張占東 高顏萌 張楠 張瑞平 雷美榮

[摘要]高等工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系緊密，在新形勢下對服務(wù)和支撐我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級意義重大。為了主動適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)，我國提出加快發(fā)展和建設(shè)“新工科”。地方高校受到其所服務(wù)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新等外部需求以及自身特色化辦學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量等內(nèi)部動力的共同推動，有必要開展“新工科”研究與實(shí)踐。學(xué)科競賽對于推進(jìn)地方高校“新工科”實(shí)踐創(chuàng)新平臺建設(shè)、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識、錘煉大學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識和工匠精神等方面具有重要意義，是地方高校開展“新工科”研究與實(shí)踐的重要載體。

[關(guān)鍵詞]新工科;地方高校;學(xué)科競賽;創(chuàng)新型人才

[中圖分類號]G645

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]2095-3437（2020）04-0148-03

高等工科教育在我國高等教育事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展中占有極為重要的地位。深化工科教育改革、建設(shè)工科教育強(qiáng)國，對服務(wù)我國經(jīng)濟(jì)社會轉(zhuǎn)型升級、推動我國制造業(yè)邁向中高端水平具有重要意義。我國現(xiàn)已擁有世界上規(guī)模最大的高等工科教育，據(jù)教育部數(shù)據(jù)，2016年工科本科在校生為521萬人，當(dāng)年畢業(yè)生為119萬人，專業(yè)布點(diǎn)17037個(gè)，工科在校生約占總在校生人數(shù)的三分之一。我國正在推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實(shí)施“一帶一路”“中國制造2025”“工業(yè)4.0”“互聯(lián)網(wǎng)+”“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對新經(jīng)濟(jì)現(xiàn)有從業(yè)者及后備力量的綜合素質(zhì)提出了更高、更全面的要求。因此，迫切需要加快我國各級各類高校的工科教育改革創(chuàng)新，在有條件的高校加快發(fā)展和建設(shè)能夠適應(yīng)、引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)的新興工科專業(yè)，在一般高校改造和升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，提升我國高等工科教育支撐、服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力。基于此，教育部于2017年2月18日在復(fù)旦大學(xué)召開了綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，形成了《復(fù)旦共識》;2017年2月20日，教育部印發(fā)了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》;2017年4月8日在天津大學(xué)召開了“新工科”建設(shè)研討會，發(fā)布了《天大行動》。由此，“新工科”建設(shè)的研究與實(shí)踐在全國各級各類高校全面鋪開。

一、“新工科”與新型工程教育

工程學(xué)科是歷次產(chǎn)業(yè)革命與數(shù)學(xué)及其他自然科學(xué)交叉融合的產(chǎn)物，也極大地促進(jìn)了生產(chǎn)力進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。例如，土建類和水利類工程專業(yè)在前工業(yè)時(shí)代就已存在并延續(xù)至今，以蒸汽機(jī)廣泛使用為代表的第一次工業(yè)革命催生出機(jī)械學(xué)科及工程力學(xué)學(xué)科，以電力的發(fā)明和廣泛使用為代表的第二次工業(yè)革命催生出電力學(xué)科，以原子能與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明和廣泛使用為代表的第三次工業(yè)革命催生出儀器儀表類和電子信息類等工程學(xué)科，而當(dāng)今的第四次工業(yè)革命則以互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、人工智能、分享經(jīng)濟(jì)、群智協(xié)同等一大批新型業(yè)態(tài)為代表。

傳統(tǒng)工業(yè)強(qiáng)國的工程教育在與歷次產(chǎn)業(yè)變革的深度融合中，形成了分門別類、以應(yīng)用為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式。從美國工程教育的發(fā)展歷程看，以哈佛、耶魯、斯坦福為代表的頂尖高校近百年來經(jīng)歷了從關(guān)注實(shí)踐到實(shí)踐和理論兼顧再到注重科學(xué)最后又回歸到理論與實(shí)踐并重的發(fā)展軌跡，并演變出3種工程教育范式，即技術(shù)范式、科學(xué)范式和工程范式。從20世紀(jì)80年代起，美國出現(xiàn)了以互聯(lián)網(wǎng)、生物醫(yī)藥為代表的新興業(yè)態(tài)，而傳統(tǒng)行業(yè)如汽車、能源、化工等也急需尋找新的增長點(diǎn)。為此，美國國家科學(xué)基金會（NSF）專門成立了工程局，以支持工程科學(xué)研究;Massachusetts Institute of Technology在1989年出版的《美國制造：重建生產(chǎn)的優(yōu)勢》中倡導(dǎo)美國高校將科學(xué)與技術(shù)、技術(shù)與人文融為一體，從片面強(qiáng)調(diào)科學(xué)與理論回歸到工程實(shí)踐，突出工程的實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性。在這些高等工程教育觀念的引領(lǐng)下，哈佛、耶魯?shù)雀咝；蛘咧亟斯W(xué)院、工程專業(yè)，或者大大提高了工程教育在學(xué)校建設(shè)中的比重，并相繼出現(xiàn)了CDIO模式、PBL模式等工程教育范式革命。

