新工科背景下產(chǎn)學(xué)研思想指導(dǎo)的人才培養(yǎng)與山西地區(qū)的協(xié)同發(fā)展

李慧君 武庭毅 趙振新 章海霞 王曉敏

太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 山西太原 030024

1 概述

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,服務(wù)國家戰(zhàn)略發(fā)展變革。為實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo),協(xié)同推動(dòng)“五位一體”“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局,貫徹落實(shí)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念,實(shí)施“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等策略。積極推動(dòng)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè),加速服務(wù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)換機(jī)制,適應(yīng)以“新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)和新模式”為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)。在此背景下,深化高等工程教育改革尤為必要,積極做好高等工程教育在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新、國際交流合作中的使命工作,增強(qiáng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)及使命感。另一方面,新工科的強(qiáng)化建設(shè)可以增強(qiáng)國際競(jìng)爭(zhēng),其根本是人才和教育的競(jìng)爭(zhēng)。其中的全球性難題,如能源緊張、資源短缺、氣候變化、環(huán)境污染、人口老齡化等問題,對(duì)人類生存及可持續(xù)發(fā)展都具有嚴(yán)峻挑戰(zhàn)性。新一輪科技、產(chǎn)業(yè)革命蓄勢(shì)待發(fā),促使學(xué)科交叉融合加速。新興學(xué)科的涌現(xiàn),顛覆性技術(shù)更新迭代,涌現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)重大變革和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是其中的核心戰(zhàn)略。隨之帶來的結(jié)果促使人類的思維、生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)方式也不斷改變,那么人才培養(yǎng)和爭(zhēng)奪成為關(guān)鍵。在激烈的國際競(jìng)爭(zhēng),加快工程教育改革、創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)是未來時(shí)代的重要戰(zhàn)略選擇。

“新工科”這一概念提出于2016年,在綜合考慮新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟(jì)背景下工程教育改革后,新工科作為重大戰(zhàn)略選擇而被提出,是今后我國工程教育發(fā)展的新思維、新方式?！靶鹿た啤焙托屡d產(chǎn)業(yè)并不是一種斷裂式的出現(xiàn),它不僅包括以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能科學(xué)與技術(shù)等,還包括對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的延續(xù),這也是升級(jí)意義的所在。

2018年12月7日,山西省高等學(xué)校新工科建設(shè)聯(lián)盟成立大會(huì)在太原理工大學(xué)舉行。山西省高等學(xué)校新工科建設(shè)聯(lián)盟,加強(qiáng)對(duì)山西省工程教育的統(tǒng)籌規(guī)劃,是進(jìn)一步優(yōu)化我省工程教育的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和效益,提高全省工程教育改革的協(xié)同度以及工程教育與我省綜改轉(zhuǎn)型發(fā)展契合度的重要舉措。以新工科建設(shè)聯(lián)盟的成立為契機(jī),加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、聚合力量、實(shí)現(xiàn)突破,全面推動(dòng)山西高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。在新工科建設(shè)中,精準(zhǔn)掌握內(nèi)涵,統(tǒng)籌考慮“新的工科專業(yè)、工科的新要求”;堅(jiān)持質(zhì)量?jī)?yōu)先,打造系統(tǒng)完整、科學(xué)有效的教學(xué)質(zhì)量保障體系;打造新工科建設(shè)示范區(qū),通過新工科建設(shè)聯(lián)盟探索山西高等教育人才培養(yǎng)工作改革創(chuàng)新的新路徑,推進(jìn)一流本科、一流專業(yè)、一流人才建設(shè),助力山西經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展,為建設(shè)工程教育強(qiáng)國做出山西貢獻(xiàn)。

