□劉曉輝 靖彩玲 周 軍

(1.河北交通職業(yè)技術學院，河北 石家莊 050056;2.石家莊鐵道大學，河北 石家莊 050000)

科技賦能產(chǎn)業(yè)，數(shù)字點亮未來，加快推進新工科建設，是中國應對國際工程科技環(huán)境、國家社會資源經(jīng)濟發(fā)展、培養(yǎng)對象自我實現(xiàn)以及高等“新工科”教育質(zhì)量內(nèi)涵持續(xù)發(fā)展的凝聚共識；我國高校培養(yǎng)工科大學生數(shù)量可觀，但單一知識型的工科畢業(yè)生難以適應新經(jīng)濟發(fā)展需要，新工科交叉學科專業(yè)建設對于人才培養(yǎng)廣度、深度以及融合度的要求已成為迫切焦點問題。

一、“新工科”人才及交叉學科概念

“新工科”是相對于傳統(tǒng)工科而言的，“新工科”之所以為“新”，在于它對應的是新興產(chǎn)業(yè)與新型智能經(jīng)濟形態(tài)，是一個動態(tài)的過程，而且是學科交叉而形成的新學科。新興、新型和新生產(chǎn)業(yè)需要培養(yǎng)具有工程家國觀、系統(tǒng)觀、創(chuàng)新意識、實踐能力強、多學科知識解決現(xiàn)代復雜工程問題綜合性“領軍潛質(zhì)”人才；以立德樹人為引領，以應對時代變革、勇于創(chuàng)新、精益求精為建設理念，以交叉與融合、傳承與創(chuàng)新、協(xié)同與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型、德才兼?zhèn)涔こ倘瞬拧?/p>

“兩種或兩種以上學科間或同一學科內(nèi)發(fā)生的概念移植、理論滲透或方法借用等跨學科活動，最終形成獨立并超越單一學科性的交叉學科群[1]”。學科交叉理解為多門學科之間的相互作用而導致新學科產(chǎn)生或知識的交叉融合，體現(xiàn)在多學科思維交叉融合、跨專業(yè)能力融合、多學科項目實踐融合、學科理論與產(chǎn)業(yè)技術融合；多學科交叉融合是工程教育發(fā)展的必然趨勢，建立起交叉的新工科課堂知識和實踐教學緊密結合的工程科技人才培養(yǎng)課程體系，是培養(yǎng)優(yōu)秀新工科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的有效途徑。

二、新工科交叉學科專業(yè)建設的問題及原因

2021年9月，以新工科交叉學科專業(yè)建設為主題，對京津冀8所工科院校包括本科及高職院校的工科教師和大學生進行走訪調(diào)查研究，經(jīng)過實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前新工科交叉學科專業(yè)建設出現(xiàn)的問題有：

(一)理念滯后的課程體系結構

現(xiàn)有的工程科技教育缺乏前瞻性，還停留在“重知識、輕實踐”“重分數(shù)、輕創(chuàng)新”的傳統(tǒng)教育中，造成工程科技教育長期處于自我封閉循環(huán)的發(fā)展環(huán)境，交叉學科特色不明顯；有些為了“趕上時代步伐”設置或轉型而來新工科專業(yè)，缺乏科學深入教研和規(guī)劃。

(二)學科壁壘、專業(yè)藩籬森嚴

傳統(tǒng)單科教育體制加深了學科專業(yè)之間的藩籬與壁壘，工程科技教育辦學模式剛性固化，資源整合嚴重不足，難以適應宏觀系統(tǒng)工程科技對多學科融合的需求；知識結構先進性有差距，專業(yè)內(nèi)容與新型態(tài)脫節(jié)，各個課程之間銜接性不足，跨學科建設還未實現(xiàn)真正融合。

