“新工科”人才培养体系探索研究——以计算机大类为例

李 鹏 闵 慧

1.湖南中医药大学信息科学与工程学院 湖南长沙 410208；2.中南大学湘雅三医院 湖南长沙 410013；3.医学信息研究湖南省普通高等学校重点实验室(中南大学) 湖南长沙 410006；4.湖南信息职业技术学院软件学院 湖南长沙 410200

1 概述

新工科是新时代工程教育改革的新方向。高等院校中的工程类教育作为培养新工科人才的关键环节，对于推动技术革新、引领科技发展具有重要的作用。因此，在高校的教学研究中，应该重视对于工科类课程教学思维和教学方法的研究，积极推动工科类课程的改革，以顺应新工科环境下对于信息类人才的需求，着力培养出思维敏捷、逻辑清晰、极具创造性和先进性的高素质人才。2020年9月，习近平总书记亲临湖南考察，擘画了“三高四新”的宏伟蓝图。省会长沙当以“领头雁”，争做“三高四新”先锋。随着长沙经济的发展，新兴产业的发展需要大批跨学科交叉的新型卓越工程技术人才。2017年，教育部推动了“新工科”发展战略，并于2月18日形成了新工科建设“复旦共识”，于4月8日形成了“新工科行动路线(天大行动)”，又在6月9日形成了“新工科研究与实践项目指南(北京指南)”，给新工科建设提出了明确方向。新工科建设行动在我国高等教育界掀起了一阵新的改革热潮，各高校纷纷响应，在工业界和国际上也引起巨大反响。大类培养是人才培养的一个重要方式，其目标是培养基础知识宽厚、交叉和专业知识精深的人才。结合“新工科”和大类培养，有望在各领域培养具有国际竞争力的高素质人才。因此，以计算机大类为例，研究“大类培养”背景下“新工科”人才培养体系，具有较好的理论和实践价值。

2 国内外现状

事实上，国内外一直在探索工程教育的发展新途径。2001年，美国工程院发起“2020工程师”研究计划，分别于2004、2005年发表了《2020工程师：新世纪工程的愿景》《培养2020工程师：为新世纪变革工程教育》等报告。美国工程与技术鉴定委员会(ABET)的“工程准则2000”(Engineering Criteria 2000，EC2000)明确指出，“工程人才必须具备鉴别、阐述和解决工程问题的能力以及在工程实践中使用技术、技能和现代工具的能力”。MIT等联合制定的CDIO工程教育能力大纲要求，“工程毕业生能在现代团队合作环境中构思—设计—实施—运作复杂有价值的工程体系；在具备专业知识和实践能力的同时，注重解决问题和批判创新等综合能力”。十几年来，我国一直在探索工程教育的新途径。先后实施了一系列行动，如试办国家示范性软件学院、建设微电子学院、实施卓越工程师培养计划、推行CDIO工程教育、开展工程教育专业认证、发展战略新兴产业相关专业等。2015年，国务院出台《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》和《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，提出要围绕国家的创新驱动发展战略，深化高校创新创业教育改革，培养具有历史使命感和社会责任心、富有创新精神和实践能力的各类创新型、应用型、复合型优秀人才。其目的都是为了满足当前和未来的战略新兴产业竞争人才培养的需要。

3 人才培养面临的挑战

但是，在当前我国的国情条件下，特别是大类培养背景下的新工科建设，面临几个重要问题：

(1)作为特色的中医药院校，在“新工科”背景下，需要培养卓越工程技术人才，但是，基础理论的培养同等重要。如何在大类培养背景下，平衡工程人才和理论研究人才的培养，合理地设置人才培养体系，找到在工程和理论方面因材施教的方案仍需研究。

(2)评估是规范教学的重要手段，以评促建、以评促改、以评促管是其思想核心。在“新工科”背景下，如何选择合适的评估手段，既能够有效地规范教学，又符合教育的规律，是目前面临的一个重要挑战。

(3)校企合作是“新工科”人才培养的抓手，但是，目前的校企合作，存在政策壁垒，由于信息的不对称，影响了工作效率。如何建立良性的校企合作机制，提高人才培养质量，以及如何理顺相关政策，建立良性的校企合作机制，让校企合作为“新工科”人才培养更好地服务，提高人才培养质量，成为亟待研究的问题。

(4)目前，由于师资水平不平衡、政策不完善、资源不充足等原因，优质的“新工科”教学尚无法全面铺开。如何集中优势力量，进行小范围地大胆改革，个性化培养人才，还需要进行诸多探索和尝试。

4 人才培养体系设计

下面以湖南中医药大学信息科学与工程学院的教学改革为背景，针对目前的实际情况，在师资水平不平衡、政策不完善、资源不充足等情况下，针对人才分流、教学评估、校企合作、个性化人才培养等方面进行研究，力求为大类培养背景下的新工科建设提供一个新的思路。

