地方应用型本科新工科建设策略研究

赵 冰，郭改文，黄继海

(1.郑州工程技术学院 信息工程学院，河南 郑州 450044;2.河南财政金融学院 计算机与信息技术学院，河南 郑州 450046)

世界经济全球化、多元化是一个重要的发展趋势。新一轮的科技和产业革命在世界范围内驱动着新经济的形式与发展，对高等教育的变革发展提出了前所未有的挑战，无论是经济的发展还是新一轮的科技和产业革命，都需要大批新工科领域的拔尖创新人才。工程改变世界，行动创造未来，改变呼唤创新，我们必须重视和关注高等工程教育的改革，对传统工科教育做出相应的调整和研究，使其保持和新的经济模式紧密联系，并重新认识高等教育的本质和内在发展规律，进而从战略的高度创新高等工程教育的理念，开展相关政策的研究。基于这一现实需求，在教育部和社会各界重视下，“新工科”诞生了。

一、新工科建设势在必行

新的科技和经济要发展，需要与其接轨的新经济人才，而信息技术、智能终端、生物医疗、新能源和新材料等新兴行业已经出现了人才短缺问题，严重影响了我国的经济发展。因此，探讨和建设新工科，为国家培养多样化、创新性卓越工程人才，是目前我国经济发展新常态下，高等教育新阶段的当务之急和长远之策。

(一)新工科的概念

依据我国高校的工学办学实践有理科和工科之分，随着经济发展的需求和教育改革的需要，政府提出新工科的概念。2017年2月18日，在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，达成了“‘新工科’建设复旦共识”，两天后，教育部发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，启动“新工科研究与实践”项目。4月8日，教育部新工科建设研讨会在天津大学召开，形成“新工科”建设的愿景与行动路线，即“天大行动”(夏建国、赵军,2017)。随后，关于新工科建设的研究火热起来。

“新工科”到底是什么？目前还没有精确的定义，大家只是对其基本范畴达成共识。从专业的角度可以理解为针对新兴产业的专业，以及传统工科专业的升级改造，简单概括为：人工智能、智慧制造、云计算、新材料、新能源等。然而从战略的层面考虑，不应该仅仅理解为某个领域或专业，“新工科”建设是一种高等教育改革的新思路和新模式，要引入全新的教育理念，为高等教育发展提出新的挑战和提供新的机遇。

(二)文献综述

2017年4月18日，《光明日报》发表张大良《新工科建设的六个问题导向》文章，提出了什么是“新工科”，为什么要发展“新工科”，如何发展“新工科”，发展什么样的“新工科”，怎样培养“新工科”人才，指导性地阐述了新工科建设要问产业需求建专业，问技术发展改内容，问学校主体推改革，问学生志趣变方法，问内外资源创条件，问国际前沿立标准(肖应林,2017)。

马陆亭界定了与传统工业相关的“老工科”，以及新经济发展的“新工科”，提出了新工科更加凸显学科交叉与综合的特点，对高等工程教育的变革发展提出了新的挑战。余东升则认为，“新工科”要有新观点，新时期要全面创新我国高等工程教育，以适应引领新经济发展的战略(吴爱华等,2017)。陈慧、陈敏依据综合性大学基础学科和多学科交叉特点，对综合性大学培养新工科人才进行思考与探索，提出了发挥独特优势进行新工科建设思路。张维光(2022)等研究了新工科背景下传统专业升级改造途径，郑庆华(2020)等阐述新型工程教育的外延和内涵，通过研究提升传统专业，创办人工智能等新专业，探索理工结合、医工结合、文理渗透、管工贯通等实践，探讨综合性高校开展新工科建设的路径与模式。

