徐曉飛 丁效華

摘 要：當前，新一輪的社會變革與產業(yè)革命正在迅猛展開，新技術、新產業(yè)與新業(yè)態(tài)層出不窮，新興產業(yè)的發(fā)展需要大批跨學科交叉的新型卓越工程技術人才。新工科建設正是在這樣的歷史背景下應運而生的。作者在文中談了對新工科建設的認識與探索，并簡介了哈工大威海校區(qū)關于新工科建設的規(guī)劃。

關鍵詞：新工科建設；工程教育改革；人才培養(yǎng)

一、引言

2017年教育部啟動了“新工科”發(fā)展研究工作[1]，并于2 月18 日形成了“‘新工科建設復旦共識”[2]，4月8日形成了“‘新工科行動路線（天大行動）”[3]。6月9日形成了北京指南[4]。教育部高教司領導多次強調，要聚焦國家發(fā)展戰(zhàn)略，把握高校人才培養(yǎng)工作的新形勢新任務，全面深化高等工程教育改革，加快建設新工科，主動面向未來，適應和引領新經濟[5，6]。新工科建設在我國高等教育界掀起了一陣新的改革熱潮，各高校紛紛響應，在工業(yè)界和國際上也引起了巨大反響[7，8，9]。

事實上，國內外一直在探索工程教育的發(fā)展新途徑。2001年，美國工程院發(fā)起“2020工程師”研究計劃，分別于2004年、2005年發(fā)表了《2020工程師：新世紀工程的愿景》《培養(yǎng)2020工程師：為新世紀變革工程教育》等報告[10，11]。美國工程與技術鑒定委員會（ABET）的《工程準則2000》明確指出[12]，“工程人才必須具備鑒別、闡述和解決工程問題的能力以及在工程實踐中使用技術、技能和現(xiàn)代工具的能力”。MIT等聯(lián)合制定的CDIO工程教育能力大綱要求，“工程畢業(yè)生能在現(xiàn)代團隊合作環(huán)境中構思—設計—實施—運作復雜有價值的工程體系；在具備專業(yè)知識和實踐能力的同時，注重解決問題和批判創(chuàng)新等綜合能力”[13]。近10多年來，我國一直在探索工程教育的新途徑，如試辦國家示范性軟件學院、建設微電子學院、實施卓越工程師培養(yǎng)計劃、推行CDIO工程教育、開展工程教育專業(yè)認證、發(fā)展戰(zhàn)略新興產業(yè)相關專業(yè)等[13-18]。2015年，國務院出臺《關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》和《統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》[19，20]，

提出要圍繞國家的創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，培養(yǎng)具有歷史使命感和社會責任心、富有創(chuàng)新精神和實踐能力的各類創(chuàng)新型、應用型、復合型優(yōu)秀人才。其目的都是為了滿足當前和未來的戰(zhàn)略新興產業(yè)競爭人才培養(yǎng)的需要。這些都為新工科教育的發(fā)展奠定了堅實基礎。

二、新工科教育與可持續(xù)競爭力

當前，高等教育正在面臨著社會變革與產業(yè)革命的挑戰(zhàn)。信息化與互聯(lián)網社會的新特征、社會與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展問題、知識形成與信息傳播途徑的變化、未來社會對人才需求的變化與挑戰(zhàn)等都深刻影響著工程教育的走向。

高等教育的對象也在發(fā)生變化。新時期的學生生活在互聯(lián)網時代，可以迅速多渠道獲取信息，變得更加獨立和聰明。隨著大規(guī)模在線開放課程（MOOC）的發(fā)展，年輕人的個人學習方式在變化，更加靈活化、碎片化、網絡化、多維度和實踐性。年輕一代的個人職業(yè)發(fā)展需求與成功要素也在發(fā)生變化，他們需要在理想與價值觀、見識與知識、實踐與能力、文化與素質等方面全面發(fā)展，才能具備適應未來社會發(fā)展與挑戰(zhàn)的可持續(xù)競爭力。

為了滿足學生的“求知、增能、成才”的需求，大學教育除了擔負起傳道授業(yè)解惑任務，還要為學生搭建平臺、創(chuàng)造機會和提供終身教育，培養(yǎng)具有可持續(xù)競爭力的創(chuàng)新型人才。為此，要培養(yǎng)學生具有對于未來全球事務與國家發(fā)展的責任心和使命意識；要使學生認知社會信息化過程的變化、科學和工程技術在社會信息化變化中的推動作用以及對于全球化的影響；要使學生具有認知這些變化應具備的知識、素質和能力。

我們把適應未來社會變化和競爭的能力定義為可持續(xù)競爭力，而培養(yǎng)能夠適應上述變化并具有可持續(xù)競爭力的創(chuàng)新型人才是大學的新使命，同樣也是新工科教育的使命。

