新工科背景下三位一体助力创新人才培养模式探索和实践

高慧 杨云涛 王林 尹群

摘  要  江苏科技大学以具有鲜明行业特色的船舶与海洋工程专业为依托，将学科竞赛和创新训练融入教学，建立国家、省、校、院四级创新训练体系，探索本科生导师制，发挥专业教师科研能力和水平优势。利用船舶工程实验教学示范中心、船舶数字化设计制造工程实践教育中心及各类创新实践平台等资源和条件，构建学科竞赛、创新训练、本科毕业设计过程控制三位一体的创新实践教学模式，为创新人才培养提供一种途径。

关键词  新工科；工程教育；船舶与海洋工程；创新人才培养模式；学科竞赛；创新训练；毕业设计

中图分类号：G642.4    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）12-0157-04

Abstract  This paper is based on the ship and ocean engineering specialty with distinctive industry characteristics of Jiangsu University of Science and Technology， integrate discipline competition and innovation training into teaching， establish a Four-level innovation training system at the national， provin-cial， school and college levels， explore the undergraduate tutorial system， and give full play to the scientific research ability and level advantages of professional teachers. Using the resources and conditions of our ship engineering experimental teaching demonstration center， ship digital design and manufacturing engineering practice education center and various innovative practice platforms， this paper constructs an inno-vative practice teaching mode of high-quality teaching resources， discipline competition， innovation training， gradua-tion design integration， so as to provide a way for the cultiva-tion of innovative talents.

Key words  new engineering; engineering education; ship and ocean engineering; innovative talent training mode; discipline competition; innovation training; graduation design

0  引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确指出要“深化教学改革……支持学生参与科学研究，强化实践教学环节”。为了推动工程教育改革创新，2017年2月18日，教育部在复旦大学召开高等工程教育发展战略研讨会[1]，发表“复旦共识”[2]。之后不久，《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》中明确提出：“地方高校发挥自身优势，推动传统工科专业改造升级，开展地方高校新工科研究和实践”[3]。

国家在高等教育改革中把大学生创新能力的培养作为重点，高校不仅要培养理论知识扎实、能够解决实际问题的人才，更要培养有较强创新能力和科研能力的人才。

毕业论文作为培养大学生实践创新能力的重要手段，质量的好坏是衡量一所大学教学水平的重要依据。在高校扩招大背景下，传统的精英教育逐步走向大众教育，出现本科生毕业论文质量下滑的迹象，成为高校人才培养中的薄弱环节[4]。出现这种现象的因素有许多，但是毕业论文选题内容过于陈旧，无法适应新体系、新理念、新质量、新模式、新结构的新工科要求，这是主要原因之一[5]，是各大高校当前亟待解决的重要问题。

已有研究表明：将本科生科研训练纳入教学活动是培养创新人才的重要手段，有助于培养学生的创造、创新、创业精神，促使优秀人才脱颖而出。美国博耶委员会（Boyer Commission on Education Undergraduate in the University）发布《再造本科教育：美国研究型大学的蓝图》，欧美发达国家的著名大学把培养本科生的创新科研能力作为大学转型的重要策略，并对本科生创新能力的培养给予高度关注，掀起“再造本科教育”的浪潮[6]。目前，国内已有众多高校在一体化方面进行有益探索和改革，例如：中国矿业大学王方田等[7]依托大學生创新训练课题，提前谋划学生论文主题，早早开展论文选题与方案设计，取得显著成效；中南林业科技大学张胜等[8]将本科生毕业论文的研究任务与创新创业教育活动进行深度融合，探索出一条新工科人才培养新的途径；李金昌[9]介绍浙江工商大学开展实践教学与学科竞赛相结合的经验，通过制定本科生科技作品替代毕业论文制度，提升创新人才培养质量。

江苏科技大学船舶与海洋工程专业是国家特色建设专业、国家级卓越工程师试点建设专业、国家级高等学校专业综合改革试点专业和江苏省品牌专业，办学80余载，为国内船舶与海工装备企业输送了大批优秀毕业生，涌现出一批LNG船、豪华游轮、极地破冰船、国产航母、核潜艇的总工艺师和总建造师。在人才培养理念上，江苏科技大学着眼于船舶与海工领域实践性强、知识技术更新快、学科交叉紧密的特点，一方面面向产业发展需求，培养理论扎实、实践能力强的产业人才；另一方面牢牢抓住海洋强国战略机遇，适应产业升级需求，培养学生具有创新、自主和终身学习能力。本文基于优质教学资源，从“学科竞赛—创新训练—毕业设计”一体化介绍船舶与海洋工程专业在人才培养方案方面转变实践教学思路与方法，实践教学实施过程与质量控制、评价等诸环节，优化创新实践教学培养体系和人才培养机制体制，拓展高等工程教育改革主渠道，提高人才培养质量。