2010年6月，以清華大學(xué)、浙江大學(xué)、燕山大學(xué)、太原理工大學(xué)等61所高校為首批試點(diǎn)單位，我國正式啟動實(shí)施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。這標(biāo)志著我國的工程教育由之前以培養(yǎng)工程科學(xué)家為目標(biāo)的科學(xué)范式轉(zhuǎn)變成為以培養(yǎng)工程師為目標(biāo)的工程范式，突出理論與工程實(shí)踐間的平衡，以培養(yǎng)、造就一大批創(chuàng)新意識、創(chuàng)新視野和創(chuàng)新能力突出的，能夠適應(yīng)并引領(lǐng)未來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)工科技術(shù)人才。

當(dāng)前，我國高等工科教育面臨的內(nèi)、外部環(huán)境正在發(fā)生急速變化。從國際上看，以移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）、大數(shù)據(jù)、人工智能（Artificial Intelligence，AI）為代表的新興技術(shù)正在迅速滲入到人類經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個(gè)方面，主要發(fā)達(dá)國家都在著力推動新經(jīng)濟(jì)，以搶占科技和產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。從國內(nèi)看，我國經(jīng)濟(jì)正處于新、舊動能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，新經(jīng)濟(jì)是發(fā)展新動能的源泉，近年來涌現(xiàn)出來的“新四大發(fā)明”已成為我國新經(jīng)濟(jì)和“中國方案”的靚麗名片。面對這一形式，我國提出新時(shí)代工程教育要以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，樹立創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育的“新理念”，構(gòu)建新興工科和傳統(tǒng)工科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”，探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”，打造具有國際競爭力的工程教育“新質(zhì)量”，建立完善中國特色工程教育的“新體系”，加快推進(jìn)我國從工程教育大國走向工程教育強(qiáng)國。

二、地方高校開展新型工程教育的必要性

地方高校開展新型工程教育的必要性既源于其所服務(wù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新等外部需求，也來自自身特色化辦學(xué)、提升教學(xué)質(zhì)量和提高學(xué)生就業(yè)水平等內(nèi)部動力，這兩方面因素共同驅(qū)使我國在校生人數(shù)眾多的各類地方高校發(fā)揮自身優(yōu)勢，進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)教融合、校企合作、協(xié)同育人、科技創(chuàng)新等社會職能，以面向新經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為著力點(diǎn)，推動傳統(tǒng)工科專業(yè)改造、升級，開展“新工科”研究與實(shí)踐。

（一）這是地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的需要

科技創(chuàng)新能力已成為一個(gè)地區(qū)核心競爭力的決定性因素，地方高校是其所服務(wù)地區(qū)的科技與人才高地。地方高校的一個(gè)重要社會職能是為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)人才，畢業(yè)生主要是面向地方，大部分直接到地方企業(yè)就業(yè)。地方高校應(yīng)當(dāng)更多地承擔(dān)起所服務(wù)地區(qū)或行業(yè)的人才培養(yǎng)、科研攻關(guān)、知識傳遞、校企協(xié)同創(chuàng)新等多方面功能，并在服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中不斷調(diào)整、優(yōu)化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、數(shù)量和專業(yè)設(shè)置：一方面結(jié)合所服務(wù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新需求、所服務(wù)行業(yè)學(xué)科交叉的新趨勢、前置基礎(chǔ)學(xué)科及周邊相關(guān)學(xué)科研究的新成果，不斷拓展機(jī)械類、電氣自動化類、材料類等傳統(tǒng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)的內(nèi)涵與模式;另一方面針對已嶄露頭角的新業(yè)態(tài)、新領(lǐng)域和新模式，適當(dāng)布局面向所服務(wù)地區(qū)、行業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的新興工科專業(yè)，提前培養(yǎng)能夠引領(lǐng)未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才。

