力。

5 结束语

本文通过研究国内、外知名大学本科生工程教育的实践经验，对哈尔滨工程大学“核科学与技术”学科方向的本科生培养模式和培养方案进行了分析与研究，根据其特点与不足之处对其进行分析、评价，提出了“新工科”建设背景下“重教重学、重研重践、理论知识和科研实践两手抓”的本科生人才培养模式。