1  构建开放式、多学科交叉融合的新工科创新人才培养方案

近年来，江苏科技大学在国家“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”的发展思路和“江海襟怀、同舟共济、扬帆致远”的“船魂”精神指引下，将船舶与海洋工程这一传统专业积极融入国家海洋开发和强国战略中，与时俱进，引入现代智能制造技術、学科交叉、新型材料、节能减排绿色低碳概念，完成教学理念创新，丰富教学内涵。依托国家级实验教学示范中心、海洋工程装备智能制造技术国家级培育中心、江苏省实验教学与实践教育中心和江苏省船舶先进设计制造技术重点实验室，既注重内涵建设，又注重院际合作，打造学缘广泛，船舶、机制、机电等多学科交叉的师资队伍，构建多层次、开放式学科交叉实践平台。在课程设置上除传统船舶与海洋结构物性能、设计、制造三大核心课程群之外，随着大数据、机器人、物联网+等新兴产业的涌现与高速发展，融入船舶与海洋装备智能制造、船舶与海洋先进工艺力学、船舶生产机器人与高端制造技术、船舶多学科设计方法与优化、大数据与人工智能导论等实践教学内容。将信息化和工业化深度融合作为切入点，人工智能技术、机器人等新兴课程导入传统船舶建造工艺中，建立以数字化、模型化、自动化、可视化、集成化为特征的智能化造船和生产管理课程体系，既重视和其他学科进行交叉融合研究，又结合学校行业特色发展方向，关注船舶行业发展前沿，着力培养国家和地方建设、发展所需的创新型人才。

2  遵循“以赛促学、以赛促教、以赛育人”的教学方针，以教学模式创新为驱动，  提高实践教学质量

针对船舶与海洋工程专业课程实践性强的特点，学校重新设计和梳理教学资源与教学流程，更加关注实践教学实施过程，建立以教师为主导、学生为主体，贯穿本科全过程的导师制，注重培养的前瞻性和连续性，有助于导师由关注学生的“教”向关注学生的“学”转变，从传授知识为主转变为实践能力培养为主，形成具有江苏科技大学特色的“四个三”实践教学模式，即搭好“三个平台”（导师交流平台、船舶与结构工程创新实践教育平台、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛交流平台）、做好“三结合”（与课程教学改革相结合、与创新领军人才培养相结合、与教学团队建设相结合）、做好“三项工作”（校际交流、本科生创新训练、省级以上竞赛）和完善“三项保障”（经费保障、条件保障、制度保障），如图1所示，创新教学结构和模式，建立学科竞赛、创新训练与教学改革联动。

在创新教学模式上以课程教学为基础，以竞赛内容为载体，以技术训练为手段，考虑不同年级、不同能力水平学生的需要，设置三个层次，依次递进，即构建平行递进式创新教学体系，如图2所示，实现“知识—能力—素养”同步培养。

3  依据新工科建设需求，以项目式实践为载体，构建学科竞赛、创新训练、毕业设计深度融合机制

作为实践教学的重要环节，创新训练、学科竞赛和毕业论文无论在培养过程还是在培养成效上，有诸多相契合的地方。学校探索将学科竞赛成果巩固深化，与本科毕业论文有效融合，对于推进学校的教育教学改革和教学质量提高，最终提升毕业论文质量，特别是高水平论文数量，具有一定的积极意义。

当前包括船舶与海洋工程专业在内的大部分工科专业类学科竞赛以工程项目实践为背景，学校将优势教学、科研资源以大一新生引导课程、研讨课程和通识课程等形式，激发新生探索新知识的兴趣；到了大二以上，以专业课或讲座的形式增设绿色船舶、深远海探索与开发、极地开发、船舶与海洋工程装备等前沿课程，将本校参研国产航母、海洋石油981平台、“天鲸号”大型绞吸疏浚船、“蛟龙号”与“奋斗号”深潜器等大国重器项目作为优质教学素材，与创新型船舶设计理念、船舶人工智能及高端制造技术有效融合。

