新工科视域下创新复合型人才培养体系研究

宋晓华，陈超波，高嵩，赵素平

［摘 要］ 创新复合型人才培养体系改革措施，在西安工业大学电子信息工程学院电信工程专业的实施效果已经初步显现，要从新时代人才培养和新工科建设需求出发，依靠强大的交叉学科课程和实践建设平台，厘清创新复合人才培养目标，建设学科交叉融合的模块化课程体系和实践基地，营造新工科创新氛围，采用国内外视角及举措培养人才。

［关键词］ 新工科；创新；复合；人才培养

［基金项目］ 2021年度校级青年專项教改项目“新工科视域下基于多维驱动的‘电信类+智能制造创新复合型人才培养体系与实践研究”（21JZY001）；2019年度校级教改项目“基于CDIO的机器人工程专业人才培养方案的设计与优化”（19JGZ06）；2020年度研究生教改项目“电子信息专业研究生工程实践能力体系评价及优化机制研究”（XAGDYJ200102）

［作者简介］ 宋晓华（1983—），女，陕西宝鸡人，工学博士，西安工业大学电子信息工程学院讲师，主要从事自动驾驶车辆运动控制与轨迹规划研究；陈超波（1978—），男，浙江宁波人，工学硕士，西安工业大学电子信息工程学院教授，主要从事智能控制与分数阶系统研究；高 嵩（1963—），男，工学博士，西安工业大学电子信息工程学院教授，主要从事复杂系统智能控制研究。

［中图分类号］ G642.41［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）11-0169-04 ［收稿日期］ 2022-05-11

引言

高等学校是社会主义现代化建设的人才源泉，实现中华民族伟大复兴的重要使命之一就是建设社会主义教育强国［1］。目前，世界处于大发展大变革和大调整时期，国际局势风云变幻，信息产业的第三次浪潮也正在孕育和兴起，新兴技术有了应用但又不太成熟，社会生产力结构调整和人类文明的深刻变革也在蓄势待发。如何在前所未有的深度改革中抓住机遇，适应时代的发展节拍，坚定不移地贯彻人才强国战略，与世界高等人才培养教育接轨，培养高素质交叉学科创新复合人才，引领中国高端制造业突破瓶颈，在全球竞争中增加主动权，是当前中国新工科教育必须解决的历史任务［2］。

目前，正在进行的新工科建设体现了高等教育正积极、主动寻求变革的发展意愿和行动。尽管如此，我们的高科技产业面临着严峻的国际创新需求，产业链条中关键核心节点的技术缺失导致的“卡脖子”问题，让我们陷入多个交叉行业的发展困局［3］。

创新能力是指以现有的思维和认识，在长期的专业实践基础上，利用现有的知识和物质，改进或者创造新方法，解决新问题，树立新目标，并且与工程实践活动进行创造性地运用与结合的能力。想象力是创新思维的来源，创新技能是综合能力的体现，创新思维和创新技能是创新能力的外在表现核心［4-5］。

我们也发现，近些年在多学科交叉融合的领域出现了许多重大突破与创新，且大部分限于交叉领域。智能AI、智能制造等目前处于战略性前沿科技领域，具有典型的多学科交叉色彩，现实中的许多复杂问题具有多面性，涉及不同领域的专业知识，没有多学科交叉融合的知识则难以应对。多学科交叉融合的特点已成为高等教育实施与发展的必然趋势［6］。加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展。学科交叉融合是促进我国高校“双一流”建设、构建高质量高等教育体系的重要途径［7］。

一、目前存在的问题

随着互联网时代的到来，我国现今的社会经济发展形势正在发生巨大变革，对从业者的创新能力要求提到了新的高度。大数据时代，大学生生活在信息自主共享的氛围里，自主性强，个性鲜明，可是交流沟通能力不强，缺乏创新实践平台，匮乏于有“合谋者”但仍处在一种新式的“孤独”中［8］。

未来的中国教育，将是多样化教育理念［9］彻底贯彻和人尽其才的高质量教育。在当代背景下，新工科倡导的创新理念要与教育实施有效融合，为缓解现有教育水平和模式与社会对创新复合型人才需求的主要矛盾及破解教育热点难点问题注入新的力量。在新工科背景下，如何培养和提升当代大学生的创新能力，已成为高等教育关注的热点［10］。然而，目前高校创新型人才培养模式仍然存在诸多薄弱环节亟须改进。存在的问题主要有以下几个方面。

（一）脱离现代产业结构发展需求

当今是信息化时代，信息化是当今时代发展的大趋势，代表着先进生产力。信息化时代以信息技术为主体，新一代信息技术与制造业深度融合，国际环境复杂性上升，国内需求和要素供给条件发生深刻变化，高质量发展将成为时代主基调。新的生产方式和适应新的生产方式的人才需求极为迫切，传统知识结构和教育方法并不能满足这一新要求。

