褚 忠 季 雯 景曉偉 史巍莎

（[1]上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)機(jī)械學(xué)院 上海 201418；[2]上海旻徽信息技術(shù)有限公司 上海 200437）

1 高校新工科建設(shè)的時代背景

當(dāng)前，中國“人口紅利”升級為“工程師紅利”，這種變化引發(fā)了高等教育發(fā)展的新方向。從院校評估和合格評估的維度來講，有兩個突出，突出為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展服務(wù)，突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)。到2018 年底，全國227 所高校的1170 個專業(yè)通過了工程教育的專業(yè)認(rèn)證。[1,2]

人才的培養(yǎng)需要高等教育喚醒質(zhì)量意識、樹立自己的質(zhì)量品牌。2018 年8 月24 日，中央下發(fā)文件，要推動高等教育高質(zhì)量發(fā)展，進(jìn)一步提升教育服務(wù)能力和貢獻(xiàn)水平……發(fā)展新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科?！蛾P(guān)于公布首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》稱，“新工科”建設(shè)是我們國家在新的時代背景下，主動應(yīng)對新的產(chǎn)業(yè)革命的戰(zhàn)略行動。新時代有新要求，因此要把握好“新工科”的內(nèi)涵和要求，主動為未來社會培養(yǎng)新的工科人才布局。

2 高校“新工科”建設(shè)內(nèi)涵要求

新工科有兩層含義：首先是“新的工科”，就是原有工科專業(yè)里沒有的專業(yè)；其次是“工科的新要求”，即對現(xiàn)有的工科專業(yè)增加和實(shí)施新的標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，新工科是指現(xiàn)有的工科學(xué)科體系中新添加的專業(yè)，如機(jī)器人、人工智能、智能制造、云計算等，這些專業(yè)是對已有工科專業(yè)（電子信息科學(xué)技術(shù)、建筑工程、機(jī)械、材料、自動化、交通工程、冶金、采礦、系統(tǒng)工程等）的升級改造（如表1 所示）。最后實(shí)現(xiàn)更新的理念、更好的模式、更高的教育質(zhì)量。對于社會來說，新工科指的是專業(yè)的新結(jié)構(gòu)和新體系：課程體系既要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相匹配，滿足當(dāng)前急需和未來發(fā)展的需要，也能促進(jìn)學(xué)校教育與社會教育的有機(jī)結(jié)合。

總而言之，新工科既要為高校的傳統(tǒng)工科的教育升級服務(wù)，又要為社會中已經(jīng)運(yùn)行的新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)。目前涌現(xiàn)出很多的新興專業(yè)，比如數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)本科專業(yè)、人工智能專業(yè)。但是，新型工科不是簡單的同類項(xiàng)合并。

3 目前高校工科人才培養(yǎng)存在的問題

高校人才培養(yǎng)的模式是匹配老的工業(yè)思維，滯后于時代發(fā)展、產(chǎn)業(yè)融合的特征與趨勢的。具體來說，就是表現(xiàn)為在學(xué)生能力培養(yǎng)與塑造上的不平衡。

表1 2015 年本科專業(yè)備案的部分新工科專業(yè)

（1）過于強(qiáng)調(diào)具體知識點(diǎn)的講授與傳輸，輕視工科思維等能力的培養(yǎng)。這個最直接的影響就是培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新能力不足。

（2）過于重視已有的知識體系傳輸?shù)耐暾?，較少介紹和引入最新的科技和資訊。有必要去了解最新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新趨勢，引入工科學(xué)科建設(shè)的新理念、新結(jié)構(gòu)、新體系，重新確定教學(xué)質(zhì)量的評估體系、課程的結(jié)構(gòu)體系。

（3）重視理論培養(yǎng)，輕視實(shí)踐操作。在今天的教學(xué)中依然存在這樣的傾向，當(dāng)然這也是一整個環(huán)境去配合的。比如實(shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊、教材的編寫陳舊、學(xué)校的評價指標(biāo)也落后。工科教育尤其應(yīng)該重視實(shí)踐操作，鼓勵學(xué)生走出校門，學(xué)校積極進(jìn)行課程體系建設(shè)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研等制度進(jìn)行保障，才能為人才的培養(yǎng)來疏通道路。

（4）重視校內(nèi)的學(xué)習(xí)，社會實(shí)踐的機(jī)會不多，接觸新興企業(yè)的渠道不多。關(guān)起門來做研究，為了畢業(yè)混文憑等現(xiàn)象還是比較普遍的。學(xué)習(xí)的知識陳舊、不鮮活。應(yīng)該鼓勵學(xué)生多接觸社會，多為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)習(xí)的機(jī)會和條件。

