新经济背景下传统工科专业改造升级探究

曲国辉，刘义坤，张继红

(东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 163318)

在科学技术协会的报告中提到，诺贝尔物理学奖获得者李政道将基础学科与“水”进行了明确的比较，其认为“没有好的基础学科，一个国家很难发展高新技术、高新技术产业，就像没有水就没有鱼更没有鱼市场一样”。众所周知，北京大学的科研实力很强，科学与技术是结合的，此外，我们还注意到一个非常有趣的现象：在过去的十年里，包括中国人民大学、电子科技大学、华中科技大学、北京航空航天大学、北京工业大学和上海大学在内的许多大学，越来越重视基础学科的建设。有句俗话叫“学好数理化,走遍天下都不怕”，在基础学科的基础上发展工程和应用型学科是很容易的。吉首大学的物理与机电工程学院是在物理科的基础上建立起来的，在一定程度上只能依靠数学、物理等基础性的重要学科，我们可以更好更快地培养工程师，每位工程师由于自身的特点，往往课程多、专业定位多样化和技术升级快。同时也加大了传统专业技术“大而全”的改造难度，因此在建设过程中，要更加积极地满足市场需求，呈现出区域特色。打造精品，推动“千人招聘”向“一人招聘”转变；提高学生竞争力，提高就业质量。目前，几乎所有类型的电子产品都已经渗透到生产和生活的方方面面。学校三年学制，两年为集中学习，在工作流程的基础上，结合学分制和教育改革，构建了一个部落、三个模块和多个行业的“专业树”课程体系。目前,大数据、人工智能的不断发展，互联网和组织模式的转变，社会治理、工商业的挑战，解决了传统的技术问题。而新技术不断涌现，对人才和教育目标提出了新的要求。

为了更好地迎合新时代的变化，就需要改变传统的技术专业化。新技术研究与实践培训、新经济发展的新方向，即新技术、新企业形式、新方式、新产业、互联网、共同经济和绿色经济，鉴于创新经济和智能经济等经济发展的新趋势，鉴于对科技人员的技术培训要求更高，鉴于我国迫切需要加快工程培训的改革和创新，必须在培训的机会、目标、内容和方式等方面有所改变。为了适应新的经济发展需要，中小学和高等教育作出了回应，职业学校也采取了行动。

一 工科专业发展历程

举一个例子，吉首大学是一所地处湘鄂渝黔四省边境地区的多省区大学，其充分利用了该地区丰富的自然文化资源，在民族文化中树立了广泛的社会影响和良好的社会声誉。据中国教育在线统计，吉首大学2016—2018 年度获国家社会科学基金项目156个，在全国排名第69 位。长期以来，学校有数学、物理、化学和生物等专业。学校的主要目标是培养湘西地区的中学数学和化学教师，培训范围相对较小，但经过几十年的建设和发展，也呈现出良好的发展趋势，在同类高校中具有一定的横向比较优势，为了提高办学效率和办学效果，必须尽快培养和招聘具有工程实践经验的教师。由于客观条件限制，特别是在软件和机器学习方面的投资极少，十年前学校里很少有工程学位。

二 传统工科专业的教学现状

（一）重视理论，忽略实践

在传统工科学位的教学过程中，受传统理论观念的影响，高校重视理论技术和课堂教学，而忽视了实践课程。但在目前的情况下，大多数的教学都是以课堂理论为中心，而实践教学是一个一次性的过程，专业分科建设不合理，教学方法不科学。大多数学生只能“纸上谈兵”，缺乏实践经验。

（二）专业课程不足，制度有待加强

目前，许多高校对传统工程专业课程设置存在不合理的方面，许多普通高校都是以中央高校的教育课程设置为参考；“互联网+主线”的发展趋势缺乏整合，没有即时教育和物质教育；因此，传统工科专业对新工科技能的教学内容和需求存在差异，如课程在大数据分析方面不够新颖；而与社会密切相关的智能交通数据在教育领域还没有得到分析和研究。由于受传统教学理念的影响，某些高校的评价体系有待完善，传统工程师的评价体系一般将基础理论知识与实验评价结果相结合，但理论成果过于偏颇，忽视了实践评价，忽视了培养学生的实践动手能力，只会使学生对考试结果的重视程度超过对能力的重视程度。

三 新经济发展趋势

“中国制造2025”战略规划的实施，倡导了新技术理念，新技术设计注重科技与人文的融合，实施“互联网”工程培训，可实现智能制造向技术领域的渗透。新经济所面临的工业生产将以智能化生产为目标，未来具有“集成与创新”“智能与创新”的突出特点。鉴于能源利用，特别是工业互联网是制造业与全球互联网的融合，强调先进的数字制造，在技术平台、工艺设计和设备安装等方面鼓励技术创新；智能工厂实施分布式生产设施智能化管理，智能生产；将3D 打印等先进技术引入企业的生产物流和人与计算机的交互；智能物流是利用物联网等资源进行物料的快速配送；大数据分析是集成各类海量数据，支持执行分析和控制决策，在国家政策方面具有较高的发展潜力。

