基于“三步遞進、三環融合”的新工科創新人才培養體系構建研究

胡克用　楊華云　王李冬

摘? 要：當今新形勢下的科技革命與產業革命正在迅速地加以推進，在此背景下如何培養能擔當起新時代建設任務的新工科人才是高等教育的當務之急。因此，該研究提出“三步遞進、三環融合”的新工科專業創新培養體系，在政策制定、課程設置、實踐教學、校企聯合和師資建設等方面環環相扣，從人才培養方案的頂層設計，再到五維角度的具體舉措，分別為：緊抓立體式課程建設，構建“三步遞進”梯度式的創新能力，實踐“三環融合”校企協同育人方式，加強師資隊伍建設，全方位評價育人效果。五維角度的舉措逐層推進，最終實現新工科人才培養目標，為其他院校人才培養提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：新工科；人才培養；創新；協同育人；實踐教學

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）14-0065-05

Abstract： The technological revolution and industrial revolution are being rapidly promoted. Under this background， how to cultivate new engineering talents who can undertake the construction task of the new era is the top priority of higher education. Therefore， this study proposes a "three-step progressive and three-ring integration" innovative training system for new engineering majors， which is linked in policy-making， curriculum setting， practical teaching， school and enterprise integration， teacher construction and other aspects. From the top-level design of talent training program to the specific measures， the specific measures from the five-dimensional perspective are to pay close attention to the three-dimensional curriculum construction， build the gradient innovation ability based on the "three-step progressive"， practice the school and enterprise collaborative method based on the "three-ring integration"， strengthen the construction of teaching staff， and comprehensively evaluate the education effect. The measures from the five-dimensional perspective are promoted layer by layer， and finally achieve the goal of talent training of new engineering， which provides a certain reference for talent training in other colleges and universities.

Keywords： new engineering; talent training; innovation; collaborative education; practice teaching

當前，全球制造業核心技術正在進行悄無聲息的改變，新形勢下的科技革命與產業革命正在迅速地加以推進，新技術如物聯網、人工智能、區塊鏈和數字孿生等也正在滲透入我們生活中的方方面面。在此種形勢下，一些發達國家紛紛出臺優惠政策，引導制造業回流以及進一步升級換代[1-3]。面對著工業4.0的挑戰，我國積極作出相應措施，提出了“中國制造2025”戰略，隨之出臺了《中國制造2025》等系列文件，而且將中國制造2025的突破口重點放在信息技術與制造深度融合的“互聯網+”上[4]。在此背景下，為新經濟、新技術培養具有創新、創業能力的，能夠擔當新時代建設任務的新工科人才是高等教育的當務之急[5-6]。

2017年，教育部為推進新工科的專業發展陸續出臺了一系列重要措施[7]，比如說“復旦共識”“天大行動”“北京指南”。2019年，工業和信息化部等13個部門聯合出臺了推動制造業提升的專項行動計劃。2020年，人力資源和社會保障部等3個部門聯合發布了關于智能制造工程技術人員等16個新型的職業。這些措施的發布已經為新工科人才培養指明了清晰的方向。

然而在具體落實方面，許多院校在新工科人才培養上仍存在教育理念相對落后、培養機制不夠健全、教學方法單一和實踐訓練不太重視等問題。主要體現在以下幾個方面：一是思想觀念陳舊。部分教師對于新工科的認識不足，仍然照搬之前以理論教學為主的方式。二是課程體系不夠與時俱進。新工科專業的課程設置要緊密聯系社會急需的內容，然而目前對于人才綜合能力和素質的培養仍顯得簡單化。三是教學模式不夠創新。教學中不但需要傳授專業的知識和方法，而且也需要融入課程思政的教育與人文學科的修養。教學中不但只是在課堂中傳授知識，而且也可以把課堂搬到工廠、實驗室等場所。四是師資隊伍實踐經驗缺少。新工科教育對于教師的創新意識、綜合能力要求較高，既要求具備相關學科的理論知識，又要具備一定的實踐工作經驗，但是目前高校中大部分教師從學校一畢業就進入學校任職，缺乏相應的實踐工作經驗。

為了解決上述問題，本文提出了“三步遞進、三環融合”的新工科專業創新培養體系，在政策制定、課程設置、實踐教學、校企聯合和師資建設等方面環環相扣，從人才培養方案的頂層設計，再到具體舉措，逐層推進，最終達到新時代新工科人才的培養目標。

一? 新工科人才培養體系的構建

針對現有人才培養模式和教學模式中存在的問題，本研究試圖從高校教學和企業鍛煉兩個層面出發，構建“三步遞進”的梯度式創新能力培養模式及“三環融合”的校企協同育人方式，充分發揮高校與企業在培養新工科人才上的各自優勢，重視理論教學與工程實踐，專業課程中融入思政元素，加強創新創業訓練，在通識教育、實踐教育和專業教育一起發力，緊隨行業與時代的發展脈搏，培養出國家與地區急需的新工科人才，培養體系的總體思路如圖1所示。

