新工科背景下三位一體助力創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索和實踐

高慧 楊云濤 王林 尹群

摘? 要? 江蘇科技大學(xué)以具有鮮明行業(yè)特色的船舶與海洋工程專業(yè)為依托，將學(xué)科競賽和創(chuàng)新訓(xùn)練融入教學(xué)，建立國家、省、校、院四級創(chuàng)新訓(xùn)練體系，探索本科生導(dǎo)師制，發(fā)揮專業(yè)教師科研能力和水平優(yōu)勢。利用船舶工程實驗教學(xué)示范中心、船舶數(shù)字化設(shè)計制造工程實踐教育中心及各類創(chuàng)新實踐平臺等資源和條件，構(gòu)建學(xué)科競賽、創(chuàng)新訓(xùn)練、本科畢業(yè)設(shè)計過程控制三位一體的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供一種途徑。

關(guān)鍵詞? 新工科；工程教育；船舶與海洋工程；創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式；學(xué)科競賽；創(chuàng)新訓(xùn)練；畢業(yè)設(shè)計

中圖分類號：G642.4? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）12-0157-04

Abstract? This paper is based on the ship and ocean engineering specialty with distinctive industry characteristics of Jiangsu University of Science and Technology， integrate discipline?competition and innovation training into teaching， establish a?Four-level innovation training system at the national， provin-cial， school and college levels， explore the undergraduate tutorial system， and give full play to the scientific research ability and level advantages of professional teachers. Using the?resources and conditions of our ship engineering experimental teaching demonstration center， ship digital design and manufacturing engineering practice education center and various innovative practice platforms， this paper constructs an inno-vative practice teaching mode of high-quality teaching resources， discipline competition， innovation training， gradua-tion design integration， so as to provide a way for the cultiva-tion of innovative talents.

Key words? new engineering; engineering education; ship and?ocean engineering; innovative talent training mode; discipline?competition; innovation training; graduation design

0? 引言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確指出要“深化教學(xué)改革……支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)”。為了推動工程教育改革創(chuàng)新，2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會[1]，發(fā)表“復(fù)旦共識”[2]。之后不久，《教育部高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實踐的通知》中明確提出：“地方高校發(fā)揮自身優(yōu)勢，推動傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級，開展地方高校新工科研究和實踐”[3]。

國家在高等教育改革中把大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為重點，高校不僅要培養(yǎng)理論知識扎實、能夠解決實際問題的人才，更要培養(yǎng)有較強創(chuàng)新能力和科研能力的人才。

畢業(yè)論文作為培養(yǎng)大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的重要手段，質(zhì)量的好壞是衡量一所大學(xué)教學(xué)水平的重要依據(jù)。在高校擴招大背景下，傳統(tǒng)的精英教育逐步走向大眾教育，出現(xiàn)本科生畢業(yè)論文質(zhì)量下滑的跡象，成為高校人才培養(yǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)[4]。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的因素有許多，但是畢業(yè)論文選題內(nèi)容過于陳舊，無法適應(yīng)新體系、新理念、新質(zhì)量、新模式、新結(jié)構(gòu)的新工科要求，這是主要原因之一[5]，是各大高校當(dāng)前亟待解決的重要問題。

已有研究表明：將本科生科研訓(xùn)練納入教學(xué)活動是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要手段，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神，促使優(yōu)秀人才脫穎而出。美國博耶委員會（Boyer Commission on Education?Undergraduate in the University）發(fā)布《再造本科教育：美國研究型大學(xué)的藍(lán)圖》，歐美發(fā)達國家的著名大學(xué)把培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新科研能力作為大學(xué)轉(zhuǎn)型的重要策略，并對本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)給予高度關(guān)注，掀起“再造本科教育”的浪潮[6]。目前，國內(nèi)已有眾多高校在一體化方面進行有益探索和改革，例如：中國礦業(yè)大學(xué)王方田等[7]依托大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練課題，提前謀劃學(xué)生論文主題，早早開展論文選題與方案設(shè)計，取得顯著成效；中南林業(yè)科技大學(xué)張勝等[8]將本科生畢業(yè)論文的研究任務(wù)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育活動進行深度融合，探索出一條新工科人才培養(yǎng)新的途徑；李金昌[9]介紹浙江工商大學(xué)開展實踐教學(xué)與學(xué)科競賽相結(jié)合的經(jīng)驗，通過制定本科生科技作品替代畢業(yè)論文制度，提升創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量。

