新工科建设产学研融合 培养卓越化工人才

侯翠红 ， 胡国勤 ， 任保增 ， 刘国际

(郑州大学 化工与能源学院 ， 河南 郑州 450001)

1 我国工程教育现状

工程教育在我国高等教育中占有重要地位，高素质工程科技人才是支撑产业转型升级、实施国家重大发展战略的重要保障。

我国拥有世界上最大规模的工程教育。2016年，工科本科在校生538万人，毕业生123万人，专业布点17 037个，工科在校生约占高等教育在校生总数的1/3。但我国工科人才培养的目标定位不清晰，工科教学理科化，对于通识教育与工程教育、实践教育与实验教学之间的关系和区别存在模糊认识，工程教育与行业企业实际脱节太大，工科学生存在综合素质与知识结构方面的缺陷等。

新经济对人才提出的新的目标定位与需求为“新工科”提供了契机，新经济的发展呼唤“新工科”。我国现行的工程教育人才培养体系是在传统工业化过程中建立和发展起来的，但无法适应和满足未来新工业革命的需要。主要问题表现在：①培养目标定位不准。工程教育人才培养目标与国家创新驱动战略需要不吻合，导致工程教育培养的人才与国家重大工程建设、企业技术创新需要脱节。②培养理念落后。工程技术人才培养同生产和创新实践脱节，导致培养的人才知识结构单一、视野狭窄，自主创新能力不足，无法树立正确的大工程观。③知识体系不完善。没有很好地将科学教育、技术教育和工程实践融为一体，强调基础学科知识，忽视技术科学知识。传统的理科和工科已不足以应对时代变革，我们要重构一些核心知识，原来的老知识要升级换代。“新工科”应该是科学、人文、工程的交叉融合，是培养复合型、综合性人才，学生要具备整合能力、全球视野、领导能力、实践能力，成为一个人文科学和工程领域的领袖人物。④校企之间未能建立良性的联合培养机制，产学结合不够。高校缺乏有经验的企业工程师参与教学活动，同时企业积极性不高，学生到企业实习、实训减少，学生的工程实践薄弱。

“新工科”建设是对新一轮科技革命和产业变革的主动响应。无论是从产业变革大趋势来看，还是从中国发展新经济大需求来看，都需要大批新兴工科人才支撑。这些都需要新理念的指引和新培养模式的支撑，最后实现更新更高的教育质量。

2 “新工科”概念的提出

当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革正在加速进行，以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展，迫切需要培养造就一大批多样化、创新型工程科技人才。“新工科” 概念正是在此大背景下提出的。对高校来说，“新工科”不仅指新兴工科专业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等原来没有的专业，也包括传统工科专业的升级改造。

“新工科”概念的提出，在很大程度上是当前工程教育大趋势的一种体现。

2014年6月3日，习近平主席在人民大会堂出席2014年国际工程科技大会并发表题为《让工程科技造福人类、创造未来》的主旨演讲。未来几十年，新一轮科技革命和产业变革将同我国加快转变经济发展形成历史性交汇，工程在社会中的作用发生了深刻变化，工程科技进步和创新成为推动人类社会发展的重要引擎。2016年6月，我国正式加入“华盛顿协议”国际组织。

2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了综合性高校工程教育发展战略研讨会，会议围绕新经济对工程教育的需求和挑战、综合性大学新工科的研究与实践等问题展开深入研讨，提出“复旦共识”，对新时期工程人才培养达成3点共识：①我国高等工程教育改革发展已经站在新的历史起点；②世界高等工程教育面临新机遇、新挑战；③工科优势高校要对工程科技创新和产业创新发挥主体作用。

2017年4月8日，教育部在天津大学召开了工科优势高校新工科建设研讨会，发布“天大行动”，明确了新工科建设目标，关键任务， 重点突破。4月10日，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》(教高司函[2017] 6号)，通知决定新工科围绕“工程教育的新理念”“学科专业的新结构”“人才培养的新模式”“教育教学的新质量”“分类发展的新体系”开展研究和实践工作；2017年6月9日，新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议在北京召开，新工科建设形成“北京指南”。

2017年6月22日，李克强总理主持国务院党组理论学习中心组学习讲座，就新一轮世界科技革命和产业变革若干前沿领域发展态势进行专题学习。当前，新一轮世界科技革命和产业变革孕育兴起，科学革命、技术革命、产业革命呈现融合发展新趋势，我国经济发展正在进入结构调整、转型升级的攻坚期，新旧增长动能正在转换，创新驱动发展、“一带一路”“中国制造2025”等一系列重大战略正在深入实施,以新技术、新产业、新业态、新模式为特征的新经济蓬勃发展,要求面向未来布局新兴工科专业，工程科技人员具备更高的创新创业能力和跨界整合能力，建立更多样化和个性化的工程教育培养模式。

