自主培養工程科技創新人才的探索
——基于四所大學的多案例分析

李曄馨， 朱正偉

（1.華中科技大學 教育科學研究院，湖北 武漢 430074；2.重慶大學 土木工程學院，重慶 400044）

2021 年9 月，習近平總書記在中央人才大會上強調，我國要努力建設一支“具有突出技術創新能力、善于解決復雜工程問題的工程師隊伍”，“要走好自主培養之路”［1］。之后又在黨的二十大報告中指出，“科技是第一生產力、人才是第一資源、創新是第一動力”［2］，從頂層設計層面表明了自主培養工程科技創新人才對國家戰略發展的重要作用。當今世界處于百年未有之大變局，科技創新能力已成為我國贏得國際競爭的決定性因素。而人才的創新能力和創新人才的數量、質量無疑是這決定性因素的重中之重。

每所學校都有培養創新人才的責任和使命。為大力培養杰出工程科技創新人才，教育部出臺了“卓越工程師計劃”，積極推進“新工科”建設，各高校也在積極探尋工程科技創新人才的自主培養，根據創新人才的不同類型確定不同的發展定位，以滿足多樣化的創新人才需求。但當前我國仍有不少的大學桎梏于傳統學科的培養體系，辦學目標存在趨同性，培養模式具有相似性，這是無法培養能夠應對未來顛覆性創新技術的前沿科技創新人才的。

關于創新人才培養的研究，我國學者主要聚焦于學習國外優秀經驗［3］、總結國內高校創新人才選拔和培養［4］或關注拔尖創新人才培養實踐［5］等。以上研究為創新人才培養奠定了認識基礎，但還缺少針對多元化、多層次創新人才培養的實踐探索。

為此，本文從實踐層面出發，選取了類型不同但各具特色的四所工科院校探尋未來科技創新人才自主培養的路徑，并通過梳理創新類型，結合我國工程教育實際提出了創新人才主要從事的創新活動矩陣圖，以期能為探索形成中國特色的工程科技創新人才自主培養模式和路徑提供借鑒。

一、案例選取與數據來源

（一） 案例選取的依據

學科評估是我國備受關注且具有重要影響力的教育評價［6］，泰晤士高等教育世界大學排名是全球最具權威的學術排名機構，這兩項評價指標的結果在一定程度上能夠反映教育成效。本文以第四輪學科評估和泰晤士排名為參考，選擇在師資、生源差異較大，但在各自領域表現優秀的高校?？紤]不同領域的創新人才培養方案存在差異，又選取了工程學科中最為典型的土木工程與機械工程專業。土木工程為基礎設施建設、人居環境改善和工業化發展等提供了可持續的動力，機械制造是工業發展的核心，其技術水平的高低直接決定了工業競爭力的強弱?；谝陨峡紤]，最終選取了學科評估A+、B+，以及泰晤士排名中表現優異，具有代表性的四所學校作為分析樣本（如表1），分別為清華大學機械工程系未央班——“數理基礎科學+機械工程”專業、南方科技大學機械工程專業、同濟大學土木工程專業實驗班和沈陽建筑大學土木工程專業卓越班。

表1 所選高校及其辦學條件

（二） 路徑確定的依據

創新人才的培養，需要在“面”上構建合理的培養目標，在“線”上建立起激勵牽引制的培養流程，在“點”上利用好科技平臺［7］；因此，本研究從培養目標、培養過程、支持體系三個方面對案例高校進行橫向、縱向對比分析，以期總結不同層次、不同領域高校的創新人才培養路徑，并立足于中國國情，探索具有中國特色的工程科技創新人才自主培養模式。

（三） 數據的來源

本文采用二手數據進行案例研究，并運用三角測量法從多維度收集資料來提高數據的可靠性和有效性，數據主要有以下3個來源：（1）各大檢索庫中收錄的有關案例高校工程科技創新人才培養的論文和專著；（2）案例高校官網以及相關招生宣傳信息；（3）互聯網等全球主流媒體披露的信息，主要包含文字、視頻、照片等資料。通過這些數據的收集，為所選案例高校建立了研究數據庫，在對單個案例進行分析的基礎上，進行案例間的重復驗證和對比，保證了理論提煉的飽和性。

