新工科背景下工科创新人才培养模式构建与路径探析

张建军 林海军 汪鲁才

摘  要： 面对新工科所提出的人才培养要求，需要在培养理念上重塑，由制器走向育人；要在体系上更新，从封闭转至融合；要在模式上变革，以创新替代守旧。如何培养新工科背景下工程实践能力强、综合素质高的工程技术人才，湖南师范大学电子信息类专业提出的“创新活动学分认定驱动”人才培养模式具有一定的参考价值。具体说来，需要以学生创新能力发展为培养理念，以多主体协同配合为突破口，以资源充分供给为基本保障，培养高质量的电子信息类技术人才。

关键词： 新工科； 电子信息类人才； 创新能力培养； 人才培养模式

中图分类号： G715          文献标志码： Ａ          文章编号： １６７１－２１５３（２０23）０5-0065-06

2015年《政府工作报告》指出，要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国[1]。自2016年开始，教育部组织各高校先后形成了“復旦共识”“天大行动”“北京指南”，以全面推动科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教育改革，以新思维与新方式推动新工科建设[2]。2018年，教育部、工业和信息化部和中国工程院联合印发了《关于加快建设发展新工科 实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》，意味着新工科正式落地。除此之外，欧美等国的技术封锁以及诸多不确定性因素，对我国电子信息产业的发展带来了一定阻碍。面对当下“百年未有之大变局”，如何通过培养工程实践能力强、综合素质高的工程技术人才，冲破西方的重重限制，抢占新一轮科技革命和产业变革的制高点，湖南师范大学电子信息类专业提出的“创新活动学分认定驱动”人才培养模式极具参考价值，可为新工科人才培养提供借鉴。

一、新工科背景下电子信息类人才培养的逻辑变化

（一）理念重塑：由制器走向育人

党的二十大报告指出，“创新是第一动力……坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位……健全新型举国体制，强化国家战略科技力量。”[3]而推进创新型国家建设的前提是育人理念的重塑。面对万物互联、大数据处理、人工智能、深度学习等新兴信息技术发展所带来的变化，是时候从实用主义走向新人文主义了，需要以更加包容、更为多元、更具关怀的理念培养未来的工程技术人才。按照《中国教育现代化2035》提出的“加强创新人才特别是拔尖创新人才的培养，加大应用型、复合型、技术技能型人才培养比重”[4]的目标，以及从年轻一代人的特性上来看，“他们极具探索性和创新性，具有较强的自主学习能力和信息技术的融入能力，”[5]故而不能以就业为导向。如此说来，第一，基于学生已有的好奇心和兴趣，让学生通过积极主动的社会参与，加强学生同社会各界的联系，并且以学生满足感的获得和反思思维的训练来推动学生自身素养的提升。第二，围绕实际的社会生活和学习活动，适当凸显新工科的实用性，为学生解决问题提供思考依据，让学生在实践中推陈出新，促进创新能力的提升。第三，克服社会的刻板印象，敢于发出质疑，让学生实现自我知识体系和理解能力的转变，进而使其利用更为周密的综合视角，进行全面的分析，完善自我，推动科学技术的发展。

（二）体系更新：从封闭转向融合

从当前的科学发展来看，所面临的问题会越来越复杂，难以用单一学科的知识予以解答，尤其是在处理“卡脖子”等技术难题上，这就要求人才培养体系随之更新。原因在于，一方面，这是国家谋求高质量发展、突破技术封锁的战略之需。“科学即使不是国家的造物，至少在很大程度上是由国家一手提携起来的，所以，它要以国家的意识来作为最重要的社会容器。”[6]以往国家依据科学发展的不同领域将其划分成不同的学科，然后据此培养相关的人才，以快速使某一领域的技术趋于成熟。不过，随着科学技术日渐整合，这就需要培养多学科交叉的人才来“促进科学整体性发展、推动人类知识更新、变革思维方式和解决重大现实问题”[7]。另一方面，这是个人面向终身发展的必由之路。高校培养学生不应该给学生封闭的基本知识，而应该培养学生独立发现问题、分析问题、解决问题的能力，从而促进学生由被动的知识接受者转变为主动的知识创造者。所以，高校在培养新时代电子信息类人才时要有意地破除人为建制所形成的固有的学科建制，应以更融合、更协调、更大跨度、容纳更多内容的方式实现学科间的整合，同时旨在扭转对现有技术过度依赖的状态，转向对新技术、新思维、创新发展以及可持续性发展的不懈追求。总之，在新工科背景下，人才培养体系需要从封闭的方式转至融合培养模式。

