地方本科院校新工科專業建設質量保障路徑研究

吳邵蘭 趙三銀 黃長征

[摘 要]第四次工業革命形成的新經濟、新產業引發新工科建設。目前，地方本科院校在工科專業建設中存在建設理念滯后、工科專業結構失衡、課程設計內容與生產實踐脫節、實踐師資隊伍短缺、工程實踐條件不足等問題。提出更新工程教育理念、調整優化專業結構、建立多元主體辦學機制、改革課程體系、改革教學與學習方式、探索工程教育人才培養新模式、構建多維度教學質量監控體系等系列措施，為提高新工科專業的辦學質量提供保障。

[關鍵詞]地方本科院校；新工科；質量保障；建設路徑

[中圖分類號] G620 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）06-0018-04

2014年，習近平總書記在國際工程科技大會上指出，“未來幾十年，新一輪科技革命和產業變革將同人類社會發展形成歷史性交匯，工程科技進步和創新將成為推動人類社會發展的重要引擎”[1]。作為應用型人才培養的主力軍和在地方經濟、社會、產業等方面的發展中扮演著重要角色的地方本科高等學校，其新工科專業建設及其人才培養質量也日益受到關注。

一、新工科發展背景

可以說，“新工科”是一個相對的概念，是國家為應對經濟和社會的飛速發展，從服務國家戰略、滿足產業需求和面向未來發展的高度提出的一項持續深化工程教育改革的重大行動計劃，其以新經濟、新產業為背景，具有交叉復合特征，具備跨學科、跨產業的跨界整合能力。

2011年，在漢諾威博覽會上，德國首次提出了工業4.0的概念。2013年，德國政府正式通過了工業4.0計劃，并將其納入高技術戰略2020[2]。隨后，其他國家也紛紛出臺了類似的國家戰略計劃，如美國的《先進制造業國家戰略計劃》、《日本再興戰略》、韓國《制造業創新3.0戰略實施方案》、《法國新工業》和《中國制造2025》等，意圖通過創新重塑國家的工業實力，提高競爭力，在新一輪工業革命中占領先機[3]。

新經濟、新興產業的快速增長離不開工程教育提供的巨大的人力資源保障，足量優質的人力資源對深化工程教育改革、建設工程教育強國，對服務和支撐我國經濟轉型升級意義尤為重大。著眼于促進我國工程教育改革創新以及推動我國新工科教育，2017年2月中旬，由國家教育部舉辦的全國高等工程教育發展戰略研討會在上海召開。

此次會議中，新工科的內涵和主要特征、新工科建設與發展的策略等成為與會者共同關注的焦點問題。另外，“加快建設和發展新工科”這一理念也引起強烈共鳴。2017年4月，在同樣由教育部主辦的新工科建設研討會上，進一步達成了未來建設的思路和行動路線。由此，“新工科”迅速成為高等教育領域關注的熱點。

二、地方本科院校新工科建設的困境

目前，中國工程教育規模全球第一。相關數據表明，2016年全年，我國工科專業的全日制在校本科生總量為538萬人，時年有123萬人畢業，工科專業點的分布達到1.7萬個。工科在校生占高等教育在校生總額的三分之一[4]，其中，地方本科院校又占據了大部分。

然而，隨著學科交叉融合的加快，新興學科不斷出現，以綠色、智能、泛在為特征的群體性技術革命涌現，產業更新換代加速，科學技術的創新活動不斷打破領域、組織、技術的界限，培養具有家國情懷、敢于創新、通識博學、思維獨特、國際視野、善于溝通、精于工程領導、注重環境和可持續發展以及數字化等能力的卓越工程人才的工程教育也面臨巨大挑戰。2017年，國家有關部門聯合出臺了《制造業人才發展規劃指南》，其中重點強調“制造業人才培養與企業實際需求脫節、產教融合不夠深入、工程教育實踐環節薄弱、學校和培訓機構基礎能力建設滯后”等問題要標注引用，否則會算重復。對于地方本科院校而言，由于辦學條件不足、師資力量薄弱、招生規模偏大、工科辦學歷史不長、校企校地協同育人機制不完善等問題，其在新工科方面的建設顯得捉襟見肘。

