以需求为导向的新工科人才培养模式探索

文进　赵春霞　陈海霞

[摘 要]新经济发展需要在新工科建设中培养适应产业升级发展的创新型人才。新工科人才培养必须主动适应新经济发展要求，更新教育理念，把学科导向变成产业需求导向。文章探讨以需求导向制定人才培养计划、构建新的课程体系，通过建立多学科背景的教师队伍，搭建创新型人才培养平台，实现产教深度融合;从教育理念、知识结构、教师队伍和实践平台等方面进行学科融合、产教融合开展新工科建设，构建新经济背景下的人才培养新模式，为新经济发展培养具有竞争力的工程人才。

[关键词]需求导向;新工科;创新型人才;人才培养

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）09-0021-03

新一轮的科技和产业革命正在驱动着新经济的形成与发展，新经济的发展要依靠工程教育提供人才支撑，因此必须加快建设新工科专业。新工科建设是在新科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教育改革的重大战略选择，是今后我国工程教育发展的新思维、新方式[1-2]。

新工科建设不应闭门造车，应该开门办学，主动适应国家产业升级的规划要求。为了积极应对产业的变化和发展，高校应该主动培养当前和未来产业行业急需的工程人才，把学科导向变成产业需求导向。面对新兴产业行业和新的产业行业形态的出现，主动对接并满足产业行业需求是新工科建设的落脚点。新工科人才培養必须破除原有的专业分割壁垒，通过产教融合、校企合作，建立协同育人生态环境，实现人才供给侧结构性改革，这是新工科建设的重要方面，也是工程教育主动适应新经济发展要求的重要途径。

一、树立以需求为导向的教育新理念

改革开放以来，我国高等工程人才对国家经济社会发展起到了巨大的推动作用。在传统工科人才培养中，比较注重以学科导向制定人才培养计划，以学科结构确定专业的构成，完全以学科确定专业的知识结构，这样难免会造成工程人才的知识结构和能力结构与实际需求脱节。人才培养是一个“百年树人”的过程，教育是一个慢变量，而教育的成果即人才是需要服务于当下社会发展的，因此教育必须是超前的、创新的教育。特别是高等教育担负着高层次人才培养的重任，高等教育应该把超前发展、主动适应作为基本原则，否则培养出来的人就会落后于时代发展要求。

新技术、新产业和新业态的更新迭代周期将越来越短， 产业发展对工程人才要求的变化频率随之加快[3]。如果只按照当前人才市场的需要进行工程人才培养，那么，面对不断缩短的学科专业建设和人才培养周期，就会使工程专业毕业生严重滞后于产业行业发展的需要。因此工程教育必须面向未来产业需求，才能使新工科培养的工程人才超前于市场需求并能够引领未来产业发展。

新经济的快速发展比以往任何时候都渴望创新型人才，培养具有卓越能力的创新型人才是高等教育对推动国家经济社会发展应当承担的责任。 因此，新工科的建设目标应该是“主动布局、设置和建设服务国家战略、满足产业需求、面向未来发展的工程学科与专业，培养造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才”[4]。这就要求在工程人才培养中满足国家重大战略需求，包括“互联网+”“中国制造2025”等重要需求，为国家创新驱动发展提供高水平人才支持。互联网和人工智能等高新技术的应用，对传统产业产生了颠覆性影响，促进了传统产业的升级改造。这些传统产业的改造，需要与之相适应的新型工科人才。新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等七大战略性新兴产业，促进了我国经济发展方式转变、新旧动能转换、产业结构转型升级，这些新兴产业的发展对人才知识结构、能力结构和素质结构提出了新的要求。