“天大行动”新工科建设路线图见图1。

图1 “天大行动”新工科建设路线图

3 “新工科”的内涵与特征

“新工科”以应对变化、引领未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养多样化、创新型卓越工程技术人才，为未来提供智力和人才支撑。

新经济的发展对传统工程专业人才培养提出了挑战。相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才，他们不仅在某一学科专业上学业精深，而且还应具有“学科交叉融合”的特征；不仅能运用所掌握的知识去解决现有的问题，也有能力学习新知识、新技术去解决未来发展出现的问题，对未来技术和产业起到引领作用；不仅在技术上优秀，同时懂得经济、社会和管理，兼具良好的人文素养等。

科技革命改变教育内容，信息革命改变教育模式，工程教育必须主动适应，帮助未来的工程师们建构起符合时代要求的思维方式和知识结构，并且更加注重培养创新创业能力。

新工科建设势在必行，以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济呼唤新工科的建设，国家一系列重大战略深入实施呼唤新工科的建设，产业转型升级和新旧动能转换呼唤新工科的建设，提升国际竞争力和国家硬实力呼唤新工科的建设。加快建设和发展“新工科”，培养新经济急需紧缺人才，培养引领未来技术和产业发展的人才，已经成为全社会的共识。

4 产学研融合协同育人模式研究

产学研融合协同育人作为新工科建设的重要抓手，对培养造就多元化、创新型卓越工程人才，支撑产业转型升级，具有重要意义。此前却因高校与企业深入融合不够，出现人才知识体系与人才结构无法适应产业结构调整需求的现状，打造产学研融合新模式势在必行。

郑州大学拟以适应新工科建设对多元化、创新型卓越工程科技人才需求为建设目标，以我校化工类专业为试点，以产学研融合为抓手，开展新工科教育产学研协同育人模式研究与实践。总体研究思路拟以学生为中心，以成果为导向(OBE)，对标卓越工程师计划要求、国际工程教育认证和郑州大学“双一流”建设目标，以产学研融合育人为抓手，明晰新工科专业定位、修订人才培养方案、凝练自身办学特色，重构有多领域教育教学专家、多行业企业 专家参与的新工科教育产学研协同育人方案、教育教学环节的管理体制和运行机制。为适应目前新经济、新技术、新产业的发展需求，当前工科人才培养面临着新的要求，需要有更宽广的理科基础、更深入的理工融合、学科交叉和产学结合。如何培养卓越工科人才是关于我国教育事业发展的一道根深命题，需要高校和企业、行业共同去探索。

上海硅酸盐所研制出新型柔性防水导电耐火纸

因具有优异的性能、适应物理形变的能力以及便于使用等优点，近年来柔性电子器件和可穿戴电子设备倍受青睐。然而，传统的电子器件难以满足柔性和在严酷环境下工作的要求，电子器件的性能易受到周围环境的影响。例如，金属是导电材料的首选，但金属易被氧化和腐蚀，性能降低，导致功能故障；污染物、湿气、雨水、结冰和降雪也影响电子器件的性能；在水灾、高温或火灾中电子器件易毁坏。因此，能在严酷环境中稳定工作的全天候型柔性电子设备引起人们的兴趣。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的研究团队，在羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的研究工作基础上，采用羟基磷灰石超长纳米线作为主要原料并负载导电碳黑，再用聚二甲基硅氧烷进行涂层化处理，研制出新型羟基磷灰石超长纳米线基柔性防水导电耐火纸，集成防水、导电、电热、耐火阻燃等多个功能，能在各种严酷环境如强酸、强碱、高湿、高温、水下、冰雪天气中全天候稳定工作。羟基磷灰石超长纳米线和导电碳黑构筑多级粗糙结构，聚二甲基硅氧烷涂层化提供疏水性，多级粗糙结构和疏水性的协同作用使柔性导电耐火纸具有超疏水表面，具有防水性能、自清洁功能和高热稳定性，并能耐受各种严酷环境。更重要的是，即使该新型柔性防水导电耐火纸浸泡在水中也能稳定工作，连接的小灯可持续发光。此外，新型柔性导电耐火纸具有电热效应，通电后能在短时间内快速升温，有望应用于高效快速除冰。新型柔性防水导电耐火纸具有优异的耐高温和耐火性能，即使在火中灼烧也可稳定工作，连接的小灯可持续发光。由于具有多种优异性能，新型柔性防水导电耐火纸在高性能柔性电子器件和可穿戴电子设备中具有良好的应用前景。