基于“三步遞進、三環(huán)融合”的新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系構(gòu)建研究

胡克用　楊華云　王李冬

摘? 要：當今新形勢下的科技革命與產(chǎn)業(yè)革命正在迅速地加以推進，在此背景下如何培養(yǎng)能擔(dān)當起新時代建設(shè)任務(wù)的新工科人才是高等教育的當務(wù)之急。因此，該研究提出“三步遞進、三環(huán)融合”的新工科專業(yè)創(chuàng)新培養(yǎng)體系，在政策制定、課程設(shè)置、實踐教學(xué)、校企聯(lián)合和師資建設(shè)等方面環(huán)環(huán)相扣，從人才培養(yǎng)方案的頂層設(shè)計，再到五維角度的具體舉措，分別為：緊抓立體式課程建設(shè)，構(gòu)建“三步遞進”梯度式的創(chuàng)新能力，實踐“三環(huán)融合”校企協(xié)同育人方式，加強師資隊伍建設(shè)，全方位評價育人效果。五維角度的舉措逐層推進，最終實現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標，為其他院校人才培養(yǎng)提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：新工科；人才培養(yǎng)；創(chuàng)新；協(xié)同育人；實踐教學(xué)

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）14-0065-05

Abstract： The technological revolution and industrial revolution are being rapidly promoted. Under this background， how to cultivate new engineering talents who can undertake the construction task of the new era is the top priority of higher education. Therefore， this study proposes a "three-step progressive and three-ring integration" innovative training system for new engineering majors， which is linked in policy-making， curriculum setting， practical teaching， school and enterprise integration， teacher construction and other aspects. From the top-level design of talent training program to the specific measures， the specific measures from the five-dimensional perspective are to pay close attention to the three-dimensional curriculum construction， build the gradient innovation ability based on the "three-step progressive"， practice the school and enterprise collaborative method based on the "three-ring integration"， strengthen the construction of teaching staff， and comprehensively evaluate the education effect. The measures from the five-dimensional perspective are promoted layer by layer， and finally achieve the goal of talent training of new engineering， which provides a certain reference for talent training in other colleges and universities.

Keywords： new engineering; talent training; innovation; collaborative education; practice teaching

當前，全球制造業(yè)核心技術(shù)正在進行悄無聲息的改變，新形勢下的科技革命與產(chǎn)業(yè)革命正在迅速地加以推進，新技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈和數(shù)字孿生等也正在滲透入我們生活中的方方面面。在此種形勢下，一些發(fā)達國家紛紛出臺優(yōu)惠政策，引導(dǎo)制造業(yè)回流以及進一步升級換代[1-3]。面對著工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)，我國積極作出相應(yīng)措施，提出了“中國制造2025”戰(zhàn)略，隨之出臺了《中國制造2025》等系列文件，而且將中國制造2025的突破口重點放在信息技術(shù)與制造深度融合的“互聯(lián)網(wǎng)+”上[4]。在此背景下，為新經(jīng)濟、新技術(shù)培養(yǎng)具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力的，能夠擔(dān)當新時代建設(shè)任務(wù)的新工科人才是高等教育的當務(wù)之急[5-6]。

2017年，教育部為推進新工科的專業(yè)發(fā)展陸續(xù)出臺了一系列重要措施[7]，比如說“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”。2019年，工業(yè)和信息化部等13個部門聯(lián)合出臺了推動制造業(yè)提升的專項行動計劃。2020年，人力資源和社會保障部等3個部門聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于智能制造工程技術(shù)人員等16個新型的職業(yè)。這些措施的發(fā)布已經(jīng)為新工科人才培養(yǎng)指明了清晰的方向。