我国建筑材料行业已全面进入绿色、低碳生态文明发展轨道。新型干法水泥和中国浮法玻璃在“十三五”期间率先达到世界领先水平，开启了中国制造和中国创造并举的新时代。面对新型工业化背景下材料行业的人才需求，高校需要通过产教融合，确定新经济环境下材料类人才培养目标与企业转型要求的契合点，拓宽材料类卓越人才的内涵，推进面向行业和企业的教育教学供给侧结构性改革。瞄准未来，以产业需求为牵引，把被动适应变成主动支撑引领，促进教育链、人才链、产业链、创新链的有效连接，形成具有可持续竞争力的工程人才培养体系。

二、探索产教融合的培养新模式

新经济的发展需要培养学科交叉与融合，综合素质全面、适应能力强、实干精神强、创新意识强和具有国际竞争力的工程人才。材料学科特别是新材料学科是一门学科交叉性强、实践性强的学科。新工科人才培养，需要注意结合行业和企业的特点，根据材料学科本身的发展特点，分析未来材料类工程人才应具备的素质，结合新工科人才的知识、素质和能力特征，建立以行业企业需求为导向的材料类人才培养新模式。

真正实现产教深度融合的关键是将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求引入人才培养过程，以使学生成为行业企业所需要的人才为培养标准。这就结合材料产业发展需求，依据材料学科特点重新梳理知识点，更新教学内容和课程体系，构建适应新经济业态的专业知识体系，打通产教融合的“最后一公里”。

新经济发展要求工程人才不仅具有扎实的专业能力，还需要具备信息技术、经济和管理等方面的知识。因此，其人才培养要打破学科界限， 破除专业分割壁垒，进行跨界交叉融合，构建遵循工程逻辑和教育规律的课程体系[5]。把产业企业标准融入材料类人才培养中的产教融合培养模式，通过知识点梳理和整合，把原来专业教育中相对薄弱的信息技术、经济和管理等方面的知识较好地融入课程体系中。建立从理论学习、动手实践再到探究学习的教学链条， 把创新精神、创业意识的培养融入工程教育的全过程。

行业和企业专家全程参与工程人才培养，实现全方位的产教融合。以产品“构思、设计、实现、运行”的全生命周期为载体，通过产教融合等方式，制定人才培养计划、构建课程体系、开展教材建设。把行业对人才的能力和素质要求与人才培养过程相结合。深度的产教融合有助于及时动态地调整人才培养的目标和标准，使人才培养方案的具体实施不会偏离行业企业的要求。同时进行教育和教学方法的改革，创新“互联网+”环境下工程教育教学方法。把创新创业教育融入工程教育的全过程，着力培养学生的创新精神、创业意识和创造能力并使其形成未来工程师的综合品质和工程能力。

三、构建能力需求导向的专业知识体系

习近平总书记在国家工程科技大会上指出，未来几十年，信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术等交叉融合将会引发新一轮科技革命和产业变革。具有卓越创新能力的工程人才培养必须面对未来新技术的发展，关注新产业、新技术对人才培养的要求。创新型工程科技人才培养具有新技术发展、制造业升级的时代特征。面对新技术、新产业的发展，工科专业的学生除了应该具有本专业的知识技能，还应该具有计算能力以及大数据、互联网与物联网、纳米技术和3D 打印材料、跨学科合作等方面的知识和能力[6]，因此新工科人才的能力应该从多个维度进行拓展。新工科人才的培养不应仅仅关注学生学术能力和技术能力的培养，同时也应注重培养学生的个人效能、社会能力。学生不仅需要系统掌握专业知识，还需要具有有效交流、批判性思维、系统思维、问题解决、协同合作、数据决策、创新创业和自我管理等技能。

新技术对传统产业的渗透，使现代工程问题涉及的学科门类多元化，同时还涉及技术、经济、社会、文化和政治等方面，传统学科的界限变得模糊。人才能力结构的变化对工程人才知识体系的构建提出了挑战。必须跳出传统单一的学科体系需求，按照新工科人才的能力需求，构建多学科交叉融合的专业知识体系。