二、案例高校自主培養路徑分析

（一） 培養目標

培養目標反映了各高校對其人才培養的預期。對四所案例大學培養目標進行對比分析發現，在人才定位上，清華大學、同濟大學與南方科技大學（分別簡稱為清華、同濟、南科大，下同）都以培養領軍型人才為目標，沈陽建筑大學（簡稱沈建大，下同）以培養應用型人才為目標，這與案例高校的師資資源、學生水平及辦學定位相匹配。雖然四所大學在定位及專業有差異，但都可從三個維度解讀人才培養目標，如表2 所示。（1）強調數理基礎，扎實的基礎理論知識是創新人才的必備素質。清華大學未央班尤其重視基礎學科在學生未來發展中的支撐與引領作用，致力于培養學生探索研究能力。（2）專業知識，工程教育作為專業教育，以高深知識為基礎，工程人才開展創新活動離不開精深寬厚的專業知識。無論是土木工程還是機械工程，都需要掌握最基本的專業原理性問題。（3）解決復雜問題的能力，工程科技人才實現創新的標準是能夠解決復雜工程問題，其創新包括技術創新，即工藝流程等設計創新，也包括管理創新、理念創新等。（4）人文素養，培養的工程創新人才需要具備家國情懷、人文素養、批判性思維，并遵守工程倫理道德和職業規范。

表2 各高校育人目標具體內容

（二） 培養過程

培養過程直接影響工程科技人才培養目標的達成。本研究從課程結構設計、課程內容、教學方法及進一步分解培養過程，揭示案例高校創新人才培養的內在機制，如表3。

表3 各高校培養過程及具體內容

1. 課程結構

在課程結構設計上，既要保障學生具備人文素養、掌握數理知識，又要提升學生的實踐能力。四所高校均采用通識教育+專業教育+實踐的方式設置課程，但在課程安排上又有較大差別。如：清華要求學生共修166學分，其中基礎課程及數理課程占總學分的30%。南科大自然科學基礎模塊僅占總學分的17.5%。沈建大自然科技基礎課程占比較少，但實踐課程占總學分的21.5%。同濟采用“土木工程+”的方式，設置土木+法學、土木+計算機、土木+數理等多個方向，讓學生在第三、第四年自由選擇。相比較而言，清華非常重視學生的數理基礎，南科大次之，沈建大更強調學生的實踐能力，同濟大學土木工程作為實踐性極強的學科，同樣重視學生的動手實踐能力。

2. 課程內容

除開設傳統與土木工程、機械工程有關的學科，如機械原理、機械設計、流體力學等，案例高校打破學科邊界，瞄準未來需求，融入前沿科技知識以重組知識體系，這是成為案例高校自主培養工程創新人才的一大舉措。如：清華設置探索式學習課程，包括微納制造探索、機器人與智能制造探索、生醫機械工程探索三類課程；南科大開設機器人驅動系統、機器人建模與控制等課程；同濟的“土木+計算機”課程群，并不是土木工程與信息工程課程的簡單疊加，而是用數字化、智能化手段與方法結合工程知識，如開設土木工程信息化課程；沈建大則在課程中加入“計算機在土木工程中應用”等前沿內容。

