“新工科”视域下地方应用型本科高校“四用”人才培养改革与实践

顾海 孙健华 徐媛媛 吴国庆

摘  要：“新工科”是我国高等工程教育对新一轮产业革命做出的快速回应，地方应用型本科高校是“新工科”建设的重要力量，“四用”即理论基础够用、区域建设能用、行业发展适用、生产一线好用，将成为评价应用型人才是否合格的新标准。以机械设计制造及其自动化专业为例，从德才之说、跨界能力、创新能力与国际视野等四个方面阐述了“新工科”赋予的培养规格，并给出了“新工科”背景下“四用”人才培养的具体实施路径，为应用型机械专业的人才培养提供借鉴。

关键词：机械设计制造及其自动化;应用型人才培养;新工科;“四用”人才

中图分类号：C961         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2019）23-0151-04

Abstract： "New Engineering" is a rapid response of China's higher engineering education to the new round of industrial revolution. Local applied undergraduate colleges are an important force in the construction of "new engineering". "Four uses" means that the theoretical foundation is sufficient and regional construction can be used. The development of the industry and the ease of production will be a new standard for evaluating the qualification of applied talents. Taking mechanical design， manufacturing and automation as an example， the training specifications given by "new engineering" are expounded from the aspects of virtue， cross-border ability， innovation ability and international vision， and the background of "new engineering" is given. The specific implementation path of the "four-use" talent training provides a reference for the cultivation of applied mechanical professionals.

Keywords： mechanical design; manufacturing and automation; cultivation of application-oriented talent; emerging engineering; "Four Uses" talent

培养“新工科”人才已成为高等工程教育的共识。如何理解“新工科”？“新工科”人才应当具备哪些要求？“新工科”目前有两种理解：一种理解是“新的工科专业”，代表新型工科专业的设置;另一种理解是“工科达到新要求”，代表传统工科的改造升级。“新工科”培养的人才是面向未来的技术和经济形态的人才，不仅应掌握更先进的知识包括自然科学、数学、工程科学、人文社科、专业和学科等方面的知识，而且应具备综合能力包括应用所学知识解决实际工程问题、工程设计、创新创造创业能力、团队、沟通交流和领导能力、终身学习能力以及专业所涉及的核心技能和职业态度等。

又何谓“四用”人才？“四用”人才的评价要素有哪些？所謂“四用”人才是对应用型本科高校人才培养规格的新定义，应用型人才以“应用为本”，既要满足当前行业企业结构调整、区域经济提质增效的需要，更要适应新技术、新工艺发展对未来人才的需求，这样的人才可以具体体现在“理论基础够用、区域建设能用、行业发展适用、生产一线好用”这四个方面，即为“四用”人才。其评价要素可以由“知识、技术、能力、素质”等方面构成，潘懋元[1]先生认为：“应用型本科学校是处于研究型大学、高职高专两者之间的中间类型，应当面向行业设置专业”，评价要素可以概括为基础知识扎实、技术技能较精、实践能力较强、综合素质较高等特征。

一、新一轮产业革命呼唤“新工科”

以互联网、智能技术、生物技术为代表的新一轮技术革命所催生的新一轮产业革命呼啸而来，以新技术、新产业、新业态、新模式为特点的新经济蓬勃兴起。进入21世纪以来，制造业面临着全球产业机构调整带来的机遇和挑战，主要发达工业国家都提出来重整制造业的计划，包括美国的“先进制造业国家战略”、德国的“工业4.0”、日本的“机器人新战略”以及法国的“新工业法国计划”等，重塑制造业竞争新优势，我国于2015年5月提出了“中国制造2025”[2]。经过近几十年的快速发展，我国制造业规模虽然已经跃居世界第一位，但是与世界先进国家相比，依然存在核心竞争力不强、自主创新能力弱、信息化与工业化融合深度不够、关键核心技术与高端装备对外依存度高等问题，制约着制造业深度发展。建设制造强国，力争到新中国建国100年时，制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，综合实力进入世界制造强国前列。

未来新技术和新产业的竞争，首先是人才的竞争。新一轮产业革命和新经济发展，迫切需要新一轮工程教育改革发挥影响力，加快建设和发展“新工科”，培养造就更多创新型卓越工程科技人才，有利于提升对经济社会发展的引领力、支撑力。