（三）模式变革：以创新替代守旧

“我国经济发展正处于结构调整、转型升级的攻坚期，以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发，新技术、新产品、新业态和新模式蓬勃兴起。”[8]面对全新的发展机遇期，以往电子信息类专业传统教学模式的问题逐渐暴露了出来。一方面，传统教学模式只重视理论知识学习，教师在课堂教学时只注重基本知识与相关理论的传授，而轻视学生实践动手能力的培养与提高，即使开设实验课程也多是验证性实验，具备“高阶性、创新性与挑战性”特征的实验较少。另一方面，课堂教学也大都采用“满堂灌”模式，教师单向传输知识，缺乏师生互动与研讨，学生被动接收知识，缺乏学习主动性与主动思考，逐渐丧失学习兴趣。除此之外，实验教学基本上都是采用“先示范后操作”的方式，教师按设计好的方案（步骤）先操作一次，学生再根据教师的示范自己动手实验一遍，学生在实验过程中缺乏主动思考、反复设计等环节，只是“比葫芦画瓢”，被动地验证已有方案，对实验目的及实验与理论的联系，缺少分析理解。这就造成了学生创新兴趣不足、创新意识不浓、创新能力不强，不能适应当前经济发展新阶段的电子信息工程技术人才需求。而在新工科人才培养的新要求下，需要以学生为中心，推进现有课程教学模式的变革[9]。并且积极探索电子信息类人才实践创新能力培养新模式，以培养满足新工科要求的人才。

二、新工科背景下电子信息类人才培养的模式构建

针对新工科背景下电子信息类人才培养的逻辑变化，湖南师范大学依托应用电子技术教育专业实施了全新的培养模式，构建了基于创新学分认定的电子信息类专业实践育人机制（如图1所示）并进行了实践。该模式坚持“理实一体、实践为先”，开设“课外研学创新”课程与创新学分认定，构建创新实践活动载体，建设创新创业基地，打造协同育人师资队伍，改革创新活动评价方式，持续激发学生创新兴趣、启迪创新思维、培养创新意识、提升创新能力，将“校企合作、产教融合”的育人理念与“基于OBE（outcome based education）的实践”育人模式落到了实处。

（一）优化培养方案，设立创新活动学分认定机制

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，会议为湖南师范大学应用电子技术教育专业加快建设和发展新工科提供了坚实基础[10]。湖南师范大学依据国家新工科相关会议提出的建设内涵与建设要求，进一步修订人才培养目标、优化人才培养方案、调整教学计划，在应用电子技术教育专业培養方案中增加机器人等工程实践课程，强化工程实践学时，注重对学生创新思维与工程实践能力的培养，进而不断提升其创新能力与综合素养。

通过邀请校内外教育专家与行业、企业专业技术人员等相关利益方，并经过多方论证，湖南师范大学应用电子技术教育专业实施了“三融合、一重点”的人才培养模式改革，即融合“知识、能力、素质”为一体的人才培养理念；融合“专业能力、人文素养与工匠精神”为一体的培养内容；融合“课堂教学、校园文化活动与社会实践”为一体的全方位育人方式；持续优化专业培养方案，增设“课外研学创新与职业资格考证”课程，将创新课程作为必修课程引入人才培养方案，以增强学生创新创业意识、增加参加创新创业活动的兴趣。学生可以通过参加学科竞赛、大学生创新项目、教师科研项目，考取职业资格证书，发表学术论文等形式获得学分，并且在大学四年内修完即可，对其没有具体的学习时长限制，从制度上对学生实践动手与创新能力培养提供保障。

