适应新工科要求的创新育人模式研究

适应新工科要求的创新育人模式研究

从兰美  张安彩 刘兆栋 何莉萍 王春梅

临沂大学

【摘要】新工科建设是我国适应新一轮科技革命和产业变革对高等教育人才培养提出的新时代战略性要求。为使这一战略要求得以贯彻和落实，工程教育的课程体系和课程教学育人模式改革势在必行。本文针对新工科及工程教育专业认证对解决复杂工程问题能力人才培养的新要求，提出学科交叉融合、多维协同育人的创新育人理念，并在实践中得以落实和实施。

【关键词】新工科； 创新教学模式 ；多维协同育人； 复杂工程问题

0 引言

新工科建设是教育部贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想的重大举措。习近平总书记在2014年国际工程科技大会上发表的主旨演讲中指出：“未来几十年，新一轮科技革命和产业变革将同人类社会发展形成历史性交汇，工程科技进步和创新将成为推动人类社会发展的重要引擎”。在党的十八大报告中，习近平总书记强调“科技创新驱动是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置”。在党的二十大报告中习近平总书记再次强调指出“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”。

1 新工科对人才培养的要求

在科技快速发展的新的历史时期，万物互联、人工智能、新能源、新材料等创新科技以及新的工业模式使知识更迭的速度日益加快。国家“碳达峰、碳中和”双碳战略、“中国制造2025”、“互联网+”等国家重大发展战略的实现需要具有综合创新能力的高素质人才。

面对新一轮科技革命和产业变革的需要及新经济发展的迫切需求，教育部高等教育司发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》（教高司函[2017]6号）提出工程教育改革的研究和实践要围绕新理念、新结构、新模式、新质量、新体系开展，在人才培养模式方面要开展深化产教融合、校企合作的体制机制和人才培养模式改革研究和实践。

2. 新工科教育的育人理念

根据新工科育人要求，国内外学者对新工科教育的人才培养的理念和办学模式展开了广泛而深入的研究和探索。吴爱华等提出新工科建设必须推动高等教育的深层次变革，提出新工科的核心内容是新理念、新结构、新模式、新质量、新体系。在人才培养模式方面要完善多主体协同育人机制，深入推进科教结合、产学融合、校企合作、校地协同，探索多学科融合的人才培养模式。李茂国等提出了融合创新的新工科教育范式，提出现代工程教育的多学科融合、产学融合、校企融合、教研学融合等的多维度创新融合模式。

麻省理工学院（MIT）在新工科人才培养中注重面向未来发展、学科交叉和工程实践的综合能力培养，将工程教育改革定位于面向产业界的未来发展，强调要更加注重学习能力、思维方式的培养，而不是传统的知识习得与认知能力的训练，并提出新工科人才应具备制造、发现、人际交往技能、个体技能与态度、创造性思维、系统性思维、批判与元认知思维、分析性思维、计算思维、实验性思维及人本主义思维等11种思维方式。根据工程教育专业认证对工科教育的人才培养要求，工科专业人才培养要求以解决复杂工程问题能力培养为核心。

3. 面向新工科的学科交叉融合多维协同创新育人模式

根据新工科人才培养的要求，临沂大学电气工程及其自动化在专业建设中提出了学科交叉融合、多维协同的创新育人理念，根据现代电力系统智能化、信息化、数据化的特点，以电气工程为核心，融合控制科学与工程、计算机科学与技术两个优势学科进行课程体系优化设计和教学内容创新研究，建立校企协同、赛教协同、校校协同的多维协同创新育人模式，通过需求驱动、能力驱动、创新驱动、思政驱动激发学生的求知欲，培养学生具备扎实的基础与专业知识，培养学生的创新意识和专业综合素养。

