新工科视野下传统工科培养模式的创新——以国家一流本科专业木材科学与工程专业家具方向为例

■陶 涛，吴义强，黄艳丽，李新功，陈桂华，袁光明，卿 彦，陈星艳，欧阳周洲

(1.中南林业科技大学材料科学与工程学院，湖南长沙 410004；2.中南林业科技大学家具与艺术设计学院，湖南长沙 410004）

随着经济新常态的到来，粗放式发展的道路已走到尽头，高速发展的信息技术不断颠覆与重构传统产业，产业结构调整已步入深水区，供给侧改革的步伐逐步加快，以精准集约的方式谋求发展是产业升级的必然方向。在新的阶段，要进一步实现跨越式发展，就需要一支高素质、高水平、高专业度的人才队伍。然而，目前高校工科专业输出的人才与产业实际需求之间仍存在较大缺口，在这样的现实情况下，教育部适时提出了“新工科”的理念，以应对新的工业革命浪潮。为了实现高等教育供给侧与市场专业人才需求端的精准对接，促进产业实现高质量科学发展，培养服务国家战略、满足产业需求、面向未来发展的综合应用人才[1]，传统工科在“新工科”的理念指导下进行培养模式的创新显得尤为重要。

党的十九大报告明确提出建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，在这支大军中扮演举足轻重的角色，是“新工科”学生承担的历史使命；培养符合“新工科”要求的学生，是高等工程教育不可推卸的责任。传统工科要着眼于互联网革命、新技术发展、制造业升级等时代特征，从课程教学、实践培养与学科交叉三个方向，根据产业现实与未来的需求实现转型升级，汇聚“新”知识，培养“新”人才，从而紧跟时代发展的步伐。

木材科学与工程是典型的行业特色型工科专业，家具方向是该专业中面向家具产业培养专业人才的重点方向。在传统工科主流培养机制下，学生往往存在实践能力、创新能力和跨界综合应用能力的不足。课程内容与考核方式过于理论化、实践实操课时过少、实践形式单一、校企对实践的支持力度不足、实践条件与产业实际落差过大是造成学生实践能力欠缺的主要原因；课程内容陈旧、授课方式缺乏启发性、培养个性化程度不高、创新项目与评价标准的缺乏等造成学生创新能力未能得到充分调动与锻炼；课程关联度不高、教师涉猎不广、专业之间壁垒严重、课程上的学科交叉与融合不足、实践基地类型单一等原因引起学生跨界应用能力的低下[2]。这三个方面的能力是工科生在当前百年未有之大变局中大显身手的“三板斧”，直接决定了学生在新的科技革命和产业革命中将成为颠覆者还是被颠覆者。由于木材科学与工程专业家具方向融合了理科、工科、文科、艺术等多学科多专业，并且直接面向家具产业实际培养专业人才，因此，这一方向是木材科学与工程专业强化学生能力、探索“新工科”转型的排头兵、先锋队。本文以木材科学与工程专业家具方向为主要案例阐述基于新工科视野下传统工科的培养机制创新。

■图1 校企实践平台基本结构

1 链接产业——四维合一的课程教学体系

课程教学是工科生专业知识、技能与能力培养的基础，也是高等工程教育最主要的培养手段，传统工科培养机制的创新首先需要对课程教学进行优化，以求实现知识传授与能力训练的有机结合[3]。通过比较工科相关课程，深入研究这些课程之间的关联关系，可以从模块化、序列化、集群化、产业化四个维度对工科课程体系进行解构与创新。

1.1 模块化

模块化是根据课程的重要程度、开设阶段和所需匹配的资源将课程划分为若干个不同的教学模块，以推动学校、学科与专业的资源优化配置与统筹安排，实现课程教学的分阶段、分批次有序开展。据此，木材科学与工程专业家具方向的课程可以划分为通识课程、专业课程、技能课程、跨学科课程、创新创业课程以及实践课程等六大模块。

