地方应用型高校工科专业转型升级路径的探索与实践——以长春工程学院为例

胡 明，尹志刚，李长雨，张文华，刘丹阳

(长春工程学院，长春130012)

一、前言

第四次工业革命是指以互联网产业化、工业智能化、工业一体化为代表，以人工智能、清洁能源、无人控制技术、量子信息技术、虚拟现实技术以及生物技术为主的全新的技术革命。在第四次工业革命(以下简称“新工业革命”)的浪潮下，支撑工业变革和发展的工程教育面临着诸多挑战，包括传统工科专业的转型、改造和升级成为新型工科专业，多个不同工程学科交叉复合或由工程学科与其他学科交叉融合形成新生工科专业，这两大类工科专业与新兴工科专业一道构成了新工科完整的学科专业结构。新工科建设的提出正是对这一挑战做出的积极回应。“新工科”建设是我国高等工程教育主动应对新一轮科技革命与产业变革，适应新经济、新产业发展的重大战略决策与部署，是支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”“互联网+”等一系列国家战略的教育改革行动与经济社会发展的耦合，培养满足未来新经济、新产业需要，具有创新创业能力、动态适应能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才[1-2]。

在“新工科”[3]中，“工科” 是指工程学科，是应用数学、物理学、化学等基础学科的原理，结合生产实践所积累的技术经验而发展起来的学科，“新”包含三方面的含义，即新兴、新型和新生。“新兴”指的是全新出现、前所未有的新学科，主要指从其他非工科的学科门类，如应用理科等一些基础学科。“新生”指的是由不同学科交叉，包括现有不同工程学科的交叉复合、工程学科与其他学科的交叉融合等而产生出来的新学科。“新型”指的是对传统的、现有的(旧)学科进行转型、改造和升级，包括对内涵的拓展、培养目标和标准的转变或提高、培养模式的改革和创新等，而形成的新学科。传统工科专业是在新工科建设提出后，相对于新工科专业，对原工科专业的统称，对传统工科专业的改造升级属于新型工科专业建设范畴。新一轮工程教育改革，一方面要设置和发展一批新兴工科专业，另一方面要推动传统工科专业的改革创新。

地方应用型高校肩负着为区域经济社会发展提供科技与智力支撑的重大责任，是地方经济社会发展的强大引擎。如何对接当前和未来制造业发展、培养具有较强行业型和技术技能型的应用型人才，便成为地方高校必须解决的关键问题[4]。

二、地方应用型高校新工科建设任务

(一)“新工科”建设的新要求

新工业革命浪潮下，全球工业发展趋势及其对传统产业的影响，对工科专业人才在能力上提出新的要求，即除了原有需要具备的知识、能力和素质外，工科专业人才还必须具备数字化能力、创新实践能力、创新创业能力和跨界整合能力，以应对新工业革命的挑战。以学科为基础的传统工科专业在顺应所属工程学科转型发展的同时还需要满足新工业革命对工科人才的新要求，主要表现在以下几方面：

1.面向国家和区域重大战略需求，把握新工科人才的核心素养，将行业对人才培养的最新要求引入教学过程，培养学生的设计思维、工程思维、批判思维和数字化思维。

2.强调产教融合，将产业和技术的最新发展引入学校，更新教学内容和课程体系，深入推进产学研合作育人，系统培养学生的创新实践能力。

3.强调科教融合，推进教师将研究成果及时转化为教学内容，向学生介绍学科研究新进展，鼓励本科生参加科学研究，培养学生的创新创业能力。

4.强调学科交叉融合，探索面向复杂工程问题的课程模式，组建跨学科教学团队、跨学科项目平台，推进跨学科合作学习，培养学生的跨界整合能力。

(二)地方高校新工科建设任务

地方高校作为新工科建设的主力军之一[5]，对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用，是培养工程技术应用型人才的主要承载者，是支撑区域经济社会发展的关键力量。地方高校如何在传统人才培养中把握好“新工科”建设[6]的内涵，以新经济特征中的“新技术、新产业、新业态和新模式”为引导，统筹考虑“工科的新要求”，加快培养新兴领域工程科技人才，改造升级传统工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养，是我们亟待思索和解决的问题。[7]