2 山西省目前的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

山西省全面貫徹黨的二十大精神、習(xí)近平總書記考察調(diào)研山西重要講話重要指示精神,以及省委全方位推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展和同步推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和數(shù)字轉(zhuǎn)型“兩個(gè)轉(zhuǎn)型”的戰(zhàn)略部署,全省經(jīng)濟(jì)總體延續(xù)了穩(wěn)定恢復(fù)的良好態(tài)勢(shì),傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型加速,新興產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步壯大,數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。“煤”作為山西省傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)是穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)的壓艙石。山西作為全國重要的能源基地,承擔(dān)保障國家能源的重大使命。2022年,山西煤炭產(chǎn)量占全國產(chǎn)量近1/3,圓滿完成年度增產(chǎn)保供任務(wù)。在做好能源保供的同時(shí),山西省除傳統(tǒng)行業(yè)外,還致力于產(chǎn)業(yè)破除對(duì)資源型經(jīng)濟(jì)的依賴,把“兩個(gè)轉(zhuǎn)型”作為加快推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的主攻方向,培育壯大新興產(chǎn)業(yè)。山西重要煤炭型企業(yè)在減掉煤炭產(chǎn)能的同時(shí),開始著力于向錨定高強(qiáng)度碳纖維、高性能鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈、儲(chǔ)氫等新材料轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)。

為了積極響應(yīng)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),加快能源結(jié)構(gòu),目前山西省著力發(fā)展煤層氣,光伏發(fā)電、鈉離子電池、燃料電池和風(fēng)力發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè),特別是光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展特別迅速。然而,因儲(chǔ)能與并網(wǎng)技術(shù)滯后的發(fā)展?fàn)顩r,目前光伏發(fā)電利用率較為低下。要加快儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程,將清潔性能源等諸多高新技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電行業(yè)當(dāng)中,提高清潔能源在總能源消耗中的總占比。

3 新工科人才培養(yǎng)現(xiàn)存的問題

首先,高校對(duì)于課程體系的設(shè)計(jì)沒有與時(shí)俱進(jìn),實(shí)踐性欠缺,且課程內(nèi)容與該領(lǐng)域所存在的現(xiàn)實(shí)問題幾乎沒有關(guān)聯(lián)性。一直以來,課程體系失衡是地方高校在人才培養(yǎng)方案上存在的普遍問題。主要體現(xiàn)在:一是理論導(dǎo)向的課程比例過重;二是工程實(shí)踐課程不足;三是基礎(chǔ)學(xué)科課程內(nèi)容老舊,與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的實(shí)際聯(lián)系緊密性不強(qiáng),與地方工程科技的發(fā)展相比顯得較為滯后;四是工程實(shí)踐教學(xué)手段相對(duì)落后,與現(xiàn)實(shí)相脫節(jié),效果不盡如人意。

其次,人才供給與需求脫節(jié),難以匹配社會(huì)經(jīng)濟(jì)需要。各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在相當(dāng)大的差異,而地方高校是培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才的主陣地,隨著改革的不斷深化,地方高校已經(jīng)無法為快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)提供相匹配的高質(zhì)量應(yīng)用型人才。通過寬口徑、基礎(chǔ)化的專業(yè)教育所培養(yǎng)的人才已經(jīng)不足以滿足地方經(jīng)濟(jì)的需求,導(dǎo)致地方高校對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響受到限制。此外,校、企沒有形成有合理的機(jī)聯(lián)合體,多數(shù)企業(yè)對(duì)學(xué)生進(jìn)廠實(shí)習(xí)積極性不高,生產(chǎn)實(shí)習(xí)流于形式,學(xué)生并不能從中掌握對(duì)于知識(shí)實(shí)際應(yīng)用的能力;同樣的,高校也沒有足夠重視地方企業(yè)對(duì)于與學(xué)校相互聯(lián)合攻克技術(shù)難關(guān)的訴求。從而使人才的培養(yǎng)基本脫離社會(huì),既不具備完善且富有邏輯的知識(shí)體系,也不具備解決該領(lǐng)域存在的實(shí)際問題的能力。

