新工科視域下創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)體系研究

宋曉華，陳超波，高嵩，趙素平

［摘 要］ 創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)體系改革措施，在西安工業(yè)大學電子信息工程學院電信工程專業(yè)的實施效果已經(jīng)初步顯現(xiàn)，要從新時代人才培養(yǎng)和新工科建設(shè)需求出發(fā)，依靠強大的交叉學科課程和實踐建設(shè)平臺，厘清創(chuàng)新復(fù)合人才培養(yǎng)目標，建設(shè)學科交叉融合的模塊化課程體系和實踐基地，營造新工科創(chuàng)新氛圍，采用國內(nèi)外視角及舉措培養(yǎng)人才。

［關(guān)鍵詞］ 新工科；創(chuàng)新；復(fù)合；人才培養(yǎng)

［基金項目］ 2021年度校級青年專項教改項目“新工科視域下基于多維驅(qū)動的‘電信類+智能制造創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)體系與實踐研究”（21JZY001）；2019年度校級教改項目“基于CDIO的機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)計與優(yōu)化”（19JGZ06）；2020年度研究生教改項目“電子信息專業(yè)研究生工程實踐能力體系評價及優(yōu)化機制研究”（XAGDYJ200102）

［作者簡介］ 宋曉華（1983—），女，陜西寶雞人，工學博士，西安工業(yè)大學電子信息工程學院講師，主要從事自動駕駛車輛運動控制與軌跡規(guī)劃研究；陳超波（1978—），男，浙江寧波人，工學碩士，西安工業(yè)大學電子信息工程學院教授，主要從事智能控制與分數(shù)階系統(tǒng)研究；高 嵩（1963—），男，工學博士，西安工業(yè)大學電子信息工程學院教授，主要從事復(fù)雜系統(tǒng)智能控制研究。

［中圖分類號］ G642.41［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）11-0169-04 ［收稿日期］ 2022-05-11

引言

高等學校是社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的人才源泉，實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要使命之一就是建設(shè)社會主義教育強國［1］。目前，世界處于大發(fā)展大變革和大調(diào)整時期，國際局勢風云變幻，信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮也正在孕育和興起，新興技術(shù)有了應(yīng)用但又不太成熟，社會生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)調(diào)整和人類文明的深刻變革也在蓄勢待發(fā)。如何在前所未有的深度改革中抓住機遇，適應(yīng)時代的發(fā)展節(jié)拍，堅定不移地貫徹人才強國戰(zhàn)略，與世界高等人才培養(yǎng)教育接軌，培養(yǎng)高素質(zhì)交叉學科創(chuàng)新復(fù)合人才，引領(lǐng)中國高端制造業(yè)突破瓶頸，在全球競爭中增加主動權(quán)，是當前中國新工科教育必須解決的歷史任務(wù)［2］。

目前，正在進行的新工科建設(shè)體現(xiàn)了高等教育正積極、主動尋求變革的發(fā)展意愿和行動。盡管如此，我們的高科技產(chǎn)業(yè)面臨著嚴峻的國際創(chuàng)新需求，產(chǎn)業(yè)鏈條中關(guān)鍵核心節(jié)點的技術(shù)缺失導(dǎo)致的“卡脖子”問題，讓我們陷入多個交叉行業(yè)的發(fā)展困局［3］。

創(chuàng)新能力是指以現(xiàn)有的思維和認識，在長期的專業(yè)實踐基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的知識和物質(zhì)，改進或者創(chuàng)造新方法，解決新問題，樹立新目標，并且與工程實踐活動進行創(chuàng)造性地運用與結(jié)合的能力。想象力是創(chuàng)新思維的來源，創(chuàng)新技能是綜合能力的體現(xiàn)，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能是創(chuàng)新能力的外在表現(xiàn)核心［4-5］。