地方应用型高校与地方经济社会发展紧密联系，新工科建设的重点应是对传统工科专业的改造升级，即“新型”工科建设，应聚焦区域经济和产业发展的相关领域、国家新兴产业等，构建适应和引领区域社会经济发展的学科专业体系，瞄准新技术、新产业和新经济的快速发展，定期审视人才培养方案、课程设置和教学内容，及时做出需要的调整。

三、地方应用型高校传统工科专业人才培养现状

新工科背景下，复杂工程技术问题的解决及产业发展需要对现有学科知识体系进行改造，地方高校传统工科专业人才培养共性问题主要集中体现在以下几个方面：

(一)人才培养体系与产业发展不相适应

传统工科专业一般是按照学科体系进行设置，导致人才培养体系与产业发展不相适应[8]，不能及时有效捕捉产业发展的新趋势、新特征和新要求，不能及时调整专业布局，改进培养目标。

(二)课程体系设置与教学内容选择不能支撑工程教育毕业要求达成

根据地方经济结构转型升级的需求调整教学内容，将社会可持续发展的观点纳入教学内容等问题，以及对学生自学能力、团队意识的培养和个性发展的要求还需要进一步解决和优化。

(三)教学模式不能有效支撑新工科人才培养目标达成

现有的教学模式还是以课堂讲授为主，基于以学生为中心、产出导向的教学模式急需走进课堂；信息技术与教育教学融合工作急需进一步全面深入开展。

(四)教师队伍建设急需加强

部分教师相对缺乏对工程技术和实践问题的理解，难以有效地将新技术、新知识、新理念传导至课堂教学。

(五)协同育人平台建设不能满足新工科人才培养需求

高校实践教学的组织方式，真正达到企业生产要求的协同育人实践平台较少。企业优质资源融入高校人才培养、高校智力资源融入企业创新的机制与体制有待进一步激活。

四、地方应用型高校传统工科专业转型升级实践探索

(一)传统工科专业转型升级的原则

地方应用型工科专业改造升级作为工程教育改革范畴内的工程人才培养改革，其教育理念必然要服务区域经济社会发展和创新驱动发展，服务行业企业技术进步[9]，满足我国经济、科技等各方面的飞速发展。传统工科专业转型、改造和升级为新型工科专业需要密切结合相关产业发展的趋势、注重工程学科和专业的特点并遵循学科专业建设的基本规律[10]。

1.面向未来需求原则。要以高校各自的服务面向区域未来产业发展对专业人才的需求为导向开展专业建设、培养专业人才。

2.突出学生中心原则。强调在专业建设和人才培养全过程的各个环节均要坚持以学生能力培养、直接受益和最终成才为中心。[11]

3.密切多方合作原则。要满足校外行业企业要求的新型工科专业人才培养标准，校内信息技术和人工智能相关的院系和专业共同努力、协同实现传统工科专业的成功转型升级。

4.坚实学科支撑原则。学科是专业建设和人才培养的重要基础，在传统工科专业转型升级之初，为工科专业转型提供坚实的基础和依托；在转型升级后，为工科专业建设和人才培养提供丰富的内涵和最新的成果。

(二)长春工程学院传统工科专业转型升级实践探索

近年来，长春工程学院以高质量发展为主题，以“新工科”建设为引领，以立德树人为根本、以强化特色为核心、以人才队伍为关键、以重大平台为支撑、以开放办学为路径、以改革创新为动力，依据“整体设计、项目推动、分步实施、示范引领”的指导思想，通过实施“五个工程”，积极开展新工科背景下地方高校应用型人才培养模式的探索与实践，全力推进高水平应用型大学建设。

1.专业布局优化与人才培养方案制定工程

学校在充分调研吉林省产业结构转型升级和建筑、水利等基础行业技术进步要求以及毕业生就业单位需求的基础上，根据国家基础工业行业、吉林省支柱行业和战略性新兴产业的发展需求，以专业集群对接产业集群，分类建设了土木水利、电力工程和人工智能等10个专业集群，重新审视、调整专业或专业方向，积极探索“专业+人工智能”的传统工科专业改造升级模式。近3年新招生“数据科学与大数据技术”“机器人工程”“智能建造”“智能车辆工程”和“应急技术与管理””5个本科专业以及“软件工程”“计算机科学与工程”2个二学位专业。目前建有覆盖建筑、水利等基础工业行业的工科省级优势特色学科群5个、工科专业39个。同时，依据工程教育专业认证的标准，按照OBE理念，修订2018版、2022版人才培养方案，确定专业人才培养目标，细化毕业要求及指标点，形成与企业深度融合、符合社会经济发展需要的工程技术应用型人才培养体系。

