新工科背景下人才培養(yǎng)模式改革的研究與探索

蔡銘 黃林沖 梁燕

摘要本文以中山大學(xué)智能工程學(xué)院為例，探索了新工科背景下的人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新。中山大學(xué)智能工程學(xué)院圍繞廣東省加快轉(zhuǎn)變教育發(fā)展方式，打造南方教育高地的戰(zhàn)略目標(biāo)，將教師的科研引導(dǎo)與學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)充分融合，建立教學(xué)資源優(yōu)化、實(shí)踐手段突出、實(shí)踐基地豐富、學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、具有扎實(shí)理工科基礎(chǔ)并與國(guó)際化企業(yè)實(shí)際相結(jié)合的新型工科培養(yǎng)環(huán)境，滿足廣東率先實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)新型工科人才的需求，成功地實(shí)踐了新工科拔尖人才培養(yǎng)的新途徑。

關(guān)鍵詞 新工科；人才培養(yǎng)模式；科研教育

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.02.006

當(dāng)前，新一輪的社會(huì)變革與產(chǎn)業(yè)革命正在迅猛展開，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)與新業(yè)態(tài)層出不窮，新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迫切需要培養(yǎng)一大批工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新人才。[1-3]

隨著中國(guó)教育現(xiàn)代化2030、中國(guó)制造2025、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等頂層規(guī)劃陸續(xù)開展，原有的人才培養(yǎng)模式不能完全滿足新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)和新模式等具有新工科特征的發(fā)展需求，[4-5]缺少對(duì)更高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的工科拔尖人才的系統(tǒng)規(guī)劃，新工科拔尖人才培養(yǎng)體系并未完善，暴露出以下問題：

創(chuàng)新型工科人才供給不足的問題。面對(duì)大數(shù)據(jù)、人工智能、大健康和節(jié)能環(huán)保等新興產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與重塑，新的歷史條件下，創(chuàng)新型工科人才的需求量大大增加，而人才供給不足，[6]暴露出我國(guó)工程教育與新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)發(fā)展有所脫節(jié)的短板。

工科學(xué)生科學(xué)基礎(chǔ)不厚、人文素養(yǎng)不高等綜合素質(zhì)不全面的問題。[7]高等教育中的專業(yè)教育，尤其是專業(yè)性較強(qiáng)的工科教育，注重培養(yǎng)的是有針對(duì)性的技術(shù)人才，學(xué)生在教育上把掌握專業(yè)的知識(shí)作為學(xué)習(xí)目的，而忽略了人文素質(zhì)教育。

工科實(shí)踐表面化的問題。工科培養(yǎng)中實(shí)踐教學(xué)的重要性已經(jīng)成為共識(shí)，但如何在課程體系中有機(jī)地設(shè)置課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生立體實(shí)踐能力的培養(yǎng)依然是一個(gè)需要解決的問題。

因此，如何培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新型工科人才是高等工程教育面臨的重大課題。[8-9]國(guó)內(nèi)各高校紛紛根據(jù)地方和自身辦學(xué)特點(diǎn)開展了各式各樣的人才培養(yǎng)模式改革的探索和研究。中山大學(xué)智能工程學(xué)院依托一系列教學(xué)改革項(xiàng)目成果，以及36個(gè)校外實(shí)踐基地的產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢(shì)，圍繞廣東省加快轉(zhuǎn)變教育發(fā)展方式，打造南方教育高地的戰(zhàn)略目標(biāo)，針對(duì)新工科人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，深化科教融合、創(chuàng)新育人，校企合作、協(xié)同育人，采用多學(xué)科交叉和體系化培養(yǎng)提高學(xué)生綜合素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了四個(gè)方面的突破。一是深化產(chǎn)學(xué)研的三維協(xié)同，聚焦于綜合性大學(xué)新工科的研究與實(shí)踐；二是加強(qiáng)學(xué)生、教師和工程師的三方聯(lián)動(dòng)；三是促進(jìn)科學(xué)、人文和工程的交叉融合；四是強(qiáng)調(diào)體系化、科研化、信息化、國(guó)際化、實(shí)戰(zhàn)化和個(gè)性化的六化并重，以三維協(xié)同、三方聯(lián)動(dòng)、交叉融合和六化并重，系統(tǒng)地實(shí)踐了新工科拔尖人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式（簡(jiǎn)稱“三三交六”模式）。

1“三三交六”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的主要措施

本培養(yǎng)模式圍繞社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求的變化，加快了新工科建設(shè)，助力廣東省經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。具體而言，主要包括以下幾點(diǎn)措施：

1.1“頂層設(shè)計(jì)、明確定位”