3. 教學方法

案例高校均采用了導師制、以項目為中心、以問題為導向的教學方法，但在具體落實上存在差異。清華采用雙導師制度，為學生提供學業指導、生活指導以及職業發展指導；在教學方法上采用基于項目的教學方法，針對一個具體的任務開展教學，如“設計并制作一套智能機電系統（包含機、電、測、控、軟等5個方面），在規定場地內可自主識別多個物品，將物品抓取并運輸到指定位置”，在此過程中學生一方面運用已有的概念體系處理工程問題，另一方面又在實踐經驗中將隱性知識顯性化，獲得更好的工程直覺和更準確的因素預判。同濟采用“三導師+三進項目”的教學方法，“三導師”是指為學生配備學校導師、校企導師、國際導師，為學生提供科研、競賽、實踐、國際交流指導；“三進項目”是指進課題組、進實驗室、進項目。南科大實行雙導師制度，輔以書院制，學生進入書院選擇生活導師，并在大三選擇學術導師。沈建大則是安排學生與研究生組成跨學科跨年級的創新團隊，以小班制形式為學生提供學業與實踐指導。

（三） 支撐體系

支撐體系是確保人才培養過程有序進行，最終達成培養目標的關鍵。根據各自培養目標和培養過程的需要，支撐體系建設主要從校內資源、校企合作、國際交流三個方面展開。

1. 校內資源

從表1可知，清華大學師資資源豐富，師生比較低，不僅如此，其未央書院更是單獨編制班級，單獨配備全校最優秀的教師為學生授課。未央書院為學生提供一流的學習條件、教學資源和教學設施，創造一流的學術環境與氛圍以最高標準培養領軍型工程科技創新人才。同濟土木工程作為全球一流專業，其教師包括國家土木類專業教學指導委員會主任、土木工程專業認證委主任、學科評議組共同召集人或秘書長、工程學位專指委副主任委員和領域組長，等等。南方科技大學以獨特的“631”錄取模式和小規模辦學，聘請學術造詣高的教授學者，能夠在一定程度上保證學生的教學質量。沈建大為提升師資水平，聘請有實踐經歷的教師，制定每年定期交換任職機制，既強化了教師的工程設計經驗，又有利于學生的工程實踐學習。

2. 校企合作

搭建校企合作的實踐平臺是工程學科高校的必然選擇。清華與企業合作建設了一流的自主式創新實踐基地，為學生提供貫通四年的創新實踐教育，建立合作的企業多為海外一流工程類公司。同濟采用“4+M+3”模式（本碩博），依托創新實驗基地，開展大學生創新創業訓練計劃；南科大依托實驗室、研究院，強化學生設計與實踐能力；沈建大針對海外工程項目管理人才緊缺的實際需求，以訂單式培養模式與中建總公司合作制定人才培養方案。

3. 國際交流

所選學校均采用“請進來”與“走出去”模式拓寬學生的學術視野。通過長期或短期交流、聯合培養及邀請國外學者講座等方式，幫助學生適應國外環境，提升語言、溝通、文化理解等方面的技能，如表4。同濟與清華交流的學校為麻省理工、伯克利等QS 排名靠前的頂級名校，為學生接觸前沿科研領域、參與科研實踐創造條件。另外2所高校，根據學生實際情況，選擇排名稍靠后的國外大學，也能幫助學生擴展國際視野。

表4 各高校支撐體系及具體舉措

綜上所述，創新人才的培養有跡可循，但上述四校培養創新人才的“跡”并不一樣，盡管有些舉措“形”相似，但“神”并不一致。通過對比分析上述高校的“跡”，筆者總結創新人才培養的理念為：“以學生為中心+學校特色+分類培養”，即各高校在創新人才培養路徑的戰略選擇上首先要以學生為中心，把學生的收獲和發展作為根本目標和根本動力，尊重學生的主體地位，做好充分的學情分析；其次要基于學校自身的辦學條件，切實提高教學資源的利用效率；最終通過分類培養，因材施教，實現學生全面發展和個性發展相統一，個性發展和社會需求相統一，達到培養創新人才的目標。

三、自主培養工程科技創新人才的建議

當前，工程教育范式已從“回歸工程”逐漸走向“融合創新”［8］。大力培養不同類型的創新人才，自然是該工程教育范式的題中之義。另外，由于創新活動的創新程度并不相同，不同類型創新人才從事創新活動的創新程度也應有所側重。因此，在新工程教育范式的引領下，根據前述的工程科技創新人才自主培養路徑，各高校需要根據自身的實際情況與特色建立分類培養機制，著力培養從事不同程度創新活動的創新人才。