三、新工科的新特點

我們對于新工科建設的理解，就是針對新技術、新產業(yè)與社會新形態(tài)的變化，推進面向可持續(xù)競爭力的新型工科人才培養(yǎng)模式改革。進而，可以從六個方面來描述“新工科”的新特點，即新理念、新特征、新知識、新模式、新機會、新人才。

新工科作為一種高等教育改革行動，需要引入教育的新理念，應面向戰(zhàn)略新興產業(yè)與引領性行業(yè)需求來培養(yǎng)人才，注意多學科交叉與行業(yè)融合，按照新工科的規(guī)律與特點進行教育改革。

新工科具有一系列新特征，信息化、網絡化、智能化、交叉化、創(chuàng)新性將是新工科的專業(yè)特色；多元化、實踐性與國際化將是新工科的教育方式特色。

面向未來的新工科專業(yè)必然具有新知識，包括與戰(zhàn)略新興產業(yè)相關的工科專業(yè)的新技術（尤其是信息技術）、新內容（尤其是學科交叉內容），由此構建新的知識體系與課程體系。

新工科需要采用教育教學的新模式，例如，課程學習與項目學習相結合的方式、探究式與小班研討式學習方式、MOOC/SPOC+翻轉課堂教學改革模式、校企合作協(xié)同育人與企業(yè)實習、跨國交換學習與國際化聯(lián)合人才培養(yǎng)模式等。要吸收在卓越工程師培養(yǎng)計劃與工程領軍人培養(yǎng)計劃中值得借鑒的教學模式及經驗。

建設新工科，應為學生創(chuàng)造更多的新機會，包括選專業(yè)與選課機會、跟名師學習名課的機會、參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐和到名企實習的機會、跨校/跨國交流與到名校深造的機會、高質量就業(yè)與高起點職業(yè)發(fā)展的機會等。

新工科建設的目的是為新技術與新產業(yè)發(fā)展培養(yǎng)各種類型的新人才，如新工科科技人才與研發(fā)人才、新興產業(yè)人才、卓越工程師人才與工程領軍人才、交叉復合型人才、國際競爭人才、可持續(xù)競爭人才等等。

四、新工科的人才培養(yǎng)目標

新工科建設應當根據(jù)未來新技術與新產業(yè)的人才需求來確定培養(yǎng)目標。

回顧十多年前建設國家示范性軟件學院時，借鑒國內外軟件產業(yè)對軟件人才的需求，明確了軟件學院培養(yǎng)的畢業(yè)生應“能夠系統(tǒng)地掌握和運用計算機科學與軟件工程知識，具有軟件公司需要的技術實踐能力和商務能力，具有快速學習與掌握新的先進技術的能力，能夠迅速進入工作角色并成為公司的生產力，具有旺盛的工作熱情和良好的團隊工作精神，并且具有良好的國際交流與合作的能力，能夠為公司做出創(chuàng)造性的貢獻的人才”。

2015年，中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會制定的《工程教育認證標準）》中提出的本科畢業(yè)要求[17]，包括“能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題”的能力，“能夠設計針對復雜工程問題的解決方案”的能力，“能夠針對復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具”的能力，“具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發(fā)展的能力”，等等。

借鑒以上探索實踐，我們認為，新工科的人才培養(yǎng)目標就是要培養(yǎng)具有可持續(xù)競爭力的創(chuàng)新人才，應該具備“?！迸c“通”兩方面的能力?！皩！笔侵笇I(yè)方面的能力，包括理論分析與抽象能力、問題理解與求解能力、系統(tǒng)分析與設計能力、系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)能力、系統(tǒng)應用與管理能力、實踐經驗與動手能力及持續(xù)學習與改進能力等?！巴ā笔侵缚缥幕涣鳒贤芰?、項目組織與團隊協(xié)作能力、經營管理能力、創(chuàng)新意識與能力及國際競爭能力等。同時，新工科還要培養(yǎng)學生具備良好的創(chuàng)新人才素質，包括身心素質、文化素質、個性素質、社會素質、研究素質、工程素質、精英素質、職業(yè)素養(yǎng)等。

以軟件工程專業(yè)為例。根據(jù)“?！迸c“通”的不同側重，可以將人才培養(yǎng)目標劃分為“I型”“T型”“Π型”三種類型?！癐型”人才指具有堅實軟件工程的專業(yè)知識、技能和能力的人才。他們適合做技術工作?！癟型”人才指除了具有某一專業(yè)知識之外，還具備寬廣的知識與能力，包括經濟管理、工業(yè)工程、組織行為學與商務運作等方面知識，具有跨文化交流溝通能力、組織管理與團隊協(xié)作能力。這類人才非常受企業(yè)歡迎。而“Π型”人才則是在“T型”人才的基礎上，還掌握某一領域或行業(yè)的相關知識和能力，并且具有廣博的見識和領導力。這類人才更容易成功。