在中山大學(xué)“德才兼?zhèn)?、領(lǐng)袖氣質(zhì)、家國(guó)情懷”人才培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下，智能工程學(xué)院在國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略、學(xué)科科研優(yōu)勢(shì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求這三者間求交集，對(duì)人才培養(yǎng)方向重新定位，設(shè)置了智能制造、智能醫(yī)療、智能交通三大培養(yǎng)方向，從規(guī)劃層面使專業(yè)具備良好基因，并固化成新工科人才培養(yǎng)的理念：培養(yǎng)主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的具備學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的綜合型工科領(lǐng)袖人才。

1.2“三維協(xié)同、三方聯(lián)動(dòng)”

產(chǎn)學(xué)研的三維協(xié)同，學(xué)生、教師和工程師三方聯(lián)動(dòng)，有利于將人才培養(yǎng)與科學(xué)研究和工程實(shí)際結(jié)合起來。智能工程學(xué)院通過增設(shè)36個(gè)高新企業(yè)實(shí)踐基地，利用10個(gè)省部級(jí)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)科研資源成果，打造產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng)的新工科人才培養(yǎng)平臺(tái)，結(jié)合“工程應(yīng)用技能訓(xùn)練”和“科研實(shí)踐與創(chuàng)新”等課程，提高學(xué)生的聽課興趣、學(xué)術(shù)視野、創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力（圖1）。

1.3“交叉融合、六化并重”

與學(xué)校通識(shí)課程模塊配合，在培養(yǎng)方案中設(shè)置了“中國(guó)文明”“全球視野”和“前沿講座”等一系列課程；舉辦讀書月活動(dòng)，以多種方式實(shí)現(xiàn)科學(xué)、人文和工程學(xué)科的交叉融合，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。在培養(yǎng)過程中，注重課堂內(nèi)外體系化、實(shí)踐內(nèi)容科研化、教學(xué)手段信息化、辦學(xué)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化、專業(yè)知識(shí)實(shí)戰(zhàn)化和培養(yǎng)出口個(gè)性化，全面提高培養(yǎng)質(zhì)量（圖2）。

1.4“重視實(shí)踐、突出創(chuàng)新”

建立從基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、應(yīng)用實(shí)踐到綜合創(chuàng)新實(shí)踐的漸進(jìn)式立體實(shí)踐體系，第一層為基本技能培養(yǎng)，為學(xué)生的工科實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)；第二層專業(yè)技能培養(yǎng)，讓學(xué)生掌握工科主要實(shí)驗(yàn)技術(shù)；第三層為工程技能培養(yǎng)，讓學(xué)生參與行業(yè)工程應(yīng)用中；第四層為綜合創(chuàng)新技能培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生參與各種創(chuàng)新訓(xùn)練、科技競(jìng)賽和創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。學(xué)生全面參與實(shí)踐，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是新工科人才培養(yǎng)改革的重點(diǎn)。

1.5“督導(dǎo)結(jié)合、營(yíng)造氛圍”

聯(lián)合學(xué)校督導(dǎo)團(tuán)，成立學(xué)院督導(dǎo)團(tuán)，對(duì)培養(yǎng)環(huán)節(jié)進(jìn)行督導(dǎo)的全程覆蓋；引入數(shù)字化評(píng)教體系，將主客觀評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給教師，以提升課堂質(zhì)量；舉辦優(yōu)秀教師評(píng)選活動(dòng)，加強(qiáng)教職工的師德建設(shè)，以教風(fēng)促學(xué)風(fēng)；宣傳提倡教師以教為榮、學(xué)生以學(xué)為樂，營(yíng)造良好的育人氛圍，形成校園的精神和文化。

2“三三交六”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新點(diǎn)

2.1主動(dòng)滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求的“新工科”人才培養(yǎng)理念

積極響應(yīng)國(guó)家“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”“一帶一路”“互聯(lián)網(wǎng)+”“中國(guó)制造2025”等重大戰(zhàn)略，主動(dòng)滿足未來全球創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)對(duì)工程科技人才的需求。本模式提出了“新工科”人才培養(yǎng)理念：綜合考慮國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略、學(xué)校學(xué)科優(yōu)勢(shì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求，優(yōu)化專業(yè)培養(yǎng)內(nèi)涵，著重大類培養(yǎng)，鍛煉學(xué)生快速學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，著力培養(yǎng)能夠引領(lǐng)未來工程科技、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高層次人才，主動(dòng)滿足創(chuàng)新時(shí)代的需求。

2.2產(chǎn)學(xué)教研協(xié)同、多學(xué)科交叉的新工科人才培養(yǎng)模式

本成果通過設(shè)立高新企業(yè)實(shí)踐基地，結(jié)合行業(yè)龍頭企業(yè)工程技術(shù)人才、綜合性研究型大學(xué)的師資及優(yōu)勢(shì)科研資源，打造產(chǎn)學(xué)合作、產(chǎn)教融合、科教協(xié)同的人才培養(yǎng)平臺(tái)，發(fā)揮教師和工程技術(shù)人員學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用。借助綜合性高校的學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)科學(xué)教育、人文教育與工程教育的融合，培養(yǎng)兼具厚實(shí)科學(xué)基礎(chǔ)、強(qiáng)工程能力、高綜合素質(zhì)的新工科人才，在人才培養(yǎng)過程中實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)的體系化、科研化、信息化、國(guó)際化、實(shí)戰(zhàn)化和個(gè)性化。這些開拓了新工科人才培養(yǎng)的模式。

