新工科視域下創新復合型人才培養體系研究

宋曉華，陳超波，高嵩，趙素平

［摘 要］ 創新復合型人才培養體系改革措施，在西安工業大學電子信息工程學院電信工程專業的實施效果已經初步顯現，要從新時代人才培養和新工科建設需求出發，依靠強大的交叉學科課程和實踐建設平臺，厘清創新復合人才培養目標，建設學科交叉融合的模塊化課程體系和實踐基地，營造新工科創新氛圍，采用國內外視角及舉措培養人才。

［關鍵詞］ 新工科；創新；復合；人才培養

［基金項目］ 2021年度校級青年專項教改項目“新工科視域下基于多維驅動的‘電信類+智能制造創新復合型人才培養體系與實踐研究”（21JZY001）；2019年度校級教改項目“基于CDIO的機器人工程專業人才培養方案的設計與優化”（19JGZ06）；2020年度研究生教改項目“電子信息專業研究生工程實踐能力體系評價及優化機制研究”（XAGDYJ200102）

［作者簡介］ 宋曉華（1983—），女，陜西寶雞人，工學博士，西安工業大學電子信息工程學院講師，主要從事自動駕駛車輛運動控制與軌跡規劃研究；陳超波（1978—），男，浙江寧波人，工學碩士，西安工業大學電子信息工程學院教授，主要從事智能控制與分數階系統研究；高 嵩（1963—），男，工學博士，西安工業大學電子信息工程學院教授，主要從事復雜系統智能控制研究。

［中圖分類號］ G642.41［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）11-0169-04 ［收稿日期］ 2022-05-11

引言

高等學校是社會主義現代化建設的人才源泉，實現中華民族偉大復興的重要使命之一就是建設社會主義教育強國［1］。目前，世界處于大發展大變革和大調整時期，國際局勢風云變幻，信息產業的第三次浪潮也正在孕育和興起，新興技術有了應用但又不太成熟，社會生產力結構調整和人類文明的深刻變革也在蓄勢待發。如何在前所未有的深度改革中抓住機遇，適應時代的發展節拍，堅定不移地貫徹人才強國戰略，與世界高等人才培養教育接軌，培養高素質交叉學科創新復合人才，引領中國高端制造業突破瓶頸，在全球競爭中增加主動權，是當前中國新工科教育必須解決的歷史任務［2］。

目前，正在進行的新工科建設體現了高等教育正積極、主動尋求變革的發展意愿和行動。盡管如此，我們的高科技產業面臨著嚴峻的國際創新需求，產業鏈條中關鍵核心節點的技術缺失導致的“卡脖子”問題，讓我們陷入多個交叉行業的發展困局［3］。

創新能力是指以現有的思維和認識，在長期的專業實踐基礎上，利用現有的知識和物質，改進或者創造新方法，解決新問題，樹立新目標，并且與工程實踐活動進行創造性地運用與結合的能力。想象力是創新思維的來源，創新技能是綜合能力的體現，創新思維和創新技能是創新能力的外在表現核心［4-5］。

我們也發現，近些年在多學科交叉融合的領域出現了許多重大突破與創新，且大部分限于交叉領域。智能AI、智能制造等目前處于戰略性前沿科技領域，具有典型的多學科交叉色彩，現實中的許多復雜問題具有多面性，涉及不同領域的專業知識，沒有多學科交叉融合的知識則難以應對。多學科交叉融合的特點已成為高等教育實施與發展的必然趨勢［6］。加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展。學科交叉融合是促進我國高校“雙一流”建設、構建高質量高等教育體系的重要途徑［7］。

一、目前存在的問題

隨著互聯網時代的到來，我國現今的社會經濟發展形勢正在發生巨大變革，對從業者的創新能力要求提到了新的高度。大數據時代，大學生生活在信息自主共享的氛圍里，自主性強，個性鮮明，可是交流溝通能力不強，缺乏創新實踐平臺，匱乏于有“合謀者”但仍處在一種新式的“孤獨”中［8］。

未來的中國教育，將是多樣化教育理念［9］徹底貫徹和人盡其才的高質量教育。在當代背景下，新工科倡導的創新理念要與教育實施有效融合，為緩解現有教育水平和模式與社會對創新復合型人才需求的主要矛盾及破解教育熱點難點問題注入新的力量。在新工科背景下，如何培養和提升當代大學生的創新能力，已成為高等教育關注的熱點［10］。然而，目前高校創新型人才培養模式仍然存在諸多薄弱環節亟須改進。存在的問題主要有以下幾個方面。