(三)新工科的建设内涵

一说起工程师，好多人脑子里第一印象就是戴着安全帽拿着尺子、图纸的“搬砖”形象，或者就是机油、柴油弄得一身黑，拿着个仪器一天到晚对着机器的形象。因为工科不同于理科，它更注重于技术和实干，于是大家对工程人员的印象总是一副“邋遢”的场景，就像程序员是一群“宅男”一样。老旧的思想和印象使工科“望而生畏”，但实际情况不是大家想象的那样，工程师是更加朴实的科学家，新工科不仅仅是新经济中的信息化、智能化、精准医疗等等，也包含具有动手能力的工程师，美国这样一个科技教育高度发达的国家，在闻名世界的波音飞机制造工厂里，波音747在最后的组合，没有机器咬合，依靠的就是工程师。

新工科具有一系列新特点，即新理念、新特征、新知识、新模式、新机会、新人才。从高等教育改革来看，多元化、实践性与国际化将是新工科的教育方式和特色，而其专业特色是信息化、网络化、智能化、交叉化、创新性。我们要面向战略新兴产业与引领性行业需求来培养人才，针对新技术、新产业与社会新形态的变化，需加强多学科交叉与行业融合。要按照新工科的规律与特点进行教育改革，推进可持续竞争力的新型工科人才培养模式，加强新工科的建设。

那么“新工科”到底要建设什么？新工科的内涵还是以“立德树人”为引领，把握好学与教、实践与创新创业、本土化与国际化的任务，来应对变化，塑造未来，培养未来多元化、创新型卓越工程人才，达到继承与创新、交叉与融合、协调与共享的目的。21世纪国家间的竞争实际上是创新型人才的竞争，传统的理科和工科已不足以应对时代变革，要以科学技术和经济社会的发展趋势为导向，把提高学生的创新精神和创新能力作为战略重点之一，为新技术与新产业发展培养各种类型的新人才；要通过产业结构的调整，使传统低端产业向现代高端产业转型，实现资源主导向技术创新主导转变，培养学生的创新能力，实现由中国制造升级为中国创造。

二、地方本科院校在新工科教育中存在的问题

在传统工科教育的基础上，研究新工科建设的问题和策略，并立足地方经济发展，探索地方应用型大学发展新兴工科教育的新模式，已成为高等教育界的共识，是国家高瞻远瞩的战略考虑(陈慧等,2017)。目前，我国地方本科院校在工科教育中存在以下几个方面。

(一)不重视基础教育

习近平总书记指出：“要全方位谋划基础学科人才培养，科学确定人才培养规模，优化结构布局，在选拔、培养、评价、使用、保障等方面进行体系化、链条式设计，大力培养造就一大批国家创新发展急需的基础研究人才。” 复旦大学副校长徐雷深说：“基础学科是所有学科的基石。建设创新型国家，人才的基础能力是关键，而基础学科所构建的就是这样一种‘底层能力’”。一个国家科学技术的创新突破离不开工科基础教育，它是培养未来工程师最基础的渠道也是最重要的渠道(袁晓明，2017)。基础学科是支撑工科大厦的骨架，在研究上突破性进展，可能引起广泛的技术革命和技术革新，开创生产大发展的前景。作为综合性大学来说，基础学科的教学与研究相对重视，把提高教学与科研的水平放在战略地位(张翼星,2008)。但随着知识经济时代的到来，应用学科、交叉学科、新兴学科等各类学科得到了迅速、蓬勃的发展，而地方高校的基础学科建设未真正得到足够的重视。地方大学由于地域的局限，有重工轻理的倾向，由于工科侧重于生产实际问题的研究，造成“理向工靠”的培养方案，但“工”离不开“理”，基础学科孕育大量新技术，并催生新产业，在高等教育中奠定了一所大学的基本地位，增强应用学科、交叉学科、新兴学科等学科的后劲，促进人才的培养并保证质量。因此，基础研究是破解“卡脖子”难题的关键(赵婀娜等，2022)。