（一）建設理念滯后，專業培養模式單一

新中國成立后，我國高等教育全面學習蘇聯的以計劃和專業化培養為核心的人才培養模式。這一模式按照統一規劃進行專業設置，過分強調專業培養，強調知識和技能教育，忽視人的價值情感[5]，學生缺乏寬廣的理論視域和全面發展的素質基礎。改革開放以后，隨著國內外形勢以及社會發展需要的變化，傳統的專業教育模式的內在局限性不斷顯現，高校開始模仿歐美教育模式，通過推行“211”工程、“985”工程戰略，引導研究型大學內涵式發展，全面提升教學質量。但是，專業教育的主導地位仍然未能撼動，特別是地方本科院校的工程教育課程體系長期囿于國家制定的專業目錄之下，通識課程設置不合理，這使得學生知識面狹窄，脫離劇烈變化的市場大潮。

進入21世紀后，隨著新科技、新工業、新經濟的發展，特別是全球化時代，互聯網帶來實體經濟的革新及思維模式的變革，以市場需求為導向的立體式工程人才培養陷入新的困境。而以教學為主要任務的大部分地方本科院校由于本科辦學歷史短，對于經濟產業結構變化的敏感度較低，接受新的教學理念較慢，學科專業之間的交叉融合較難，專業結構調整改造也較為滯后，因此新工科的教育理念還未深入人心，新工科人才培養范式亟待建立。

（二）工科專業結構不合理，新產業人才嚴重短缺

時代不斷進步，從蒸汽機時代相繼發展到電氣時代乃至信息技術時代，再到第四次智能制造時代，工程人才培養的結構出現了變化。不斷涌現的移動互聯網、云計算、智能安防系統與制造等新興產業，以及信息、生物、新能源和新材料等技術相互融合，催生了全新的科技革命和產業變革[6]，使工科人才的培養由傳統的工科向新工科轉變，工程專業出現了結構性供需矛盾，新的專業領域人才缺乏，無法滿足新興市場需求。《制造業人才發展規劃指南》就明確指出：中國制造業人才嚴重短缺。在裝備制造行業中，雖然規模以上企業人力資源總量多，但具有本科及以上學歷者不足30%，結構性短缺尤為明顯。未來5～10年，我國新興信息技術產業人才短缺近1000萬人，高檔數控機床和機器人人才缺口450萬人。

由于以上現實，2017年4月，在全國“工科優勢高校新工科建設研討會”上，教育部明確指出：“工程教育跟產業發展是緊密聯系的，是相互支撐的，我們急需發展新工科來支撐新經濟發展的人才需要。”可見，由于新工科專業結構不合理引發的新產業人才短缺，已經到了嚴重的程度。

（三）課程設計內容陳舊，與生產實踐脫節

隨著科技、信息的迅速更新，邊緣學科、交叉學科不斷涌現，現代工程問題涉及技術、經濟、社會、文化和政治等多個方面，這要求工程教育在不同學科協同合作，匯集不同的觀點和知識，創造性地解決復雜的現實問題。長期以來，我國多數地方高校工程教育本科辦學歷史積淀不夠，未能擺脫老牌的研究型高校的辦學模式和格局，課程體系遠不能適應市場發展和產業轉型升級的需要。

學生所學的知識面臨“畢業即過時”的尷尬境地，企業卻陷入高素質人才難求的怪圈。同時，用人單位尚未深入融入高校工程人才培養體系中，企業的新技術、新手段和新工藝等未能進入教學內容體系，教學內容與新興產業發展嚴重脫節，造成現代工程人員的經濟學、社會學、國際學、法律學等領域的課程非常短缺[7]，適應不了新興工業和技術發展之需，部分專業知識體系的發展已滯后于產業技術的發展。所以，工科課程體系必須全方位更新，以有效對接社會的需求。

（四）實踐師資隊伍缺乏，指導學生能力不足

卓越工程教育必須依靠優秀工科教師隊伍的支撐。2006年，教育部《面向創新型國家建設的工程教育改革》課題組專門針對中國工程院院士、大學教師和企業工程技術人員進行了調查。調查結果顯示，工科教師隊伍普遍缺乏工程實踐背景是制約工程教育質量和發展的一個重要因素[8]。

由于人事制度的制約，一方面，地方本科院在新進教師時過于重視學歷、輕視實踐能力，人才引進動輒非博士不可，工程教育教師大多是從學校到學校，來源單一，普遍缺乏工程實踐經驗；另一方面，企業中擁有豐富實踐經驗的人由于職稱、學歷較低又難以到高校任職。具有工程實踐背景的高學歷高水平師資隊伍的匱乏，使得工科專業畢業生實踐動手能力不強，人際溝通和組織協調能力不夠，工程教育陷入困境。