（1）面向未来经济和科技发展需求的专业培养目标定位。

培养目标的确立以立德树人为核心，面向服务国家发展战略和区域经济发展要求，体现新工科育人理念，引领行业科技创新，对标工程教育专业认证解决复杂工程问题的知识、能力和综合素养的要求进行设定。临沂大学电气工程及其自动化专业的培养目标服务面向定位为服务区域经济和电力行业科技发展需求，专业领域为电力系统、电气装备制造和工业与民用配电等领域，所从事的工作为系统工程设计、保护与系统控制、系统运行维护、工程项目施工管理等工作的高素质综合应用型工程技术人才。

（2）面向新工科和工程专业认证的毕业要求及课程体系。

根据新工科“五新”育人理念和工程教育专业认证解决复杂工程问题能力培养的要求，将毕业要求分解为12个指标点，12个指标点体现了解决复杂工程问题要求的逻辑内涵，从数学与自然科学基础、专业基础，系统建模、系统设计、仿真分析与实验验证、专业素养与个人综合素质等方面进行系统设计。根据毕业要求确定课程体系及育人模式。

在课程体系的设计中，为了适应新工科对人才培养提出的新要求，课程体系要体现学科专业领域的系统性和新兴工科学科的学科交叉特征。满足学生个性发展需求，根据工程教育认证解决复杂工程问题能力的逻辑内涵，设计了模块化课程体系，该课程体系由通识教育课、专业教育课和实践课构成，支持实现毕业要求的实现。

课程内容的优化设计按照解决复杂问题能力的内涵要求进行设计，研究从以下两个方面展开：一是以学生为中心、以需求为导向持续改进的育人理念；对于理论教学，基于解决复杂工程问题能力驱动，进行课程群的跨学科重构。对于实践类课程研究建立围绕产品和系统的CDIO模式和任务驱动的PBL创新教学模式。二是坚持立德树人、践行社会主义核心价值观、弘扬沂蒙精神和坚守职业道德为内涵的课程思政设计。

（3）多维协同的创新育人模式。现代社会产业技术的迭代速度日益加快，这就要求新工科人才培养要面向未来产业发展变革需求，服务技术创新，体现以学生为中心的成果导向理念。人才培养模式的创新包括三个方面的研究内容：一是校企协同育人理念的构建。校企协同共同研讨制定培养目标和培养方案，共同开展课程和科研建设工作；二是校企协同实验室和实习实训基地的建设。通过校企协同，培养双师型师资队伍、共同开展校企协同实验室建设及教学科研实践项目研究工作。三是赛教协同培养学生创新能力。将学科竞赛和普适化教育相结合，实现学生能力培养的宽口径教育和个性化培养。临沂大学设立了用于学生的专项学科竞赛与科研经费，支持学生的学术科研和创新创业活动。四是通过校校协同开展专业建设和课程建设的交叉融合，在培养方案修订、一流课程建设、教学科研项目协同及高水平师资队伍建设方面与省内外高校加强交流与合作。

4. 取得的成果

项目的实施使专业建设水平得到了较大提升，专业被评为山东省首批一流专业建设点建设专业，工程教育专业认证的自评自建工作得到专家肯定，进入最后的入校申请阶段。校企协同共建智能变配电实验室及多个实习实训基地，与企业开展项目合作、共建实践课程，搭建了校企协同育人的良性生态。多元驱动育人模式激发了学生的学习主动性和创新能力，提升了学生的专业能力和综合素质。取得了较好的

致谢

本文得到如下项目支持：山东省本科教育改革研究项目“‘三协同、一交叉、四驱动’新工科专业课程体系优化与教学内容改革创新研究与实践”(183号)

参考文献

[1] 周端明，沈燕培.习近平科技创新重要论述指引新工科建设的方向[J]. 高等工程教育研究，2021，（4），1-7.

[2] 顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J]. 高等工程教育研究，2017，（6），1-13.

[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] 顾佩华，胡文龙，陆小华等.从CDIO在中国到中国的CDIO：发展路径、产生的影响及其原因研究[J]. 高等工程教育研究，2017，（1），24-43.