(二)培育模式单一

地方应用本科在教育教学模式上，沿用高职高专教学方法、方式，教学内容以传授课本知识为主，教学方法以课堂讲授为主体，而教学过程就是传统的传道、授业、解惑，课程体系设计基本趋同，实践环节以验证性实验教学为主，考核方式单一，忽视能力培养，对培养学生创新能力的重视不够，难以发挥学生的积极主动性。在实验课程设计上没有创新思路，实验内容绝大多数是按确定的方法、步骤，缺少探索型、研究型、开放式的实验，扼杀了工科学生创新的源泉，不能培养学生的创造精神和创新能力，只是培养了学生利用课堂对某种原理或现象进行验证能力。毕业设计是本科生实践教育的重要环节，由于选题不够合理、过程疏于控制、考核答辩流于形式，学生不能在实践中发现问题、分析问题、解决问题，阻断了工科学生培养实践能力和创新能力的途径，导致毕业生素质达不到社会的需求(陆必应等,2013)。

(三)专业设置不科学

地方高校大多由几所学校组合升本而来，专业设置重叠严重且范围广，在有限的规模上尽可能多地设置专业，不仅降低了学校的招生水平，也浪费了教师和教育资源。高校的专业设置既反映了社会对于人才的整体需求，历来是高等学校办学十分重要的环节，涉及高校教学资源的合理配置和人才培养的重大问题，需要综合考虑国家经济发展、区域经济结构、学生就业、师资队伍建设、学生培养质量、学校办学特色等。然而，地方高校属于地方财政事业单位，计划经济的影响在延续，增加容易淘汰难，学科与专业设置不能完全适应产业发展的需要，只能把招不到学生的专业改头换面揉成新的专业，表现在求新、求多、求全、求热门，缺乏应用和实践的指导，以及充分的调研、论证和民主决策。具体表现在一是专业设置缺乏整体规划和科学论证，缺乏创新性、前瞻性，严重浪费了教育教学资源。二是专业设置与产业结构对接度不高，新兴产业相关专业设置较少，不利于教育资源的优化配置。三是专业结构不合理、不专业，没有专业群建设，没有形成集聚优势，重点专业的带动和辐射效应不明显。

(四)教育模式僵化

中国的高等教育在计划经济时代看苏联，“以苏为师”很快就从教育领域扩展到科技领域搞特色专业，搞重工业。然而，随着服务行业的不断推进，导致工科开始看向西方，高校经过不断的合并向综合性大学看齐，建名校建世界一流大学等，导致工科教育变得不伦不类，不精不深。教育与科学技术本是一脉相承，应该注意到，新经济是一个动态的、相对的概念，经济的发展总是在推陈出新，不同时期的经济都有“新”的部分，但新只是相对的，随着科技的发展会逐渐变成“旧”(徐磊,2002)。因此，新工科建设不仅要结合自己的国情研究我国新工科专业建设，也要着眼于互联网革命的时代特征，紧跟新技术发展、制造业升级等动态发展，地方应用型高校更要因地制宜，办出服务地方经济发展的高质量新工科专业。

(五)校企合作落不到实处

地方高校的校企合作流于形式，说起校企合作来大家头头是道，拿西方的“德国双元制”“美国合作教育”“现代学徒制”等例子来说，都是校企合作的典范，然而中国高校历来重视讲，能够做得具体些的依旧只有那么几个重点学校、重点专业。校企合作在中国历来是炒作的多，实干的少。企业对教育事业的支持，关心的是自身的利益和发展，高校关心的是数量和企业名头。然而，从内部发展要素上，校企合作关键是科教融合进入深层次的实践教育，由于工程教育中的通识和人文内涵不足，企业的视野狭窄，创新思维和意识不足，不重视校企合作的科研投入和工程领域创新人才培养，未达到人才培养深层次的目标要求。因此，地方高校的毕业生人才知识体系不完善、不能快速地适应未来社会和经济发展变化的需求。

