多學科交叉的創新型工程教育模式研究

摘要：針對國際國內對工程素質卓越人才的迫切需求，結合當前高等工程教育的實際情況，圍繞我校培養高素質應用型人才的目標，遵循國際工程教育認證體系的指導原則，就多學科交叉的創新型工程教育模式構建的實施策略與實現路徑等問題進行了研究，提出了具體的措施與做法，對促進和推動工程教育具有一定的參考和借鑒意義。

關鍵詞：學科交叉；工程教育；模式創新

中圖分類號：TB"""""" 文獻標識碼：A""""" doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.14.077

0 引言

隨著我國經濟建設向高質量發展，高等教育呈現出“學科交叉”“多學科融合”“協同育人”“五育并舉”等多業態發展的態勢。黨的二十屆三中全會，已將新質生產力確定為引領未來經濟增長的著力點，與其密切相關的工程教育也被推到了高等教育的最前沿。

工程教育是當前各高校普遍關注的重要議題，已經融入“三全育人”“五位一體”“創新創業”的全流程中[1]。其關鍵在于培養大學生的工程素養、強化實踐能力，激發創新精神。作為我國獨具特色的一種工程教育模式，工程訓練是高等工程教育至關重要的一個環節。它涵蓋常規的實地訓練，著重培養大學生的工程思維、激發創新意識、鍛煉創新能力，注重知識、素質、能力的綜合發展。同時，提供多學科知識整合與應用的實踐與訓練機會。因此，它在培養高素質應用型人才的過程中，起到了傳統理論教學和其他工程教育模式所無法替代的關鍵作用。加快推進工程教育的多學科交叉融合，將成為應用型創新人才培養的新趨勢。

我國當前采用的工程教育認證標準于2012年7月修訂，它清晰地界定了工程認證畢業生需掌握的10種關鍵能力[2]，具體為：（1）具備人文素養和良好的職業道德；（2）掌握理科基礎與經濟管理知識；（3）擁有扎實的專業知識及豐富的實踐經驗；（4）能夠分析實際問題并設計實施方案；（5）具備文獻檢索及有效獲取信息的能力；（6）具有一定的綜合創新能力；（7）熟悉行業相關的法律法規；（8）擁有一定的組織、管理和溝通協調能力；（9）擁有持續學習和自我提升的能力；（10）具有國際視野及參與國際競爭的能力。上述10種能力正是卓越工程師所不可或缺的能力與素養。這是現代工業社會的創新型人才必須具備的能力和素質，更是現代高等教育、職業教育和工程教育始終追尋的目標。

目前，在高等教育中，特別是以應用型人才培養為目標的普通高等院校，工程訓練和勞動實踐教學是鍛煉和培養大學生這10種能力的最佳方式，而將工程訓練整合進工程教育認證的核心執行流程中，是深化工程教育改革不可或缺的必然舉措，也是最為高效的方法。

1 高等工程教育現狀

近年來，隨著“協同創新”“學科交叉”“學科融合”等各種理念逐漸融入高校應用型人才培養的目標中，各本科高校在專業建設方面積極鼓勵多學科交叉融合，以培養綜合性、滲透性、交叉性相結合的高素質人才。培養兼具創造、創新、創業精神的復合型人才已成為普通高校，特別是應用型人才培養高校探索的重要課題。

為深化應用型人才培養模式改革，各類院校努力探索跨學科多專業的綜合實踐教學乃至跨學科多專業產學結合的綜合實踐教學培養模式，提升教學品質，培養不同學科專業學生之間團結協作的能力，發揮各自專業應用能力，以及共同解決實際問題的能力；培養學生以本專業為基礎，拓寬形成多個面向，淡化專業的“專一性”；同時，圍繞學院產學協同、跨學科多專業綜合實踐教學特色所進行的綜合實踐教學改革的研究、思考與實踐的研究課題正在增多，一線教師和教學管理人員在實踐教學改革，在工程教育的多學科交叉融合中的探索研究進一步加強。

如圖1所示，通過對比可以發現：傳統普惠型工程教育更強調專業的差異性和特殊性，注重專業能力培養，而現代工程教育趨向于多學科交叉融合，在學生能力培養方面，更注重學生的主動思考、主動參與、積極創新。同時，遵循專業認證的理念，以學生為中心，以創新能力培養為目標導向。

當前，工程教育領域面臨多方面的挑戰，不僅來自教育內部，也涉及社會、經濟和技術等多個層面，主要表現在：（1）教育資源分布不均，教育質量參差不齊，工程教育質量難以保證。（2）實訓基地不足，設施和條件有限，師資隊伍缺乏實踐經驗，難以滿足培養高水平工程人才的需求。（3）課程設置與市場需求脫節，缺乏跨學科整合，畢業生就業競爭力不足。（4）缺乏創新實踐平臺，學生的實踐能力和科研創新能力培養不足。