2.3立體創(chuàng)新的新工科人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系

本成果以學(xué)科大類和專業(yè)基礎(chǔ)課程板塊為基礎(chǔ)，構(gòu)建了包含基本技能、專業(yè)技能、工程技能和綜合創(chuàng)新技能培養(yǎng)的漸進(jìn)式實(shí)踐課程體系，并積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、參與/主持科研項(xiàng)目、參加科技競(jìng)賽、參與/主持學(xué)生創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，建立了從基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、應(yīng)用實(shí)踐到綜合創(chuàng)新實(shí)踐的四層立體實(shí)踐教學(xué)體系。

3“三三交六”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的推廣應(yīng)用效果

3.1學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力得到全面提高

在學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，2018-2021年，中山大學(xué)智能工程學(xué)院學(xué)生共參與國(guó)家及省級(jí)競(jìng)賽共計(jì)50余項(xiàng)，如美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、第十二屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、第六屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)數(shù)學(xué)建模大賽、全國(guó)大學(xué)生智能技術(shù)應(yīng)用大賽、全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽-訊飛智慧餐廳組別線上競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生交通運(yùn)輸科技大賽等。

在學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)方面，本科生的創(chuàng)業(yè)熱情不斷升溫，創(chuàng)業(yè)的質(zhì)量也不斷提高，其中交通工程專業(yè)的本科畢業(yè)生創(chuàng)辦了國(guó)內(nèi)第一家專業(yè)提供交通健康管理服務(wù)的企業(yè)，已成功在新三板掛牌上市，并被認(rèn)定為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。2015屆本科畢業(yè)生的《地下停車場(chǎng)開設(shè)蒸汽洗車場(chǎng)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)分析》項(xiàng)目入駐了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)園，參與央視財(cái)經(jīng)頻道《中國(guó)創(chuàng)業(yè)榜樣》創(chuàng)業(yè)比賽并得到格力集團(tuán)資助，成功入駐珠海華發(fā)新城社區(qū)實(shí)體開店。

3.2畢業(yè)生深造率高，辦學(xué)質(zhì)量得到用人企業(yè)普遍認(rèn)可

2020屆本院本科生升學(xué)率60%，總體就業(yè)率高達(dá)94.81%。本科畢業(yè)生選擇國(guó)內(nèi)深造的學(xué)校主要有清華大學(xué)、北京大學(xué)、中山大學(xué)、上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、香港大學(xué)等，選擇國(guó)外深造的學(xué)校主要有倫敦帝國(guó)理工學(xué)院、哥倫比亞大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、南洋理工大學(xué)等。畢業(yè)生的就業(yè)單位大多分布在廣州和深圳的國(guó)內(nèi)外著名的企事業(yè)單位，如華為、騰訊、大疆、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、南航等，畢業(yè)生學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高，得到用人企業(yè)的高度認(rèn)可。

3.3教學(xué)資源輻射與實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)示范效果顯著

建設(shè)的廣東省力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，覆蓋了全校開設(shè)相關(guān)課程的理工科學(xué)生，同時(shí)也為學(xué)生提供了科研創(chuàng)新的平臺(tái)，如為大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目和創(chuàng)業(yè)大賽提供支持；建設(shè)的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)、智能車實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，還為中山大學(xué)及廣州大學(xué)城周邊學(xué)校的相關(guān)工科學(xué)生提供了教學(xué)示范與實(shí)踐資源。如每年主辦的“智能車挑戰(zhàn)賽”“紙橋大賽”“結(jié)構(gòu)力學(xué)大賽”等一系列第二課堂活動(dòng)，吸引了包括華南理工大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、廣州大學(xué)等廣東省眾多高校學(xué)生的參與。

4結(jié)語(yǔ)

新工科的發(fā)展需要著眼于互聯(lián)網(wǎng)革命、新技術(shù)發(fā)展、制造業(yè)升級(jí)等時(shí)代特征。圍繞新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)和新模式等具有新工科特征的發(fā)展需求，按照各地各高校不同的辦學(xué)特征有側(cè)重地推進(jìn)新工科建設(shè)，深化科教融合、創(chuàng)新育人，校企合作、協(xié)同育人，多學(xué)科交叉和體系化培養(yǎng)提高學(xué)生綜合素質(zhì)，將會(huì)給社會(huì)供給出越來越多的適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新型工科人才。

*通訊作者：蔡銘

基金項(xiàng)目：廣東省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心“中山大學(xué)交通工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”；省級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)“交通工程”。

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