4 新工科建設(shè)背景下高校人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式

新工科本身這種提法就對人才的培養(yǎng)有著內(nèi)生性的要求。它所隱含的引領(lǐng)性、融合性、創(chuàng)新性、實(shí)踐性、發(fā)展性等幾個特質(zhì)。[3]新工科的學(xué)科特征之一就是產(chǎn)業(yè)的融合性，學(xué)科交叉隨時存在，融合、拓展形成為新的學(xué)科；新工科是在新的產(chǎn)業(yè)革命的背景之下所產(chǎn)生的社會對于高校人才培養(yǎng)的新的需求，對于創(chuàng)新型人才的需求就顯得尤其迫切，尤其需要強(qiáng)的實(shí)踐能力。下面以高校3D 打印實(shí)踐平臺為例，探討新工科模式下培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的模式。

校企聯(lián)合3D 打印實(shí)踐平臺，可以形成學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生和教師共贏的局面。一方面高校學(xué)生和相關(guān)教師的可以到企業(yè)實(shí)習(xí)或掛職鍛煉，企業(yè)工程師幫助學(xué)校修訂培養(yǎng)計劃，進(jìn)行校企合作課程和校企合作實(shí)驗(yàn)；[4]另一方面，專業(yè)教師可參與企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)，發(fā)揮高校理論及計算機(jī)模擬優(yōu)勢，幫助公司進(jìn)行3D 打印機(jī)升級改造以及產(chǎn)品的售前、售后服務(wù)。通過校企聯(lián)合實(shí)踐平臺，工程師和教師共同參與3D 打印相關(guān)項(xiàng)目，從而可促進(jìn)高校“三創(chuàng)（創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)客）”活動，拓展學(xué)生視野，提供學(xué)生實(shí)現(xiàn)夢想的途徑。學(xué)生可直接參與校企合作項(xiàng)目中，承擔(dān)或協(xié)助完成項(xiàng)目子任務(wù)。提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，也為培養(yǎng)社會需要的應(yīng)用工程師奠定基礎(chǔ)。[5]

（1）課程體系與時事緊密結(jié)合。3D 打印、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等多次被納入政府的工作報告，各級政府也相繼出臺了一系列鼓勵措施。教育部要求各學(xué)校實(shí)施3D 打印技術(shù)普及工程，在各級學(xué)校（包括大中專和中小學(xué)）盡可能配置3D 打印機(jī)及3D 設(shè)計軟件，并開設(shè)3D 打印技術(shù)課程，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計的興趣和意識，鼓勵學(xué)生動手設(shè)計制作創(chuàng)新作品并積極申報專利，以3D 打印技術(shù)為平臺，融合智能控制等技術(shù)服務(wù)于社會。

（2）加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)，進(jìn)行項(xiàng)目式的深度學(xué)習(xí)式樣的實(shí)踐性教學(xué)。3D 打印技術(shù)在跨學(xué)科的新產(chǎn)品開發(fā)過程中，具有獨(dú)特的優(yōu)勢。我校教師開發(fā)的“紅酒釀酒器”，通過自行開發(fā)的控制系統(tǒng)，控制紅酒發(fā)酵環(huán)境的溫度，在保證紅酒品質(zhì)前提下，縮短紅酒釀制周期。該產(chǎn)品開發(fā)過程中，整合香料專業(yè)和機(jī)械專業(yè)的教師，分別負(fù)責(zé)釀酒工藝和控制系統(tǒng)、釀酒器外觀設(shè)計。利用3D打印技術(shù)，設(shè)計產(chǎn)品外觀三維模型，通過3D打印，制作釀酒器外殼，針對實(shí)物修改不合理的部分，最終形成優(yōu)化的方案。

（3）借助社會資源，實(shí)施課堂立體教學(xué)。3D 打印技術(shù)本身涉及計算機(jī)、機(jī)械、材料、自動化、藝術(shù)等多學(xué)科。在“3D 打印技術(shù)”課程教學(xué)實(shí)施過程中，除了課題講課外，建立課程資源網(wǎng)站，學(xué)生可將上傳自己設(shè)計的作品，也可從網(wǎng)站下載需要的模型。

（4）構(gòu)建課堂實(shí)踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相結(jié)合的教學(xué)模式。好的禮品是定制開發(fā)的，依據(jù)公司要求及產(chǎn)品的特點(diǎn)，項(xiàng)目組成員討論，融合多學(xué)科知識，設(shè)計個性化的禮品，利用3D 打印成形，包含公司產(chǎn)品信息及企業(yè)形象。學(xué)生參與這種項(xiàng)目，不僅可提高設(shè)計能力，也能為創(chuàng)業(yè)實(shí)踐提供實(shí)踐機(jī)會。

5 小結(jié)

新工科專業(yè)的建立促進(jìn)了教育與產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。高校新工科專業(yè)的設(shè)置及個專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)緊隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求；課程教學(xué)模式隨著技術(shù)發(fā)展的需求而轉(zhuǎn)變；隨著新產(chǎn)業(yè)對人才核心能力的需求側(cè)重不同，對工科人才工程實(shí)踐能力提出了新的要求，實(shí)踐教學(xué)與深度學(xué)習(xí)相結(jié)合；學(xué)校的辦學(xué)方式也要有所轉(zhuǎn)變，積極尋求校外資源的支持。