郭丹

摘 要：經(jīng)過四次工業(yè)革命后，高等工程教育領(lǐng)域已將培養(yǎng)新型工業(yè)人才作為己任，從中深刻領(lǐng)悟新工科的實質(zhì)內(nèi)涵，了解新工科未來的發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域，掌握新工科學生核心素養(yǎng)內(nèi)容，從而探索學生核心能力培養(yǎng)路徑，為社會發(fā)展需求提供服務(wù)。

關(guān)鍵詞：新工科；可持續(xù)發(fā)展；核心能力；科學施教

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）08-0013-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.08.009

一、新工科內(nèi)涵

新工科，“工科”是實質(zhì)內(nèi)容，“新”是發(fā)展取向，不僅要把握好這個“新”字，而且還不能脫離“工科”本質(zhì)。為了培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，需要深入理解新工科內(nèi)涵，主要包含以下三個方面。

（一）塑造新的理念

創(chuàng)新帶動發(fā)展，其根本作用在于挖掘和探索世事不斷變化的未知，走在變化發(fā)生之前。新工科的教育新理念就是要積極應(yīng)對變化，引領(lǐng)創(chuàng)新，創(chuàng)造應(yīng)對不斷變化時態(tài)下的教育模式和教育體系，以培養(yǎng)適應(yīng)時代變化的卓越工程人才。另外，高等教育是人才儲備、科技生產(chǎn)和創(chuàng)新動力的重要節(jié)點，而工程教育更是人才、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的重要紐帶，因此，新工科必須肩負起為民造福、塑造未來的使命，成為推動經(jīng)濟社會發(fā)展的主導力量。

（二）提出新的要求

目前我國處于工業(yè)2.0補課、工業(yè)3.0普及和工業(yè)4.0示范的并行發(fā)展階段，因此新工科對人才培養(yǎng)提出更高的要求，即培養(yǎng)復雜多樣、多元化的工程人才，來滿足和健全產(chǎn)業(yè)對接過程中從研發(fā)設(shè)計、加工生產(chǎn)、銷售管理和多方位服務(wù)的需求。另外，從教育自身角度來說，也需重新確定專、本、碩、博各種層次的培養(yǎng)目標，從而構(gòu)建以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)變化和調(diào)整需求的供給機制。

（三）開拓新的途徑

首先，新工科兼有繼承和創(chuàng)新的雙重使命，既要追溯工程教育誕生的傳統(tǒng)優(yōu)勢和歷史積淀，又要面向未來不斷改革創(chuàng)新的國際競爭、國民經(jīng)濟和生態(tài)系統(tǒng)，因此新工科高等教育必須培育出深厚工科基礎(chǔ)、解決工程難題和綜合人文素養(yǎng)的出色工程人才。其次，新工科具有交叉與融合的突破特點，很多重大工程和核心技術(shù)卓越成果的創(chuàng)作大多來源于學科交叉的研究與創(chuàng)新。再次，新工科發(fā)揮協(xié)調(diào)與共享的共建作用，通過協(xié)調(diào)提升專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和人才培養(yǎng)質(zhì)量，借用共享推廣優(yōu)質(zhì)教育資源和內(nèi)外優(yōu)勢互補。

二、新工科發(fā)展趨勢

（一）大數(shù)據(jù)

在計算能力不斷提高的形勢下，研究者逐步研究和完善一種新的數(shù)據(jù)模式——大數(shù)據(jù)。它是一種跨學科領(lǐng)域的科學方法，借助數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘等相關(guān)方法，提高了人們收集和評析數(shù)據(jù)的能力，解決了以前難以應(yīng)對的研究課題。

（二）納米技術(shù)和3D打印材料

納米技術(shù)給人類和社會帶來的影響極其廣泛，從人類穿的衣服、使用的電池到癌癥的治療，以及測試環(huán)境污染、應(yīng)對全球變暖等都能提供有效的解決方案，并使大數(shù)據(jù)作用發(fā)揮更大。3D打印技術(shù)與制藥和生物材料相結(jié)合，應(yīng)用到航空航天、生物科學、電子能源和汽車等領(lǐng)域，讓“天馬行空”變成現(xiàn)實。

（三）互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，使研究人員和用戶滿足了實時交流、查詢搜索及上傳下載等共享信息的要求。對互聯(lián)網(wǎng)而言，我們經(jīng)常會說到Web開發(fā)技術(shù)、搜索引擎技術(shù)、移動技術(shù)等，而只有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將電子、通信、計算機三大領(lǐng)域的技術(shù)融合起來，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、服務(wù)管理層和綜合應(yīng)用層實現(xiàn)物物相連。

（四）可持續(xù)發(fā)展

當前以經(jīng)濟、社會、生態(tài)為內(nèi)容的可持續(xù)發(fā)展，出現(xiàn)了資源減少和能源消耗日益嚴重的問題。改變“高投入、高消耗、高污染”的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，滿足以人的生存、享受、康樂和發(fā)展為中心，恢復和維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定和正常運轉(zhuǎn)，需要提升工程領(lǐng)域的創(chuàng)新水準，以確保技術(shù)、產(chǎn)品和環(huán)境更具有可持續(xù)性。

三、新工科學生核心能力[1]

新工科學生核心能力應(yīng)包含個人效能、知識能力、學術(shù)能力、技術(shù)能力和社會能力五大方面，以此構(gòu)成核心能力金字塔框架（如圖1）。

四、新工科學生核心能力培養(yǎng)路徑

（一）構(gòu)建核心能力模型

在各個國家對深度學習和工科技能進行了分析研究之后，提出衡量新工科學生核心能力是以21世紀的技能為重要根據(jù)，以此建立核心能力模型。該模型涉及認知、內(nèi)省和人際三個方面（如圖2）。目前，企業(yè)和商業(yè)強烈要求工程專業(yè)的學生應(yīng)具有“21世紀的技能”，由此推動高等工程教育進行教學模式的轉(zhuǎn)變，即培養(yǎng)學生具有有效合作交流、判斷決策思維、自我管理創(chuàng)新、系統(tǒng)分析調(diào)節(jié)等技能。

（二）完善核心素養(yǎng)改進體系

完善“以學生為中心”的培養(yǎng)質(zhì)量改進體系，著力于培養(yǎng)目標、課程體系、畢業(yè)要求這三方面的改進[2]，并堅持評價、機制和改進三要素。首先，評價是基礎(chǔ)，做到評價精準、數(shù)據(jù)有效、分析到位。其次，機制是保障，要做到規(guī)范流程、明確職責、保證持續(xù)性。再次，改進是目標，做到以評為據(jù)、改得有理，而不是憑經(jīng)驗和意見[3]。

（三）普及科學施教

要以計算學科方法學的知識內(nèi)容為載體，向新工科學生傳授解決復雜工程問題的思想、方法和技能，徹底擺脫面向課程的教育，全面普及面向產(chǎn)出的教育。其中，強化實踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力極其重要，緊跟科學技術(shù)的更新與發(fā)展，引導學生加強社會關(guān)注，不斷推進產(chǎn)學合作育人。例如，各類學科的國家級或省級的大學生設(shè)計大賽目的就是激發(fā)自己的潛能，綜合運用學識，以社會需求為創(chuàng)意選題，從而服務(wù)于社會。

參考文獻：

[1]周開發(fā)，曾玉珍.新工科的核心能力與教學模式探索[J].重慶高教研究，2017（3）：22.

[2]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1.

[3]蔣宗禮.本科工程教育：聚焦學生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)[J].中國大學教學，2016（11）：27.