改革開放40年來，中國創新體系逐漸從模仿創新走向自主創新。習近平總書記曾指出“實現中華民族偉大復興的中國夢，必須堅持走中國特色自主創新道路，要努力追求原始創新，善于集成創新和引進消化吸收再創新”［9］。創新的類型分為原始創新、集成創新、引進消化吸收再創新和模仿創新。原始創新是指原始性創新設計。集成創新是指將已有技術系統化地組成新的創造性方案。引進消化吸收是指在引進先進技術的基礎上進行再創新，形成新技術。模仿創新是指在已有創新成果的基礎上再進行改進［10］。但是對創新人才，目前學術界尚未提出明確的定義和分類?；诎咐咝５姆诸惻囵B思路，本文將創新人才分為顛覆型、領軍型、復合型、實干型創新人才四大類型，建立了創新人才類型金字塔（如圖1所示），并基于不同的創新程度，構建了創新人才與創新活動的矩陣圖（如圖2所示）。

圖1 創新人才類型金字塔

圖2 創新人才主要從事創新活動的創新程度矩陣圖

2022 年，高等教育在學總規模達到4655 余萬人，工科學生占總人數的1/3，數量龐大。由于各高校在師資、生源等方面存在很大的區別，為培養更多的創新人才，現對我國自主培養工程學科的創新人才提出如下建議（表5）。

表5 自主培養創新人才的建議一覽表

（一） 走小規模精英化培養道路，培養顛覆型創新人才

對于學科評估為A+或A的專業中的少部分拔尖學生，如入選清華機械“未央班”的這類學生，可以走小規模精英化培養道路。這類人才的培養定位為具備寬厚的數理基礎，專注于工程科學研究，力爭實現原始創新，引發顛覆性變革。此類顛覆型創新人才要專注于基礎科學、工程科學中的重大問題、核心問題，提出或突破現有社會中未能解決或是尚未存在的需求與問題。

我國培養這類人才，可以借鑒清華“未央班”培養模式，采用極低的錄取率綜合選拔出最有智慧的學生。首先，采用小班制、多導師制、項目制，配備專門教師為學生提供學業生活指導，并盡早帶領學生參與科研創新活動，培養科研興趣。其次，制定靈活的課程及單獨的學習計劃，開設前沿交叉課程，引導學生關注前沿研究，關心國家與人類面臨的重大問題。第三，與國內外頂尖高?；驀H一流企業深入合作，通過聯合培養，讓學生接觸不同國家的文化環境，培養能夠成為世界公民的頂尖人才。最后，學生畢業后定期關心和詢問其生活和工作動態，為這類學生提供終身的咨詢與幫助。

（二） 走整體精英化培養道路，培養領軍型創新人才

針對學科評估為A+或A的專業，如同濟土木、清華機械，匯聚了一流師資與一流學生，可以走整體精英化道路。這類專業是我國各專業的“排頭兵”，是其他學校和學科發展的標桿；因此這類專業的定位應為，面向未來，幫助學生為未來的職業發展做準備，重點培養學生的集成創新能力，并兼顧提升學生的原始創新能力，成為未來能夠引領某一行業的領軍型創新人才。領軍型創新人才的特征在于，能夠開展“由應用引起的基礎研究”［11］，并解決復雜工程問題。

這類創新人才需要具備創造者和發現者的素養，面對知識發展的變化能夠從容應對。首先，在教學上可采用上述例舉高校中的做法，實施雙導師制、小班制，建立科研平臺，指導學生進行科研工作，從學業與生活兩方面關心學生的心智發展，提升學生的學術志趣，幫助學生建立正確的價值觀。其次，在課程方面，提高選課自由度，開設競賽課程，以項目為中心設計課程，重視學科的交叉與融合。通過培養學生深厚的學科專業知識，為學生提供跨學科的廣闊視角，深化學生的認識，推動創新。第三，為學生提供一系列國際機會，以提升學生的國際交流能力，使學生無論是在國內場景還是國外環境都能與他人有效交流，為成為領軍型創新人才打下堅實的基礎。

