新工科人才培养新模式.pdf

年月 第 卷 第期 高 教 发 展 与 评 估 ， ， ： 新工科人才培养新模式 姜晓坤 ， 朱 泓， 李志义 ， （大连理工大学 高等教育研究院， 辽宁 大连 ； 沈阳化工大学， 辽宁 沈阳 ） 摘 要： 随着新经济的兴起和新产业革命的到来， 传统工程教育面临严峻挑战， 为主动应 对这种挑战， 新工科应运而生。人才培养模式是新工科建设的基础。更新人才培养理念， 重 构培养目标和知识结构， 转变培养方式是新工科人才培养新模式的本质内涵。新工科人才培 养新模式的构建策略为： （） 应响应时代呼唤， 更新培养理念； 抓住以学生为中心、 反向设计、 持续改进等几个关键环节， 实现从传统工科学科导向的培养理念向成果导向转变。（） 推进 范式转换， 重构培养目标和素质结构； 在品格培养方面， 要回归“ 理性” ； 在知识培养方面， 应构 筑起人才全方位复合型知识结构； 在能力培养方面， 要同时注重技能和能力的培养。（） 遵照 顶层设计， 重建培养方式； 积极推进工科人才培养内外部环境协同； 积极推进教学与科研的融 合； 积极推进不同工程院系、 学科、 专业之间的融合。 关键词： 新工科； 人才培养模式； 素质结构； 成果导向教育 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （ ） 基金项目： 教育部人文社会科学研究专项任务 年项目“ 工程科技人才培养研究” （ ） 作者简介： 姜晓坤（ ） ， 女， 山东威海人， 博士研究生， 研究方向为高等教育管理及高等工程教育。 朱 泓（ ） ， 女， 江苏江阴人， 研究员， 博士， 研究方向为高等教育评估及高等教育管理。 教育部曾多次召开高等工程教育相关研讨会， 提出了新工科建设要求， 并已达成 “ 复旦共识” 、 “ 天大行动” 和“ 北京指南” ， 旨在通过新工科建设， 推动人才培养模式等 方面的改革。然而， 随着对新工科人才培养新模式问题的深入思考， 其实际缘起何 处、 内涵如何界定以及教育实践如何落地等， 则成为当前迫切需要回答的问题。 一、 缘何构建新工科人才培养新模式 厘清构建新工科人才培养新模式的背景与必要性， 是构建新工科人才培养新模 式的必要前提与基础。 （ 一） 应运而生： 人才培养新模式改革的时代背景 随着新一轮产业革命的快速发展， 云计算、 物联网、 大数据等应用迅速扩展， 对当 前工程领域全链条化发展提出了前所未有的需求， 从而推动未来工程领域实现重要 变革。“ 改革发展教育先行” ， 中国的工程教育必须抓住新产业发展和新技术创新的 机遇， 兼顾工程领域近期与远期的发展需求， 大力推动人才培养模式改革， 从而推动 国家和区域人力资本结构升级， 助力经济模式由传统经济向新经济转变。 新一轮产业革命为工程发展带来了良好的机遇， 随着新经济时代与世界经济发 展的历史性碰撞， 以及中国工程领域日新月异的发展现状， 世界高等工程教育站在了 寻求发展转型的重要历史节点。在此背景下， 恰逢其时地提出了新工科战略、 重构工 程人才培养新模式， 新工科人才培养新模式改革应运而生。 （ 二） 因势而动： 人才培养新模式改革的必要性 人才是智力资本的承载者， 是一个国家竞争力和软实力的主体依托。在工程领 域， 面对工程新业态飞速发展的现实基础， 无论多么伟大的工程活动最终都必须通过 “ 人才” 来实现， 而工程教育是连接工程活动与工程人才的“ 桥梁” ， 工程人才培养模式 是跨越这座“ 桥梁” 的具体路径。目前， 中国已成为名副其实的工程教育大国， 但工程 教育人才培养模式较为传统， 总体上拘囿于“ 用 世纪的学校、 世纪的计划来培 养 世纪的工程师” 的现实困顿 。工程教育改革必须要跟得上未来产业发展需 求， 及时推进新工科的发展， 对接新兴产业， 培养新工科人才， 以满足新经济发展对人 才的需求。