二、“四用”人才是评价应用型本科人才的新标准

在教育部2019年6月15日公布的2019年全国高等学校名单中，全国共有普通高等学校2688所（包含独立学院257所），其中，本科院校1265所[3]，尤以地方本科院校数量居多。区别应用型大学和学术性大学的关键问题，在于看应用性和学术性在人才培养中哪个起决定作用。地方本科院校既不同于传统的学术型大学，也有别于职业技术院校，它实现了高等教育学术性与职业性的结合，从办学定位上讲，这一类高校是面向行业来设置专业，主要为地方培养各行各业的应用型高级专门人才，按照《国际教育标准分类法》，这一类型的高校相当于5A2类型，因此，地方本科高校绝大多数应归于应用型高校。

何谓应用型人才？“所谓应用型人才，既有别于精于理论研究的学术型人才，也不同于擅长实际操作的技能型人才，他们有足够的理论基础和专业素养，又能够理论联系实际将知识应用于实际。”[4]可以说，应用型本科人才的培养目标是应用为本，基本属性包含“本科”和“应用”，前提是掌握知识与能力，途径是实践教育，本质是学以致用，培养的毕业生要满足区域建设、行业发展和生产一线的需求。概况的说，应用型本科人才应当满足“理论基础够用、区域建设能用、行业发展适用、生产一线好用”的基本要求，这“四用”就是评价应用型人才是否合格的新标准。

以机械设计制造及其自动化专业为例，应用型本科专业和学科建设应以地方经济和社会发展需求为前提，不仅要达到本科教育对人才的基本要求，即机械学科的基础理论、专门知识和基本技能，而且应具备较强的机械工程领域的专业应用能力，能够直接胜任机械制造行业的岗位需求。因此，机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标通常为：培养德智体美全面发展，掌握机械设计、机械制造及其过程自动化方面的专业基本理论知识，具有机械产品设计、制造、设备控制及生产组织管理等方面的应用能力，能在车辆、农机等机械制造领域从事设计制造、科技开发、应用研究、生产组织和管理等方面工作，具有创新意识和创业精神的高素质应用型专门人才。这种培养目标的描述不仅注重“基础”，而且更强调“应用”，但是也不难发现，随着新一轮产业革命的到来，传统的应用型人才培养已很难适应区域经济快速发展对未来人才的需要。

三、以“新工科”理念培养应用型人才

新工业革命加速进行，新工科建设势在必行。2017年6月9日，教育部在北京召开了“新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议”，全面启动和系统部署新工科建设。30余位来自高校、企业和研究机构的专家深入分析研究高校分类发展、工程人才分类培养的体系结构，尊重了高校类型、理念、发展的多元化和复杂化，把高校的“新工科”建设分为三种类型进行分类指导和自主性探索，即工科优势高校、综合性高校和地方高校等。

2018年4月9日-11日，以“变革、创新、融合、共享”为主题的全国地方应用型院校新工科校企协同育人交流会暨人工智能人才培养高峰论坛在京召开，教育部高等教育司理工处副处长杨秋波在会上表示：“我国建设高等教育强国，如果地方高校强不起来，教育强国就谈不上。当前，我国高校在推进‘新工科’建设，地方高校是当之无愧的重要主力军。”

综上可以看出，地方高校一直是“新工科”建设的重要力量，其最重要的职责在于为区域经济发展和产业转型升级提供支撑。“新工科”建设必将成为地方高校转型发展的重大机遇。

制造业一直是支撑经济平稳发展的主要力量，是经济结构调整的主要战场，也是实施创新驱动战略的主要领域。从2018年1月30日的工业和信息化部召开的新闻发布会了解到，2017年我国工业增加值总量达到28万亿元人民币，占GDP的比重达到33.9%。笔者所在省——江苏省，制造业规模已连续8年保持全国第一，2017年规上工业增加值超过3.5万亿元人民币、增长7.5%，占全国比重12.5%，对全省经济增长的贡献率在50%左右。2017年制造业税收收入占全省税收收入比重46%[5]。足以说明，制造业对于地方经济发展的贡献率。同时，曾经的“圆珠笔之问”，以及刚刚发生的“中兴事件”，均深刻揭示了我国作为世界制造大国，仍不能忘记的无法实现一个小零件的完全自主研发与生产之痛。

可见，产业变革是当前区域经济和科技发展关键，发展先进制造业才能使产业发展提质增效，而发展先进制造业依靠工程教育提供人才支撑。地方高校机械设计制造及其自动化专业按照“新工科”建设要求培养实践能力强的应用型人才，才能满足一线企业的需求，对新经济发展起到推进作用，反之则会迟滞产业升级进程。