（二）這是地方高校自身發(fā)展的需要

隨著高等教育大眾化（甚至在個(gè)別省市普及化）、國際化的深入，高等學(xué)校在招生規(guī)模上難有大的拓展，同時(shí)，考生對優(yōu)質(zhì)高教資源的期望值和需求不斷提高，這將使得高等學(xué)校問的競爭日趨激烈，高等教育的分類、分級、分層現(xiàn)象顯著增加，那些特色不鮮明、知名度不高的地方高校將逐漸面臨發(fā)展困境和生存危機(jī)，這些地方高校在人才培養(yǎng)方面普遍存在著以下問題：人才培養(yǎng)目標(biāo)缺乏地區(qū)或行業(yè)特色，往往是千校一面;課程體系設(shè)置不夠合理，側(cè)重于“科學(xué)性”而非“應(yīng)用性”和“工程性”，將學(xué)科理論課程作為主干，將實(shí)踐、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)作為理論課程的附屬;學(xué)生學(xué)習(xí)意愿不強(qiáng)，動手能力薄弱。針對上述問題，地方高校應(yīng)當(dāng)以“新工科”建設(shè)為契機(jī)：一是借助其所服務(wù)地區(qū)的資源優(yōu)勢及行業(yè)龍頭企業(yè)，開展政、產(chǎn)、學(xué)、研合作辦學(xué)，積極探索“3+1”“3.5+0.5”人才培養(yǎng)模式和專業(yè)教師企業(yè)掛職鍛煉模式等改革創(chuàng)新，在更加突出地區(qū)特色的辦學(xué)過程中不斷優(yōu)化傳統(tǒng)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)。二是針對工程技術(shù)領(lǐng)域和現(xiàn)代商業(yè)模式創(chuàng)新所具有的多學(xué)科、綜合化、全周期、高效率等特點(diǎn)，樹立新型工程教育理念，調(diào)整課程體系以突出工科專業(yè)的“工程性”、提升工科學(xué)生的工程技術(shù)創(chuàng)新能力，為新興工科專業(yè)的培育奠定基礎(chǔ)。三是增加具有綜合性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性的實(shí)踐、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿與提升教師的教學(xué)效果。例如以綜合性的學(xué)科競賽為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生在動腦思考、動手實(shí)踐過程中自主學(xué)習(xí)、互助學(xué)習(xí)、跨專業(yè)學(xué)習(xí)，倡導(dǎo)教師將學(xué)科競賽的題目及作品作為案例引入課程教學(xué)環(huán)節(jié)中。

三、以學(xué)科競賽推進(jìn)“新工科”與新型工程教育

“新工科”建設(shè)是在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”取得的工程教育改革成果的基礎(chǔ)上，更加突出工程項(xiàng)目及工程學(xué)科的創(chuàng)新性、綜合化、全周期理念，更加強(qiáng)調(diào)工科學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備針對前沿工程技術(shù)的創(chuàng)新能力、基于多學(xué)科跨專業(yè)的系統(tǒng)視野、面向工程項(xiàng)目的全周期意識。地方高校在組織學(xué)生參與學(xué)科競賽時(shí)，可以有效調(diào)動學(xué)生的積極性、“向?qū)W力”，在學(xué)生們借助自身專業(yè)知識及團(tuán)隊(duì)成員優(yōu)勢將頭腦中的奇思妙想轉(zhuǎn)化為技術(shù)上可行、成本上可控的設(shè)計(jì)方案及產(chǎn)品這一實(shí)踐過程中，可以切實(shí)提高“新工科”專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新能力，有力推動地方高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育水平的提升。

（一）學(xué)科競賽是地方高校推進(jìn)“新工科”實(shí)踐創(chuàng)新平臺建設(shè)的有效手段

地方高校在搭建校級學(xué)科競賽平臺，組織學(xué)生參加省級、全國學(xué)科賽事過程中，一方面可以針對賽事題目設(shè)置問題導(dǎo)向課程、學(xué)科前沿課程、交叉技術(shù)課程，從而將原本輕松易過的“水課”變?yōu)橛猩疃?、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”，使學(xué)生在參加學(xué)科競賽這一“第二課堂”過程中充實(shí)、完善自己的“第二張成績單”;另一方面可以將原本分散在不同理論課程中的實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重新整合、組織成為綜合性、研究性的實(shí)踐課程，使學(xué)生能夠在其中完成方案設(shè)計(jì)和形成創(chuàng)新產(chǎn)品。