构建新工科人才培养新模式， 是中国工程教育紧密对接国家、 产业和科技 领域重大需求， 面向未来因势而动的必然趋势。只有大力推进当前工程人才培养模 式的改革， 才能支撑未来工程新业态、 新产业的需求。借助新工科建设的契机， 构筑 工程人才培养新模式的先发优势， 培养大批高素质的新兴工科人才， 占据世界人力资 源的战略制高点， 才能实现中国从工程教育大国向工程教育强国的历史性转变 。 二、 何为新工科人才培养新模式 （ 一） 何为新工科 当前引起工程教育界的广泛关注的新工科， 表面上看似乎是缘起于 年月 以来教育部的多项新举措， 其似乎是对当前种类繁多的工程教育改革措施的概念创 新或政策指导； 而实际上， 新工科理念决不是简单地对过去和当前工程教育改革策略 的概念创新或同义反复， 更不是官方“ 一时兴起” 的政策术语， 它是我国工程教育为适 应新经济、 新产业发展的需要而采取的积极行动， 是一种颠覆传统工程教育形态的全 新工程教育形态。 新工科不仅是高等工程教育对未来工程发展新态势和新需求的回应， 更是工程 教育领域依据国家、 产业和科技领域重大需求的突破性变革。以下个方面是新工 科建设必须首先解决的： （ ） 新的工程教育理念。它是新工科建设与发展的灵魂保 障， 是工程教育范式变革的指南针。构筑新的工程教育理念， 转换工程教育的新范式 年 姜晓坤， 等： 新工科人才培养新模式第期 并明确其对工程教育实践的指导作用， 已成为新工科建设过程的首要问题。（ ） 新的 学科专业结构。学科是科学发展和社会进步的产物， 它必然以科学技术和经济社会 的发展趋势为导向。因此， 面向未来技术和产业的发展， 工程教育必然要调整和优化 学科专业结构， 在改造现有工科专业的同时， 积极布局前沿和紧缺学科专业， 以适应 并引领未来工程发展的需求。（ ） 新的人才培养模式。新工科肩负着工程教育面向 未来发展的历史重任， 应一改过去迭代式人才培养模式改革的方式， 重构工科人才培 养新模式， 培养适应、 甚至引领未来工程发展需求的具有可持续竞争力的新工科人 才。（ ） 新的教育教学质量。进一步重视德育的作用， 将成“ 人” 视为成“ 才” 的基础与 前提。同时， 一改传统的以评教为主的外在评价体系， 转为以评学为主的内在评价体 系， 力求在教育和教学两个方面共同推动工科领域形成内生、 有效的质量文化， 将质 量价值观体现到教育教学具体环节， 真正实现对质量的自觉意识。（ ） 新的分类发展 体系。新工科建设将推动工科高校发挥学科优势、 突出特色， 推进工程教育实现新的 分类发展体系， 有效改善当前发展体系的同质化现状。在各层次各领域内办出特色， 全面提升工程教育质量， 努力培养不同类型的新工科人才， 满足未来工程发展的不同 需求。 （ 二） 何为新模式 新工科归根结底是人才培养的创新， 最终需要通过人才培养模式的改革去实现。 所以， 厘清何为新工科人才培养的“ 新模式” ， 是开展新工科人才培养模式改革的前 提。新工科人才培养新模式要以面向未来、 面向工程发展需求为前提， 肩负着更新人 才培养理念、 重构知识结构和培养目标、 转变培养方式等“ 新” 任务。 培养理念之“ 新” 传统工科的培养理念是学科导向的， 遵循专业设置按学科划分的原则， 教育模式 倾向于解决确定的、 线性的、 静止封闭问题的科学模式， 知识结构强调学科知识体系 的系统性和完备性， 教学设计更加注重学科需要。新工科呼唤成果导向的培养理念。 成果导向（ ， ） 培养理念指教学设计和教学实施的目标 是学生通过教育过程所取得的学习成果（ ） 。 是 年由美 国学者 率先提出的， 经过 年左右的发展， 形成了比较完整的理论体系， 至今 被认为是追求卓越工程教育的正确方向， 适合指导新工科人才培养 。 