学校以学科竞赛为载体，以培养学生创新意识和能力为目标，搭建学生创新平台，提高学生工程项目实践能力；以学科竞赛课题作为创新训练的选题素材，提高选题的科学性和规范性；以创新训练的管理模式改进本科毕业论文过程管理；以创新训练的结题标准规范本科毕业论文成果，使创新训练、毕业设计具有专业交叉、学科融合的特点，题目取材更加宽泛，内容更加独特，知识点要求掌握更加全面，结果更加多样化，进一步提升毕业论文的整体质量和本科生人才培养质量，“大一打基础、大二增深度、大三收成果、大四转成果（毕业论文）”，形成有方向、有团队、有平台的良性发展机制。创新人才培养路径如图3所示。

经过多年努力，在多方面取得较好成绩。近3年，学生参加省部级以上项目获得特等奖3项、一等奖20余项，发表省级和校级优秀论文10余篇，毕业学生素质逐年升高，就业竞争力大幅提升。以应届毕业生身份进入中国船舶集团以及其他国内500强企业就业人数占毕业生总人数比例和进入“双一流”高校继续深造比例作为评价本科毕业生质量的两个指标，如表1所示。以2013级和2014级为基准数据，两者总的平均比例为10%；2015级、2016级和2017级相比较基准数据，获得大幅度提升，提升幅度分别达到77.8%、111.1%和144.4%。由此可知，实施创新人才培养模式以来，本科毕业生质量得到显著提高。

4  以过程管理为核心，构建毕业论文質量保证体系

本科毕业论文培养学生的初步研究能力，着重考查学生综合运用所学知识来解决实际问题，也是对学生掌握专业知识程度的有效性检验。可以说毕业论文好坏更是本科生人才培养质量高低的直接反映。

作为实现人才培养目标的重要闭环，针对本科毕业设计较强过程性这一特点，重点设计以点穿线、以线网面的全面的质量监管。区别于以往将某几个时间节点的成效评价考核作为质量保障的控制手段，在每一环节制定相关评判指标和评估方法，建立完善的质量控制与考核评价体系。

毕业论文是本科教学中最为关键的实践环节，是实现本科培养目标的重要阶段。分析毕业论文质量现状、影响论文质量的因素，围绕毕业设计的各个环节，规范过程中各个阶段控制点的任务，从优化管理、完善监督、建立评价激励机制上提出规范，强化过程管理，见图4。

从新工科专业建设角度，除了完成上述流程和任务之外，还需要做好以下五点工作：

1）在日常任务环节的基础之上建立全流程毕业设计监控和管理机制，制定一整套完善的监督管理规程，在成效上细化到阶段性目标，在时间节点上细化到天；

2）选题前增加立题环节，减少出题盲目性，充分把握新技术、新方向和技术路线的交叉融合性；

3）探索在监管实施过程中强化“任务—指标—时间节点”管理和师生定期见面制度；

4）增加答辩后环节，用于对论文的总结完善、修改提高，实现创新训练成果、创新研究能力由量变向质变转换；

5）整个过程管理中采用毕业论文智能管理信息平台对学生毕业论文进行全流程监管，对任务和流程保留可追溯的完整记录。

5  结束语

在面向新时代加快建设创新型国家的时代要求下，基于海洋经济发展和建设海洋强国战略发展的人才需求，江苏科技大学探索船舶与海洋工程专业创新人才培养新理念、新模式和新制度，包括：创新人才培养理念，构建多学科交叉融合的新工科创新人才培养方案；创新人才培养模式，秉承新工科建设理念，探索大学生创新训练、学科竞赛和毕业论文相互融合促进机制，“三位一体”助力创新人才培养和保障人才培养制度创新；构建毕业论文流程和任务新结构，健全质量控制和考核评价体系。

参考文献

[1] 夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19，65.

[2] 冯亚青，杨光.理工融合：新工科教育改革的新探索 [J].中国大学教育，2017（9）：16-20.

[3] “新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[4] 吴益锋，张淑敏，田夏.上海交通大学提升本科毕业设计（论文） 质量的改革与实践[J].实验技术与管理，2014，31（7）：193-195，205.

[5] 孙科学，郭宇锋，肖建，等.面向新工科的工程实践教学体系建设与探索[J].实验技术与管理，2018，35（5）：233-235.

[6] 龚雪.麻省理工学院本科生创新研究能力培养实践经验及启示[J].高教探索，2020（1）：74-79，86.

[7] 王方田，万志军，徐营.采矿工程专业本科生毕业论文模式探索与实践[J].实验技术与管理，2019，36（6）：234-236，253.

[8] 张胜.将创新创业教育融入工科专业本科生毕业论文教学环节的实践探索：以中南林业科技大学为例[J].中国林业教育，2020，38（4）：17-20.

[9] 李金昌，林家莲.实践教学与学科竞赛相结合，促进创新人才培养[J].实验技术与管理，2011，28（11）：1-3，16.