我們也發(fā)現(xiàn)，近些年在多學科交叉融合的領(lǐng)域出現(xiàn)了許多重大突破與創(chuàng)新，且大部分限于交叉領(lǐng)域。智能AI、智能制造等目前處于戰(zhàn)略性前沿科技領(lǐng)域，具有典型的多學科交叉色彩，現(xiàn)實中的許多復(fù)雜問題具有多面性，涉及不同領(lǐng)域的專業(yè)知識，沒有多學科交叉融合的知識則難以應(yīng)對。多學科交叉融合的特點已成為高等教育實施與發(fā)展的必然趨勢［6］。加快一流大學和一流學科建設(shè)，實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。學科交叉融合是促進我國高?！半p一流”建設(shè)、構(gòu)建高質(zhì)量高等教育體系的重要途徑［7］。

一、目前存在的問題

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，我國現(xiàn)今的社會經(jīng)濟發(fā)展形勢正在發(fā)生巨大變革，對從業(yè)者的創(chuàng)新能力要求提到了新的高度。大數(shù)據(jù)時代，大學生生活在信息自主共享的氛圍里，自主性強，個性鮮明，可是交流溝通能力不強，缺乏創(chuàng)新實踐平臺，匱乏于有“合謀者”但仍處在一種新式的“孤獨”中［8］。

未來的中國教育，將是多樣化教育理念［9］徹底貫徹和人盡其才的高質(zhì)量教育。在當代背景下，新工科倡導(dǎo)的創(chuàng)新理念要與教育實施有效融合，為緩解現(xiàn)有教育水平和模式與社會對創(chuàng)新復(fù)合型人才需求的主要矛盾及破解教育熱點難點問題注入新的力量。在新工科背景下，如何培養(yǎng)和提升當代大學生的創(chuàng)新能力，已成為高等教育關(guān)注的熱點［10］。然而，目前高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式仍然存在諸多薄弱環(huán)節(jié)亟須改進。存在的問題主要有以下幾個方面。

（一）脫離現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展需求

當今是信息化時代，信息化是當今時代發(fā)展的大趨勢，代表著先進生產(chǎn)力。信息化時代以信息技術(shù)為主體，新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，國際環(huán)境復(fù)雜性上升，國內(nèi)需求和要素供給條件發(fā)生深刻變化，高質(zhì)量發(fā)展將成為時代主基調(diào)。新的生產(chǎn)方式和適應(yīng)新的生產(chǎn)方式的人才需求極為迫切，傳統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)和教育方法并不能滿足這一新要求。

（二）傳統(tǒng)工科教育體制與人才需求分離

我國的高等教育長期以來設(shè)置了13個學科門類，造成各學科門類之間相互分割的狀態(tài)。人才知識結(jié)構(gòu)缺乏社會適應(yīng)性，與信息化時代的社會需求脫節(jié)［11］，沒有學科交叉的傳統(tǒng)專業(yè)教育難以適應(yīng)現(xiàn)代科技和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。高等學校通過校校合并或者聯(lián)合辦學的形式建設(shè)了很多綜合性大學，這為創(chuàng)新復(fù)合型人才所需要的交叉學科知識體系提供了有利的基礎(chǔ)條件。因此，高等學校教育應(yīng)將專才教育與通識教育有機結(jié)合，設(shè)置為基礎(chǔ)指導(dǎo)學科專業(yè)，深化交叉專業(yè)融合，使人才培養(yǎng)模式從專業(yè)型向復(fù)合型轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實、具備專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用背景和學科交叉知識體系的復(fù)合型人才［12］。

（三）不重視學生個體創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的發(fā)展

在目前的就業(yè)需求背景下，對學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力要求呈現(xiàn)出多樣化和綜合化，創(chuàng)新復(fù)合型人才要在具體專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、文化交流領(lǐng)域進行團隊協(xié)作精神、創(chuàng)新意識和奮斗精神等相關(guān)能力的鍛煉與培養(yǎng)，要摒棄傳統(tǒng)的處理教與學關(guān)系的理念，形成更加博聞強識、注重知識本質(zhì)與外延、強調(diào)實踐中應(yīng)用的教育教學方法［13］。