江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程專業(yè)是國家特色建設(shè)專業(yè)、國家級卓越工程師試點建設(shè)專業(yè)、國家級高等學(xué)校專業(yè)綜合改革試點專業(yè)和江蘇省品牌專業(yè)，辦學(xué)80余載，為國內(nèi)船舶與海工裝備企業(yè)輸送了大批優(yōu)秀畢業(yè)生，涌現(xiàn)出一批LNG船、豪華游輪、極地破冰船、國產(chǎn)航母、核潛艇的總工藝師和總建造師。在人才培養(yǎng)理念上，江蘇科技大學(xué)著眼于船舶與海工領(lǐng)域?qū)嵺`性強、知識技術(shù)更新快、學(xué)科交叉緊密的特點，一方面面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)理論扎實、實踐能力強的產(chǎn)業(yè)人才；另一方面牢牢抓住海洋強國戰(zhàn)略機遇，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級需求，培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新、自主和終身學(xué)習(xí)能力。本文基于優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，從“學(xué)科競賽—創(chuàng)新訓(xùn)練—畢業(yè)設(shè)計”一體化介紹船舶與海洋工程專業(yè)在人才培養(yǎng)方案方面轉(zhuǎn)變實踐教學(xué)思路與方法，實踐教學(xué)實施過程與質(zhì)量控制、評價等諸環(huán)節(jié)，優(yōu)化創(chuàng)新實踐教學(xué)培養(yǎng)體系和人才培養(yǎng)機制體制，拓展高等工程教育改革主渠道，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1? 構(gòu)建開放式、多學(xué)科交叉融合的新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案

近年來，江蘇科技大學(xué)在國家“堅持陸海統(tǒng)籌，加快建設(shè)海洋強國”的發(fā)展思路和“江海襟懷、同舟共濟、揚帆致遠(yuǎn)”的“船魂”精神指引下，將船舶與海洋工程這一傳統(tǒng)專業(yè)積極融入國家海洋開發(fā)和強國戰(zhàn)略中，與時俱進，引入現(xiàn)代智能制造技術(shù)、學(xué)科交叉、新型材料、節(jié)能減排綠色低碳概念，完成教學(xué)理念創(chuàng)新，豐富教學(xué)內(nèi)涵。依托國家級實驗教學(xué)示范中心、海洋工程裝備智能制造技術(shù)國家級培育中心、江蘇省實驗教學(xué)與實踐教育中心和江蘇省船舶先進設(shè)計制造技術(shù)重點實驗室，既注重內(nèi)涵建設(shè)，又注重院際合作，打造學(xué)緣廣泛，船舶、機制、機電等多學(xué)科交叉的師資隊伍，構(gòu)建多層次、開放式學(xué)科交叉實踐平臺。在課程設(shè)置上除傳統(tǒng)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物性能、設(shè)計、制造三大核心課程群之外，隨著大數(shù)據(jù)、機器人、物聯(lián)網(wǎng)+等新興產(chǎn)業(yè)的涌現(xiàn)與高速發(fā)展，融入船舶與海洋裝備智能制造、船舶與海洋先進工藝力學(xué)、船舶生產(chǎn)機器人與高端制造技術(shù)、船舶多學(xué)科設(shè)計方法與優(yōu)化、大數(shù)據(jù)與人工智能導(dǎo)論等實踐教學(xué)內(nèi)容。將信息化和工業(yè)化深度融合作為切入點，人工智能技術(shù)、機器人等新興課程導(dǎo)入傳統(tǒng)船舶建造工藝中，建立以數(shù)字化、模型化、自動化、可視化、集成化為特征的智能化造船和生產(chǎn)管理課程體系，既重視和其他學(xué)科進行交叉融合研究，又結(jié)合學(xué)校行業(yè)特色發(fā)展方向，關(guān)注船舶行業(yè)發(fā)展前沿，著力培養(yǎng)國家和地方建設(shè)、發(fā)展所需的創(chuàng)新型人才。

2? 遵循“以賽促學(xué)、以賽促教、以賽育人”的教學(xué)方針，以教學(xué)模式創(chuàng)新為驅(qū)動，??提高實踐教學(xué)質(zhì)量

針對船舶與海洋工程專業(yè)課程實踐性強的特點，學(xué)校重新設(shè)計和梳理教學(xué)資源與教學(xué)流程，更加關(guān)注實踐教學(xué)實施過程，建立以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，貫穿本科全過程的導(dǎo)師制，注重培養(yǎng)的前瞻性和連續(xù)性，有助于導(dǎo)師由關(guān)注學(xué)生的“教”向關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”轉(zhuǎn)變，從傳授知識為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`能力培養(yǎng)為主，形成具有江蘇科技大學(xué)特色的“四個三”實踐教學(xué)模式，即搭好“三個平臺”（導(dǎo)師交流平臺、船舶與結(jié)構(gòu)工程創(chuàng)新實踐教育平臺、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽交流平臺）、做好“三結(jié)合”（與課程教學(xué)改革相結(jié)合、與創(chuàng)新領(lǐng)軍人才培養(yǎng)相結(jié)合、與教學(xué)團隊建設(shè)相結(jié)合）、做好“三項工作”（校際交流、本科生創(chuàng)新訓(xùn)練、省級以上競賽）和完善“三項保障”（經(jīng)費保障、條件保障、制度保障），如圖1所示，創(chuàng)新教學(xué)結(jié)構(gòu)和模式，建立學(xué)科競賽、創(chuàng)新訓(xùn)練與教學(xué)改革聯(lián)動。