通识课程是专业方向最基础的理论架构，也是本专业每一个学生都应掌握的基础内容，主要包括高等数学、计算机基础、材料科学基础、工程力学、有机化学等。

专业课程是面向不同的主攻方向或具体工作岗位所需的关键专业基础课程，包括必修与分方向选修两部分课程。如家具设计基础、家具材料学、家具制造工艺等必修专业课程以及家具史、木材干燥学、家具商品学等面向不同方向的选修专业课程。

技能课程教授的是专业方向所必备的AutoCAD、3ds max、Photoshop、工程制图等实操技能。

跨学科课程是在“新工科”概念引领下，根据产业当前需求与未来发展，拓展引进的其他专业、学院的有关课程，现阶段主要涵盖了计算机编程、数据库管理、企业管理、物流管理、市场营销等，目的是形成与其他学科的交叉复合，帮助提高学生的思维层次与综合应用能力。

创新创业课程由校企合作，引进企业高管、专业培训师授课，传授新思维、新方法、新模式，并设立设计竞赛以及创新创业项目，由企业和市场来评价，并将优秀项目付诸现实，产生效益，培养和激发学生的创造潜力。

实践课程是根据学生实际需要安排符合其发展方向的校内或产业实践机会，帮助学生进一步了解行业、了解市场，同时锻炼学生的实践动手能力，为在校学习到投身产业做好衔接。

1.2 序列化

序列化是对课程进行科学排序，以便学生循序渐进的构建知识网络，实现从简单课程到复杂课程、单一课程到跨学科课程、理论课程到创新实践课程的逐步深化[4]。

在实践过程中，课程的序列化既要保证一门课程开始前其前置知识已经学习完毕，又要确保不因时间久远而需要回头补习。为此，需要根据课程难度和知识点关联情况对全部课程进行梳理，形成课程序列表，基于学习进度开设课程，帮助学生夯实基础，构建知识网络，再发散思维，形成创新并落实到实践中。与此同时，还要考虑为创新创业和实践课程预留充足的时间，充分提升学生的实践能力，实现理论与实践的稳固对接。

1.3 集群化

集群化是根据产业的发展，梳理出本专业的主要分支或方向，根据这些分支方向的实际应用需要将课程整合成课程集群，形成面向特定方向学生的相对个性化的课程体系[5]。

比如木材科学与工程专业的家具方向可以梳理出家具设计、家具生产制造、家具市场营销等分支方向，依据产业和市场最新的发展动态为各方向配置课程，形成课程集群。学生在掌握本专业必修的基础专业知识后，教师引导学生在整个产业链条之中发掘自己的兴趣点，从而确定主攻方向，并选择对应的课程集群进行深度研修和完成毕业课题。通过这种集群学习的方式不断深化在这一领域的认知水平，并锻炼综合解决问题的能力，从而切实避免“艺多不精”的现象。

1.4 产业化

产业化就是在课程教学过程中，充分发挥产业和企业的能动性，基于产业需求打造课程体系、根据产业发展更新内容、引进产业资源创新形式，让课程教学始终保持与市场的紧密联系，所授知识时刻处于产业的前沿，教学形式充分激发学生的潜力。

家具企业多为民营性质，因此课程教学产业化的主要举措包括邀请行业协会、企业核心工程人员参与教学内容的更新，大量引入来自产业一线的数据、图片、视频等资料作为教学案例，在课堂教学中向学生传授家具产业新材料、新潮流、新思想、新概念、新方法、新技术与新业态，在实践教学中运用不同于学校培养的企业培养模式，不仅带领学生到企业生产经营一线参观，还安排学生动手操作。

模块化、序列化、集群化和产业化四维合一的课程教学体系打破了传统与产业脱钩的培养模式，在课程教学中多层次引入企业资源与市场机制，将理论与实践、学校与企业、学生与市场、校内资源与校外资源全面有机的进行了融合，同时兼顾学生的个人特点与接受能力，打破院系的壁垒[6]，实现多层次、宽领域、系统化、个性化的人才培养，为产业输送基础知识扎实、实践技能过硬、创造水平高超、应用能力全面的精英人才。