(三)教師交叉學科教學能力還有待提高

隨著高等教育招生數(shù)量的逐年增加，高校專業(yè)教師的數(shù)量不足與學生數(shù)量產(chǎn)生矛盾，造成整體授課質(zhì)量不高；現(xiàn)有工程科技教師整體缺乏跨學科背景，師資結構單一化，工程科技教育教學內(nèi)容沒有隨著行業(yè)發(fā)展及時更新，知識儲備和綜合素質(zhì)都難以培養(yǎng)出多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。

三、新工科交叉學科專業(yè)制度保障與建設路徑

近十年以來，中國在先進技術上取得了重大突破，在光伏、高鐵、導航技術、手機操作系統(tǒng)和移動服務框架、半導體材料、指令集、EDA軟件、光刻機、硅片、模擬芯片、射頻芯片等領域全面開花；2021年7月，“2021新型智慧城市建設發(fā)展峰會”在江蘇無錫召開，評選出了“智慧城市十大樣板工程”，數(shù)字化正在全國城市快速推進；但是從2018年中美貿(mào)易戰(zhàn)以來，華為、中興事件，以及貿(mào)易博弈警醒國人，關鍵核心技術、產(chǎn)品是買不來的，只有加快發(fā)展科技，補齊先進制造業(yè)的短板，才能不受制于人；2021年6月，美國國會參議院通過了《2021年美國創(chuàng)新和競爭法案》，把中國單列為科技競賽和產(chǎn)業(yè)競爭對手[2]。新經(jīng)濟形態(tài)的發(fā)展需要培養(yǎng)綜合應用人才，工程科技創(chuàng)造性生產(chǎn)的復雜性決定了探索交叉學科和以市場需求為導向的人才培養(yǎng)模式必要性。

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的交匯，是高等教育新工科發(fā)展的新階段，新工科工程師需要有對科學通識、相鄰學科的理解以及多學科視角創(chuàng)造性，重視知識多樣性，才能提出創(chuàng)新的解決方案。2021年1月，教育部將“交叉學科”正式新增為第14個學科門類[3]，高校必須“從學科導向轉向產(chǎn)業(yè)需求導向、從專業(yè)分割轉向跨界交叉融合，向學科交叉方向發(fā)展”[3]，培養(yǎng)出能夠快速適應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革“新工科生力軍”是高校的重要使命。

構建現(xiàn)有專業(yè)的深度交叉課程體系，如理工結合、“能工”結合、文理滲透、“管工”貫通等；推行學分制、輔修專業(yè)、雙學位等機制，使學生在滿足專業(yè)培養(yǎng)要求前提下有更大的學習學業(yè)選擇余地。例如，機器人工程專業(yè)面向機器人技術及產(chǎn)業(yè)需求，要實現(xiàn)計算機、網(wǎng)絡運行維護管理、機械電子工程、機械設計與制造、自動控制及自動化等學科交叉融合；智能電動車工程專業(yè)面向新型汽車及產(chǎn)業(yè)需求，強調(diào)車輛工程、機械工程、電氣工程、電子信息工程、自動控制及自動化、計算機等學科交叉深度融合；網(wǎng)絡空間安全專業(yè)面向網(wǎng)絡信息安全領域需求，需要網(wǎng)絡傳輸性能和存儲資源評估配置、通信工程、密碼學與數(shù)學等學科交叉融合等。通過加速學科之間的交叉融合，才可以有效促進新工科教育教學資源之間產(chǎn)生協(xié)同效應，達到新經(jīng)濟發(fā)展對人才質(zhì)量培養(yǎng)要求。

通過新工科課程內(nèi)容動態(tài)調(diào)整機制推進深度融合，探索學科之間的內(nèi)在聯(lián)系，可以將多個學科有效地融合在一起，不是原來課程的“升級版”，而是交叉滲透聯(lián)動知識帶來的“新型課程”；依托新的技術，培育新的工科領域，形成新的資源形態(tài)，如智能科技、數(shù)據(jù)科學、新能源、新材料等，不斷提升交叉學科廣度，完善新工科交叉競爭優(yōu)勢的學科布局，不斷改進新工科人才的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方案、課程體系和教學要求，注重學生的創(chuàng)新思維和系統(tǒng)性思維的培養(yǎng)，形成與新產(chǎn)業(yè)相關的新興工科專業(yè)和特色交叉學科集群。