二、新工科創(chuàng)新能力培養(yǎng)的組織架構(gòu)

新工科教育創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系不僅會影響工科人才的培養(yǎng)質(zhì)量，也會關(guān)系到新工科發(fā)展的謀局布篇。新工科建設(shè)的基本出發(fā)點是工科學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，構(gòu)建完整的人才培養(yǎng)體系架構(gòu)，全面研究和厘清人才培養(yǎng)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提出優(yōu)化完善方案，全面提高新工科教育創(chuàng)新培養(yǎng)能力。

（一）新工科課程設(shè)置

課程設(shè)置體系是人才培養(yǎng)的生命線，也是基礎(chǔ)和重要的環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)方案中各個培養(yǎng)目標得以達成的具體實施方案和載體，也是創(chuàng)新復(fù)合型人才能力培養(yǎng)體系改革的基礎(chǔ)一環(huán)。

課程體系一般由專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、必修課、選修課、實踐課及人文課等部分構(gòu)成。不同類型課程的設(shè)置權(quán)重會構(gòu)建出不同的課程結(jié)構(gòu)。

我們現(xiàn)行的主要課程設(shè)置模式是層級式，這種方式有利于學生系統(tǒng)地學習本專業(yè)的知識，但缺點是學科交叉融合少，不符合新工科建設(shè)要求。新工科的課程培養(yǎng)體系應(yīng)該體現(xiàn)多學科交叉融合的知識結(jié)構(gòu)特點，以及對工科人才能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的提升要求。

模塊式課程體系現(xiàn)在越來越受到新工科建設(shè)的青睞，在專業(yè)課設(shè)置中采用模塊化的方式定制課程方向，可以滿足多樣化的需求。每一模塊包含若干相關(guān)性較強的課程，模塊之間既相互獨立，又可以通過具體領(lǐng)域背景的關(guān)聯(lián)性互相組合，顛覆了傳統(tǒng)課程設(shè)置的刻板性和單一性?，F(xiàn)代工程學科的集成性和創(chuàng)新性，要求能夠在模塊化課程體系設(shè)置中得到充分的滿足，以有助于各專業(yè)課程體系學科的深度融合，構(gòu)建交叉課程體系，保障新工科人才的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)。

（二）新工科實踐教學體系

實踐教學體系是新工科教育的核心部分，外在表現(xiàn)就是實驗平臺。完備的實驗教學平臺體系主要包括基礎(chǔ)實驗平臺、工程實訓(xùn)中心、專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗平臺、校外生產(chǎn)實習和實踐基地等。實踐教學的過程就是讓學生通過實驗平臺或者實踐基地不斷地驗證或者鞏固記憶所學的理論知識，并且根據(jù)實踐結(jié)果不斷地修正自己對理論知識的理解，深入理解后迸發(fā)出對新問題的思考和新穎理解，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，增強創(chuàng)新能力。

實踐培養(yǎng)根據(jù)實踐要求能力可以分為三個層次，分別是基礎(chǔ)驗證層、進階層和應(yīng)用創(chuàng)新層，根據(jù)能力要求階梯層次安排與各層次匹配的教學內(nèi)容和實踐活動?；A(chǔ)驗證層包括公共基礎(chǔ)實驗、專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)實驗和認識實習等。進階層主要包括課程設(shè)計、專業(yè)教學實驗、專業(yè)實訓(xùn)和競賽。應(yīng)用創(chuàng)新層主要包含的實踐形式有畢業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計。其中，畢業(yè)實習是學生把理論學習與實際生產(chǎn)生活聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)和橋梁，用理論來解釋現(xiàn)象，達到更高層次的理論深度；畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生文獻查詢、論文撰寫等能力，同時也是對學生綜合運用所學知識和技能解決實踐問題的重要訓(xùn)練。