然而在具體落實方面，許多院校在新工科人才培養(yǎng)上仍存在教育理念相對落后、培養(yǎng)機制不夠健全、教學(xué)方法單一和實踐訓(xùn)練不太重視等問題。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是思想觀念陳舊。部分教師對于新工科的認識不足，仍然照搬之前以理論教學(xué)為主的方式。二是課程體系不夠與時俱進。新工科專業(yè)的課程設(shè)置要緊密聯(lián)系社會急需的內(nèi)容，然而目前對于人才綜合能力和素質(zhì)的培養(yǎng)仍顯得簡單化。三是教學(xué)模式不夠創(chuàng)新。教學(xué)中不但需要傳授專業(yè)的知識和方法，而且也需要融入課程思政的教育與人文學(xué)科的修養(yǎng)。教學(xué)中不但只是在課堂中傳授知識，而且也可以把課堂搬到工廠、實驗室等場所。四是師資隊伍實踐經(jīng)驗缺少。新工科教育對于教師的創(chuàng)新意識、綜合能力要求較高，既要求具備相關(guān)學(xué)科的理論知識，又要具備一定的實踐工作經(jīng)驗，但是目前高校中大部分教師從學(xué)校一畢業(yè)就進入學(xué)校任職，缺乏相應(yīng)的實踐工作經(jīng)驗。

為了解決上述問題，本文提出了“三步遞進、三環(huán)融合”的新工科專業(yè)創(chuàng)新培養(yǎng)體系，在政策制定、課程設(shè)置、實踐教學(xué)、校企聯(lián)合和師資建設(shè)等方面環(huán)環(huán)相扣，從人才培養(yǎng)方案的頂層設(shè)計，再到具體舉措，逐層推進，最終達到新時代新工科人才的培養(yǎng)目標。

一? 新工科人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建

針對現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式和教學(xué)模式中存在的問題，本研究試圖從高校教學(xué)和企業(yè)鍛煉兩個層面出發(fā)，構(gòu)建“三步遞進”的梯度式創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式及“三環(huán)融合”的校企協(xié)同育人方式，充分發(fā)揮高校與企業(yè)在培養(yǎng)新工科人才上的各自優(yōu)勢，重視理論教學(xué)與工程實踐，專業(yè)課程中融入思政元素，加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，在通識教育、實踐教育和專業(yè)教育一起發(fā)力，緊隨行業(yè)與時代的發(fā)展脈搏，培養(yǎng)出國家與地區(qū)急需的新工科人才，培養(yǎng)體系的總體思路如圖1所示。

二? 五維方案的實施

（一）? 緊抓課程建設(shè)，固牢教學(xué)根基

課程建設(shè)是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，以工科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標準作為參考規(guī)范，來設(shè)計規(guī)劃新工科專業(yè)的課程設(shè)置方案，構(gòu)建“3+2+X”全方位、立體式的課程體系，其基本框架如圖2所示。其組成結(jié)構(gòu)，可以用“三橫二縱X延伸”來形容?！叭龣M”指的是橫向三大體系：理論教學(xué)體系、實踐教學(xué)體系和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)體系。“二縱”指的是縱向二大平臺：通識教育平臺、專業(yè)教育平臺?！癤延伸”指的是在此基礎(chǔ)上延伸出來的X個專業(yè)方向。在課程設(shè)置上由必修課和選修課合理搭配而成。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)上融合知識、能力和素質(zhì)的全面提高。在專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的安排上，將思政教育元素、教學(xué)訓(xùn)練及教學(xué)主體活動等內(nèi)容都嵌入專業(yè)課程之中，并且通過實踐訓(xùn)練來深化學(xué)生對于專業(yè)理論的吸收與理解。

在構(gòu)架好新工科人才培養(yǎng)教學(xué)體系基礎(chǔ)上，我們要進行課程設(shè)置的頂層設(shè)計，提出“重視理論—突出實踐—培養(yǎng)創(chuàng)新”的改革思路，將創(chuàng)新能力、思政元素和職業(yè)素養(yǎng)等內(nèi)容融入專業(yè)教學(xué)中，完善新工科人才培養(yǎng)的課程體系。一是健全基礎(chǔ)課程，要將大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與規(guī)劃、思想教育和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等列入基礎(chǔ)必修課程，貫穿整個人才培養(yǎng)的全過程；二是開設(shè)實踐訓(xùn)練、創(chuàng)新思維訓(xùn)練等課程作為學(xué)生的課外選修課，課外選修的學(xué)分納入學(xué)生畢業(yè)的必要條件，促使學(xué)生進行相關(guān)的訓(xùn)練；三是完善通識教育與專業(yè)教育的平臺，除了高校擁有各種教學(xué)類型的實驗室，還要鼓勵學(xué)生成立各類專業(yè)協(xié)會、興趣社團小組和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)俱樂部等，定期開展一些講座論壇，進行學(xué)科競賽、學(xué)生科研的輔導(dǎo)，展示學(xué)生近期的作品成果，激發(fā)起學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)熱情。