强调如 下个问题： （ ） 我们想让学生取得的学习成果是什么？这取决于培养目标。（） 我 们为什么要让学生取得这样的学习成果？这取决于培养需求。（ ） 我们如何有效地 帮助学生取得这些学习成果？这取决于培养过程。（ ） 我们如何知道学生已经取得 了这些学习成果？这取决于教学评价。（ ） 我们如何保证学生能够取得这些学习成 果？这取决于持续改进。 理念由个下位理念组成， 即以学生为中心、 反向设 计和持续改进。这个下位理念就完整回答了上述个问题。 培养目标之“ 新” 中国工程教育人才培养目标经历了从实践导向逐步向科学导向的转变过程。基 年 姜晓坤， 等： 新工科人才培养新模式第期 于实践导向的培养目标， 中国工程教育为共和国工业的崛起培养了大批工程实用人 才， 但这种人才的不足也逐渐显现， 例如， 学科基础薄弱， 后续发展乏力， 难以面对复 杂工程和重大工程科学问题。在科学主义的影响下， 工程教育目标走上了学科导向 的道路。高等工程教育的学术化是对过去以经验为基础的工程教育的超越， 但这并 不意味着高等工程教育可以忽视工程实践、 脱离工程实际。“ 回归工程” 已成为近年 来工程教育改革的主流方向。因此， 新工科人才培养目标必须面向工程发展所需， 实 现从科学导向向需求导向的又一次超越。从注重科学知识的培养， 提升到对“ 品格 知识能力” 全方面素质的重视， 以培养满足未来新兴产业和新经济需要的、 拥有全 方位高素质的、 可持续性发展的新工科人才。这种人才不仅拥有全方位应对未来的 知识与能力， 且兼具良好的品格素养； 不仅“ 术业有专攻” ， 而且具有“ 学科交叉融合” 的特征； 不仅能够解决现有工程问题， 还能面对未来的工程问题， 并能对未来技术和 产业起到引领作用。 素质结构之“ 新” 新工科作为一种新的工程教育改革方向， 依然需要保持其育人的本质不动摇。 但其在新经济背景下， 新工科人才的培养需求发生了很大的变化。只有明确新经济 对新工科人才的需求特征， 才能积极拓展和提升人才素质结构的内涵。而新经济的 本质， 从生产力和生产关系的角度， 可以说是生产关系的“ 原始” 回归； 从能源使用的 角度， 可归结为能源的“ 民主化” 趋势； 从人的属性角度， 则是促使人由“ 工具人” 回归 “ 价值人” 。因此， 新经济背景下的新工科人才培养的终极目标应当是 追求人类 与自然之间的和谐发展。也就是说， 新工科人才不仅需要继续完善知识和智能方面 的培养， 更将进一步强调品格方面的培养， 从而更加全面地构建起面向新经济的、 立 体丰富的人才素质结构。 培养方式之“ 新” 新工科人才培养方式， 应以“ 融合” 为顶层目标， 运用顶层设计理念， 在工程教育 系统中自上而下， 逐步提高工程教育系统各个层次的融合。新工科人才的培养方式 之“ 新” ， 要求新工科建设过程中必须着眼于顶层设计， 实现工程教育系统各个层次的 融合， 统筹规划人才培养任务的各层次和各要素， 合理而高效地利用有效资源实现新 工科人才培养目标。通过不断促进新工科建设过程中人才培养方式“ 融合” 度的提 升， 使工科人才培养方式焕然一新， 全面提升人才培养质量， 适应并满足未来工程发 展的需要。 三、 新工科人才培养新模式的构建策略 新经济是一个动态的、 相对的概念。经济发展不断推陈出新， 新工科要着眼于互 联网革命、 新技术发展及制造业升级等时代特征， 全面改革学生核心能力的培养。 年 姜晓坤， 等： 新工科人才培养新模式第期 （ 一） 响应时代呼唤更新培养理念 新经济需要新工科人才， 新工科人才的培养需要新理念引导。要实现从传统工 科学科导向的培养理念向成果导向转变， 必须把握如下几个关键环节。 以学生为中心 以学生为中心是 教学设计、 实施和评价必须遵循的一个核心理念， 体现了 人才培养理念的核心价值。