（二）學(xué)科競賽是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)意識的重要載體

當(dāng)前，社會上往往將“創(chuàng)業(yè)”狹義地理解為“自主創(chuàng)業(yè)”“離職開公司”的代名詞，高校中相應(yīng)地將“創(chuàng)業(yè)教育”歸屬為商學(xué)院人才培養(yǎng)的專利。但在新經(jīng)濟(jì)帶來的觀念沖擊下，“創(chuàng)業(yè)”和“創(chuàng)業(yè)教育”應(yīng)當(dāng)被賦予更深刻和廣泛的含義。首先，“創(chuàng)業(yè)”不應(yīng)當(dāng)仍然僅僅是一種商業(yè)行為，而應(yīng)當(dāng)是創(chuàng)新觀念、問題意識、執(zhí)行力及跨界整合資源能力的集合，針對現(xiàn)有工程問題的技術(shù)創(chuàng)新以及滿足未來商業(yè)需求的模式創(chuàng)新等是創(chuàng)業(yè)的源泉。其次，除了少數(shù)自主創(chuàng)業(yè)的成功者外，對于絕大多數(shù)學(xué)生而言，“創(chuàng)業(yè)”意味著在未來的工作崗位上以自己的專業(yè)特長和工作能力進(jìn)行管理和技術(shù)創(chuàng)新，在與企業(yè)共同發(fā)展中實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值、完成自己的“創(chuàng)業(yè)”。因此，“創(chuàng)業(yè)教育”不能脫離基礎(chǔ)知識的傳授與專業(yè)能力的培養(yǎng)，否則“創(chuàng)業(yè)教育”將是無源之水，從而淪為心靈雞湯式的說教和成功學(xué)的灌輸。

相對而言，問題意識是大學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力的關(guān)鍵，而問題意識是需要引導(dǎo)和培養(yǎng)的。以“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”為例，近幾屆參賽題目均來自當(dāng)年的社會熱點(diǎn)問題，這就要求學(xué)生必須在關(guān)注社會熱點(diǎn)、技術(shù)難點(diǎn)的同時(shí)，學(xué)會思考問題、構(gòu)思方案、動手實(shí)踐，進(jìn)而捕捉到稍縱即逝的創(chuàng)業(yè)機(jī)會，實(shí)現(xiàn)不同于前人的創(chuàng)新。

（三）學(xué)科競賽是錘煉大學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識、工匠精神的有效途徑

從以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)所依托的學(xué)科專業(yè)看，往往不再是以單一學(xué)科為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的，而是具有典型的學(xué)科交叉、融合特征。學(xué)科競賽正是針對這一特點(diǎn)，要求以團(tuán)隊(duì)形式參賽，并且鼓勵(lì)學(xué)科交叉、年級交叉、特長交叉，因此，團(tuán)隊(duì)成員問的合作與競爭相輔相成、相互促進(jìn)。通過合作，團(tuán)隊(duì)成員間可以集聚眾智、群策群力、相互啟發(fā)、共同攻關(guān)，在團(tuán)隊(duì)合作中向共同目標(biāo)邁進(jìn);通過競爭，每一名團(tuán)隊(duì)成員在明確自身定位后，可以在自己的學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)秉承術(shù)業(yè)有專攻的職業(yè)定律，發(fā)揮工匠精神和創(chuàng)新能力，在爭取團(tuán)隊(duì)榮譽(yù)中實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值。

四、結(jié)語

面向各類工科專業(yè)的學(xué)科競賽是地方高校開展“新工科”研究與實(shí)踐的重要載體，對于培養(yǎng)工科專業(yè)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識以及錘煉其團(tuán)隊(duì)意識和工匠精神等具有重要意義。各級各類地方高?？梢砸詫W(xué)科競賽為突破點(diǎn)，通過學(xué)科競賽帶動面向“新工科”的專業(yè)人才培養(yǎng)方案、實(shí)踐課程體系的動態(tài)優(yōu)化、調(diào)整，在學(xué)科競賽中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動手動腦能力。

[責(zé)任編輯：龐丹丹]