（二）传统工科教育体制与人才需求分离

我国的高等教育长期以来设置了13个学科门类，造成各学科门类之间相互分割的状态。人才知识结构缺乏社会适应性，与信息化时代的社会需求脱节［11］，没有学科交叉的传统专业教育难以适应现代科技和产业的发展需求。高等学校通过校校合并或者联合办学的形式建设了很多综合性大学，这为创新复合型人才所需要的交叉学科知识体系提供了有利的基础条件。因此，高等学校教育应将专才教育与通识教育有机结合，设置为基础指导学科专业，深化交叉专业融合，使人才培养模式从专业型向复合型转变，培养出基础扎实、具备专业领域应用背景和学科交叉知识体系的复合型人才［12］。

（三）不重视学生个体创新创业能力的发展

在目前的就业需求背景下，对学生创新创业的能力要求呈现出多样化和综合化，创新复合型人才要在具体专业应用领域、文化交流领域进行团队协作精神、创新意识和奋斗精神等相关能力的锻炼与培养，要摒弃传统的处理教与学关系的理念，形成更加博闻强识、注重知识本质与外延、强调实践中应用的教育教学方法［13］。

二、新工科创新能力培养的组织架构

新工科教育创新能力培养体系不仅会影响工科人才的培养质量，也会关系到新工科发展的谋局布篇。新工科建设的基本出发点是工科学生的创新能力培养，构建完整的人才培养体系架构，全面研究和厘清人才培养体系的关键环节，提出优化完善方案，全面提高新工科教育创新培养能力。

（一）新工科课程设置

课程设置体系是人才培养的生命线，也是基础和重要的环节，是人才培养方案中各个培养目标得以达成的具体实施方案和载体，也是创新复合型人才能力培养体系改革的基础一环。

课程体系一般由专业基础课、专业课、必修课、选修课、实践课及人文课等部分构成。不同类型课程的设置权重会构建出不同的课程结构。

我们现行的主要课程设置模式是层级式，这种方式有利于学生系统地学习本专业的知识，但缺点是学科交叉融合少，不符合新工科建设要求。新工科的课程培养体系应该体现多学科交叉融合的知识结构特点，以及对工科人才能力和素质结构的提升要求。

模块式课程体系现在越来越受到新工科建设的青睐，在专业课设置中采用模块化的方式定制课程方向，可以满足多样化的需求。每一模块包含若干相关性较强的课程，模块之间既相互独立，又可以通过具体领域背景的关联性互相组合，颠覆了传统课程设置的刻板性和单一性。现代工程学科的集成性和创新性，要求能够在模块化课程体系设置中得到充分的满足，以有助于各专业课程体系学科的深度融合，构建交叉课程体系，保障新工科人才的知识、能力和素质结构。

（二）新工科实践教学体系

实践教学体系是新工科教育的核心部分，外在表现就是实验平台。完备的实验教学平台体系主要包括基础实验平台、工程实训中心、专业创新创业实验平台、校外生产实习和实践基地等。实践教学的过程就是让学生通过实验平台或者实践基地不断地验证或者巩固记忆所学的理论知识，并且根据实践结果不断地修正自己对理论知识的理解，深入理解后迸发出对新问题的思考和新颖理解，激发学生的创新思维，增强创新能力。

实践培养根据实践要求能力可以分为三个层次，分别是基础验证层、进阶层和应用创新层，根据能力要求阶梯层次安排与各层次匹配的教学内容和实践活动。基础验证层包括公共基础实验、专业基础课内实验和认识实习等。进阶层主要包括课程设计、专业教学实验、专业实训和竞赛。应用创新层主要包含的实践形式有毕业实习和毕业设计。其中，毕业实习是学生把理论学习与实际生产生活联系的重要环节和桥梁，用理论来解释现象，达到更高层次的理论深度；毕业设计是培养学生文献查询、论文撰写等能力，同时也是对学生综合运用所学知识和技能解决实践问题的重要训练。

要进一步改革各类实验室管理制度，增加对各类人员的开放程度，开展各类创新性和开放性实验项目，鼓励学生走入实验室，增强实验过程的自主性和开放性，改革实验评价标准，做到开放性评价。积极申报建设虚拟仿真实验室，让不具备场地和经费的大型实验成为可能。充分利用各级各类虚拟和现实的优秀平台，使实践教学的深度呈现阶梯化发展趋势。鼓励“走出去，引进来”，教师到企业增长工程经验，企业人员入校指导，联合企业共建人才培养校外专业实践基地，加强深度工程融合，提升学生的工程创新素质。

（三）新工科教学方法

传统的学习方法是让学生在学习过程中被动地接受知识，缺乏主动性，学生在学习过程中也没有过多地思考“为什么”。这种学习模式对于学生创新性思维的培养极其不利。

现在普遍倡导的学习模式是启发式教学。启发式教学是以问题为切入点，根据教学内容和学生的学习规律，以学生的思维活动为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使学生自主学习，其核心问题为高效设定问题情境。在问题、案例或者项目设定时，选择具有学科交叉融合特征的问题，探究学科知识的同时，增强多学科知识的融合意识，表现工程原理，解决复杂、综合工程问题，开展形式多样的合作，培养学生应用知识解决问题的能力。