（二）构建创新能力培养载体，激发学生创新兴趣与创新活力

对学生创新能力的培养不是一蹴而就的，创新能力培养要在创新活动中进行，如果创新活动缺乏载体，则创新能力培养就没有抓手，会导致学生创新创业兴趣不高、创新创业意识和能力不强。美国教育家杜威认为“教员和课本不能成为学生唯一的导师”“从做中学”是教学的基本原则和最有效方法[11]。为此，我们从以下几个方面来创造条件，为学生的创新实践活动提供载体，积极倡导学生“做中学”与“学中做”，在解决实际问题的过程中，不断激发学生创新思维，助力学生创新意识培养与创新能力提升。一是以大学生创新实验计划项目、教师科研项目为创新活动载体，通过参与创新实验项目与科研项目，不断提升学生创新能力。近几年以来，湖南师范大学应用电子技术教育专业本科学生共主持国家级、省级与校级大学生创新创业实验计划项目80多项，120多人参与教师科研项目，获专利与软件著作权20多项。学生们在项目研究、实践过程中，不仅提升了实践能力，也切实收获了成就感。二是以“互联网+”大学生创新创业大赛、“大学生电子大赛”“大学生智能车竞赛”“大学生程序设计大赛”“师范技能大赛”等学科竞赛为创新活动载体，让学生通过参加各项赛事，培养学生创造性解决问题的能力和团队协作精神。湖南师范大学应用电子技术教育专业近年来共支持学生310余人次参加省级及以上竞赛，获国家级、省级奖励60多项。特别是2019年获得全国大学生电子设计大赛全国一等奖3项，成为学校创新能力培养的一面旗帜。三是以“创智社”“电子家电维修”等学术社团为创新活动载体，通过义务家电维修、创意设计创作等活动，培养学生创新思维、激发学生创新灵感。湖南师范大学各社团现有学生会员210余人，每年举办义务家电维修、创意设计创作活动近30场。学生们在为他人服务的过程中切身感受到了自我价值的实现与社会认可。

（三）深化校企合作、产教融合，打造协同育人师资队伍

校企合作是高校在实践教学中培养创新型人才的重要模式[12]。对于高校的高素质应用型、复合型、创新型人才培养而言，通过校企合作，建立校企合作人才培养基地（大学生实践教学基地）、创新校企协同育人方式、优化校外实践教学模式，是高校实施校企合作、产教融合的重要形式与有效手段[11]。为此，湖南师范大学应用电子技术教育专业通过建设湖南师范大学—力合科技（湖南）股份有限公司湖南省普通高校校企合作创新创业教育基地、电子信息类专业湖南省校企合作人才培养示范基地，结合“智能移动机器人实践教学基地建设”“电子信息类‘人民双创创新创业资源库建设实践”等教育部产学合作协同育人项目的实施，不断深化校企合作与产教融合。并且聘请一批行业、企业专家与校友中的创新创业精英，让其作为校外兼职导师，参与生产实习与毕业设计指导。以校企联合制定培养目标和培养方案，共建校企联合实验室和实训实习基地，不断优化教学团队结构，让合作企业参与到人才培养与教育教学的各环节及全过程，打造一批校内校外相结合、产业与行业相结合、理论实践相结合的校企协同育人师资队伍，不断提升多维度育人水平，促进人才培养与产业需求紧密结合，切实提升学生创新能力。

（四）改革教学评价模式，探索多元化教学评价方式

新时代新形势，促进人的全面发展要求对教育和学习提出了新的更高的要求。习近平总书记在2018年全国教育大会上指出，要深化教育体制改革，健全立德树人落实机制，扭转不科学的教育评价导向，坚决克服唯分数、唯升学、唯文凭、唯论文、唯帽子的顽瘴痼疾，从根本上解决教育评价指挥棒问题[13]。2020年，中共中央、国务院印发《深化新时代教育评价改革总体方案》，明确坚持把立德树人成效作为根本标准，并指出，坚持科学有效，改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价，充分利用信息技术提高教育评价的科学性、专业性、客观性；坚决克服重智育轻德育、重分数轻素质等片面办学行为，促进学生身心健康、全面发展[14]。

为了更好地鼓励学生进行创新活动，提升学生创新能力，湖南师范大学在“课外研学创新与职业资格考证”课程考核评价时，一改传统课程教學评价方式——结果性考核，代以过程性评价、表现性评价与结果评价相结合的多元化考核评价。虽然课程学分在认定时依据的是学生是否发表学术论文，是否取得相应的专利（软件著作权）证书、职业资格证书、学科竞赛获奖证书、等级水平证书等。但实际操作时，即使学生最终没有发表论文，也没有取得相应证书，但是只要在进行创新活动的过程中，学生认真去做实验、做研究，并且其在研究过程中的表现也得到了指导教师的肯定，学生也能获得相应的学分认定，以此对学生进行鼓励，激发其今后的创新活动开展，进而提升其创新能力。