（二）? 構(gòu)建“三步遞進”梯度式的創(chuàng)新能力培養(yǎng)

高校不僅要完善新工科人才培養(yǎng)體系的課程設(shè)置，更注重在校就要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。從具體落實方案上看，我們可以分成“三步走”來完成。第一步，大學(xué)生剛剛?cè)胄５牡谝荒昀?，可以通過“專業(yè)導(dǎo)學(xué)課”“社團作品展覽活動”“作品制作觀摩活動”及參加學(xué)校組織的各類論壇，來營造一種創(chuàng)新的學(xué)習(xí)氛圍。這一階段的活動，主要讓學(xué)生們切身感受與體驗到，原來創(chuàng)新就在我們身邊的方方面面，從而激發(fā)起學(xué)生們深埋在骨子里的那種創(chuàng)新意識。第二步，大學(xué)生入校的第二、三年里，可以通過各類學(xué)科競賽，例如“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等競賽為驅(qū)動載體，以賽促創(chuàng)新。參賽隊員合理搭配，由高年級學(xué)長學(xué)姐來帶動低年級學(xué)弟學(xué)妹一同參與研究。也可以通過參加各類學(xué)生科研項目，或參與老師的科研項目，有針對性地提升部分學(xué)生的創(chuàng)新能力。第三步，在大學(xué)第四年，有了前兩個階段的積累之后，這是眾多創(chuàng)新成果產(chǎn)生的時候，例如學(xué)生申請專利、公開發(fā)表論文，甚至有些學(xué)生可以直接參與到企業(yè)的研發(fā)課題組中，通過如此來延伸學(xué)生們的科研創(chuàng)新能力。當然，這樣的教學(xué)培養(yǎng)安排上需要有一個專門的管理部門來統(tǒng)籌，可以在教學(xué)部門中設(shè)立一個創(chuàng)新實踐管理辦公室，來進行項目的資助、管理和考核等一系列工作。在配套的制度方面，設(shè)立課題的導(dǎo)師制，以及建立項目管理的“培養(yǎng)—管理—考評”體制與獎教金、獎學(xué)金的評審制度，來保障學(xué)生創(chuàng)新能力的層層推進，最終形成“三步遞進”梯度式的培養(yǎng)目標，具體如圖3所示。四年周期可實現(xiàn)本專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的全覆蓋和廣泛參與，不同階段中的學(xué)生在同一小組中，會擔(dān)任不同角色，由高年級學(xué)生帶動低年級學(xué)生，從而形成一個良性的互動循環(huán)，并遵循由基礎(chǔ)—中級—高級的原則，通過項目協(xié)作實現(xiàn)“感受與體驗—實踐與訓(xùn)練—創(chuàng)新與探究”的遞進式創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

