以学科竞赛推进地方高校“新工科”创新型人才培养的思考

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　　[摘要]高等工程教育与产业发展联系紧密，在新形势下对服务和支撑我国经济转型升级意义重大。为了主动适应和引领新经济，我国提出加快发展和建设“新工科”。地方高校受到其所服务地区的经济社会发展、企业技术创新等外部需求以及自身特色化办学、提高教学质量等内部动力的共同推动，有必要开展“新工科”研究与实践。学科竞赛对于推进地方高校“新工科”实践创新平台建设、培养大学生创新能力和创业意识、锤炼大学生团队意识和工匠精神等方面具有重要意义，是地方高校开展“新工科”研究与实践的重要载体。
　　[关键词]新工科;地方高校;学科竞赛;创新型人才
　　[中图分类号]G645
　　[文献标识码]A
　　[文章编号]2095-3437（2020）04-0148-03
　　高等工科教育在我国高等教育事业的建设和发展中占有极为重要的地位。深化工科教育改革、建设工科教育强国，对服务我国经济社会转型升级、推动我国制造业迈向中高端水平具有重要意义。我国现已拥有世界上规模最大的高等工科教育，据教育部数据，2016年工科本科在校生为521万人，当年毕业生为119万人，专业布点17037个，工科在校生约占总在校生人数的三分之一。我国正在推动创新驱动发展，实施“一带一路”“中国制造2025”“工业4.0”“互联网+”“大众创业，万众创新”等重大战略，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展，对新经济现有从业者及后备力量的综合素质提出了更高、更全面的要求。因此，迫切需要加快我国各级各类高校的工科教育改革创新，在有条件的高校加快发展和建设能够适应、引领新经济的新兴工科专业，在一般高校改造和升级传统工科专业，提升我国高等工科教育支撑、服务产业发展的能力。基于此，教育部于2017年2月18日在复旦大学召开了综合性高校工程教育发展战略研讨会，形成了《复旦共识》;2017年2月20日，教育部印发了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》;2017年4月8日在天津大学召开了“新工科”建设研讨会，发布了《天大行动》。由此，“新工科”建设的研究与实践在全国各级各类高校全面铺开。
　　一、“新工科”与新型工程教育
　　工程学科是历次产业革命与数学及其他自然科学交叉融合的产物，也极大地促进了生产力进步和经济社会发展。例如，土建类和水利类工程专业在前工业时代就已存在并延续至今，以蒸汽机广泛使用为代表的第一次工业革命催生出机械学科及工程力学学科，以电力的发明和广泛使用为代表的第二次工业革命催生出电力学科，以原子能与电子计算机的发明和广泛使用为代表的第三次工业革命催生出仪器仪表类和电子信息类等工程学科，而当今的第四次工业革命则以互联网、工业4.0、人工智能、分享经济、群智协同等一大批新型业态为代表。
　　传统工业强国的工程教育在与历次产业变革的深度融合中，形成了分门别类、以应用为导向的人才培养模式。从美国工程教育的发展历程看，以哈佛、耶鲁、斯坦福为代表的顶尖高校近百年来经历了从关注实践到实践和理论兼顾再到注重科学最后又回归到理论与实践并重的发展轨迹，并演变出3种工程教育范式，即技术范式、科学范式和工程范式。从20世纪80年代起，美国出现了以互联网、生物医药为代表的新兴业态，而传统行业如汽车、能源、化工等也急需寻找新的增长点。为此，美国国家科学基金会（NSF）专门成立了工程局，以支持工程科学研究;Massachusetts Institute of Technology在1989年出版的《美国制造：重建生产的优势》中倡导美国高校将科学与技术、技术与人文融为一体，从片面强调科学与理论回归到工程实践，突出工程的实践性、综合性和创新性。在这些高等工程教育观念的引领下，哈佛、耶鲁等高校或者重建了工学院、工程专业，或者大大提高了工程教育在学校建设中的比重，并相继出现了CDIO模式、PBL模式等工程教育范式革命。