三、新工科背景下电子信息类人才培养的路径探析

为了解决好新工科背景下电子信息类人才培养中存在的问题，湖南师范大学应用电子技术教育专业重新修订培养方案、设定必修课“创新学分与职业资格考证”，创新学分认定机制，利用顶层设计进行制度保障；贯彻“实践为先、理实一体、行动导向”等教育理念，构建“大创项目、学科竞赛、师范技能大赛、学术社团、教师科研项目”等创新活动载体，不断深化校企合作、持续推进产教融合，建设创新创业基地，打造由校内教育专家、行业专家与创新创业精英共同组成的协同育人师资队伍，践行专业认证倡导的“学生中心、产出导向”理念，切实激发学生创新兴趣、培养创新意识、启迪创新思维、提升创新能力。由此可见，湖南师范大学在推进新工科背景下电子信息类人才培养的过程中形成了鲜明的特色，可为同类型高校推进相关人才培养提供路径借鉴。

（一）以学生创新能力发展为培养理念

我们培养的是面向未来的、可以助推国家发展的新型工程技术人才，因而“创新”是核心要义。那么，在具体的人才培养方案及实施过程中，需要时刻以学生为中心，尊重每一个学生的存在，引导每一个学生成长，充分发掘学生潜力，从而发展个性，成就个体[15]。一是要在人才培养方案的修订上，将学生的创新能力发展放在首位，一切的教学内容、教学形式、教学方法、课程编排、课程资源等都要围绕学生创新能力的发展来设计。二是为学生创新能力发展提供良好的环境，为此需要破旧立新，“打通融合渠道，实现资源共享、平台共建，促进跨学院、跨学科的交叉融合、互动发展。”[16]三是为学生提供更多的创新实践活动。根据湖南师范大学应用电子技术教育专业的探索，需要大力支持学生参与“大学生电子大赛”“大学生智能车竞赛”“大学生程序设计大赛”等赛事，将学生所学与所用相结合，培养学生创新性思维，提高创新能力。四是转变“唯分数”的评价模式，给予学生更多的灵活性以及更多的时间参与现实问题的解决，在探索中实现突破。

（二）以多主体协同配合为突破口

对新工科而言，开放办学尤为重要。我们培养的是后继高层次工程技术人才，所以要从制度或组织层面进行转变，摒弃单一的、封闭式的模式。根据专业特色，整合各方面的资源，实现多主体的协同配合是新工科背景下电子信息类人才培养的突破口。一是在培养方案的设定上，高校要与行业、企业专家进行对接，了解需求侧需要哪类人才，相应地调整人才培养方案。二是在培养环节中，构建“双导师”制，加强校内与校外导师的配合，促进学生知识与技能学习双向共进。三是在教学评价方面，引进校外行业、企业专家等对教学效果进行评价，注重对学生实际创新能力的培养。换言之，“通过产教融合建设新工科，实现区域政府、高校、行业、企业人才流通，通过共同调整优化专业结构、共同打造‘双师型师资队伍，实现校企协同双向育人。”[17]唯有建立起多元主体参与的人才培养机制，才能实现多方配合，实现校内与校外衔接，共同关注工程技术前沿，抢占行业发展先机，占据学科发展制高点。

（三）以资源充分供给为基本保障

推进新工科背景下电子信息类人才的培养需要一定的资源支撑，而高质量的发展，则需要更多的资源投入。一是经费投入，这涉及人才培养方案能否落实以及各种教学活动是否可以正常开展。任何新的改革的行进，经费均是需要重点考虑的因素，需要各方主体基于共同的目标，不断加大经费投入，以保证培养创新型工程技术人才。二是资源平台的建设。“双导师”制、联合聘任制以及产教融合项目等均需要使其制度化，而资源平台的落实是实现这一过程的关键。资源平台的建设可以有效促进各项人才培养活动有制度可循、有资源可用，某种程度上可以保证各方的合法权益。三是建立丰富的学习资源项目库。对电子信息类人才而言，需要在真实的任务中进行学习，而资源库的建立能够有效缓解学生知识与技能分离的问题。四是提升教学硬件设施建设，建立虚拟仿真实验室，帮助学生真实掌握技能，在试错中得到进步。五是加强教师群体的能力。培养面向未来的人才，教师自身的能力也需要切实提高。总之，在一切有利资源的投入下，定会培养出高质量的、符合新工科建设目标的电子信息类人才。

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