要進一步改革各類實驗室管理制度，增加對各類人員的開放程度，開展各類創(chuàng)新性和開放性實驗項目，鼓勵學生走入實驗室，增強實驗過程的自主性和開放性，改革實驗評價標準，做到開放性評價。積極申報建設(shè)虛擬仿真實驗室，讓不具備場地和經(jīng)費的大型實驗成為可能。充分利用各級各類虛擬和現(xiàn)實的優(yōu)秀平臺，使實踐教學的深度呈現(xiàn)階梯化發(fā)展趨勢。鼓勵“走出去，引進來”，教師到企業(yè)增長工程經(jīng)驗，企業(yè)人員入校指導(dǎo)，聯(lián)合企業(yè)共建人才培養(yǎng)校外專業(yè)實踐基地，加強深度工程融合，提升學生的工程創(chuàng)新素質(zhì)。

（三）新工科教學方法

傳統(tǒng)的學習方法是讓學生在學習過程中被動地接受知識，缺乏主動性，學生在學習過程中也沒有過多地思考“為什么”。這種學習模式對于學生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)極其不利。

現(xiàn)在普遍倡導(dǎo)的學習模式是啟發(fā)式教學。啟發(fā)式教學是以問題為切入點，根據(jù)教學內(nèi)容和學生的學習規(guī)律，以學生的思維活動為核心，調(diào)動學生的學習主動性和積極性，促使學生自主學習，其核心問題為高效設(shè)定問題情境。在問題、案例或者項目設(shè)定時，選擇具有學科交叉融合特征的問題，探究學科知識的同時，增強多學科知識的融合意識，表現(xiàn)工程原理，解決復(fù)雜、綜合工程問題，開展形式多樣的合作，培養(yǎng)學生應(yīng)用知識解決問題的能力。

（四）新工科創(chuàng)新環(huán)境

人文文化是高校發(fā)展的靈魂。校園創(chuàng)新文化建設(shè)對于推動新工科建設(shè)、培養(yǎng)工程類科技人才創(chuàng)新素質(zhì)具有重要的作用。新工科校園文化建設(shè)主要包括文化建設(shè)的制度和政策、物質(zhì)建設(shè)和精神建設(shè)。物質(zhì)建設(shè)主要為校園設(shè)施和場地，精神建設(shè)主要為創(chuàng)新基地的內(nèi)涵、創(chuàng)新競賽和項目的開展以及同企業(yè)之間的合作交流。高校在創(chuàng)新文化方面的制度保障和政策實施是基礎(chǔ)，精神建設(shè)是目標，對創(chuàng)新文化氛圍建設(shè)具有導(dǎo)向作用。

首先，廣泛組織學生參加各類學科競賽和項目，鼓勵學生根據(jù)自己的興趣愛好自由跨學科組合。學校要為參賽隊員提供一定的資金和技術(shù)支持，提高學生的參與度和覆蓋面。其次，設(shè)立大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練基地，定期開展不同類型的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練活動，增強學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，使訓(xùn)練基地成為模擬企業(yè)，充分發(fā)揮基地在人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的作用。

（五）教學內(nèi)容改革

構(gòu)建多學科、跨學科交叉融合的專業(yè)課程體系。在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，改革選修課程開設(shè)機制，定時更新課程目錄和課程內(nèi)容，使課程目錄和內(nèi)容設(shè)定具有較強的時事性和興趣性，符合當前學生的專業(yè)需求和心理需求，讓學生可以根據(jù)自己的興趣愛好和職業(yè)目標設(shè)定選擇符合自身需求的選修課程，制訂相應(yīng)的學習計劃。