4 實(shí)施方案

4.1 深入貫徹“新工科”教育理念

對(duì)于傳統(tǒng)的工科專業(yè),例如機(jī)械、電氣、材料、化工等專業(yè),應(yīng)當(dāng)遵循“應(yīng)對(duì)變化,塑造未來”的新理念,需求即為導(dǎo)向,理念是發(fā)展方向和思路的集中體現(xiàn),新工科建設(shè)的有效策略:應(yīng)以理念的率先變革帶動(dòng)工程教育的創(chuàng)新發(fā)展,從而順應(yīng)社會(huì)發(fā)展。傳統(tǒng)工科專業(yè)依舊處于制造行業(yè)的前端,但對(duì)所需要掌握的技能提出了更新更高的要求,也需要對(duì)課程體系進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)。一是基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)。各大類專業(yè)通識(shí)課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生之后的專業(yè)知識(shí)做出鋪墊,構(gòu)建健全的知識(shí)體系。二是專業(yè)技能的精進(jìn)。專業(yè)技能不僅包括成熟的理論知識(shí),還應(yīng)該囊括專業(yè)知識(shí)在現(xiàn)代的應(yīng)用前沿以及實(shí)際操作課程等,可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)宏觀的、現(xiàn)代的設(shè)計(jì)與制造思想及發(fā)展動(dòng)向,了解現(xiàn)代制造業(yè)的一些基本概念和工程知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)制造的能力、較強(qiáng)的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題能力。三是創(chuàng)新性知識(shí)模塊的有效構(gòu)筑。創(chuàng)新是工程教育發(fā)展的不竭動(dòng)力,基于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求,在新工科建設(shè)過程中人才培養(yǎng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該著重考慮。圍繞產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈布局,從建設(shè)過程中的理念、目標(biāo)、任務(wù)、舉措等方面進(jìn)行重大的創(chuàng)新性變革,重塑工程教育,避免舊范式下細(xì)枝末節(jié)的修補(bǔ)?，F(xiàn)代的生產(chǎn)制造更趨向于學(xué)科之間的交叉應(yīng)用,更多的創(chuàng)新思路也應(yīng)運(yùn)而生。課程的設(shè)計(jì)應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生將多學(xué)科知識(shí)交叉融合并綜合運(yùn)用,訓(xùn)練針對(duì)實(shí)際需求的創(chuàng)新思維。

此外,還需要以設(shè)備先進(jìn)、功能齊全的開放實(shí)驗(yàn)室、校外實(shí)習(xí)基地和省級(jí)工程實(shí)踐教育中心為依托,本著服務(wù)山西地區(qū)傳統(tǒng)新興行業(yè),以課程體系改革為核心,系統(tǒng)地培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展并且能夠從事相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的科技開發(fā)、應(yīng)用、設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)銷售等方面工作,并具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)工程技術(shù)應(yīng)用型人才。

4.2 大力推動(dòng)“產(chǎn)”“學(xué)”“研”相輔相成的校、企合作模式

在明確新工科理念與內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,完善“產(chǎn)教融合、校企合作”落地機(jī)制。探索建立社會(huì)用人單位接收高校學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的制度,搭建產(chǎn)學(xué)研合作對(duì)接平臺(tái),拓展實(shí)習(xí)實(shí)踐資源。認(rèn)定一批省級(jí)工程實(shí)踐教育基地,立項(xiàng)建設(shè)一批基于深度合作的產(chǎn)學(xué)合作實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),構(gòu)建省校兩級(jí)協(xié)同育人實(shí)施體系,使工科學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。除此之外,對(duì)于教學(xué)生產(chǎn)活動(dòng)的安排不應(yīng)該只局限于生產(chǎn)實(shí)習(xí)中,在其中學(xué)習(xí)的操作較為基礎(chǔ)單一,新工科的教育還強(qiáng)調(diào)繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享。在一定程度上新工科把握未來工程教育的形態(tài),屬于緊跟時(shí)代潮流的創(chuàng)新型工程教育方案。新工科的培養(yǎng)還應(yīng)該立足在能解決地方實(shí)際技術(shù)需求上。在此就強(qiáng)調(diào)需要校企合作,企業(yè)為學(xué)生的培養(yǎng)提供設(shè)備更加齊全,平臺(tái)更加廣闊,現(xiàn)場(chǎng)情況更加復(fù)雜的實(shí)習(xí)環(huán)境,以確保生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量的飛躍,而相應(yīng)作為回報(bào),企業(yè)在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所遇到的問題可以與高校內(nèi)理論經(jīng)驗(yàn)更加豐富的教授或科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集中攻堅(jiān)。在解決問題的過程中,學(xué)生也能切實(shí)體會(huì)到專業(yè)知識(shí)在工程科技上的靈活應(yīng)用,培養(yǎng)今后在生產(chǎn)過程中攻堅(jiān)克難的能力。工程問題得以解決后,又可以正向反饋給企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)總額,達(dá)到互利雙贏的局面。