(六)教师信息化素养不到标

地方应用本科教师直接从高职院校升级上来，师信息化意识不足，对于信息化素养提升教育教学质量重要性认识不足，一部分教师对智慧教育的认识还是停留在PPT方式，大多数教师采用的信息化教学模式，是简单的多媒体与网络环境或工具。从原来高职基础升级的地方本科，科研的要求没有科学的标准，教师更多的精力是放在教学层面，没有科研的压力，不愿意花费时间学习新的知识内容，再加上对教师的考核形式局限，导致教师对信息化教学的开展兴趣不高，能力不足(周子平等，2021)。地方高校教师的传统教育思想和教育观念，没有及时从信息化1.0向信息化2.0行动调整，难以接受现代化的教育管理和教学模式，缺少颠覆性研究气魄和创新担当，应用信息技术改革和创新教学主动性不够，再加上地方本科的缺少对教育信息化实践创新的激励机制，使地方高校教师在信息化教学改革和创新方面实践动力不足。由于教师的整体信息化素养不足，在当前信息技术发展日新月异的形势下，教师就缺少数字思维，认识不到“互联网+教育”“智慧+教育”“元宇宙”教育等信息技术新特点，认识不到新的工科技术的发展和学习大都是以数字技术为手段。

三、地方应用本科新工科建设路径思考

地方应用本科如何前瞻地进行新经济工科人才预测，精准对接重点领域人才需求,如何吸引有工程教育背景的教师、增加产业界对工程教育介入,是亟待解决的问题。美国的麻省理工学院成立时明确指出，应用型大学不是一所传统的大学，而是一所“致力于提升工业科学及艺术的院校，且研究亦以应用为本”(付八军,2016)。地方应用本科院校在新工科建设中，要加强政策层面的支撑和引导作用，做好顶层设计规划，深化专业设置、产学研合作教学、改革工程实训、促进跨学科交叉融合、培育人文和工程内涵，加快传统教学深化改革，主动、快速地适应未来工科教育发展变化。

(一)以立德树人引领新工科

立德树人是教育的根本任务。习近平总书记指出：“人才培养一定是育人和育才相统一的过程，而育人是本。”作为地方高校的新工科建设，必须以立德树人作为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才(钟登华，2017)。新工科教育融合新文理教育、多学科和跨学科工程教育，是个性化专业教育的教育教学模式，是高等工程教育发展的最前沿和新方向(顾佩华，2020)。新工科人才培养是一项系统工程，同时也是国家重大战略和需求的重要起点，需要以立德树人统领人才培养全过程，立足我国战略发展需求，加强工程教育改革创新，做好课程体系顶层设计，重塑人才培养质量观，这样，我们才能培养学生终生发展和社会需要的核心素养及能力，使之成为具有国际竞争能力的时代新人。科学无国界，但科学家是有祖国的，只有培养了学生的爱国主义精神，才能激发学生的科学报国信心和勇气，才能努力学习，把科学文化学到手。这要求我们科学引导学生,使其树立正确的人生观和价值观, 达到立德树人的效果，才能打造综合性、创造性、实践性、跨学科、国际化等全新工科课程体系。

(二)加强基础学科建设

据最新的自然科学分类，六大基础学科是数学、物理学、化学、天文学和天体物理、地球科学和空间科学、生命科学。基础学科的研究是构建工科大厦的基石，培养学生的工程知识基础、多学科思维和创新能力，获取被研究主体全面的知识，构建更系统、综合的工程教育课程体系。做好地方应用本科新工科建设，从基础课程改革开始。地方的高校的基础课程要求较低，设置较少，特别是基础自然科学的课程弱于综合性大学。不管在“新工科”还是“老工科”背景下，高等数学、物理学科的基础地位不会动摇，化学和生物等科目将更加交叉融合，强调的是应用性和与其他学科的关联性，技术科目的重要性将大大加强。虽然改革传统的工科教育，基础性的知识教育要加强，但人文社科教育和思想政治教育同样不可缺少，从技术、伦理甚至美学艺术等角度综合思考，引发的认识论和方法论改变，将“大工程观”植入课程体系整体设计和变革，重视科技与环境自然融合，才能帮助堆砌起创新大厦的基石。