新工科人才培養(yǎng)可以有不同的定位，不同高校結合“?！迸c“通”兩方面的要求，可以制定多樣化的人才培養(yǎng)目標，滿足社會上的人才需求。

五、新工科的專業(yè)創(chuàng)新與知識體系構建

新工科建設將產生一批新的專業(yè)，這些專業(yè)大都體現(xiàn)了學科交叉與跨界融合，體現(xiàn)了新技術和新產業(yè)發(fā)展的需求?？梢灶A期，這批新專業(yè)有的是依托于現(xiàn)有專業(yè)派生擴展而成，有的是多個專業(yè)有機整合而成，還有的是與應用行業(yè)跨界融合而成。

以目前很活躍的“計算機+”專業(yè)為例，由“計算機”派生擴展形成新工科專業(yè)有：軟件工程、網絡工程、物聯(lián)網工程、信息技術與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)系統(tǒng)等；由“計算機類”學科交叉融合形成的新工科專業(yè)有：網絡空間安全、服務科學與工程、機器人工程、數(shù)字媒體技術、智能科學與技術等；由“計算機”與應用跨界融合形成的“計算機+”系列專業(yè)，例如，結合應用行業(yè)的互聯(lián)網金融、數(shù)字化制造、數(shù)字醫(yī)療等，結合應用領域的電子商務、數(shù)字游戲、生物信息技術、數(shù)字地理信息系統(tǒng)等。

新專業(yè)的出現(xiàn)，一方面適應了技術和經濟快速變化，另一方面對知識體系的構建提出了挑戰(zhàn)。應根據(jù)“專”“通”兼?zhèn)涞娜瞬排囵B(yǎng)目標，科學合理地制定新工科專業(yè)的培養(yǎng)方案，以支撐知識、能力和素質等人才培養(yǎng)要素的達成。

“計算機+X”新專業(yè)的知識體系可以由計算機專業(yè)知識體系、通識教育知識體系和交叉學科知識體系等三方融合構建，具體包括：數(shù)學、計算機科學、軟件工程等基礎理論，人文社科與外語、經濟管理與法律等通識教育基礎，計算機系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)、程序設計與軟件開發(fā)、軟件工程核心技術、數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng)、互聯(lián)網技術及其應用等計算機及應用專業(yè)知識，交叉學科的專業(yè)基礎知識與核心技術知識，等等。還應包括專業(yè)交叉及創(chuàng)新實踐、行業(yè)應用領域知識、選修方向專門知識等?！坝嬎銠C+X”專業(yè)的課程體系應該根據(jù)這個知識體系來設計，各校可根據(jù)辦學定位與用人需求進行調整，兼顧科學性、先進性與合理性。

六、新工科的培養(yǎng)模式及關鍵要素

新工科建設中最關鍵的是人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新。培養(yǎng)模式是定義教育體系或系統(tǒng)的范型或模型，是實施教育的途徑、方式、方法、規(guī)范、過程及關聯(lián)關系的綜合模式。

以計算機相關的新工科專業(yè)為例，可以考慮若干種培養(yǎng)模式。例如，基于研究型、探究式、綜合性的面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的教育模式；基于卓越工程師培養(yǎng)計劃、工程領軍人培養(yǎng)計劃、項目學習計劃的面向IT行業(yè)應用與實踐的教育模式；基于互聯(lián)網+多學科、雙學位教育的面向多學科交叉融合的創(chuàng)新教育模式；基于MOOC/SPOC+翻轉課堂的信息化教育模式；“2+2/3+1”式的國際化聯(lián)合人才培養(yǎng)模式等。

大學教育體系的關鍵要素涉及大學、院系與人才培養(yǎng)體系、教師與教學體系、知識體系與課程體系、教學資源體系、教學管理體系、質量與評價體系、工程教育認證體系、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐體系等。若要建設高質量的新工科人才培養(yǎng)體系，就應根據(jù)這些關鍵要素進行設計。需要更新教育理念，形成面向行業(yè)需求和可持續(xù)競爭力的教育理念；要進行專業(yè)知識體系創(chuàng)新，構建適應新行業(yè)、新業(yè)態(tài)的新工科專業(yè)知識體系；要建設多學科融合的一流教師隊伍，以實施一流教育；要按照新工科發(fā)展規(guī)律來改革創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式；要構建跨學科的學習與研討環(huán)境，為學生創(chuàng)造一個多維度的學習空間。同時，要建設創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系及平臺，這是新工科教育的重要特征；要通過校企合作建立協(xié)同育人生態(tài)環(huán)境，這是新工科教育的重要方式；要積極開展國際化辦學，這是培養(yǎng)具有國際競爭力人才的基本途徑。此外，還要建立與新工科相適應的國家、行業(yè)與學校的多層次人才培養(yǎng)質量評價體系。