2 直通产业——互惠共赢的校企实践平台

校企合作是工科生实践培养的主要依托，校企之间的许多共性诉求与内在关联是合作的基础[7]。然而，由于校企分属完全异质的社会系统，存在诸多矛盾[8]：学校以政府为主导，公益性较强，强调有序；企业以市场为主导，盈利为目的，讲究效率。这些矛盾造成了校企合作出现“学校热、企业冷”的现象[9]。“新工科”人才培养中，实践是绕不开的重要环节，对于工科生而言，最好的实践条件就是深入相关产业一线，从实践中发掘课题，从课题中锻炼能力。为此，对现有的校企合作实践教学环节进行优化，妥善处理校企合作之间的矛盾，将不同的合作企业、项目化零为整，搭建互惠互利的校企实践平台（如图1所示），以命运共同体为导向实现校企之间的高效协同[10]，使企业从合作中获得实际的效益，是缓解校企之间体制矛盾的必然措施。

2.1 多层次的合作形式

校企实践平台的核心是多层次的合作形式，一般来看，由浅入深可以概括为合作项目、合作科研中心、合作实践基地和合作教学。

合作项目，即建立学校和企业之间长期稳定的联系机制，合作开展各类科研和育人项目。例如家具企业通过举办设计、创业竞赛的方式，群策群力挖掘灵感；企业生产经营过程中存在阻碍降本增效的难题，以科研课题的形式邀请教师与学生攻关；针对产业某一特定专业人才紧缺的问题采用企业的标准培养人才等。

合作科研中心，即共建重点实验室、工程中心、技术研发中心等各类机构，形成资源整合共用，人员互通有无、项目共同研发、成果利益共享，相互促进、良性互动的人才培养与科技开发基地建设机制。在家具领域，这种合作主要表现在校企联合开展产品研发、技术攻关等，直接创造科研成果、竞争优势以及经济效益。

合作实践基地，即共建校内校外一体化的人才培养培训实习实践基地[11]，为实施“工学结合、学做一体”的人才培养提供教育教学条件和场景，保障技术技能型人才培养的顺利进行。现阶段，家具方向校企合作实践基地主要落实在产业内头部企业，学生在实践基地中能够得到切合产业实际的锻炼与培养。

合作教学，即学校与企业深度合作，企业直接介入学校教学，将企业真实产品、数据、模式作为案例接入课堂，加深学生对产业的理解；同时校企共建对接产业行业发展的各类冠名班、对口班等，学校与企业在统一的教学计划下，分工合作完成人才培养目标，有效促进学生实现从学习到就业、从学校到社会的过渡。

2.2 互惠共赢的资源池

校企实践平台还是一个资源池。平台的参与者不仅包括学校和企业，还进一步细化到学生和教师，每一个参与者都向这一资源池中投入资源，经过平台的转化形成一定的产出，使每一个参与者都获得应有的收益。

木材科学与工程专业家具方向的校企实践平台中，各方的投入与收获可概括如下：

学生接入校企实践平台，发挥自我的创造力开展社会实践，通过设计产品、参与项目的方式实现自我价值，收获个人能力的提升、实践产生的成果。优秀学生通过这一平台还能得到企业的青睐，获得关键岗位的优先选择权。对于一些具有经济价值的项目，学生还可以获得实实在在的收入。

教师在平台中扮演了培养学生、主导科研和技术创新的角色。校企实践平台可以为教师提供源源不断的科研项目和技术成果，推动教师个人能力的提升与资历的积累，同时帮助远离产业的教师群体与产业动态紧密联系在一起。

学校需要为平台的搭建提供便利，帮助平台整合所需的各类实践资源和跨学科资源。而通过校企实践平台能够培养优秀的人才，培育优质的专业方向，积累大量的实践教学经验和成果，这些都有助于推动学校综合实力的提升。

企业整合场地、设备、资金等企业资源与商业模式、人脉等市场资源，并投入平台，可以获得切合企业自身需要和产业发展实际的产品、技术、管理模式等，帮助企业实现降本增效与转型升级。此外可以培养与企业文化、企业需求相匹配的专业人才。