二? 五維方案的實施

（一）? 緊抓課程建設，固牢教學根基

課程建設是人才培養的基礎，以工科專業類教學質量國家標準作為參考規范，來設計規劃新工科專業的課程設置方案，構建“3+2+X”全方位、立體式的課程體系，其基本框架如圖2所示。其組成結構，可以用“三橫二縱X延伸”來形容?！叭龣M”指的是橫向三大體系：理論教學體系、實踐教學體系和創新創業教學體系?！岸v”指的是縱向二大平臺：通識教育平臺、專業教育平臺?！癤延伸”指的是在此基礎上延伸出來的X個專業方向。在課程設置上由必修課和選修課合理搭配而成。在創新創業能力培養上融合知識、能力和素質的全面提高。在專業教學內容的安排上，將思政教育元素、教學訓練及教學主體活動等內容都嵌入專業課程之中，并且通過實踐訓練來深化學生對于專業理論的吸收與理解。

在構架好新工科人才培養教學體系基礎上，我們要進行課程設置的頂層設計，提出“重視理論—突出實踐—培養創新”的改革思路，將創新能力、思政元素和職業素養等內容融入專業教學中，完善新工科人才培養的課程體系。一是健全基礎課程，要將大學生職業發展與規劃、思想教育和大學生創新創業等列入基礎必修課程，貫穿整個人才培養的全過程；二是開設實踐訓練、創新思維訓練等課程作為學生的課外選修課，課外選修的學分納入學生畢業的必要條件，促使學生進行相關的訓練；三是完善通識教育與專業教育的平臺，除了高校擁有各種教學類型的實驗室，還要鼓勵學生成立各類專業協會、興趣社團小組和創新創業俱樂部等，定期開展一些講座論壇，進行學科競賽、學生科研的輔導，展示學生近期的作品成果，激發起學生潛在的學習熱情。

（二）? 構建“三步遞進”梯度式的創新能力培養

高校不僅要完善新工科人才培養體系的課程設置，更注重在校就要培養學生的創新能力。從具體落實方案上看，我們可以分成“三步走”來完成。第一步，大學生剛剛入校的第一年里，可以通過“專業導學課”“社團作品展覽活動”“作品制作觀摩活動”及參加學校組織的各類論壇，來營造一種創新的學習氛圍。這一階段的活動，主要讓學生們切身感受與體驗到，原來創新就在我們身邊的方方面面，從而激發起學生們深埋在骨子里的那種創新意識。第二步，大學生入校的第二、三年里，可以通過各類學科競賽，例如“互聯網+”“挑戰杯”等競賽為驅動載體，以賽促創新。參賽隊員合理搭配，由高年級學長學姐來帶動低年級學弟學妹一同參與研究。也可以通過參加各類學生科研項目，或參與老師的科研項目，有針對性地提升部分學生的創新能力。第三步，在大學第四年，有了前兩個階段的積累之后，這是眾多創新成果產生的時候，例如學生申請專利、公開發表論文，甚至有些學生可以直接參與到企業的研發課題組中，通過如此來延伸學生們的科研創新能力。當然，這樣的教學培養安排上需要有一個專門的管理部門來統籌，可以在教學部門中設立一個創新實踐管理辦公室，來進行項目的資助、管理和考核等一系列工作。在配套的制度方面，設立課題的導師制，以及建立項目管理的“培養—管理—考評”體制與獎教金、獎學金的評審制度，來保障學生創新能力的層層推進，最終形成“三步遞進”梯度式的培養目標，具體如圖3所示。四年周期可實現本專業創新訓練和創新能力培養的全覆蓋和廣泛參與，不同階段中的學生在同一小組中，會擔任不同角色，由高年級學生帶動低年級學生，從而形成一個良性的互動循環，并遵循由基礎—中級—高級的原則，通過項目協作實現“感受與體驗—實踐與訓練—創新與探究”的遞進式創新能力培養。

（三）? 實踐“三環融合”校企協同育人方式

除了構建“三步遞進”階梯式大學生創新能力，我們還要積極與外界互動，了解企業目前急需的人才所應具有的職業素養。通過高校教師與企業工程師的融合、高校實驗與企業項目的融合和高校課堂與企業車間的融合等方式，來實現“三環融合”的校企協同育人機制。在這個協同過程中，充分利用企業行業的資源優勢，發揮高校的人才優勢，整體樹立“校企聯合培養、社會用人”的雙贏理念。鼓勵高校青年教師加強工程實踐能力訓練，吸收企業骨干參與學校教學活動與人才培養方案的制定。依托校企科研合作共建產學研平臺，開展學生的創新創業與實踐訓練，有些技術成果可以直接轉化為企業的生產力。在實驗室與企業車間的融合方面，可以結合企業的生產與加工需要，由校企共同資助、共同研發和共同實踐來聯合培養學生，企業也可以通過類似“訂單式”的合同，來提前預約與選用畢業生加盟企業。這種“三環融合”的校企全方位協同育人，具體如圖4所示?！叭h融合”之間并不是孤立的，三環緊扣，互為一體，既有平臺的融合、課題的融合，還有人員的融合，實現了從平臺融合到人員融合再到課題融合的全面協作，最終實現合作雙贏的戰略目標。