（三） 走部分精英與整體提升培養道路，培養復合型創新人才

針對學科評估為A-或B+的專業，以及體量相對小、生師比低、辦學靈活的高校，可以走部分精英與整體提升的道路，以提升學生引進消化吸收再創新能力為主，兼顧培養學生的集成創新能力與原始創新能力，使學生成為能從容應對實踐中復雜問題的復合型創新人才。

例如：華中科技大學于2014 年開設國際化示范學院，第一屆29 名學生中有20 位進入世界前100的名校深造，深造率達到85%［12］。這類高校用小部分學生試點，依托自身的優勢學科，重視開設基礎學科和交叉學科課程，強調團隊合作，為學生提供海外實習機會，建立了具有國際競爭力的復合型創新人才培養模式。文中提到辦學時間不長卻表現優異的南科大，保證理論學習的同時通過項目式學習增強學生的動手能力，其融合式的教學模式，不斷改進更新的課程體系，以及嚴格的考核制度使學生的創新能力得到提高，滿足了社會發展的需要。因此，這類學?？梢宰呷A科大、南科大等模式。首先，匯聚最優質的資源，盡可能降低生師比，配備最先進的設備和提供最前沿的課程。其次，采用導師制、小班制，關注學生的學習生活，營造緊密和諧的師生關系。最后利用教育資源進行教育模式的革新，把專精的工程技術與人文社科知識、創新創業精神結合起來，通過提升學生的思維能力，使他們能夠在全球化背景下大顯身手。雖然這些學校采用小班教學模式，但是其創新人才計劃正逐步向更大的群體開放，走向整體提升。

（四） 走部分精英化培養道路，培養實干型創新人才

對于那些專業實力較強、評估結果為B、B-、C+或C的專業，以及有志于培養創新人才的其他高校，可以集中優勢力量走部分精英化培養道路，重點培養學生模仿創新能力，兼顧學生引進消化吸收再創新、集成創新、原始創新能力的提升，培養實干型創新人才。盡管這類高校生源質量、師資條件以及生師比等與評估結果為A 類的高校有一定差距，但可以采用動態進出機制，嚴格選拔，篩選出最具創新潛力的學生。采用小班化教學，教師根據學生情況制定個性化的培養方案，真正做到因材施教。

此外，這類高校應該充分認識到人才培養中學校教育與社會需求、企業需求脫節的問題。因此，需要持續與大、中型企業合作，尤其是大型企業，甚至頭部企業，以此深入搭建可持續的校企實踐平臺，堅持以工程問題為導向，引入具體工程問題，同時，讓學生在工程實踐中去學習如何解決問題。與國外高校采取“2+2”“3+1”等聯合培養模式，實現產學研高度融合，這樣一方面能夠使學生具有自主學習專業前沿領域的理論和技術的能力，另一方面也具備了構思、設計、實現、運用等多方面的能力。

（五） 對量大面廣的本、?？茖W生，要培養其創新意識和創新精神

隨著高等教育的不斷發展，我國進入了高等教育普及化階段，本、?？粕呀洺蔀榱藝野l展的強大后備力量，是國家整體軟實力提升的重要保障。因此，需要激發所有本、?？茖W生的獨立思考能力、積極尋找解決現有問題的新方向與新方法的能力；通過培養他們的創新意識與創新精神，幫助學生在各行業更好地競爭與發展，這樣才能更好地提高我國各行業從業人員的創新意識與創新精神，從而提高我國的核心競爭力，為早日實現中華民族偉大復興的中國夢奠定堅實的人才基礎。