　　2010年6月，以清华大学、浙江大学、燕山大学、太原理工大学等61所高校为首批试点单位，我国正式启动实施了“卓越工程师教育培养计划”。这标志着我国的工程教育由之前以培养工程科学家为目标的科学范式转变成为以培养工程师为目标的工程范式，突出理论与工程实践间的平衡，以培养、造就一大批创新意识、创新视野和创新能力突出的，能够适应并引领未来经济社会发展需要的高素质工科技术人才。
　　当前，我国高等工科教育面临的内、外部环境正在发生急速变化。从国际上看，以移动互联网、云计算、虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、大数据、人工智能（Artificial Intelligence，AI）为代表的新兴技术正在迅速渗入到人类经济和社会生活的各个方面，主要发达国家都在着力推动新经济，以抢占科技和产业制高点。从国内看，我国经济正处于新、旧动能转换的关键时期，新经济是发展新动能的源泉，近年来涌现出来的“新四大发明”已成为我国新经济和“中国方案”的靓丽名片。面对这一形式，我国提出新时代工程教育要以提高人才培养质量为核心，树立创新型、综合化、全周期工程教育的“新理念”，构建新兴工科和传统工科相结合的学科专业“新结构”，探索实施工程教育人才培养的“新模式”，打造具有国际竞争力的工程教育“新质量”，建立完善中国特色工程教育的“新体系”，加快推进我国从工程教育大国走向工程教育强国。
　　二、地方高校开展新型工程教育的必要性
　　地方高校开展新型工程教育的必要性既源于其所服务地区经济社会发展和企业技术创新等外部需求，也来自自身特色化办学、提升教学质量和提高学生就业水平等内部动力，这两方面因素共同驱使我国在校生人数众多的各类地方高校发挥自身优势，进一步强化产教融合、校企合作、协同育人、科技创新等社会职能，以面向新经济的创新型人才培养为着力点，推动传统工科专业改造、升級，开展“新工科”研究与实践。 　　（一）这是地方经济发展和企业技术创新的需要
　　科技创新能力已成为一个地区核心竞争力的决定性因素，地方高校是其所服务地区的科技与人才高地。地方高校的一个重要社会职能是为地方经济发展服务，为地方经济发展培养人才，毕业生主要是面向地方，大部分直接到地方企业就业。地方高校应当更多地承担起所服务地区或行业的人才培养、科研攻关、知识传递、校企协同创新等多方面功能，并在服务区域经济发展的过程中不断调整、优化人才培养结构、数量和专业设置：一方面结合所服务地区经济发展的新需求、所服务行业学科交叉的新趋势、前置基础学科及周边相关学科研究的新成果，不断拓展机械类、电气自动化类、材料类等传统工科专业人才培养的内涵与模式;另一方面针对已崭露头角的新业态、新领域和新模式，适当布局面向所服务地区、行业经济结构转型的新兴工科专业，提前培养能够引领未来技术和产业发展的人才。
　　（二）这是地方高校自身发展的需要
　　随着高等教育大众化（甚至在个别省市普及化）、国际化的深入，高等学校在招生规模上难有大的拓展，同时，考生对优质高教资源的期望值和需求不断提高，这将使得高等学校问的竞争日趋激烈，高等教育的分类、分级、分层现象显著增加，那些特色不鲜明、知名度不高的地方高校将逐渐面临发展困境和生存危机，这些地方高校在人才培养方面普遍存在着以下问题：人才培养目标缺乏地区或行业特色，往往是千校一面;课程体系设置不够合理，侧重于“科学性”而非“应用性”和“工程性”，将学科理论课程作为主干，将实践、实习环节作为理论课程的附属;学生学习意愿不强，动手能力薄弱。针对上述问题，地方高校应当以“新工科”建设为契机：一是借助其所服务地区的资源优势及行业龙头企业，开展政、产、学、研合作办学，积极探索“3+1”“3.5+0.5”人才培养模式和专业教师企业挂职锻炼模式等改革创新，在更加突出地区特色的办学过程中不断优化传统工科专业的人才培养结构。二是针对工程技术领域和现代商业模式创新所具有的多学科、综合化、全周期、高效率等特点，树立新型工程教育理念，调整课程体系以突出工科专业的“工程性”、提升工科学生的工程技术创新能力，为新兴工科专业的培育奠定基础。三是增加具有综合性、创新性、挑战性的实践、实习环节，以增强学生的学习意愿与提升教师的教学效果。例如以综合性的学科竞赛为基础，引导学生在动脑思考、动手实践过程中自主学习、互助学习、跨专业学习，倡导教师将学科竞赛的题目及作品作为案例引入课程教学环节中。