產(chǎn)教融合的模式就可以基本衍生出“產(chǎn)學(xué)研”培養(yǎng)模式所需要的背景條件。不僅需要企業(yè)與學(xué)校之間的對(duì)接,更需要地區(qū)政府對(duì)于地區(qū)、高校、企業(yè)三者關(guān)系的協(xié)調(diào)。地方政府能在數(shù)據(jù)層面精準(zhǔn)把握經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì),掌握經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)生產(chǎn)制造核心問題,將其呈現(xiàn)在企業(yè)和高校前,通過將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為各類諸如機(jī)器人大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品大賽、“西門子”智能制造挑戰(zhàn)賽等來激發(fā)學(xué)生對(duì)于生產(chǎn)過程的研究思考能力,學(xué)生親自設(shè)計(jì)加工以及測(cè)試調(diào)試直至參賽作品的完成,并將成果進(jìn)一步凝練,發(fā)表論文、申請(qǐng)專利,從而達(dá)到“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)調(diào)發(fā)展模式,同時(shí)造福于地方經(jīng)濟(jì)、高校和企業(yè)三方的發(fā)展。

4.3 人才培養(yǎng)模式服務(wù)于山西地區(qū)的協(xié)同發(fā)展

2014年山西啟動(dòng)低碳創(chuàng)新行動(dòng),推動(dòng)黑色煤炭綠色發(fā)展,如今山西轉(zhuǎn)型更多集中在煤炭的清潔高效低碳綜合利用方向上,在此過程中,諸如煤炭清潔利用技術(shù),煤礦智能開采技術(shù),化學(xué)工程等相關(guān)專業(yè)可以為改善煤炭利用方式入手,把“廢料變成原料、廢品變成產(chǎn)品、產(chǎn)品變成精品”,同時(shí)可以為采煤過程中產(chǎn)生的大量伴生礦產(chǎn)、煤層氣等豐富資源的后續(xù)開發(fā)利用提供動(dòng)力。重構(gòu)人才知識(shí)體系,對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈進(jìn)行積極科學(xué)布局,前瞻性動(dòng)態(tài)調(diào)整專業(yè)設(shè)置,建設(shè)高校服務(wù)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的新興科學(xué)產(chǎn)業(yè)集群。目前,山西省隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的深入,吸引更多新興產(chǎn)業(yè)落戶,包括鈉離子電池及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈、光伏產(chǎn)業(yè)、氫能源汽車等。相比于企業(yè)開展業(yè)務(wù)的時(shí)間,高校對(duì)這些方向的研究更加充分,對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)具有指導(dǎo)作用。地方高校作為新工科教育的先行者,已經(jīng)在許多新興領(lǐng)域儲(chǔ)備了足夠的專業(yè)知識(shí),將其落實(shí)于山西地區(qū)的產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展可以加速地方的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,同時(shí)地方通過對(duì)企業(yè)和高校的協(xié)調(diào),為校內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)提供更有意義的課題,實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”思路的閉環(huán)。

結(jié)語

通過構(gòu)建更加完善的課程體系,貫徹“新工科”的建設(shè)理念,再結(jié)合高校所處地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì),由地方、高校和企業(yè)所組成的三方共同孕育出的“產(chǎn)學(xué)研”新工科體系更適用于山西地區(qū)在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型下的協(xié)調(diào)發(fā)展,共同致力于經(jīng)濟(jì)有效發(fā)展,提高地方高校人才培養(yǎng),解決企業(yè)工程技術(shù)問題,開創(chuàng)共贏新局面。