在材料领域，特别是建筑材料工业已经改变了过去单一的产品制造的定位，现在的材料工业是在集金、木、水、火、土五行之大成的物质形态本身的属性基础上，融入了信息技术、文化艺术、生态环境等多种时代元素的现代化新型产业。单一的专业知识教育，已经难以适应现代工业的发展。所以在课程体系设计中，一方面要在材料学科的知识体系基础上，结合材料在相关领域的应用，把与材料学科相关联的知识增加到知识链条中，如环境材料、海洋材料、生物材料、信息材料和新能源材料等，拓展学生的学术能力和技术能力。另一方面要把管理学、经济学、法律、人文艺术、社会和历史等非技术性能力的知识以课程模块或课程组的形式列入课程体系中，加强个人效能和社会能力。在知识体系中把技术能力和非技术能力有机结合起来，发展学生宽广的、可迁移的技能和知识，更好地应对新工业革命的挑战。

四、建设多学科融合的教师新队伍

教师队伍建设是人才培养的关键。新工科建设要求教师知识渊博、工程能力强、学术水平高及综合素质好。教师不但需要具有较好的专业知识素养，注重本专业领域能力的提升，还需要关注新兴、交叉和前沿學科，尤其是与本学科专业领域相关的新技术、新产业。新工科人才培养是为新型产业服务的，教师应该了解新技术和先进工程设备。高校应与产业界和企业保持密切的合作关系，通过项目合作开发、定期或不定期地培训等方式，使教师了解产业企业的需求和行业发展，及时有效地将教学资源应用于教学中。引进教师时需要注重教师学科背景的交叉性、知识结构的互补性及工作经历的多样性等，对新教师的培养注重其学术能力以及运用多学科知识、原理进行设计开发、技术创新和解决复杂工程问题的能力。

新工科具有信息化、网络化、智能化、交叉化和创新性等一系列新特征，新工科人才应当具备跨学科的知识和能力。这就需要协调工程教育中各个主体的协作关系，形成高校主体、行业指导、企业参与的协同育人新模式。需要逐步突破制约工程教育发展的人才资源壁垒、区域壁垒，吸纳相关企业技术人员、管理人员参与工程教育中，形成“教师-工程师”双师型教学团队。

在产业和行业发展中处于领先地位的高新技术企业、产业领域的龙头企业和具有国际水准的科研院所，了解本领域最新趋势和行业需求，熟悉最新技术动态和先进设备性能，能够把本领域中的技术需求以最快速度转换为知识需求。高级技术人员在利用新知识应对新产业问题上，积累了解决各类前沿问题的经验，能为工科人才培养提供产业经验。企业教师可以以多样化的方式有效地融入教学的各个环节中，从培养计划、教学内容到实践实训和创新创业训练等全方位融入工程人才培养。企业教师参与制定和审核人才培养计划，把行业发展需求及时融入培养方案中，在企业的工程化背景下进行工程人才的培养。在生产实习、工程综合训练、课程设计和毕业设计（论文）等实践教学环节采取双导师制，以工程实际问题立题，学生可以用三分之一至三分之二的教学学时在企业的现实工程环境中在企业导师指导下进行实践和研究，校内教师则重点负责指导理论分析和总结。对于“工厂设计概论”“安全工程”“项目管理”等与企业实际关联性强的课程，则邀请企业教师直接参与课程教学。根据具体情况，企业教师可以到学校进行集中授课，也可以通过网络的形式进行线上授课，利用互联网技术助力企业教师的教学活动。企业教师从产业发展和工程实际出发，以问题为导向开展教学，才能够更好地激发学生创新的意识和热情，人才的素质和能力培养也才能够更加贴近新经济发展的要求。