（五）工程實踐條件不足，學生實踐能力欠缺

近年來，在質量工程的支持下，各高校創建了一批國家級綜合性工程訓練示范中心或工程訓練中心、與工程實踐教學有關的國家精品課程及國家、省市級教學成果、教研項目、教學團隊，使工程訓練服務于高校的認知實習、實踐教學，承擔各種工程訓練教學任務、創新訓練、對外服務[9]。但是相對大量的地方工科院校來說，其引領示范作用并不明顯。由于大量擴招，教師數量不足，導致生師比居高不下、辦學經費緊張、實踐教學設備陳舊、臺套數不足、實踐場地缺乏、組織管理困難，學生實踐教學時間嚴重不足，實踐教學效果大打折扣，學生實踐動手能力差。

另外，單一的校內實踐環節很難全面提升學生的相應能力。只有校企協同才能使學生獲得工程經歷、實踐環境、實踐資源和社會認可。目前，地方高校普遍對校企合作辦學認識不夠，不夠主動，不能有效建立協同技術創新和育人平臺，這在較大程度上阻礙了學生的發展。

三、新工科專業建設質量保障實施路徑

新工科專業建設質量包括影響教學質量的所有因素，涉及學校工作的方方面面以及校外的辦學環境和條件，主要有教育理念、專業結構、辦學機制、課程體系、教學方法、人才培養模式和教學質量監控等主要環節。

（一）更新工程教育理念

理念是行動的先導，各地方高校必須構建大工程觀，堅持“學生中心、結果導向、持續改進”的專業辦學指導思想，遵循工程學科發展規律，改變工科專業過窄過細的弊端，加強工科與理科及其他學科間的跨學科交叉研究；強化通識教育，培養學生科學與基礎理論修養、人文情懷、管理素養和解決復雜工程問題的能力，促進工程教育知識體系重構、知識生產模式創新和知識組織制度變革。

（二）調整優化專業結構

學科專業和人才培養是工程教育改革的核心問題，我國地方本科院校的工科專業人才培養已不能滿足區域經濟和產業結構的發展。地方高校必須以新工科建設為契機，多了解工程技術人才的市場需求情況，了解產業發展的新變化以及今后的走向，制定好學科專業的整體規劃，完善學科專業動態調整和自我更新機制，探索學科專業設置管理的新范式。

首先，對接產業需求，以滿足新經濟發展對工程技術人才的需求及行業發展現狀，結合國家戰略，新設戰略型新興產業、經濟社會發展和民生改善領域亟須的相關專業，構建與新經濟發展相適應、與高校辦學定位以及辦學方向和特色相調適的新工科專業體系。其次，加快傳統工科專業的改造升級。在傳統工科專業中篩選建設基礎扎實、校企校地協同育人、產教融合成效顯著的專業，實現更新改造升級，建成新工科專業。此外，促成既有工科專業或工科與其他相關學科交叉融合，以培育新興交叉學科專業。

（三）建立多元主體辦學機制

地方本科院校大多為省市共建體制，受地方經濟影響，經費緊張，實踐教學資源不足。為促進學校發展，必須優化配置校內資源，提高匯聚社會優質資源的能力，廣開門路，建立多主體、開放式的辦學新體制，為人才培養創造更好的條件。

首先，建立產學協同機制。地方高校要擴寬辦學視野，強化校企合作教育。辦學中必須重視企業的作用，在人才培養方案、課程體系、實踐平臺建設等方面加強合作。另外，還要合作開展研究，培訓師資，校企聯合制定培養方案，共同建設課程、實驗室和實習實訓基地，讓企業直接參與人才培養的全過程。

其次，探索高校教師與行業人才雙向交流機制。實行靈活的教師聘任制，建設一支有企業背景、行業背景的師資隊伍；改革教師評價機制，探索、建立由行業企業參與的、體現創新性和實踐性、適合工科專業人才培養需要的教師評價標準，讓更多優秀的雙師型人才充實到高校教學中。

再次，探索多方參與的產學研一體化新機制。以產業發展需求為導向，探索與行業企業、科研院所合作，共建產學研合作示范學院，協同育人、共建共享的實踐基地或工程創新訓練中心，建立產學研合作協同育人長效機制。

（四）改革課程體系

新工科建設必須打破“學科陷阱”和“路徑依賴”，促進多學科交叉與深度融合，為學生提供更自由的選擇與發展空間，以產業、先進技術、社會發展需求為導向，開展多領域、大模塊的專業整合，開展跨學科教學與研究。有調查報告指出，工科學生在有效交流、批判性思維、系統思維、問題解決、協同合作、數據決策、創新創業和自我管理等核心能力方面存在著缺陷。為此，社會呼吁新的工程教育要主動適應產業需求，深化課程體系與教學內容的改革，以發展學生寬廣的、可遷移的技能和知識，更好地應對新工業革命的挑戰。一是根據學科前沿調整部分理論基礎課，整合專業相關知識；二是根據技術進展調整專業課，融合產生新課程；三是處理好通識課與專業課的關系，加大通識課程比例；四是探索綜合性課程、多視角解決問題課程、交叉學科研討課程開設，如工程實務、Capstone課程等，培養學生的綜合實踐能力，促進科學人文教育與工程教育的相互融合。