七、高校建設新工科的生態(tài)環(huán)境

新工科專業(yè)的成長要有良好的生態(tài)環(huán)境。從國家示范性軟件學院的發(fā)展經驗來看，這個生態(tài)環(huán)境的核心部分是學校、學生、企業(yè)，三者相互支持、相互補充、相互促進，其他還包括政府、社會、國際伙伴等。政府對軟件學院的發(fā)展及人才培養(yǎng)給予了辦學方向指導，同時提供政策和經費上的支持。企業(yè)和社會向軟件學院提出人才需求，同時又提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐平臺與企業(yè)實習基地，也向學生提供在行業(yè)龍頭企業(yè)就業(yè)和職業(yè)發(fā)展的機會和平臺。國際辦學伙伴向軟件學院提供國際化辦學經驗和先進技術，并為軟件學院優(yōu)質人才提供深造機會和就業(yè)機會。軟件學院通過與“生態(tài)圈”合作伙伴的協(xié)作，形成校企產學研合作協(xié)同育人體系以及國際交流與跨國聯(lián)合人才培養(yǎng)機制，培養(yǎng)適應產業(yè)發(fā)展需要的、具有國際競爭力的高質量人才。

國家示范性軟件學院的辦學經驗與做法為新工科建設提供了借鑒。新工科建設不是閉門造車，而應該開門辦學，主動適應國家產業(yè)升級的規(guī)劃，面向行業(yè)或者地方人才需求，爭取來自政府、社會、企業(yè)的支持。高校從“生態(tài)圈”中獲取資金、技術、人力的支持，同時輸出大量優(yōu)秀的卓越工程技術人才。

八、新工科教育的質量評估

新工科教育的質量評估是一個非常重要但又十分復雜的問題，需引入多維度、多元化的工程教育質量綜合評價體系。目前比較典型的質量評價方法有工程教育專業(yè)認證、統(tǒng)一水平考試、學生與同行評教、社會綜合評價等。

工程教育專業(yè)認證給出了比較專業(yè)的質量評價體系，可以通過融合專業(yè)評估與工程教育認證標準等方法，形成新工科教育質量評價體系，要“建立有中國特色、面向行業(yè)需求、國際實質等效的工程教育專業(yè)認證制度，構建與國際接軌的工程教育體系”[6]。

由教育機構、行業(yè)協(xié)會或學會等共同建設統(tǒng)一的專業(yè)能力測試平臺，進行統(tǒng)一水平考試，可以比較客觀地評價各高校培養(yǎng)學生的專業(yè)水平與能力。

在高校內部，可根據(jù)教育部高等學校教學指導委員會制定的專業(yè)教育質量標準規(guī)范與學校相關教學管理規(guī)定，開展學生評教、畢業(yè)生評價和P2P同行評教等。這些活動對于評價與保障教學水平都是行之有效的。

為了有序推進新工科建設，建議國家教育行政部門建立基于有較高公信力的行業(yè)與用人單位評估、第三方評估認證的社會綜合評估體系，以客觀評價和比較各高校新工科教育的質量與水平。同時，要建立國家、行業(yè)、學校層面的教育質量評價標準，指導專業(yè)建設與質量保障。

九、哈工大威海校區(qū)關于新工科建設的規(guī)劃

哈工大威海校區(qū)擬依托哈爾濱工業(yè)大學工科學科與工程教育的優(yōu)勢，根據(jù)其辦學特色，通過多學科交叉、校企合作協(xié)同育人與國際合作聯(lián)合培養(yǎng)等方式建設若干新工科專業(yè)，并進行相應的教育教學改革。擬建設的新工科專業(yè)有：

（1）機器人工程。通過機械制造及自動化、控制工程、計算機等專業(yè)的學科交叉，面向機器人技術及產業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

（2）服務科學與工程。通過計算機與軟件工程、管理科學與市場營銷等專業(yè)的學科交叉，面向現(xiàn)代服務業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

（3）新型汽車。通過汽車工程、電氣電子工程、控制工程、計算機、材料加工等專業(yè)的學科交叉，面向新型汽車及產業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

（4）海洋探測技術。通過儀器儀表技術、電氣電子工程、海洋科學與工程、計算機等專業(yè)的學科交叉，面向海洋探測領域培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

（5）新能源及應用技術。通過能源工程、電氣電子工程、材料科學與工程、海洋科學與工程、計算機等專業(yè)的學科交叉，面向新能源技術及產業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

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