五、校企合作建设创新教育新平台

新工科建设的人才培养目标是要主动适应新经济、新业态和新产业的发展，校企合作是进行新工科人才培养的一个重要途径。在生产企业中拥有具有丰富相关经验的工程技术人员和工程管理人员，能够准确把握产业发展对工程人才的需求。企业中先进的生产设备和制造技术，为工程人才培养营造了最真实的工程实践和创新环境。因此，新工科建设需要行业和企业积极参与，打造共商、共建、共享的工程教育责任共同体[7]。需要发挥产业和企业在工程人才培养中的优势，汇聚行业部门、企业的优势资源，建设教育、培训、研发一体的共享型协同育人实践平台和创新训练体系，打造工程教育开放融合新生态。

一方面，通过产学合作、产教融合、校企联合共建实验室和实训实习基地。在前期的“卓越工程师教育培养计划”项目的实施过程中，企业与高校共同建立了国家级工程实践教育中心。工程实践教育中心成为校企人才培养的联合体，共同商议人才培养方案，参与工程实践训练，指导岗位实习和毕业设计。通过这个平台在行业的研究院、设计院、生产企业为学生设置不同性质的实践岗位，让学生的实践能力和创新能力得到训练的同时，也促进了学生创新意识的增强和个性化的发展。新工科建设更加需要通过校企合作形成多层面、宽范围的工程教育实践基地，充分发挥企业整体工程环境在培养学生工程意识和产业思维上的影响作用。对于具备动手能力和一定工程实践能力的高年级学生，可以安排他们在生产一线顶岗实习，以促进人才培养与产业需求的紧密结合，满足产业企业对人才的需求。

另一方面，通过校企合作方式广泛搭建创新实践平台，通过岗位实习、工程综合能力训练、创新项目实践及毕业设计环节等方式，使理论教学与实际教学交叉进行，使学生实践能力培养不断线。实践平台的搭建能够让学生处于真实的工程环境中，以工程思维观察和解决问题，从而使工科人才培养真正回归工程。利用创新实践平台的积累，探索建设高校与行业企业共建共管的产业化学院，完善新工科人才“创意-创新-创业”教育体系。结合行业和产业的特色和优势，营造创新创业教育氛围，创建科技创业实习基地，把产业和技术发展的最新成果与工程教育改革的新理念、新成果进行融合。通过高校与产业企业的优势互补和渗透，建设集教育、培训及研究于一体的区域共享型人才培养的创新实践平台，形成新工科卓越创新型人才培养共同体。

六、结束语

学科导向下的传统工科人才培养体系与新经济发展的人才质量要求之间存在不适应。新经济背景下的新工科建设，应该面向产业和企业的发展需求，以行业企业需求为导向，确立人才培养标准。需要在创新型人才培养中更新教育观念，立足学校特色和行业特色，构建新兴工科和传统工科相结合的人才培養新体系、学科专业新结构。

处于领先地位的龙头企业在新技术应用、新业态发展等方面有着高校所没有的优势。新工科建设可通过深化产教融合，探索建立需求导向的创新型人才培养模式，建设适应新工科人才培养要求的具有多学科交叉背景的教师队伍，为创新型人才培养提高支撑;建立创新型人才培养实践平台，形成校企融合的人才培养共同体，达到全方位的产教融合。以需求引导创新型人才培养，能够更好地发挥创新型人才对国家经济发展和产业升级的促进作用，这是建设中国特色世界一流大学的根本生命力和竞争力之所在。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 吴岩.新工科：高等工程教育的未来：对高等教育未来的战略思考[J].高等工程教育研究，2018（6）：1-3.

[2] 吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科  主

动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[3] 吴爱华，杨秋波，郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].高等工程教育研究，2019（1）：1-7+61.

[4] 林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017（2）：26-35.

[5] 林健.第四次工业革命浪潮下的传统工科专业转型升级[J].高等工程教育研究，2018（4）：1-10+54.

[6] 周开发，曾玉珍.新工科的核心能力与教学模式探索[J].重庆高教研究，2017（3）：22-35.

[7] 夏春琴，刘芫健.新工科背景下创新人才培养模式的探索与研究[J].实验科学与技术，2019（5）：64-67.

[责任编辑：庞丹丹]