首先，高校教師要及時吸納科研領(lǐng)域的熱點和前沿知識，更新教學內(nèi)容，完善專業(yè)課程教學體系。智能制造、人工智能和虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，要求教學活動必須與時俱進。其次，豐富科研競賽領(lǐng)域，延伸學生的創(chuàng)新空間。從組織社科、工科和理科學生廣泛參與和合作的綜合科研競賽活動入手，鼓勵學生參加教師科研項目，從科研項目中提取和升華競賽內(nèi)容，拓展思維空間，實現(xiàn)科研和競賽的相互促進，增強學生的團隊合作意識和人際交往能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力以及創(chuàng)新素質(zhì)，將其作為課堂實踐教學的有效補充。最后，課堂上呈現(xiàn)教師科研內(nèi)容，把科學研究的課題案例搬入課堂，擴大學生的知識面，增強教學內(nèi)容的實用性和新穎性。學生對課堂的關(guān)注度和參與度提高，不僅能夠更好地接觸前沿知識，了解最新科研熱點問題，還可以培養(yǎng)學生的基本科研素養(yǎng)，了解科學研究的流程和方法。

結(jié)語

本文所述的改革措施是基于西安工業(yè)大學電信學院本科層次多維復(fù)合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)理念、符合交叉復(fù)合型人才培養(yǎng)理念的工程教育探索，人才培養(yǎng)成效正在顯現(xiàn)，對于大學本科生培養(yǎng)在多大程度上實現(xiàn)了新工科的培養(yǎng)目標還有待進一步實踐，對于人才培養(yǎng)生源中哪些專業(yè)還需要與其他學科深度結(jié)合及如何結(jié)合等還有待進一步探索與研究。

參考文獻

［1］呂明，楊勝強，白薇.弘揚誠信 端正學風是高等學?？茖W發(fā)展的基石［J］.中國大學教學，2009（10）：11-13.

［2］馮婧.新工科工程實踐教學體系建設(shè)研究［D］.武漢：武漢理工大學，2019.

［3］老兵戴輝.任正非和華為曾經(jīng)的三個“至暗時刻”［J］.企業(yè)觀察家，2019（6）：66-71.

［4］王瑞佳.工程人才創(chuàng)造力構(gòu)成研究［D］.大連：大連理工大學，2018.

［5］李瑩.大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力影響因素與培養(yǎng)策略研究［D］.長春：東北師范大學，2019.

［6］劉三女牙.加快推動學科交叉融合助力發(fā)展高質(zhì)量教育［J］.國家教育行政學院學報，2020（12）：46-51+58.

［7］趙云云.交叉學科與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)系研究［J］.黑龍江高教研究，2010（11）：123-125.

［8］王學智.大學生創(chuàng)業(yè)中創(chuàng)新能力養(yǎng)成機制研究［D］.合肥：中國科學技術(shù)大學，2017.

［9］羅志峰.樹立“以學生為本”教育理念構(gòu)建多樣化教學模式［J］.中國成人教育，2011（24）：126-128.

［10］額爾敦吉如何.當代大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究［D］.長春：長春師范大學，2017.

［11］楚旋，王少媛.高等教育改革的動力要素及局限性分析［J］.江蘇高教，2021（1）：34-38.

［12］談鴻奎，宋志華.傳統(tǒng)工科教育的反思和出路［J］.黑龍江高教研究，1998（1）：29-31.

［13］鄧恩征，張曉彤.基于建雙創(chuàng)標桿院系提升大學生黨員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的探究［J］.數(shù)字化用戶，2019（37）：205.

Research on the Innovative Compound Talent Cultivation System from the Perspective of Emerging Engineering Education

SONG? Xiao-hua， CHEN Chao-bo， GAO Song， ZHAO Su-ping

（School of Electronic and Information Engineering， Xian Technological University， Xian， Shaanxi 710021， China）

Abstract： The implementation of the reform measures of the innovative compound talent cultivation in the telecommunications engineering major at the School of Electronic and Information Engineering at Xian University of Technology has achieved certain effects. It is necessary to start from the needs of talent training and the Emerging Engineering construction， rely on the strong interdisciplinary course and practice construction platform， clarify the training objectives of innovative compound talents， and build a modular curriculum system and practice base of the interdisciplinary integration， creating the innovation atmosphere of Emerging Engineering Education. Moreover， the domestic and foreign perspectives and measures are used to train the innovative compound talents.

Key words： Emerging Engineering Education; innovation; compound; talent cultivation