（三）? 實踐“三環(huán)融合”校企協(xié)同育人方式

除了構(gòu)建“三步遞進”階梯式大學(xué)生創(chuàng)新能力，我們還要積極與外界互動，了解企業(yè)目前急需的人才所應(yīng)具有的職業(yè)素養(yǎng)。通過高校教師與企業(yè)工程師的融合、高校實驗與企業(yè)項目的融合和高校課堂與企業(yè)車間的融合等方式，來實現(xiàn)“三環(huán)融合”的校企協(xié)同育人機制。在這個協(xié)同過程中，充分利用企業(yè)行業(yè)的資源優(yōu)勢，發(fā)揮高校的人才優(yōu)勢，整體樹立“校企聯(lián)合培養(yǎng)、社會用人”的雙贏理念。鼓勵高校青年教師加強工程實踐能力訓(xùn)練，吸收企業(yè)骨干參與學(xué)校教學(xué)活動與人才培養(yǎng)方案的制定。依托校企科研合作共建產(chǎn)學(xué)研平臺，開展學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與實踐訓(xùn)練，有些技術(shù)成果可以直接轉(zhuǎn)化為企業(yè)的生產(chǎn)力。在實驗室與企業(yè)車間的融合方面，可以結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)與加工需要，由校企共同資助、共同研發(fā)和共同實踐來聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生，企業(yè)也可以通過類似“訂單式”的合同，來提前預(yù)約與選用畢業(yè)生加盟企業(yè)。這種“三環(huán)融合”的校企全方位協(xié)同育人，具體如圖4所示?！叭h(huán)融合”之間并不是孤立的，三環(huán)緊扣，互為一體，既有平臺的融合、課題的融合，還有人員的融合，實現(xiàn)了從平臺融合到人員融合再到課題融合的全面協(xié)作，最終實現(xiàn)合作雙贏的戰(zhàn)略目標。

（四）? 加強師資隊伍建設(shè)

為了更好地踐行新工科人才培養(yǎng)，構(gòu)建一支專業(yè)理論扎實、實踐能力突出和創(chuàng)新意識強烈的教師隊伍是先決條件。目前，“雙師型”的教師特色比較符合新工科人才培養(yǎng)中的教師能力要求，在具體實施過程中，可以從以下幾個方面來加強本校的師資隊伍建設(shè)。

第一，以賽代練提高教師的教學(xué)素養(yǎng)。每年學(xué)校、地區(qū)及國家都會舉辦一些青教賽、微課比賽和創(chuàng)新能力大賽等多種形式的教學(xué)競賽。通過這些比賽，使教師與其他院校展開教學(xué)方面的互動，查漏補缺，來彌補自身教學(xué)上的不足。

第二，鼓勵教師多進行交流學(xué)習(xí)，通過教學(xué)改革、課程改革等方式，將自己的教學(xué)方式更加適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)；同時教學(xué)理念上的及時更新，也是確保改革成功的關(guān)鍵因素。

第三，定期選派教師到企業(yè)一線中去學(xué)習(xí)鍛煉，逐步提高“雙師型”教師隊伍的比重。去企業(yè)掛職鍛煉的教師，不能只停留在表面，要深入到企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)和管理一線崗位，親身參與企業(yè)發(fā)展的各個環(huán)節(jié)，切實解決高校教師實踐能力較弱的短板。

第四，建立校企雙導(dǎo)師制。通過邀請企業(yè)專家、技術(shù)能手進行授課、培訓(xùn)和實踐項目指導(dǎo)等，這些專家、能手不但要輔導(dǎo)學(xué)生，還要直接參與為提高教師實踐能力的專業(yè)知識講座，從而增加專業(yè)知識傳播的輻射面。