教学的基本问题是教什么（ 内容） 、 怎么教（ 方法） 和 教得怎么样（ 评价） ， 以及学什么（ 内容） 、 怎么学（ 方法） 和学得怎么样（ 评价） 。传统教 学以教师为中心， 即教学内容主要取决于教什么， 教学方法主要取决于怎么教， 教学 评价主要取决于教得怎么样。 坚持以学生为中心， 即教学内容主要取决于学什 么， 教学方法主要取决于怎么学， 教学评价主要取决于学得怎么样。要实现以教师为 中心的教学向以学生为中心的教学转变， 必需正确认识和把握三个基本问题： 教学本 质、 教学目的和教学原则。 教学本质是对教学是什么的追问。传统的认识是： 教学是“ 教师把知识、 技能传 授给学生的过程” 。这实质上将教学看成是定向“ 授” 与“ 受” 的过程。以学生为中心 的教学本质认为： 教学就是“ 教学生学” ， 教学生“ 乐学” 、 “ 会学” 、 “ 学会” 。其中“ 会学” 是核心， 要会自己学、 会思中学、 会做中学。教学目的是对教学为什么的追问。传统 的认识是： “ 教” 是为了“ 教会” ， “ 学” 是为了“ 学会” 。以学生为中心的教学目的是： “ 教 为不教， 学为会学” 。“ 教为不教” 有两层含义： “ 教” 的目的是“ 不教” ， “ 教” 的方法是 “ 大教” 。以学生为中心的教学原则是“ 教主于学” ， 意味着教之主体、 教之目的和教之 效果均在于学。以学生为主体， 是教主于学的核心。“ 施教之功， 贵在引路， 妙在开 窍” ， “ 教得怎么样” 最终要由“ 学得怎么样” 来评价 。 反向设计 反向设计是 教学设计必须遵循的一个核心理念。它是指课程设计从顶峰 成果（ 培养目标） 反向设计以确定所有迈向顶峰成果的教学的适切性。教学的出发点 和教学内容不是教师想要教什么， 而是要达成顶峰成果需要什么。反向设计是针对 传统的正向设计而言的。正向设计是课程导向的， 教学设计从构建课程体系入手， 以 确定达到课程教学目标的适切性。反向设计是从需求开始， 由需求决定培养目标， 再 由培养目标决定毕业要求， 再由毕业要求决定课程体系。由于正向设计是从课程体 系开始， 再到毕业要求、 再到培养目标、 再到需求， 教育结果一般很难满足需求。因 此， 传统的正向设计对国家、 社会和行业、 用人单位等需求只能“ 适应” ， 而很难做到 “ 满足” 。而成果导向教育则不然， 它是反向设计、 正向实施， 这时“ 需求” 既是起点又 是终点， 从而最大程度上保证教育目标与结果的一致性 。 持续改进 持续改进是 教学评价必须遵循的一个核心理念。传统教学评价是终结性 的， 注重评价的评定和选拔功能， 忽视评价的诊断和改进功能。 教学评价是形 成性的， 它是一个动态的评价过程， 是在课程、 教学和学习过程中使用的系统评价活 年 姜晓坤， 等： 新工科人才培养新模式第期 动， 要求评价者把教学过程看作是一个整体系统， 而这个整体系统包括许多子系统， 每个子系统之间相互联系和影响， 彼此之间通过形成性测验为对方提供信息， 以改进 教学效果。形成性评价是一个过渡性评价， 它既是计划中上一阶段结果的总结， 又是 计划中下一阶段教学的起点。通过对上一个阶段的教学情况的总结来发现问题、 改 进教学， 同时这些总结又将成为下一阶段教学的起点。 （ 二） 推进范式转换重构培养目标和素质结构 回顾工程教育发展历程可以看出， 当前的工程教育范式仍然深受“ 科学范式” 和 “ 技术范式” 的影响。同样， “ 工程范式” 远非工程教育范式的终极转换状态， 对范式选 择的认识不应非此即彼、 过于单一。工程虽然是对科学或技术的具体应用， 但究其本 质是对人类“ 需求” 的响应， 如何更好地满足“ 人” 的需求才是工程教育追求的终极目 标。