近10年來，我國高等教育中的工程教育得到了快速發展，取得了顯著成效。隨著制造業全球化的需求日益增長，我國高等工程教育在教育理念、定位、培養目標設定、課程安排、教學手段、教師團隊建設以及考核評價體系等多個層面，仍舊面臨著顯著的問題和挑戰。特別是存在理論與實際脫節、實踐訓練環節薄弱、企業實習機會難以保障、畢業設計未能充分融入工程實踐，以及工科教師隊伍中工程實踐經驗匱乏等嚴重問題。用人單位對畢業生的反饋顯示，他們在工程實踐能力上有所欠缺，需要較長的適應期才能勝任工作，并且在創新能力、團隊協作以及敬業精神方面存在一定的不足。

目前，在高等教育中，特別是以應用型人才培養為目標的普通高等院校，工程訓練和勞動實踐教學無疑是鍛煉和培養大學生實踐創新能力和綜合素質的極好途徑，將工程訓練融入工程教育認證的核心環節中，是推進工程教育改革深入發展的必要舉措和有效手段。眾所周知，多學科交叉在解決復雜工程問題中具有重要的作用，針對當前工程教育領域面臨的挑戰，需要政府、高校、企業和社會各界共同努力，加強合作與交流，推動工程教育的改革和發展。

2 多學科交叉的創新型工程教育模式構建

利用我校豐厚的積累和經驗豐富的師資團隊，將省級實驗教學示范中心——工訓中心作為工程教育實施實踐的主陣地，以2～3個多學科交叉的綜合創新項目建設為基點，構建工程教育與工程訓練相結合，工程訓練與創新設計相結合，創新設計與學科競賽相結合，工程訓練與勞動實踐教育相結合的工程教育創新模式。探索主觀評價與客觀評價相結合、標準產品與創新產品相結合、實際產品與產品創意相結合的工程教育評價機制，建設打造機電結合，融合計算機虛擬仿真、PLC機床控制、智能制造與工業機器人等眾多項目于一體的全校學生共享的工程教育創新實踐大平臺。

堅持工程訓練與學科競賽一體，堅持專業實習與勞動教育相結合，進行多學科跨專業的運營模式，是開展工程教育的改革與創新，實現新型育人模式的需求，也是破解專業人才培養中工程能力薄弱難題的必經之路。要在跨學科融合的基礎上，發揮專業互補的優勢，充分發揮工程訓練中心的實踐、實訓、實驗和創新平臺的優勢，大膽拓寬創新思路，進行工程訓練的現代化、學科競賽和勞動實踐教育的有機結合，構建多學科交叉的創新型工程教育模式。

2.1 多學科交叉的創新型工程教育模式的實施策略

為了實現多學科交叉的創新型工程教育模式，可以采取如下實施策略。

2.1.1 以大工程觀為背景，構建多學科交叉的實踐平臺

涵蓋多個學科領域的知識基礎，以及包括社會、政治、經濟、文化等諸多非技術性影響因素在內的現代工程師培養是一個復雜系統。因此，必須以專業技術為支撐，打破當前以學科專業為界限的教學活動模式，消除專業間的隔閡，促進資源的共享與利用。結合虛擬與現實，融合線上與線下教育，秉持大工程觀念，從全校視角出發，整合各學科專業、科研及企業資源，構建一個跨學科融合的實踐教學平臺，實現設備與師資的統一配置，培養學生解決工程問題的綜合能力和創新能力。

2.1.2 以卓越人才培養為目標，重構實踐教學課程體系

課程體系的設置對于人才培養的質量至關重要，一個科學的課程體系應當著重于提升學生的綜合素養、個性化技能以及創新能力。隨著專業認證工作的持續推進和通過認證專業增多，學生畢業要求指標點對標工程實踐項目的要求逐步增加，構建一個從簡單到復雜，由基礎知識至綜合應用，最終導向創新實踐的循序漸進式課程體系。用“必做”保證“分階段、模塊化”的基本實習要求，用“選做”實現“分層次、差別式”的人才培養，落實我校培養“基礎扎實、適應性強、具有較強創新意識和競爭能力的高素質應用型人才”的目標。

2.1.3 強化學生創新能力培養，構建雙創、實習和勞動教育一體化實踐平臺

實踐出真知，創新源于實踐，在每個層次的工程實踐活動中，精心設計規劃能夠激發學生探索欲和促進其自主創新能力的發揮。引導學生通過試做一個又一個全封閉鏈的項目，培養學生的創新能力。大學生的創新創業教育和工程訓練、勞動教育等具有相通性，都是以工程教育為背景，都是培養學生的工程能力、動手能力和創新能力。通過一體化的實踐平臺，吸引更多不同專業的學生共同鍛煉、提升和創新。

2.1.4 開發多學科交叉的綜合性訓練項目，構建工程教育實踐的綜合評價機制

以工程專業教育為背景，結合新工科的發展需要，建立健全科學、完善、具有可操作性的考核評價機制。以工程教育的目標、內容要求為依據，把工程教育列入大學生四年全過程考核評價體系中，將工程教育的過程、成果作為對學校、社會、家長進行考核評價的內容載入檔案，建立問題清單，并及時反饋，形成全社會的工程教育的激勵機制。不嚴格區分理工科和非理工科學生，利用好工程能力訓練的平臺和載體，基于課程的定位，構建多層次、模塊化、項目式的實踐教學體系和工程教育實踐的綜合評價機制[3]。