“新工科”理念赋予了机械设计制造及其自动化专业应用型人才新的培养要求：

（一）以德为先，德才兼备

人才培养首先是培养人，培养首先具有独立人格、身心健康的人，然后才是专业知识和技术技能。俗话说“人有四品”：有德有才是正品，有德无才是半成品，有才无德是危险品，无德无才是废品。北宋司马光在《资治通鉴》中也有一段关于人才标准的精辟的论述：“德胜才谓之君子，才胜德谓之小人，君子挟才以为善，小人挟才以为恶。”可见，“德”是人才的首要标准，“德育”是人才培养的灵魂，“德”之重要，在于决定了“才”的使用。面向新產业、新经济，机械设计制造及其自动化专业培养的未来人才应当首先是具备良好的政治素养、人文素养，具有高度的社会责任感和使命感，具有实业报国的勇气和精神，具备家国情怀的社会主义事业接班人。再之，才是一个掌握丰富的专业基础知识，和具备解决问题能力的应用技术型专门人才。

（二）具有学科交叉与跨界融合能力

“新工科”人才，不仅应对某一学科领域专业知识达到精通的程度，还应对其他相关学科领域的专业知识有相当程度的熟悉了解，能够跨界融合不同领域的知识来解决工作中的实际问题。其实，国内外一些发展迅速的新兴学科，很多都是通过学科交叉而来。以理工科学生的培养为例，国外高校普遍注重跨学科培养，尤其重视跨越技术与艺术人文学科，塑造学生的健全人格和综合素质。传统的文、理、工、商、艺等分科发展的理念，已逐渐成为高校专业结构与区域人才需求不对称的重要原因。

就机械设计制造及其自动化专业而言，发展历史悠久，在国民经济建设中不可或缺，但面对产业升级，急需对该传统专业进行改造，既需要与不同工科之间的交叉复合，如机械与材料、计算机、控制等，同样需要与其他非工科学科之间的交叉融合，又如机械与理科、管理、经济、人文、医学、新闻、法律等其他学科的交融，一方面丰富机械专业的基础内涵，拓展发展空间和潜力，另一方面彰显机械专业的管理、服务和人文的特色。

（三）具有创新精神和创新能力

与工业发达国家相比，我国尚处于全球制造业生产链的中低端，独立的核心技术尚未完全掌握，由“制造大国”向“制造强国”转变，还需突破制造业的技术瓶颈，还需不断提升制造业人才的创新意识和创新能力。机械设计制造及其自动化专业的人才培养过程中，要使学生逐步学会发现问题、思考问题并能找到解决问题的有效办法，通过学习，锻炼自己的创新能力及实践能力，使其具备一定开拓和创新精神。毕业后，能够运用已掌握的机械领域的知识和理论，在工程实践活动中产生新思想、新理论、新方法和新发明，能以创新推动实践、引导实践。

（四）具有一定的国际视野

面对新一轮产业革命，在“新工科”背景下，地方高校的人才培养需要完全适应区域经济发展，但绝不是代表仅需要狭隘的区域视野，而面向未来，必须要有全球化视野，时刻保持与国际接轨。结合地方性应用型高校的实际情况，国际化培养的主要内容应是人才培养过程的国际化，是在实施人才培养过程中采取的一系列措施，如课程设置与国际接轨、教材选用与国际接轨、实践平台与国际接轨等，以此拓宽学生的国际视野，提升综合竞争力。

四、“新工科”背景下机械专业“四用”人才培养的实施路径

在应用型人才培养研究领域，不同学者基于不同的视角构建了相应的应用型人才培养质量影响因素的理论模型[6][7]，发现应用型人才培养影响因素主要为师资水平及结构、课程体系、教学内容及方法、实践教学、教学评价等。这里，从“新工科”建设角度，面向机械设计制造及其自动化专业，提出“四用”人才培养的实施途径。