对过去支撑工程教育的技术、 科学、 工程价值的尊重固然不可缺少， 但过分重视 或轻视某一维度均会使得工程教育自身出现理性失衡 。因此， 我们不能完全放弃 科学范式而简单地用工程模式取而代之， 但也不能继续用科学范式进行工程教育。 正确的做法应该是， 将科学范式和工程范式进行集成， 构建一种适于新工科的“ 科学 技术工程” 相互促进、 辩证统一的综合模式， 这才是体现工程教育价值理性的正确途 径。推进范式转变， 主要体现于培养目标和素质结构上。我们必须重构新工科人才 的素质结构， 在完善和提升传统的“ 知识能力” 培养的基础上， 重点加强对品格方面 的培养， 塑造全面立体的新工科人才素质结构。 品格培养 品格多为隐性素质， 是立人之本， 是人才全面发展的根本保障， 是新工科人才受 用终生的素质。新工科教育想要回归“ 理性” ， 对人才品格的培养切不可忽视， 应置于 人才的全面发展之首。新工科人才的品格结构如图所示。 图 新工科人才品格结构 理性的态度（ 培养起点） ， 以爱国情怀、 工程伦理、 生态意识和辩证唯物主义方法 年 姜晓坤， 等： 新工科人才培养新模式第期 论等为代表的正确的世界观、 人生观与价值观（ 定向系统） ， 基于工程认同感的自信与 进取精神、 洞察力、 判断力和求实精神（ 动力系统） ， 勤奋踏实、 协作共享的品质及耐受 和自控力（ 保障系统） ， 只有以上四方面有机结合， 相辅相成， 才能构筑起新工科人才 完善的品格结构。 知识培养 在知识培养层面， 必须逾越“ 知识的狭窄” 及“ 狭窄于知识” 鸿沟。新工科人才不仅 要熟练掌握本学科的专业基础知识、 专业技术理论知识及专业技术应用知识， 还要了解 与之相关的学科知识， 要求宽厚和坚实的工程知识， 广泛的数学知识， 既懂得自然科学 知识， 又了解社会科学知识， 最终构筑起人才全方位复合型知识结构， 如图所示。 图 新工科人才知识结构 能力培养 合理而完善的能力结构是新工科人才进行一切创造性活动的必要条件。新工科 对人才的能力要求， 不仅包含了通过非认知性实践获得的针对专一技术的技能， 也包 含通过认知性实践而获得的、 能够进一步挖掘自身潜能、 实现“ 举一反三” 的能力， 例 如创新创业能力、 快速学习与终身学习能力、 信息能力、 想象能力及决策能力等对个 体智能非直观表达的能力。 只有新工科人才的品格、 知识与能力相互协调、 共同发展， 才能最终实现新工科 人才的培养目标， 满足未来工程发展对人才的需求。可以说， 新工科的人才培养应抓 住新工科战略发展的契机， 形成适应未来工程发展需求的新工科人才素质结构， 助力 工科人才摆脱当前的增量式创新， 迈入具有可持续竞争力的原始创新与颠覆性创新 的新时代， 强有力地回答困扰工程人才培养多年的“ 钱学森之问” 。 （ 三） 遵照顶层设计重建培养方式 在当前工科人才培养过程中， 学科间的相互渗透和纵横交叉已在学科彼此间产 生了广泛的影响， 这正体现了工程学科的融合性理念。“ 顶层设计” 本是工程学领域 年 姜晓坤， 等： 新工科人才培养新模式第期 的概念， 是指从最高端向最低端、 从一般到特殊展开系统推进的一种工程设计方法， 是基于项目各层次和各要素， 追根溯源、 统揽全局， 在最高层次上寻求问题的解决之 道。其以全局视角， 运用系统方法对各要素进行系统配置与组合， 自上而下， 一步步 制定具体的构建策略。 互联网的应用与普及、 大数据的开发与应用、 打印技术和新能源技术等引起 人类生产和生活方式重大改变， 对世界工程发展水平产生重大影响的新事物的不断 涌现， 未来社会生产方式、 合作模式等方面的深刻变革也日趋迫切， 因此， 未来工程的 发展必然将与其他因素密切相关、 紧密相连。工科人才作为承载实现工程发展前景 的主要载体， 其培养方式必然体现出“ 融合” 的特点： 首先， 在工科