2.2 多學科交叉的創新型工程教育模式的實現路徑

為了確保以上策略的有效實施和順利推進，可采取如下途徑和做法。

2.2.1 提高教師工程實踐能力，構建校企合作培養方式

組織教師定期參加企業實習、工程實踐項目，使其深入了解工程一線，掌握最新技術和行業動態。鼓勵教師參與科研項目，通過解決實際問題提升其實踐和創新能力。引入具有豐富實踐經驗的工程師作為兼職教師，與教師團隊進行交流與合作，共同提升實踐教學水平。構建緊密的產學合作框架，攜手規劃人才培養計劃，以確保課程內容與產業發展需求高度契合。企業可提供實習實訓基地，使學生在真實的工作環境中鍛煉實踐能力。此外，學校能夠為企業提供所需的技術支持及員工培訓服務，促進雙方實現共贏。另外，還可共同開展科研項目，推動校企合作向更深層次發展，促進產學研一體化，為創新型工程教育提供支撐，為培養具有多學科交叉背景的創新型工程人才提供有力保障。

2.2.2 以綜合性的產品設計和制造引領工程教育的全過程

工程教育的終極目標是創新，必須有創新的設計，必須通過創新的方式方法加以實施，改變傳統工程訓練中“師傅帶徒弟”的模式，借助綜合性的產品設計和制造過程，實現“做中學、學中思、思中改、改中創”的遞進式學習，通過這種實習方法，突出多學科交叉的優勢，將不同專業技能融合于工程教育創新中[4]。

2.2.3 以模塊化的項目式管理統領工程教育的全過程

多學科交叉的結果之一是會造成工程訓練組織的復雜性。在有限的平臺、師資和時段內，充分利用好現有的資源，最大限度的發揮人力、物力的效能是工程訓練必須面對的難題之一。模塊化的項目式管理是一條很好的解決途徑，它直接解決在有限時段內“干什么？怎么干？干得怎么樣？”等問題。模塊化能將學生的規定實習時段按項目需要進行順次管理，不同專業、班級、崗位及項目按照矩陣方式排列，能夠高效、有序地執行。

2.2.4 以學科競賽和產品革新激發學生興趣、引導創新

多學科交叉的又一結果是將不同的競賽項目納入統一平臺中，在該平臺開展不同類別的學科競賽，更能迸發出創新的火花。通過不同的工程項目和工程訓練情景的設置，鼓勵和引導學生自己主動動手，自主思考、循序漸進，從產品的規劃、設計、制造的各個環節中體會勞動的樂趣，鍛煉工程技能，養成愛學習、勤思考、會創新的良好品格。

3 結束語

多學科交叉的創新型工程訓練教育模式，既能滿足專業工程教育的普遍性，又能滿足專業工程教育的創新性。通過創新綜合性模塊化項目，靈活工程訓練的時段分解，能夠實現多專業學生工程教育的分級分類實施，以及通識工程教育和專業工程創新教育的結合，滿足不同專業對工程教育的差異化需求，推動工程創客教育和雙創人才培養。

我校在不斷的改革創新中，始終堅持“以學生為中心”“目標導向”和“持續改進”的OBE專業認證理念[5]，探索實施多學科交叉的工程教育，并逐步改進優化，向著以人為本的智能化方向轉型升級[6]。目前，已取得了一定的成效：（1）在工程教育實施目標方面實現：普惠教育與專業教育相結合；工程訓練與創新相結合；工程教育和專業勞動相結合；傳統工業感知與現代工業感知相結合。（2）在工程教育實施效果評價方面實現：主觀評價與客觀評價相結合；重復勞動與創新勞動相結合；產品設計制造與創新創意相結合；產品設計與產品制造相結合。

參考文獻

［1］劉楊，楊雪峰，徐林，等.“五位一體”的“雙一流”高校工程訓練中心建設路徑探索[J].實驗技術與管理，2022，39（05）：244249.

[2]胡萬欣，雷敏，王曦照.工程認證背景下工程訓練課程教學改革探究[J].西部素質教育，2024，10（05）：162165.

[3]趙作福，陳翔，何為，等.基于多層次模塊化的金工實習教學改革與實踐[J].高教學刊，2024，10（02）：127130.

[4]陳靜，朱華炳，李偉.工程訓練課程多學科交叉項目式教學改革實踐[J].高教學刊，2024，10（S2）：124127+134.

[5]孫薇，張立昌.基于OBE理念的工業設計工程訓練教學設計與實踐[J].機械設計與制造工程，2024，53（01）：121125.

[6]朱峰，李雙壽，楊建新，等.工程訓練以人為本的智能化轉型升級[J].高等工程教育研究，2024，（01）：3034+47.