四 工科专业改造方向

新技术与传统工业生产制造业的融合，要求高校工科建设必须坚持以教育情境为生产应用，以社会发展和需求为导向，以培养能够适应企业所需的专业技能，整合不同领域知识，以解决问题为最终目标的复合型人才。随着新技术、新产业和信息社会的迅猛发展，学生学习一项技能是不可能一劳永逸的，只是学习和工作，他们的岗位适应能力和社会适应能力会变得非常弱，所以新经济条件下的工科技术培训，必须改变以往“重实践、轻理论”的培训观念，特别是要注重基本专业技能的培养和多学科专业技能的整合。最尖端的设备需要传统基础的技术，新技术、新产业必须以老技术、老产业为基础进行突破和创新；同时，新技术也是不同学科的综合概括，需要科学、管理和创新的理论支撑。为了确保经济的有效实施，以及更准确地指导人类的价值观和发展前景，东北石油大学石油工程学院在确定以下方面必须考虑到专业结构的科学性和完整性，交叉整合初始专业立法，对不断变化的市场需求做出合理的动态调整。随着大规模数据、云地图、物联网和智能通信等技术的快速发展，现代科技专业人才必须具备产业领域的专业知识，以及互联网产业领域的知识，高校必须结合实际情况，促进新信息技术的深度融合和创新发展，促进工程师的技术教育和培训，即引进新的产业形式，在教育过程中开创新技术和新企业，充分调动企业实施“校企合作、产业融合”的积极性。

以石油工程专业为例，在课程设置和培养方向上，让学生能够将数学、自然科学及石油工程等领域的理论与方法用于解决石油工程领域复杂的工程问题。学生能够基于对复杂工程问题的表述，运用数学、自然科学、工程基础和专业知识，建立描述石油工程领域复杂工程问题的数学模型并求解，能够应用模型的求解结果，结合石油工程专业知识，对石油工程领域的复杂工程问题进行预测和分析，并能够根据预测和分析结果，对石油工程领域的复杂工程问题解决方案进行对比和优选。这样就可以让学生在就业方面更加具有竞争力，适应行业的发展。让毕业生能够针对石油工程领域复杂工程问题，设计合理的解决方案，设计满足特定需求的系统和工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。学生还能够基于石油工程项目相关背景知识进行合理分析，评价工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响，并理解石油工程师应承担的责任。学生还应具有当代社会环境下的人文社会科学素养、社会责任感，并在石油工程专业工程实践中，理解并遵守石油工程师职业道德和规范，履行法定和社会责任。

五 发挥理科优势，培育建设工科专业

为符合当时局势的需要，中国第一所现代大学北洋大学开设了工程、电力、矿业、机械工程和法律与实践五门课程，工程师学习其中四门，随着科学技术的快速发展和改革开放的深入，对国家设计、制造业高素质人才的需求越来越多。生产技术中的技术开发和管理，越来越多的是以物理为基础的电子技术和以数学为基础的计算机科学技术。近年来，推广通信技术、电子信息科学和技术、软件技术和网络技术逐渐得到应用，开始招收电子信息技术基础人才。电子信息与材料技术包括网络技术、现代教学、材料与机械工程、制造与自动化、电气技术与自动化和无机非金属材料技术。目前，学校已开设机械、电子信息、材料、化工、环境、建筑技术和建筑等37 个专业。此外，全校主修工科类专业的学生占全校学生总数的70%以上，学科齐全，专业结构高度优化，但我们也关注大多数土木工程师、机电工程师(即传统工程学位)在高校起步较晚，省内外同类高校起步较早，这对传统工科专业改造产生了重大影响。

六 新工科背景下传统工科专业转型策略

（一）调整专业学科布局

新工科背景下，针对新技术培养应用型人才，适当调整传统工科专业的学科，把“网络思维”作为传统工科专业新技术设计的核心，推进创新创业培训，培养学生在更广阔的专业交叉和融合中学习，注重实践教育的培养，着眼于网络革命时代的特殊性、新技术的发展和制造业的升级换代，培养学生的学习能力和快速接收新事物的能力。增加实践课课时，鼓励学生积极创新。

（二）教学模式改革

1 重视实践教学

在新工科的影响下，要想培养出全面发展的人才，就要对现有的教学模式进行改革，首先要做的就是加大实践教学的力度，实践教学除了每天的必要课程外，例如在计算机课程和课堂实验课程中，应实施必要的课程设置和综合程序。为了有效地提高学生们参与的积极性，可以以竞赛的形式进行，如网页设计竞赛、软件设计竞赛等。一方面可以有效激发学生的实践操作能力，另一方面可以有效提高学生的创新能力。