校企实践平台的建立，厘清了学校与企业的合作形式与层次，改变了校企合作零散、不规范的局面，通过平台机制切实提高了效率，并让企业获得可见的效益，有力的提高了企业的积极性，实现了四方的共赢，能够有效促进校企合作的长期稳定开展。

3 赋能产业——资源共享的学科交叉机制

现阶段以及未来产业所面临的实际问题往往不是简单的工科问题，这些复杂的工程问题常常边界不清，具有较高的综合性，脱离了传统工科解决问题的标准范式，需要协调各方利益，运用多学科知识来创造性解决[12]。特别是在互联网超强的跨界渗透能力影响下诞生的跨行业、跨学科的新业态，要求能够站在多学科交叉的高度来思考和解决问题，这是“新工科”的客观要求，也是传统工科人才培养面临的重要挑战。在这样的现实条件下，传统工科就不能固守自己的领域，而是以结果为导向[13]，以开放的心态共享自身资源，以包容的心态广泛接受其它学科的思想[14]，建立起资源共享的学科交叉机制。

具体来看，资源共享的学科交叉机制体现在三个层次。

3.1 课程的学科交叉

针对产业的实际需求，拓展其他学院、学科、专业的课程供学生研修，拔高学生思考和探索问题的层次，提升学生综合应用的能力；与此同时将本专业的有关课程予以开放，提供给其他学院、学科、专业的学生选择和学习。

家具方向课程的学科交叉，一方面体现在家具本身的交融性中：家具产品本身是造型与结构的结合，也就是艺术与工科的交叉，家具生产管理常常又是工科与理科的交叉，家具市场营销是工科与文科的交叉。另一方面，与时俱进的家具产业又不断与新兴产业发生交融，例如企业信息化牵涉到互联网技术，定制家具涉及到编程与优化算法等等。

3.2 项目的学科交叉

校企合作的各类竞赛、课题、基金项目等由传统的面向特定专业特定学生扩展到面向全校各个专业，鼓励学生打破专业限制，组建跨专业、跨学院、跨年级、跨层次项目团队[15]，广泛运用各学科专业知识综合解决问题，以结果为导向寻求在给定条件下达成目标的最优解。例如在面向定制家具企业提高生产效率的有关课题中，除家具方向学生外，还有可能邀请计算机编程、统计学、机械自动化等专业的学生参与；而家具门店管理一类的课题，则需要市场营销、物流管理、室内设计等领域的学生。

3.3 实践的学科交叉

将原本以专业或学院为基础建立起来的实践基地转变为全校共享的实践资源，不局限于特定专业学生，而是面向全校各个学院、学科和专业的学生开放，推动实践资源的综合利用，促进不同专业方向的学生带着本专业的知识跨专业参加实践活动，并在非本专业实践基地中寻找课题、推动产业结构调整与企业的转型升级。近年来，家具方向部分学生被安排到与家具有一定联系的软件企业、营销企业、互联网平台企业等开展实习，都获得了可喜的成果。

课程、项目和实践三个层面的学科交叉，赋予了传统工科新的生命力，为局限于本专业而陷入停滞的研究注入了新思维、新方法和新动力，极大的拓展了学科专业的深度和广度，对于提升学生、教师的综合能力，学科、学校的综合实力以及参与合作的企业的效益都具有积极意义。

4 结语

“新工科”理念对高等工程教育提出了新的要求，在技术革命深刻改变产业发展轨迹的背景下，为了继续推动传统产业的结构优化，促进产业的高质量科学发展，向产业输送更多高质量综合应用人才，传统工科应当主动贴合产业需求，立足当下，放眼未来，加速推进学科人才培养机制的创新，通过构建四维合一的课程教学体系，搭建互惠供应的校企实践平台，构建资源共享的学科交叉机制，不断优化学生培养模式，重点提升学生实践能力、创新能力和跨学科综合应用能力，以满足新时代下产业对专业人才的新需求。