（一）校企融合，构建知行合一的人才培养体系

国内外高等教育的办学实践表明，应用型本科高校只有融入行业要素和标准，切实加大行业企业参与人才培养的强度和深度，为地方行业企业培养人才，增强行业性就业能力，专业发展才会有生命力。机械专业培养的人才要充分适应地方机械制造行业的经济增长方式和结构转型发展方向，就需要行业企业的参与，构建校基行企协同的人才培养共同体，整合优化教育资源，从人才的培养规格确立、专业方向设定、课程体系设置、新课程开发和课程资源建设等入手，聘请企业高级人才全程参与教学管理活动，制定“四用”人才的具体标准，构建知识、技术、能力、素质全面协调发展，知行合一的机械专业应用型人才培养体系。具体途径有：建立行业企业管理与技术高级人员广泛参与的机械专业教学指导委员会，共同制定完备的知识结构、技术、能力和素质教育的培养方案和教学计划;确立行业企业在人才培养过程中的重要地位，聘请来自行业企业管理和技术的高级别人才担任二级学院的企业副院长，落实“四用”人才的企业标准;丰富实践教学体系内涵，通过校企共建实验室、企业项目入课堂、企业带薪实习等方式，培养学生的工程实践能力;企业管理和文化进课堂，教学计划中提前植入企业的优秀管理和先进文化，预先储备企业可持续发展的原动力。

（二）跨界融合，培养德才并重、文工相融的复合人才

跨界培养不仅是跨学科、跨行业、跨专业，还可以是跨地域、跨时空、跨文化，就机械设计制造及其自动化专业而言，“新工科”人才不仅应该具备力学、机械工程学科领域的知识和能力，还应具备电子科学与技术、计算机科学与技术、经济学、管理学，以及哲学、历史学、文学等多学科领域的知识和能力，并且能够跨界融合不同专业的知识，来解决工作中所面对的实际问题。构建和实施德才并重、文工相融的素质与专业教育体系，以满足智能时代“新工科”人才需求。具体途径有：构建广义的通识教育课程体系，为学生奠定深厚的数理化文史哲基础，并根植创新创业的理念，抓好课程思政教育，同时强化思政课实践教学，培育践行社会主义核心价值观;同时，在机械专业课程中广泛开展专业思政教育，要多讲国内外现有技术发展和研究水平，多讲国情、实情，崇尚“学好机械、服务祖国”的家国天下情怀;优化课程体系，紧扣自动控制技术、嵌入式软件技术、机器人技术、无线通信技术、物联网技术、移动互联网、云计算、大数据、物联网、增材制造技术、知识产权等现代制造业的突破口，推进教学内容更新，达到改造升级旧专业的目的;充分发挥“第二课堂”在人才培养中的重要作用，通过参加党团活动、思政讲座报告、文艺体老活动、社会实践、创新创业活动、志愿公益服务及技能特长培养等，促进大学生思想政治素养、社会责任感、创新精神、实践能力等全面发展。

（三）以工程实践能力培养为主线，改革教学方法

机械设计制造及其自动化专业的知识点多以枯燥的公式推导与应用、数学计算为主，缺少人文特色，难以引发学生的学习兴趣。但是，同时又是最具职业特色的，最具应用背景的。机械专业“四用”人才的培养，应突出工程实践能力的培养。如果要提高学生的学习兴趣，提高学习效果和學习质量，就需要围绕工程实践能力的培养不断改革教学方法。具体途径有：结合课程特点，采用教师引导、学生自主学习教学方法，广泛开展探究式、个性化、参与式教学，以学生为中心，加强师生交流互动，通过适当的形式引导学生分析讨论和提出方案，充分发挥学生的特长和潜力，帮助学生积极思考主动学习;推广慕课、微课、翻转课堂及混合式教学等新型教学模式，打造“金课”，创建多元化的教学方式和与之相适应的评价方式，体现“全天候”学习特征;以典型任务和工程案例作为课程学习的主要内容，教师为主导，学生为主体，重点培养学生的创新思想、思路和意识，通过完成任务掌握知识、技术、技能和方法，有效实现对机械相关知识的融会贯通和综合应用;在学生的工程实践教学活动中引入教师的科研项目，让学生在教师的指导下参与科研实践，通过科学研究过程的锻炼掌握科学研究的创新思想，提高学生的专业综合实践能力，并给予相应的学分作为学习成果。