（一）脫離現代產業結構發展需求

當今是信息化時代，信息化是當今時代發展的大趨勢，代表著先進生產力。信息化時代以信息技術為主體，新一代信息技術與制造業深度融合，國際環境復雜性上升，國內需求和要素供給條件發生深刻變化，高質量發展將成為時代主基調。新的生產方式和適應新的生產方式的人才需求極為迫切，傳統知識結構和教育方法并不能滿足這一新要求。

（二）傳統工科教育體制與人才需求分離

我國的高等教育長期以來設置了13個學科門類，造成各學科門類之間相互分割的狀態。人才知識結構缺乏社會適應性，與信息化時代的社會需求脫節［11］，沒有學科交叉的傳統專業教育難以適應現代科技和產業的發展需求。高等學校通過校校合并或者聯合辦學的形式建設了很多綜合性大學，這為創新復合型人才所需要的交叉學科知識體系提供了有利的基礎條件。因此，高等學校教育應將專才教育與通識教育有機結合，設置為基礎指導學科專業，深化交叉專業融合，使人才培養模式從專業型向復合型轉變，培養出基礎扎實、具備專業領域應用背景和學科交叉知識體系的復合型人才［12］。

（三）不重視學生個體創新創業能力的發展

在目前的就業需求背景下，對學生創新創業的能力要求呈現出多樣化和綜合化，創新復合型人才要在具體專業應用領域、文化交流領域進行團隊協作精神、創新意識和奮斗精神等相關能力的鍛煉與培養，要摒棄傳統的處理教與學關系的理念，形成更加博聞強識、注重知識本質與外延、強調實踐中應用的教育教學方法［13］。

二、新工科創新能力培養的組織架構

新工科教育創新能力培養體系不僅會影響工科人才的培養質量，也會關系到新工科發展的謀局布篇。新工科建設的基本出發點是工科學生的創新能力培養，構建完整的人才培養體系架構，全面研究和厘清人才培養體系的關鍵環節，提出優化完善方案，全面提高新工科教育創新培養能力。

（一）新工科課程設置

課程設置體系是人才培養的生命線，也是基礎和重要的環節，是人才培養方案中各個培養目標得以達成的具體實施方案和載體，也是創新復合型人才能力培養體系改革的基礎一環。

課程體系一般由專業基礎課、專業課、必修課、選修課、實踐課及人文課等部分構成。不同類型課程的設置權重會構建出不同的課程結構。

我們現行的主要課程設置模式是層級式，這種方式有利于學生系統地學習本專業的知識，但缺點是學科交叉融合少，不符合新工科建設要求。新工科的課程培養體系應該體現多學科交叉融合的知識結構特點，以及對工科人才能力和素質結構的提升要求。

模塊式課程體系現在越來越受到新工科建設的青睞，在專業課設置中采用模塊化的方式定制課程方向，可以滿足多樣化的需求。每一模塊包含若干相關性較強的課程，模塊之間既相互獨立，又可以通過具體領域背景的關聯性互相組合，顛覆了傳統課程設置的刻板性和單一性。現代工程學科的集成性和創新性，要求能夠在模塊化課程體系設置中得到充分的滿足，以有助于各專業課程體系學科的深度融合，構建交叉課程體系，保障新工科人才的知識、能力和素質結構。

（二）新工科實踐教學體系

實踐教學體系是新工科教育的核心部分，外在表現就是實驗平臺。完備的實驗教學平臺體系主要包括基礎實驗平臺、工程實訓中心、專業創新創業實驗平臺、校外生產實習和實踐基地等。實踐教學的過程就是讓學生通過實驗平臺或者實踐基地不斷地驗證或者鞏固記憶所學的理論知識，并且根據實踐結果不斷地修正自己對理論知識的理解，深入理解后迸發出對新問題的思考和新穎理解，激發學生的創新思維，增強創新能力。

實踐培養根據實踐要求能力可以分為三個層次，分別是基礎驗證層、進階層和應用創新層，根據能力要求階梯層次安排與各層次匹配的教學內容和實踐活動。基礎驗證層包括公共基礎實驗、專業基礎課內實驗和認識實習等。進階層主要包括課程設計、專業教學實驗、專業實訓和競賽。應用創新層主要包含的實踐形式有畢業實習和畢業設計。其中，畢業實習是學生把理論學習與實際生產生活聯系的重要環節和橋梁，用理論來解釋現象，達到更高層次的理論深度；畢業設計是培養學生文獻查詢、論文撰寫等能力，同時也是對學生綜合運用所學知識和技能解決實踐問題的重要訓練。

要進一步改革各類實驗室管理制度，增加對各類人員的開放程度，開展各類創新性和開放性實驗項目，鼓勵學生走入實驗室，增強實驗過程的自主性和開放性，改革實驗評價標準，做到開放性評價。積極申報建設虛擬仿真實驗室，讓不具備場地和經費的大型實驗成為可能。充分利用各級各類虛擬和現實的優秀平臺，使實踐教學的深度呈現階梯化發展趨勢。鼓勵“走出去，引進來”，教師到企業增長工程經驗，企業人員入校指導，聯合企業共建人才培養校外專業實踐基地，加強深度工程融合，提升學生的工程創新素質。