2.课程体系建设工程

深入分析新经济对传统工科专业人才培养提出的新要求，基于OBE理念，坚持“以学生为中心”，全面落实立德树人根本任务，依据工程教育专业认证的标准，打破学科界限，努力构建“通识+专业+双创”深度融合的课程体系，形成了以培养学生综合能力为主线，以课程思政和创新创业为两翼，行业、企业和学校三方共建课程的“一主两翼三结合”的课程教育模式。

3.信息技术与教育教学深度融合建设工程

建设多元化教学环境，构建“互联网+”条件下的课堂教学模式。投入专项经费，通过搭建运行平台、立项在线课程、建设智慧教室、虚拟仿真实验等系统性建设工程，加快了信息技术与教育教学和实验教学深度融合建设。截至2022年4月，“高等数学”“宝石鉴赏”等28门课程被认定为吉林省精品在线开放课程，2门课程入选吉林省首批“学科育人示范课程”，12门课程获批省高校“金课”建设项目。3个虚拟仿真项目被认定为“吉林省2019年度示范性虚拟仿真实验教学项目”，其中2项被推荐参加国家级虚拟仿真实验教学项目评审。此外，机械类、能源动力类、土木类、电子信息类、测绘类、地质类等十大类工科专业虚拟仿真实验项目的建设也在积极筹备中。

4.“双能型”师资队伍建设工程

新工科建设需要教学理念、课程体系、教学内容、过程质量等方面的综合推进，而这些最终取决于师资队伍水平[12]。长春工程学院坚持依靠教师，深化工程教育内涵式发展。2018年开展了“新时代、新挑战、新作为”教育思想大讨论，进一步明确大力实施“人才强校”战略，通过人才引进、持续培训、政策倾斜等构建激励教师的长效机制。探索“教师—工程师”一体化的“双师双能型”教师培养新模式，引进优秀企业技术人员和管理人员担任专兼职教师，鼓励教学单位和教师与企业联合开展科技攻关等，形成了一支适应应用型人才培养的“双师双能型”高水平教师队伍。目前学校“双能型”教师占专任教师的比例在现有基础上提高了20%以上。

5.协同育人机制建设工程

坚持以人才为基础，以需求为导向，以项目为纽带，围绕生产安全技术、吉林省战略性新兴产业和支柱产业的发展需求和行业技术发展需要，联合相关企业、研究院所和政府相关部门，探索建设以市场需求为创新导向、产学研用为创新途径的协同育人实践平台。学校整合校内实践教学平台，形成五大实训平台；与应急管理部、吉林省安全厅联合立项建设了安全技术中心，与多家企业共同建设虚拟技术中心等协同育人平台。与美国通用电气公司等企业共建校内实践教学基地；与东北丰满发电厂等企业合作建立了140个校外实习基地、5个校外大学生创新创业基地和3个省级大学生校外实践教育基地，与中国第十五冶金建设有限公司共建了1个国家级大学生校外实践教育基地。与中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司联合成立了吉林省高校首个“BIM产业技术学院”，未来学校还将成立“360技术产业学院”，从多角度、全维度实现专业改造升级。

五、结语

新经济快速发展迫切需要新型工科人才支撑，传统工科专业转型、改造和升级成为新型工科专业一项涉及面广、影响面大的复杂工程，不仅仅是某个学科建设或专业建设的问题，需要协调校内各类相关学科、专业和校外行业企业等多方参与，需要从培养目标、课程体系、教学内容、教学模式、师资队伍和实验实训资源建设等方面真正实现校内外协同合作，把企业技术改造升级与高校专业改造升级结合起来，真正把人才培养链与产业链、创新链结合起来，形成新型工科专业建设的合力，方能使培养的人才适应区域市场需求，适应未来新产业、新经济需求并引领未来产业发展。