（四）? 加強師資隊伍建設

為了更好地踐行新工科人才培養，構建一支專業理論扎實、實踐能力突出和創新意識強烈的教師隊伍是先決條件。目前，“雙師型”的教師特色比較符合新工科人才培養中的教師能力要求，在具體實施過程中，可以從以下幾個方面來加強本校的師資隊伍建設。

第一，以賽代練提高教師的教學素養。每年學校、地區及國家都會舉辦一些青教賽、微課比賽和創新能力大賽等多種形式的教學競賽。通過這些比賽，使教師與其他院校展開教學方面的互動，查漏補缺，來彌補自身教學上的不足。

第二，鼓勵教師多進行交流學習，通過教學改革、課程改革等方式，將自己的教學方式更加適應新工科人才培養；同時教學理念上的及時更新，也是確保改革成功的關鍵因素。

第三，定期選派教師到企業一線中去學習鍛煉，逐步提高“雙師型”教師隊伍的比重。去企業掛職鍛煉的教師，不能只停留在表面，要深入到企業的研發、生產和管理一線崗位，親身參與企業發展的各個環節，切實解決高校教師實踐能力較弱的短板。

第四，建立校企雙導師制。通過邀請企業專家、技術能手進行授課、培訓和實踐項目指導等，這些專家、能手不但要輔導學生，還要直接參與為提高教師實踐能力的專業知識講座，從而增加專業知識傳播的輻射面。

（五）? 建檔畢業生質量反饋，全方位評價育人效果

盡管近年來高校在人才培養方面下足了功夫，然而目前我國高等教育還不能完全跟上市場需求的變化，在人才培養的模式與機制上，對于地區經濟的服務意識等諸多方面還是差強人意。通過跟蹤各屆畢業生的就業數據，了解畢業生的就業去向，分析畢業生的就業有效度，可以從另一個側面來反映學校人才培養工作的成效與不足，并及時進行整改。這種來自社會的畢業生質量評價，對于一個學校的人才培養水平來講，往往更加具有說明力。各校應根據自身的實際情況，及時發布各個專業的畢業生就業數據，不單是簡單統計就業率，而且要統計畢業生的高質量就業數據，就是我們常講的就業與專業的相關匹配度，只有匹配度高，才能說明這個專業的人才培養是成功的。要構建畢業生信息反饋系統，積極與社會需求人力資源保持互動，及時把握行業組織對于人才的需求預測。將用人單位對于職業能力的反饋，市場的供求、畢業生就業質量要納入學校設置調整學科專業，確定招生規模的一個重要依據。要加強高校與社會用人單位和廣大畢業生的聯系，定期掌握畢業生的動態信息，形成一個高校與畢業生及其用人單位之間的實時高效的信息反饋互動機制，例如建立各個地區的校友聯絡會，通過校友聯絡會及時掌握廣大畢業生的就業去向及其崗位的變動情況。要實行專業預警和退出機制，設置專業招生的基本門檻，對于長期不達標的專業，要及時做出響應預警，或調減或停止招生。只有這樣多管齊下，才能促使人才質量保障體系成為循環往復的閉合環，進而促進專業自身重視人才培養質量，完善人才培養方案，將人才培養質量視為高校發展的生命線。

三? 結束語

本研究針對傳統工科人才培養中存在著的教育理念相對落后、培養機制不夠健全、教學方法單一和實踐訓練不太重視等問題，基于中國新工科教育發展方式和教育服務方式的轉變，以工科創新型人才培養為研究對象，在培養模式、管理機制、課程設置、教學方式、教學內容與資源和校企協同育人等方面，構建新時代新工科創新人才培養體系的頂層設計和基本框架。首先是構建“高校教學奠基礎、企業鍛煉強專業、創新訓練提能力、課程思政圓人格”的培養模式；其次是從五維角度來具體設計實施舉措，分別為緊抓立體式課程建設，構建“三步遞進”梯度式的創新能力，實踐“三環融合”校企協同育人方式，加強師資隊伍建設，全方位評價育人效果。強調充分發揮高校教學和企業鍛煉兩個層面，利用企業資源優勢，密切結合行業發展，改革課程體系，更新教學方式，強化實踐創新，加強師資隊伍建設，最終培育出在新時代背景下的新工科創新型人才。本文所總結的經驗，可以為其他院校提供一定的借鑒。

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基金項目：浙江省高等教育學會2022年度高等教育研究重點課題“基于‘三層遞進、三線融合的新工科人才培養體系的構建與實踐研究”（KT2022005）；浙江省教育科學規劃2021年度規劃課題“高校課程思政和專業教學協同育人的探索與研究”（2021SCG028）；浙江省自然科學基金聯合基金資助項目“面向新型城鎮的微能源網多時間尺度協調機理與優化調度研究”（LHY21E090004）；杭州師范大學錢江學院科學研究基金資助項目“分布式光伏微電網的群控技術及多目標優化研究”（2022QJJL02）

第一作者簡介：胡克用（1978-），男，漢族，浙江杭州人，博士，副教授，教研室主任。研究方向為新工科教育。