（三）新工科教學方法

傳統的學習方法是讓學生在學習過程中被動地接受知識，缺乏主動性，學生在學習過程中也沒有過多地思考“為什么”。這種學習模式對于學生創新性思維的培養極其不利。

現在普遍倡導的學習模式是啟發式教學。啟發式教學是以問題為切入點，根據教學內容和學生的學習規律，以學生的思維活動為核心，調動學生的學習主動性和積極性，促使學生自主學習，其核心問題為高效設定問題情境。在問題、案例或者項目設定時，選擇具有學科交叉融合特征的問題，探究學科知識的同時，增強多學科知識的融合意識，表現工程原理，解決復雜、綜合工程問題，開展形式多樣的合作，培養學生應用知識解決問題的能力。

（四）新工科創新環境

人文文化是高校發展的靈魂。校園創新文化建設對于推動新工科建設、培養工程類科技人才創新素質具有重要的作用。新工科校園文化建設主要包括文化建設的制度和政策、物質建設和精神建設。物質建設主要為校園設施和場地，精神建設主要為創新基地的內涵、創新競賽和項目的開展以及同企業之間的合作交流。高校在創新文化方面的制度保障和政策實施是基礎，精神建設是目標，對創新文化氛圍建設具有導向作用。

首先，廣泛組織學生參加各類學科競賽和項目，鼓勵學生根據自己的興趣愛好自由跨學科組合。學校要為參賽隊員提供一定的資金和技術支持，提高學生的參與度和覆蓋面。其次，設立大學生創新創業訓練基地，定期開展不同類型的創新創業訓練活動，增強學生的創新創業能力，使訓練基地成為模擬企業，充分發揮基地在人才創新能力培養方面的作用。

（五）教學內容改革

構建多學科、跨學科交叉融合的專業課程體系。在充分調查研究的基礎上，改革選修課程開設機制，定時更新課程目錄和課程內容，使課程目錄和內容設定具有較強的時事性和興趣性，符合當前學生的專業需求和心理需求，讓學生可以根據自己的興趣愛好和職業目標設定選擇符合自身需求的選修課程，制訂相應的學習計劃。

首先，高校教師要及時吸納科研領域的熱點和前沿知識，更新教學內容，完善專業課程教學體系。智能制造、人工智能和虛擬現實等新技術的應用和發展，要求教學活動必須與時俱進。其次，豐富科研競賽領域，延伸學生的創新空間。從組織社科、工科和理科學生廣泛參與和合作的綜合科研競賽活動入手，鼓勵學生參加教師科研項目，從科研項目中提取和升華競賽內容，拓展思維空間，實現科研和競賽的相互促進，增強學生的團隊合作意識和人際交往能力、創新意識和創新能力以及創新素質，將其作為課堂實踐教學的有效補充。最后，課堂上呈現教師科研內容，把科學研究的課題案例搬入課堂，擴大學生的知識面，增強教學內容的實用性和新穎性。學生對課堂的關注度和參與度提高，不僅能夠更好地接觸前沿知識，了解最新科研熱點問題，還可以培養學生的基本科研素養，了解科學研究的流程和方法。

結語

本文所述的改革措施是基于西安工業大學電信學院本科層次多維復合創新型人才培養理念、符合交叉復合型人才培養理念的工程教育探索，人才培養成效正在顯現，對于大學本科生培養在多大程度上實現了新工科的培養目標還有待進一步實踐，對于人才培養生源中哪些專業還需要與其他學科深度結合及如何結合等還有待進一步探索與研究。

參考文獻

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Research on the Innovative Compound Talent Cultivation System from the Perspective of Emerging Engineering Education

SONG? Xiao-hua， CHEN Chao-bo， GAO Song， ZHAO Su-ping

（School of Electronic and Information Engineering， Xian Technological University， Xian， Shaanxi 710021， China）

Abstract： The implementation of the reform measures of the innovative compound talent cultivation in the telecommunications engineering major at the School of Electronic and Information Engineering at Xian University of Technology has achieved certain effects. It is necessary to start from the needs of talent training and the Emerging Engineering construction， rely on the strong interdisciplinary course and practice construction platform， clarify the training objectives of innovative compound talents， and build a modular curriculum system and practice base of the interdisciplinary integration， creating the innovation atmosphere of Emerging Engineering Education. Moreover， the domestic and foreign perspectives and measures are used to train the innovative compound talents.

Key words： Emerging Engineering Education; innovation; compound; talent cultivation