在創(chuàng)新教學(xué)模式上以課程教學(xué)為基礎(chǔ)，以競賽內(nèi)容為載體，以技術(shù)訓(xùn)練為手段，考慮不同年級、不同能力水平學(xué)生的需要，設(shè)置三個層次，依次遞進，即構(gòu)建平行遞進式創(chuàng)新教學(xué)體系，如圖2所示，實現(xiàn)“知識—能力—素養(yǎng)”同步培養(yǎng)。

3? 依據(jù)新工科建設(shè)需求，以項目式實踐為載體，構(gòu)建學(xué)科競賽、創(chuàng)新訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計深度融合機制

作為實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，創(chuàng)新訓(xùn)練、學(xué)科競賽和畢業(yè)論文無論在培養(yǎng)過程還是在培養(yǎng)成效上，有諸多相契合的地方。學(xué)校探索將學(xué)科競賽成果鞏固深化，與本科畢業(yè)論文有效融合，對于推進學(xué)校的教育教學(xué)改革和教學(xué)質(zhì)量提高，最終提升畢業(yè)論文質(zhì)量，特別是高水平論文數(shù)量，具有一定的積極意義。

當(dāng)前包括船舶與海洋工程專業(yè)在內(nèi)的大部分工科專業(yè)類學(xué)科競賽以工程項目實踐為背景，學(xué)校將優(yōu)勢教學(xué)、科研資源以大一新生引導(dǎo)課程、研討課程和通識課程等形式，激發(fā)新生探索新知識的興趣；到了大二以上，以專業(yè)課或講座的形式增設(shè)綠色船舶、深遠(yuǎn)海探索與開發(fā)、極地開發(fā)、船舶與海洋工程裝備等前沿課程，將本校參研國產(chǎn)航母、海洋石油981平臺、“天鯨號”大型絞吸疏浚船、“蛟龍?zhí)枴迸c“奮斗號”深潛器等大國重器項目作為優(yōu)質(zhì)教學(xué)素材，與創(chuàng)新型船舶設(shè)計理念、船舶人工智能及高端制造技術(shù)有效融合。

學(xué)校以學(xué)科競賽為載體，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力為目標(biāo)，搭建學(xué)生創(chuàng)新平臺，提高學(xué)生工程項目實踐能力；以學(xué)科競賽課題作為創(chuàng)新訓(xùn)練的選題素材，提高選題的科學(xué)性和規(guī)范性；以創(chuàng)新訓(xùn)練的管理模式改進本科畢業(yè)論文過程管理；以創(chuàng)新訓(xùn)練的結(jié)題標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范本科畢業(yè)論文成果，使創(chuàng)新訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計具有專業(yè)交叉、學(xué)科融合的特點，題目取材更加寬泛，內(nèi)容更加獨特，知識點要求掌握更加全面，結(jié)果更加多樣化，進一步提升畢業(yè)論文的整體質(zhì)量和本科生人才培養(yǎng)質(zhì)量，“大一打基礎(chǔ)、大二增深度、大三收成果、大四轉(zhuǎn)成果（畢業(yè)論文）”，形成有方向、有團隊、有平臺的良性發(fā)展機制。創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑如圖3所示。

經(jīng)過多年努力，在多方面取得較好成績。近3年，學(xué)生參加省部級以上項目獲得特等獎3項、一等獎20余項，發(fā)表省級和校級優(yōu)秀論文10余篇，畢業(yè)學(xué)生素質(zhì)逐年升高，就業(yè)競爭力大幅提升。以應(yīng)屆畢業(yè)生身份進入中國船舶集團以及其他國內(nèi)500強企業(yè)就業(yè)人數(shù)占畢業(yè)生總?cè)藬?shù)比例和進入“雙一流”高校繼續(xù)深造比例作為評價本科畢業(yè)生質(zhì)量的兩個指標(biāo)，如表1所示。以2013級和2014級為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，兩者總的平均比例為10%；2015級、2016級和2017級相比較基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，獲得大幅度提升，提升幅度分別達到77.8%、111.1%和144.4%。由此可知，實施創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式以來，本科畢業(yè)生質(zhì)量得到顯著提高。