　　三、以学科竞赛推进“新工科”与新型工程教育
　　“新工科”建设是在“卓越工程师教育培养计划”取得的工程教育改革成果的基础上，更加突出工程项目及工程学科的创新性、综合化、全周期理念，更加强调工科学生应当具备针对前沿工程技术的创新能力、基于多学科跨专业的系统视野、面向工程项目的全周期意识。地方高校在组织学生参与学科竞赛时，可以有效调动学生的积极性、“向学力”，在学生们借助自身专业知识及团队成员优势将头脑中的奇思妙想转化为技术上可行、成本上可控的设计方案及产品这一实践过程中，可以切实提高“新工科”专业学生的创新精神、创业意识和创新能力，有力推动地方高校创新创业教育水平的提升。
　　（一）学科竞赛是地方高校推进“新工科”实践创新平台建设的有效手段
　　地方高校在搭建校级学科竞赛平台，组织学生参加省级、全国学科赛事过程中，一方面可以针对赛事题目设置问题导向课程、学科前沿课程、交叉技术课程，从而将原本轻松易过的“水课”变为有深度、有难度、有挑战度的“金课”，使学生在参加学科竞赛这一“第二课堂”过程中充实、完善自己的“第二张成绩单”;另一方面可以将原本分散在不同理论课程中的实习、实验项目重新整合、组织成为综合性、研究性的实践课程，使学生能够在其中完成方案设计和形成创新产品。
　　（二）学科竞赛是培养大学生创新能力、创业意识的重要载体
　　当前，社会上往往将“创业”狭义地理解为“自主创业”“离职开公司”的代名词，高校中相应地将“创业教育”归属为商学院人才培养的专利。但在新经济带来的观念冲击下，“创业”和“创业教育”应当被赋予更深刻和广泛的含义。首先，“创业”不应当仍然仅仅是一种商业行为，而应当是创新观念、问题意识、执行力及跨界整合资源能力的集合，针对现有工程问题的技术创新以及满足未来商业需求的模式创新等是创业的源泉。其次，除了少数自主创业的成功者外，对于绝大多数学生而言，“创业”意味着在未来的工作岗位上以自己的专业特长和工作能力进行管理和技术创新，在与企业共同发展中实现自己的价值、完成自己的“创业”。因此，“创业教育”不能脱离基础知识的传授与专业能力的培养，否则“创业教育”将是无源之水，从而沦为心灵鸡汤式的说教和成功学的灌输。
　　相对而言，问题意识是大学生创新、创业能力的关键，而问题意识是需要引导和培养的。以“全国大学生机械创新设计大赛”为例，近几届参赛题目均来自当年的社会热点问题，这就要求学生必须在关注社会热点、技术难点的同时，学会思考问题、构思方案、动手实践，进而捕捉到稍纵即逝的创业机会，实现不同于前人的创新。
　　（三）學科竞赛是锤炼大学生团队意识、工匠精神的有效途径
　　从以互联网为代表的新技术、新产品、新业态所依托的学科专业看，往往不再是以单一学科为基础构建起来的，而是具有典型的学科交叉、融合特征。学科竞赛正是针对这一特点，要求以团队形式参赛，并且鼓励学科交叉、年级交叉、特长交叉，因此，团队成员问的合作与竞争相辅相成、相互促进。通过合作，团队成员间可以集聚众智、群策群力、相互启发、共同攻关，在团队合作中向共同目标迈进;通过竞争，每一名团队成员在明确自身定位后，可以在自己的学科领域内秉承术业有专攻的职业定律，发挥工匠精神和创新能力，在争取团队荣誉中实现自身价值。
　　四、结语
　　面向各类工科专业的学科竞赛是地方高校开展“新工科”研究与实践的重要载体，对于培养工科专业大学生的创新能力和创业意识以及锤炼其团队意识和工匠精神等具有重要意义。各级各类地方高校可以以学科竞赛为突破点，通过学科竞赛带动面向“新工科”的专业人才培养方案、实践课程体系的动态优化、调整，在学科竞赛中提高学生的学习积极性和动手动脑能力。
　　[责任编辑：庞丹丹]
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