（五）? 建檔畢業(yè)生質(zhì)量反饋，全方位評價育人效果

盡管近年來高校在人才培養(yǎng)方面下足了功夫，然而目前我國高等教育還不能完全跟上市場需求的變化，在人才培養(yǎng)的模式與機制上，對于地區(qū)經(jīng)濟的服務(wù)意識等諸多方面還是差強人意。通過跟蹤各屆畢業(yè)生的就業(yè)數(shù)據(jù)，了解畢業(yè)生的就業(yè)去向，分析畢業(yè)生的就業(yè)有效度，可以從另一個側(cè)面來反映學(xué)校人才培養(yǎng)工作的成效與不足，并及時進行整改。這種來自社會的畢業(yè)生質(zhì)量評價，對于一個學(xué)校的人才培養(yǎng)水平來講，往往更加具有說明力。各校應(yīng)根據(jù)自身的實際情況，及時發(fā)布各個專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)數(shù)據(jù)，不單是簡單統(tǒng)計就業(yè)率，而且要統(tǒng)計畢業(yè)生的高質(zhì)量就業(yè)數(shù)據(jù)，就是我們常講的就業(yè)與專業(yè)的相關(guān)匹配度，只有匹配度高，才能說明這個專業(yè)的人才培養(yǎng)是成功的。要構(gòu)建畢業(yè)生信息反饋系統(tǒng)，積極與社會需求人力資源保持互動，及時把握行業(yè)組織對于人才的需求預(yù)測。將用人單位對于職業(yè)能力的反饋，市場的供求、畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量要納入學(xué)校設(shè)置調(diào)整學(xué)科專業(yè)，確定招生規(guī)模的一個重要依據(jù)。要加強高校與社會用人單位和廣大畢業(yè)生的聯(lián)系，定期掌握畢業(yè)生的動態(tài)信息，形成一個高校與畢業(yè)生及其用人單位之間的實時高效的信息反饋互動機制，例如建立各個地區(qū)的校友聯(lián)絡(luò)會，通過校友聯(lián)絡(luò)會及時掌握廣大畢業(yè)生的就業(yè)去向及其崗位的變動情況。要實行專業(yè)預(yù)警和退出機制，設(shè)置專業(yè)招生的基本門檻，對于長期不達標的專業(yè)，要及時做出響應(yīng)預(yù)警，或調(diào)減或停止招生。只有這樣多管齊下，才能促使人才質(zhì)量保障體系成為循環(huán)往復(fù)的閉合環(huán)，進而促進專業(yè)自身重視人才培養(yǎng)質(zhì)量，完善人才培養(yǎng)方案，將人才培養(yǎng)質(zhì)量視為高校發(fā)展的生命線。

三? 結(jié)束語

本研究針對傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)中存在著的教育理念相對落后、培養(yǎng)機制不夠健全、教學(xué)方法單一和實踐訓(xùn)練不太重視等問題，基于中國新工科教育發(fā)展方式和教育服務(wù)方式的轉(zhuǎn)變，以工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為研究對象，在培養(yǎng)模式、管理機制、課程設(shè)置、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容與資源和校企協(xié)同育人等方面，構(gòu)建新時代新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的頂層設(shè)計和基本框架。首先是構(gòu)建“高校教學(xué)奠基礎(chǔ)、企業(yè)鍛煉強專業(yè)、創(chuàng)新訓(xùn)練提能力、課程思政圓人格”的培養(yǎng)模式；其次是從五維角度來具體設(shè)計實施舉措，分別為緊抓立體式課程建設(shè)，構(gòu)建“三步遞進”梯度式的創(chuàng)新能力，實踐“三環(huán)融合”校企協(xié)同育人方式，加強師資隊伍建設(shè)，全方位評價育人效果。強調(diào)充分發(fā)揮高校教學(xué)和企業(yè)鍛煉兩個層面，利用企業(yè)資源優(yōu)勢，密切結(jié)合行業(yè)發(fā)展，改革課程體系，更新教學(xué)方式，強化實踐創(chuàng)新，加強師資隊伍建設(shè)，最終培育出在新時代背景下的新工科創(chuàng)新型人才。本文所總結(jié)的經(jīng)驗，可以為其他院校提供一定的借鑒。

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基金項目：浙江省高等教育學(xué)會2022年度高等教育研究重點課題“基于‘三層遞進、三線融合的新工科人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實踐研究”（KT2022005）；浙江省教育科學(xué)規(guī)劃2021年度規(guī)劃課題“高校課程思政和專業(yè)教學(xué)協(xié)同育人的探索與研究”（2021SCG028）；浙江省自然科學(xué)基金聯(lián)合基金資助項目“面向新型城鎮(zhèn)的微能源網(wǎng)多時間尺度協(xié)調(diào)機理與優(yōu)化調(diào)度研究”（LHY21E090004）；杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院科學(xué)研究基金資助項目“分布式光伏微電網(wǎng)的群控技術(shù)及多目標優(yōu)化研究”（2022QJJL02）

第一作者簡介：胡克用（1978-），男，漢族，浙江杭州人，博士，副教授，教研室主任。研究方向為新工科教育。