(三)结合地方工业发展实际建设

由于受管理体制和经济因素的制约,目前的工业企业大多不愿意大量或长期接受学生系统实习, 与工业企业深入开展专业建设、人才培养、课程建设、实验室和实践基地建设等，而实习又是不可或缺的教学环节, 因此, 建立必要的校外实习基地对新工科人才培养还是必需的。地方高校建设新工科要避免与工业实际脱节，而是要真正走进工业企业，围绕地方支柱产业进行，结合本地工业发展实际情况，准确定位办学方向和专业建设，确定办学特色，开展创新创业教育，服务地方经济发展。地方经济发展的需求能够给高校带来新的课题研究，通过与地方的调研与合作，加强实践合作，大力开展创新创业教育，寻求创新创业教育新模式。要对接区域战略产业，与地方区域经济社会发展需求接轨，做好校企深度合作；地方应用本科通过与地方政府科技合作，优化高校的教学质量，促进科技成果的转化，为高校的研究注入新的活力。我们要营造良好的合作环境，加强地方与高校与地方经济建设相互合作，以实现双方的资源互补；要建立双方合作管理制度，达到科学化、规范化、制度化，使高校与地方合作互动持久深入；要构建高效的与地方合作交流平台，满足工程教育培养中人才、技术和信息产业、经济沟通交流。学校要与工业企业建立有效地校企合作关系, 就要加强校内对实习企业的支持和服务能力,或建立服务团队, 以若干团队的长期服务来强化合作关系。

(四)加强工程伦理教育

教育理念和发展模式对新工科人才培养的有支撑作用。地方应用本科新工科建设必须贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，理念是行动的先导，理论是行动的指导。新工科的创新发展，不仅需要人文精神积淀，也需要科学的、先进的价值观指导，并遵循人文道德和工程伦理规范。新工科给我们带来的舒适的生活，是工程伦理(Engineering ethics)应用于工程学的道德原则系统，是工程技艺的应用伦理科技的发展。绿色是经济社会发展的方向，国际工程教育的发展必须融入绿色理念。要树立综合化工程教育理念，强化跨学科综合教育，在具备人文情怀和管理素养的同时，深化工科领域创新创业教育改革，提升学生工程技术创新能力，为新兴工科孕育产业奠定基础，创新全面新型工程教育观。

(五)深化工科教育改革

地方应用本科新工科教育要深化教学模式和方法的改革，落实“学生中心、成果导向、持续改革”的工程教育理念。一是翻转课堂，在教学方法上将传授知识改为传授方法，以学生为主体推动学生向主动探索性学习转变。尽量利用科技手段，开展多种形式的教学，如辩论式、演讲式(讲课)参与式教学，激发学生的参与热情和研究兴趣。二要开展形式多样的实践性教学，培养学生的观察能力、动手能力和解决问题的能力，在老师的指导下组成团队，协同科研创新。三是重视毕业设计环节，改变选题模式和考核形式，尝试由学生自主的选择毕业设计的技术路线，以及研究方向、研究方法、实验方案等，把毕业设计作为地方本科生教育的最重要环节。四是毕业答辩重点考核手段，要评价学生毕业设计过程中表现出的实践能力、创新能力。不仅要审查论文的质量，更要考查学生的研究过程、研究思路，关注实验方案和研究成果。

(六)加强教师“双师素质”建设

高水平的师资队伍是地方应用本科建设新工科最基本条件，教师本身的素质和能力直接影响着培养的人才的素质，要建设地方应用新工科，必须提升教师素质和实践能力，改革教师评价机制。当前的评价机制是科研以文章、项目数量作为主要标准，教学技能侧重于程式化的基本能力和水平，不利于师资队伍的建设和学生创新思维和创新能力的培养。要探索体现创新性和实践性人才强校战略，建立科学评价标准与支持机制。把科研转化、校企协同创新、企业工程实践经历等作为教师职称晋升的必要条件，把外部院校、科研机构、企业经理的评价作为主要依据，制定聘任和职称晋升制度，促进工科教师专业发展和工科专业创新人才培养。要加强教师联盟平台建设，积极开展科研开放与内外协同，提倡研究向跨学科、跨学院的模式转变，学校鼓励学科之间的竞争、协同、交叉与融合，组建若干跨学科的知识创新基地,促进具有学校特色的工科协同、艺工交融和文理渗透。