4.1 设计“隐性分流”培养体系，平衡工程人才和理论研究人才的培养

作为特色的中医药类院校，在“新工科”背景下，需要培养卓越工程技术人才，但是，也必须考虑部分学生将要进入基础理论研究领域。其中，工程技术领域对接产业需求，面向高级工程技术；理论研究领域对接研究前沿，面向将来的基础理论研究。作为两者基础的通识教育，是培养高层次人才的基础，并在学生中和素质上加以提升，培养其数学、英语、合作、组织等方面的能力，是前两者的保障之基。三者之间的关系如图1所示。

图1 大类培养背景下三个教学模块之间的关系

在大类培养过程中，为平衡此问题，我们提出如下的举措：

(1)在大类培养(大学一年级)的课程中，加强英语、数学、物理、计算机基础、电路等课程的培养，并适当增加人文课程，夯实学生的基础。

(2)大学二年级之后，由各专业自行制订培养方案。在培养方案设立时，确定“面向工程技术”和“面向科学研究”两个模块供选。

(3)建立“隐性分流机制”。学生进入大学二年级，设立选课向导，以班导师、辅导员为队伍，根据学生的兴趣，指导其选择面向高级工程技术和科学研究的课程。

(4)对每门课程设立课程负责人，对于“面向工程技术”和“面向科学研究”两个方向，由课程负责人安排相应教师，使得不同的教师根据专长对课程进行教学。

(5)培养方案中，增加学生在合作、组织等综合素质方面评价的权重，提高平时成绩的比例，在平时成绩中考虑学生综合素质。

4.2 采用合适的评估手段，规范教学活动

评估是规范教学的重要手段，以评促建、以评促改、以评促管是其思想核心，教学评估是保证教学质量和规范的撒手锏。在“新工科”背景下，我们拟从以下方面进行改革：

(1)选择合适的评估工具。当前，工程教育专业认证和教育部的本科教学审核评估是我们优先选择的两个评估工具。

(2)教学评估工具化。学院将组织班子，对两个评估工具中的要求进行量化。对教学过程的细节进行精细化，对教学文档进行规范化，并制定明确的规范标准。

(3)用教学评估促进专业建设。面对教学建设比较分散、工作繁杂、专业建设一事一议效率较低的问题，每年各专业针对教学评估找差距，由学院设立政策，促进专业建设。

(4)教学评估责任化。在教学评估过程中，设立多级责任体系，学院对教学评估的总体效果和规章制度负责，专业和系对本专业的教学评估质量和培养方案负责，课程负责人对课程的教学文档负责，教师对自己教学的过程规范性负责。

4.3 建立良性的校企合作机制，提高人才培养质量

校企合作是“新工科”人才培养的抓手。针对目前校企合作存在政策壁垒，由于信息的不对称、效率较低的问题项目拟从以下方面进行改革：

(1)对接双一流，在校企合作中培养教学成果。采取“长期合作、互利共赢、多位一体、建设精品”的思路，将校企合作从“人才培养计件工程”中解放出来，采取“接触—合作—嵌入—融合—共建”的方案进行校企合作。

(2)建立“学院—创新实验室—企业俱乐部”的“三驾马车”发展形态，在学院建立创新实验室，设立企业俱乐部，对学院的培养过程进行指导。

(3)以实验建设为抓手，让企业合理合法嵌入。构建体系，由企业投入建设实验室，引进企业进行授课，学校进行监管，兼顾专业的师资培养。

(4)校企合作，打造教学成果。打造一批校企合作精品教材、精品课程、教学名师，引导创建有概念、有数据、有持续性、有实施、难复制的教学成果。

4.4 充分倾斜优势资源，进行创造性改革试验

目前，由于师资水平不平衡、政策不完善、资源不充足等原因，优质的“新工科”教学尚无法全面铺开。我们将集中研究优势力量，从小范围精细改革开始，层层铺开，以点带面。将以“图灵”班、创客空间、学科竞赛为着力点，加强学生个性化培养方面的研究。实行单独开课，安排有丰富教学经验的教师授课，配备专门的班导师鼓励在这些小班内实施翻转课堂等教学改革，从中总结出个性化培养方面的经验，形成教学成果。

结语

为了充分适应新工科培养人才的需要，探讨了以计算机科学与技术大类为例的人才培养体系。通过培养体系设计，平衡工程人才和理论研究人才的培养；通过选择合适的评估手段，规范教学活动；通过建立良性的校企合作机制，提高人才培养质量；通过采取措施对教师进行合理评价和激励；通过充分利用小范围大胆改革，个性化培养人才。这些措施具有较好的实施前景，为高校课程改革提供了良好的参考。