2 开办校企合作模式

为帮助学生更好地适应社会，了解社会发展方向和人才需求，各高校应积极建立校企合作办学方式，按照传统工程训练的目标，结合课程设置，组织学生到传统的工程技术培训单位学习，或邀请企业精英到学校授课，让学生参与开发，实现从学校到企业的远距离转型，同时考虑到学生的特点，在实际训练中运用某些尖端技术和工具，使学生在掌握传统编程技能的同时，还接触到云形成、物联网、3D 和信息安全等一些前沿技术，以增加学生对技术研究的兴趣。促进学科与专业的交叉融合，中国高等教育由苏联模式向欧美模式转变；进入21世纪后，我们逐步探索和确立了具有中国特色的高等教育发展道路。许多高校都进行了分类招生的有益尝试，激发学生潜能，注重培养兴趣，尊重学生的个人喜好，拓宽专业选择渠道，完善专业建设平台，让学生有更多的选择，但当地大量工科学校仍处于起步阶段，这方面的工作需要加快。

3 培养学生综合素质的提升

对新技术的准确界定必须实事求是，必须在实践中加以探索，但其核心和内涵是求新思维的教育人才、不断学习和领导的人才及慷慨的人文素质；这就是为什么在传统工科专业的改造中，除了职业培训外，我们还应注意提高学生的综合素质和提供职业培训。培养学生的创新能力，全面发展学生的创新能力，激发学生的学习能力。同时对教师的能力也有更高的要求，因此学校应大力培养双师型教师，并定期对其进行培训，让其学习先进技术或聘请相关专业教师进校，并在工作场所为教师组织个人交流和学术讲座，丰富教师的视野。

七 工科专业人才培养新目标

新技术背景下，人才培养的新目标包括基本技能、行业技能和专业能力的培养。要具备学术能力和工作能力，能够适应特定的专业技能和要求。高职院校必须将衡量能力的新标准界定为学生的高绩效；促进学生全面发展，关注学生基本素养的培育；高校也要特别重视培养学生的创新思维；使学生善于从新的角度去理解和分析事物，在专业课程的初步培养上，要结合学科特点，反复强调和培养基本知识点和基本原则的应用、加入和分析，将基础理论知识与实践活动相结合，将新技术、新工艺、新设备、新材料和新产品等学科的前沿信息融入到教学过程中，这种训练和活动必须适应学生的心理特点，最终达到培养学生灵活多变的思维能力的目的。

石油工程属于能源行业的老牌专业，国内石油高校已经做了大量有益的探索，在工程认证的大背景下，基于OBE 理念，完成了从培养目标、毕业要求等方面的闭环机制，能够不断地持续改进，完成自我评价和快速提升，在培养目标设置上已经做了诸多探索。东北石油大学的石油工程专业从卓越工程师开始，就做了一些有益的探索，注重培养具有国际视野、实践能力的复合型人才作为人才培养目标。拓展学生的视野，把实践课程放在油田现场、学生顶岗实习作业，打破了传统培养模式。本科毕业生若仅仅注重动手实践能力，这样跟职业技术院校就很难区分了，因此，在实践中要让学生从事与生产、科研关系更密切的活动。

为了培养具有较强科研能力的本科生，实现学生本硕的无缝对接。除本硕连读生以外，在卓越工程师基础上，完成了“铁人班”的培养目标设置，突出学生科研能力的提升。“铁人班”本科生，自大学一年级就配备导师，走进实验室，参加行业竞赛、发表学术论文。在新工科背景下，培养具有社会责任感和创新意识，能够在石油工程及相关领域从事工程设计与施工、科技开发和生产管理等方面工作的高级工程技术人才是新的目标。并拓展了国际班的培养目标，以国内外课程的学习和实践为手段，培养德智体美劳全面发展，具有大庆精神特质、创新精神和国际视野，能够在石油工程及相关领域从事工程设计与施工、科技开发和生产管理等方面工作的高素质工程技术人才。

新工科专业培养目标的设定，最终是为了让毕业生在毕业五年内具备石油工程师的基本知识和职业素养；能够在石油工程领域较好地从事工程设计、生产施工等工作，有能力参与石油工程领域的科学研究、国际合作等工作；能够独立或以团队合作的形式解决石油工程领域复杂工程问题；能够在石油工程领域的生产、设计、科研和管理过程中自觉重视健康、安全、环境、社会、文化和法律等因素；能够通过终身学习适应职业发展，在石油工程领域具有职场竞争力。

八 结束语

随着科学技术的飞速发展，新技术、新工艺的不断更新换代，企业自我生产、自我组织的方式也在发生根本性的变化。要注重培养学生的创新思维，使他们更好地融入社会、适应社会，而融入新技术，要从改进教学方法、提升学生能力入手。为保证我国科学技术的发展，我们应该从课程开始，包括学生教育方面，提高学生的综合素质。党的十九大报告强调创新、协调、绿色、开放和共享的发展理念，加快建设创新型国家，建设社会主义现代化强国，包括科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通国家、数字中国和智慧社会建设等。新的发展模式提供了新的发展机遇：工程培训要注重内涵发展，增强内部实力，重视创新发展，制定创新技能发展目标，开展创新能力培养和创新人才课程建设，重点提高学生的基本素养，加快教育改革，吸收新知识、新技术、新观念和新方法，改造和提升教育体系、科学研究和社会服务，促进新的物质增长点，适应新经济的快速发展，为中华民族的伟大复兴提供强大的人才、智力和技术支持。