（四）以赛促学，搭建创新实践平台

机械设计制造及其自动化专业应用型人才应突出专门性、针对性、实践性和行业性的特征，定“型”在应用，定“格”在实践，实践性教学是应用型人才培养的主要途径[8]。一方面，实践性教学通过加大实践性教学的比重，强化实验课教学、实习与实训教学、课程设计或社会实践、毕业设计与毕业论文等实践性教学环节，通过系统性的严格训练，加强与工作体系、工作过程的对接，以提高人才的专业应用能力、开发设计能力、创新能力等。另一方面，应用型人才培养效果的检验，不能仅通过课程的考核“自圆其说”，还需要同层次相近专业人才之间的竞争来佐证培养效果，以及为增强竞争力搭建的创新实践平台。具体途径有：在课程教学内容中增加学科专业竞赛的项目，或者以学科专业竞赛项目作为考核内容，选用的项目具有较好的实用性、趣味性和创新性，可以综合评价学生分析问题和解决问题的能力;构建“校赛、省赛、国赛”三级学科专业竞赛机制，以《中国高校创新人才培养暨学科竞赛评估结果》中纳入的“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛等相关学科专业竞赛作为机械设计制造及其自动化专业的主要参与赛项，并结合“第二课堂”管理，辐射更多学生，扩大受益面;搭建各类以培养学生工程实践能力为目标的创新实践平台，可以是科技社团、兴趣小组、专业强化班、精英班，引入工程项目和竞赛项目，发挥好教师的引导作用和学生的主体作用，注重个性化教育，以此培养机械专业学生的工程设计能力、工程创新能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力以及动手实践能力，从而弥补理论教学中的不足之处，在竞赛和项目实施中，可以培养学生良好的职业素养、敬业精神和工程素质，以此来提高学生的专业能力和综合工程实践能力，为未来“新工科”人才培养打下基础。

（五）内外兼修，培养未来“四用”人才的全球视野

培养适应未来新一轮产业革命及区域经济发展，具有全球化视野，已经成为高等工程教育界的共识。引进国内外优质教学资源和走出去交流学习，这种“请进来、送出去”内外兼修的方式对于培养机械设计制造及其自动化专业学生的全球视野有着较大促进作用。具体途径有：课程的国际化，可以借鉴国外应用技术型高校机械专业的课程设置和优质教学资源，选用优秀的国外教材，开设双语课程，营造国际化氛围;课程内容的国际化，机械专业的课程涉及越来越多的新技术，很多先进技术还掌握在外国人手里，需要冷静客观地认识我國制造业的现有技术发展水平，多讲讲国际发展水平，所谓“知己知彼，百战不殆”;拓展与国外高校合作领域，充分利用各类国际交流平台，积极鼓励和支持学生参与学术交流会、短期游学，锻炼学生的跨文化交际水平，开拓全球视野;选送具有较强创新能力及实践能力的学生参与海外知名应用技术型大学的教科研项目，推荐优秀学生海外深造或者吸引国外优秀学生来校学习，创造国际化机遇，促进不同文化的交融，优势互补，共同成长。

五、结束语

“四用”是对应用型人才的概括性、形象性描述，机械设计制造及其自动化专业“四用”人才要满足“新工科”人才培养要求，就是要立足地方、着眼行业，增强人才培养对地方经济社会发展的辐射力和贡献率，不仅涉及人才培养模式确立、课程体系构建、教学内容与方法改革、师资队伍建设等，还涉及国家政策导向、社会力量支持、人才培养质量评价体系配套和教学质量保障体系建立等内容。随着智能制造引领新一轮制造业革命，“四用”人才的规格标准还将与时俱化，培养途径方法还将日益革新，因此，地方本科高校机械设计制造及其自动化专业培养具有“新工科”背景的“四用”人才将任重道远。

参考文献：

[1]潘懋元，吴玫.高等学校分类与定位问题[J].复旦教育论坛，2003（03）：5-9.

[2]王喜文.新工业革命背景下的“中国制造2025”[J].中国发展观察，2015（07）：17-20.

[3]中华人民共和国教育部.2019年全国高等学校名单[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/s5743/s5744/201906/t20190617_386200.html.2019-06-15/2019-06-27.

[4]吴中江，黄成亮.应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].高等工程教育研究，2014（2）：66-69.

[5]关于“中国制造2025”江苏行动纲要实施情况的报告[EB/OL].http：//www.jsrd.gov.cn/zyfb/hygb/1303/201807/t20180724_501766.shtml.

[6]周沛.应用型本科院校人才培养影响因素的实证分析[J].黑龙江高教研究，2015（10）：148.

[7]沈建.江苏应用型本科院校人才培养的若干思考[J].江苏高教，2014（4）：6-9.

[8]潘懋元.应用型人才培养的理论与实践[M].厦门大学出版社，2011，3.