(七)加强新工科专业建设

随着新一代互联网、大数据等技术发展，将“智慧化”创建理念主动引入基于大数据的专业建设，从适应市场需要的角度出发，不断调整和完善专业设置，突出学生技能培养，强化和提高学生综合素质；不断挖掘学生就业实习途径和岗位，形成“实习即就业”的安置模式，本着“服务于社会，有利于学生，有益于企业”的原则设置专业；密切关注国际产业转移、新技术的引进、产业集群发展、现代服务业增长、环保节能、新能源的发掘利用，以及其他重要资源、环境等因素对新工业发展的影响，加强相关学科与工科的融合共长。针对专业的特点提出“宽基础、重技能、活模块”和“理实一体化”教学模式，围绕培养“技能型、应用型、复合型、智能型”毕业生的目标来开展工作，更重要的是学校依据地方经济发展创新人才需求，以及毕业生跟踪毕业生就业的反馈信息，分析地方应用型本科在人才培养过程中存在的主要问题，准确预测新工科专业的发展趋势，提出科学合理化建议，制定中长期规划，使地方应用本科新工科专业建设走向康庄大道。

(八)新工科建设要抓住智能时代的特征

工业革命的每个时期都有其具有代表性的生产工具, 伴随着信息技术的发展，数字技术得以大规模的使用,我们进入了工业4.0的智能时代。由于大数据和人工智能在工业上大量应用,将全方位的改变社会生产和商业模式,而智能时代人才培养最为明显的特征是“学有专攻, 多专多能”(汤丽萍，2018)，因此，结合地方应用本科校新工科建设要求，积极进行新工科专业课教育改革和实践，探索智能时代新工科的教育新模式。首先探索基于5G、互联网、物联网等数字技术下的人工智能、大数据、区块链工业应用，确立新工科专业群和专业模式建设。其次要以教育信息化2.0的基本目标为指导，加快推进数字技术与教育教学的深度融合，开创教育服务新模式、教育治理新模式，具体就是加快面向5G网络的高校智能学习体系建设，以AR、VR和MR以及区块链为主要技术，探索“元宇宙”下的智慧校园的建设和智慧教育模式，构建智慧学习支持环境，做好智慧教育创新示范。最后，在提高师生新工科专业的信息化素养下，依托教育信息化2.0时代的“新工科+数字校园”平台，拓展人工智能、生物科技、新材料和新基建的新工科建设。在智能时代特征指引下的教育改革探索和实践，将有力促进教育信息化2.0行动计划的实施，并推动工程教育多学科交叉创新，实现跨界融合和学科集群发展。

四、结语

新工科建设不仅是一般工科专业的建设，而是一种新的工科教育理念的转变，因此，发展新工科也要因时而动。伴随新一轮的科技和产业革命，我国经济发展进入新常态，国家高等教育的发展进入新阶段，中国教育的发展将遭遇新的挑战未来我国高等教育发展方向，是促进高校分类发展，提升高水平大学国际竞争力，在不同层次不同领域办出特色、办出水平。特别要支持有特色的高水平地方高校发展，加强信息、医药、新能源、智能服务等行业高校建设，突出地方高校学科专业特色和行业特色，引导部分地方本科高校向应用型转变，推动与大学、企业、地方的合作共建协同创新，把办学真正转到服务地方经济社会发展上来，转到产教融合、校企合作上来，加快推进我国从工程教育大国走向工程教育强国，建设中国特色的新工科教育新体系，培养一大批又红又专、全面发展的新工科人才。