4? 以過程管理為核心，構(gòu)建畢業(yè)論文質(zhì)量保證體系

本科畢業(yè)論文培養(yǎng)學(xué)生的初步研究能力，著重考查學(xué)生綜合運用所學(xué)知識來解決實際問題，也是對學(xué)生掌握專業(yè)知識程度的有效性檢驗?？梢哉f畢業(yè)論文好壞更是本科生人才培養(yǎng)質(zhì)量高低的直接反映。

作為實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要閉環(huán)，針對本科畢業(yè)設(shè)計較強過程性這一特點，重點設(shè)計以點穿線、以線網(wǎng)面的全面的質(zhì)量監(jiān)管。區(qū)別于以往將某幾個時間節(jié)點的成效評價考核作為質(zhì)量保障的控制手段，在每一環(huán)節(jié)制定相關(guān)評判指標(biāo)和評估方法，建立完善的質(zhì)量控制與考核評價體系。

畢業(yè)論文是本科教學(xué)中最為關(guān)鍵的實踐環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)的重要階段。分析畢業(yè)論文質(zhì)量現(xiàn)狀、影響論文質(zhì)量的因素，圍繞畢業(yè)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，規(guī)范過程中各個階段控制點的任務(wù)，從優(yōu)化管理、完善監(jiān)督、建立評價激勵機制上提出規(guī)范，強化過程管理，見圖4。

從新工科專業(yè)建設(shè)角度，除了完成上述流程和任務(wù)之外，還需要做好以下五點工作：

1）在日常任務(wù)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)之上建立全流程畢業(yè)設(shè)計監(jiān)控和管理機制，制定一整套完善的監(jiān)督管理規(guī)程，在成效上細(xì)化到階段性目標(biāo)，在時間節(jié)點上細(xì)化到天；

2）選題前增加立題環(huán)節(jié)，減少出題盲目性，充分把握新技術(shù)、新方向和技術(shù)路線的交叉融合性；

3）探索在監(jiān)管實施過程中強化“任務(wù)—指標(biāo)—時間節(jié)點”管理和師生定期見面制度；

4）增加答辯后環(huán)節(jié)，用于對論文的總結(jié)完善、修改提高，實現(xiàn)創(chuàng)新訓(xùn)練成果、創(chuàng)新研究能力由量變向質(zhì)變轉(zhuǎn)換；

5）整個過程管理中采用畢業(yè)論文智能管理信息平臺對學(xué)生畢業(yè)論文進行全流程監(jiān)管，對任務(wù)和流程保留可追溯的完整記錄。

5? 結(jié)束語

在面向新時代加快建設(shè)創(chuàng)新型國家的時代要求下，基于海洋經(jīng)濟發(fā)展和建設(shè)海洋強國戰(zhàn)略發(fā)展的人才需求，江蘇科技大學(xué)探索船舶與海洋工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)新理念、新模式和新制度，包括：創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念，構(gòu)建多學(xué)科交叉融合的新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案；創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，秉承新工科建設(shè)理念，探索大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練、學(xué)科競賽和畢業(yè)論文相互融合促進機制，“三位一體”助力創(chuàng)新人才培養(yǎng)和保障人才培養(yǎng)制度創(chuàng)新；構(gòu)建畢業(yè)論文流程和任務(wù)新結(jié)構(gòu)，健全質(zhì)量控制和考核評價體系。

參考文獻

[1] 夏建國，趙軍.新工科建設(shè)背景下地方高校工程教育改革發(fā)展芻議[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19，65.

[2] 馮亞青，楊光.理工融合：新工科教育改革的新探索?[J].中國大學(xué)教育，2017（9）：16-20.

[3] “新工科”建設(shè)復(fù)旦共識[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[4] 吳益鋒，張淑敏，田夏.上海交通大學(xué)提升本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 質(zhì)量的改革與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2014，31（7）：193-195，205.

[5] 孫科學(xué)，郭宇鋒，肖建，等.面向新工科的工程實踐教學(xué)體系建設(shè)與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2018，35（5）：233-235.

[6] 龔雪.麻省理工學(xué)院本科生創(chuàng)新研究能力培養(yǎng)實踐經(jīng)驗及啟示[J].高教探索，2020（1）：74-79，86.

[7] 王方田，萬志軍，徐營.采礦工程專業(yè)本科生畢業(yè)論文模式探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2019，36（6）：234-236，253.

[8] 張勝.將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入工科專業(yè)本科生畢業(yè)論文教學(xué)環(huán)節(jié)的實踐探索：以中南林業(yè)科技大學(xué)為例[J].中國林業(yè)教育，2020，38（4）：17-20.

[9] 李金昌，林家蓮.實踐教學(xué)與學(xué)科競賽相結(jié)合，促進創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理，2011，28（11）：1-3，16.