交叉學科專業(yè)融合作為新工科建設中復雜程度高、難度大、耗時長的關鍵性、主體性工作，需掌握區(qū)域和行業(yè)的發(fā)展新需求，洞悉傳統(tǒng)專業(yè)轉型升級動向，緊跟時代發(fā)展潮流，基礎學科向應用型工科拓展；開設科研創(chuàng)新訓練課程，教會學生文獻閱讀、查找翻譯、市場調(diào)研、產(chǎn)品設計、數(shù)據(jù)處理、實證研究、流程實踐、綜述撰寫等獲得科研素養(yǎng)以及信息獲取與應用的能力的學習體驗，培養(yǎng)提升學生的眼界與創(chuàng)造實踐能力和從事科學研究的基本技能。

為保障新工科教師自身的素養(yǎng)與工程經(jīng)驗滿足新經(jīng)濟下新工科教育的需求，高校新工科專業(yè)團隊應樹立“超前學習”意識，積極構建新工科教師跨界發(fā)展的新機制，加強派送專業(yè)帶頭人和骨干教師到企業(yè)繼續(xù)教育，組織新工科教師定期參加專業(yè)技能培訓,提高他們在工程領域的實踐水平，跟蹤新工科前沿技術發(fā)展動態(tài)，把最新理論知識與實際工程問題相結合，提升新工科教師的專業(yè)層次與創(chuàng)造實踐能力。

當?shù)乜萍脊こ唐髽I(yè)在研發(fā)中的課題可以交給高校師生做，促進新工科教師與產(chǎn)業(yè)研發(fā)同步，使得課堂教學和課題研究都與產(chǎn)業(yè)需求無縫對接，加強對原創(chuàng)性、系統(tǒng)性、引領性研究的支持，主動求變，創(chuàng)新發(fā)展，則能更有利于培養(yǎng)出有實踐能力的人才；組建新工科大學生科技項目攻關團隊，在項目過程中提供工程創(chuàng)新創(chuàng)造力多維度的指導和評價，加強學科之間的協(xié)同創(chuàng)新，指導和激勵學生，在解決問題過程中實現(xiàn)新工科大學生跨學科知識的學習和能力的掌握，既讓企業(yè)培養(yǎng)了后備人才，等他們畢業(yè)以后直接到公司工作，可以接著做技術研發(fā)。

新工科人才培養(yǎng)要充分認識到先進企業(yè)對于高校新工科建設重要互補與支撐作用，推進產(chǎn)教融合共建合作制度，通過聘請知名企業(yè)的骨干成員作為產(chǎn)業(yè)導師，與企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)辦實驗室、建設虛擬仿真實驗教學平臺，實訓基地等探討創(chuàng)新育人模式，例如“國家示范性微電子學院產(chǎn)學研融合發(fā)展聯(lián)盟”的成立，“集成電路產(chǎn)學研融合協(xié)同育人實踐平臺”的建設，正是在國家層面統(tǒng)籌優(yōu)勢資源，構筑集成電力電子人才培養(yǎng)生態(tài)的重要舉措[4]。

對于任何一所高?！靶鹿た啤眮碚f，聚焦目前面臨的一系列“卡脖子”相關新興產(chǎn)業(yè)瓶頸，尋求產(chǎn)業(yè)突破，投入資金支持，與企業(yè)及園區(qū)等搭建教學、科研、產(chǎn)業(yè)化一體化平臺，唯有如此，才能完善新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)與構建產(chǎn)業(yè)研發(fā)鏈，形成新興產(chǎn)業(yè)的高端人才集聚區(qū)、創(chuàng)新引領區(qū)、科研成果轉化區(qū)、資源融匯區(qū)和技術應用輻射帶動區(qū)。