在教學內容方面，順應行業要求，遵從國際標準，注重知識掌握與能力培養的平衡，專業素養與實踐能力的綜合；引入學科前沿知識、產業和技術的最新發展動態，以促進教學內容的推陳出新，與時俱進；同時高度關注世界前沿科技進展和發達國家經濟轉型戰略，如基因組重寫、智能農業、美國“再工業化”、德國制造業4.0戰略等新的發展動態，并將其融入教學內容；增加職業道德和技術倫理課程，培養社會責任感，使學生在將人類安全、健康、幸福置于首位的前提下進行技術的開發和實施。

（五）改革教學與學習方式

信息和通信技術的快速發展對高等教育產生了重大影響，教與學的過程、關系、活動發生著微妙的變化，以教師為中心的教學方法逐步轉向以學生為中心的學習活動，新工科的教育教學模式范式變革勢在必行。一是應推行以學生為中心的深度學習模式，發展學生的分析、綜合、邏輯推理、批判性思維和解決問題等核心技能，通過綜合學習和應用學習，充分激發學生的內在學習潛能動機。二是要整合教育技術，將電子郵件、在線學習平臺、創造媒體等現代技術整合到課程中，促進師生課堂交流，幫助師生開展話題討論、探索關鍵問題并提高學生對復雜概念的理解，提升教師和學生的學習體驗。三是要借鑒學習科學的最新研究成果，運用學生感興趣的混合學習、翻轉課堂、虛擬現實、游戲化學習、微課、創新短課等教學模式[10]，使學習環境更加互動，提高學習效率和效益，豐富教學方法，增強學生的“向學力”。四是建設優質在線開放課程資源。師生共享多媒體課件、教學文檔、參考資料、視頻等豐富的學習資源，同時鏈接與嵌入外部資源，如網易云課堂、TED、You-Tube等，使課程應用與教學服務相融通，推進以學生為中心的教學方式方法變革。五是創建虛擬學習環境。通過在線平臺和移動學習設備，將物理環境與虛擬數字環境交織在一起，交互式協作、討論、虛擬現實，使學習體驗可以擴展到傳統課堂之外，學生可以實現在任何時間、任何地點和任何形式的學習活動。

（六）探索工程教育人才培養新體系

人才培養模式改革是新工科發展的核心，工業4.0背景下人才培養標準與培養模式面臨著新的挑戰。采用OBE模式和CDIO工程教育理念是工程教育改革的主要方向。一是在制定人才培養方案時，必須以產業需求和技術發展為依托，以市場需求和提高國際競爭能力為導向，突出人才培養的適切性[11]。二是要樹立以生為本的理念。尊重學生自主選擇的權利，積極穩妥地實踐學分制改革，探索相應的課程設置、質量管理、學業評價等制度。三是借鑒國際主流，明晰未來工程人才的能力體系。可參照美國ABET認證標準、歐洲工程師能力標準、德國ASIIN認證標準、英國工程專業能力標準以及我國工程教育認證等標準，科學界定未來工程人才的素質結構，構建工程人才在工程、信息、社會、經濟、文化、法律、倫理等主要領域的能力體系。四是加強產教融合、校企協同育人力度，構建從理論學習、實踐運用再到探究、發現學習的教學閉環，形成未來工程師的綜合品質和工程能力。

（七）構建多維度的工程教育質量監控體系

加強工程人才培養質量標準的研究和建設，促進高校結合國際標準、行業標準，對專業人才培養方案進行修訂，構建和時代發展相適應的國家、行業、學校多維質量標準體系。進一步完善具有中國特色、與國際實質同等效力的工程教育專業認證制度，并將其作為新工科專業建設的重要工作。建立認證結果發布與使用制度，將認證結果定期向社會正式發布，讓通過認證的專業在招生簡章和畢業證書上加以注明，并將認證結果納入學科評估和本科教學質量報告等評估體系之中。

新工科的建設是一個系統工程，需要高校的機制體制的整體改革和各部門及二級學院的共同協作，更需要社會、企事業、行業的通力協作，社會新經濟、新產業必將促進新工科專業建設的長足發展。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：陳 明]