（四）新工科创新环境

人文文化是高校发展的灵魂。校园创新文化建设对于推动新工科建设、培养工程类科技人才创新素质具有重要的作用。新工科校园文化建设主要包括文化建设的制度和政策、物质建设和精神建设。物质建设主要为校园设施和场地，精神建设主要为创新基地的内涵、创新竞赛和项目的开展以及同企业之间的合作交流。高校在创新文化方面的制度保障和政策实施是基础，精神建设是目标，对创新文化氛围建设具有導向作用。

首先，广泛组织学生参加各类学科竞赛和项目，鼓励学生根据自己的兴趣爱好自由跨学科组合。学校要为参赛队员提供一定的资金和技术支持，提高学生的参与度和覆盖面。其次，设立大学生创新创业训练基地，定期开展不同类型的创新创业训练活动，增强学生的创新创业能力，使训练基地成为模拟企业，充分发挥基地在人才创新能力培养方面的作用。

（五）教学内容改革

构建多学科、跨学科交叉融合的专业课程体系。在充分调查研究的基础上，改革选修课程开设机制，定时更新课程目录和课程内容，使课程目录和内容设定具有较强的时事性和兴趣性，符合当前学生的专业需求和心理需求，让学生可以根据自己的兴趣爱好和职业目标设定选择符合自身需求的选修课程，制订相应的学习计划。

首先，高校教师要及时吸纳科研领域的热点和前沿知识，更新教学内容，完善专业课程教学体系。智能制造、人工智能和虚拟现实等新技术的应用和发展，要求教学活动必须与时俱进。其次，丰富科研竞赛领域，延伸学生的创新空间。从组织社科、工科和理科学生广泛参与和合作的综合科研竞赛活动入手，鼓励学生参加教师科研项目，从科研项目中提取和升华竞赛内容，拓展思维空间，实现科研和竞赛的相互促进，增强学生的团队合作意识和人际交往能力、创新意识和创新能力以及创新素质，将其作为课堂实践教学的有效补充。最后，课堂上呈现教师科研内容，把科学研究的课题案例搬入课堂，扩大学生的知识面，增强教学内容的实用性和新颖性。学生对课堂的关注度和参与度提高，不仅能够更好地接触前沿知识，了解最新科研热点问题，还可以培养学生的基本科研素养，了解科学研究的流程和方法。

結语

本文所述的改革措施是基于西安工业大学电信学院本科层次多维复合创新型人才培养理念、符合交叉复合型人才培养理念的工程教育探索，人才培养成效正在显现，对于大学本科生培养在多大程度上实现了新工科的培养目标还有待进一步实践，对于人才培养生源中哪些专业还需要与其他学科深度结合及如何结合等还有待进一步探索与研究。

参考文献

［1］吕明，杨胜强，白薇.弘扬诚信 端正学风是高等学校科学发展的基石［J］.中国大学教学，2009（10）：11-13.

［2］冯婧.新工科工程实践教学体系建设研究［D］.武汉：武汉理工大学，2019.

［3］老兵戴辉.任正非和华为曾经的三个“至暗时刻”［J］.企业观察家，2019（6）：66-71.

［4］王瑞佳.工程人才创造力构成研究［D］.大连：大连理工大学，2018.

［5］李莹.大学生创新创业能力影响因素与培养策略研究［D］.长春：东北师范大学，2019.

［6］刘三女牙.加快推动学科交叉融合助力发展高质量教育［J］.国家教育行政学院学报，2020（12）：46-51+58.

［7］赵云云.交叉学科与创新人才培养的关系研究［J］.黑龙江高教研究，2010（11）：123-125.

［8］王学智.大学生创业中创新能力养成机制研究［D］.合肥：中国科学技术大学，2017.

［9］罗志峰.树立“以学生为本”教育理念构建多样化教学模式［J］.中国成人教育，2011（24）：126-128.

［10］额尔敦吉如何.当代大学生创新能力培养研究［D］.长春：长春师范大学，2017.

［11］楚旋，王少媛.高等教育改革的动力要素及局限性分析［J］.江苏高教，2021（1）：34-38.

［12］谈鸿奎，宋志华.传统工科教育的反思和出路［J］.黑龙江高教研究，1998（1）：29-31.

［13］邓恩征，张晓彤.基于建双创标杆院系提升大学生党员创新创业能力的探究［J］.数字化用户，2019（37）：205.

Research on the Innovative Compound Talent Cultivation System from the Perspective of Emerging Engineering Education

SONG  Xiao-hua， CHEN Chao-bo， GAO Song， ZHAO Su-ping

（School of Electronic and Information Engineering， Xian Technological University， Xian， Shaanxi 710021， China）

Abstract： The implementation of the reform measures of the innovative compound talent cultivation in the telecommunications engineering major at the School of Electronic and Information Engineering at Xian University of Technology has achieved certain effects. It is necessary to start from the needs of talent training and the Emerging Engineering construction， rely on the strong interdisciplinary course and practice construction platform， clarify the training objectives of innovative compound talents， and build a modular curriculum system and practice base of the interdisciplinary integration， creating the innovation atmosphere of Emerging Engineering Education. Moreover， the domestic and foreign perspectives and measures are used to train the innovative compound talents.

Key words： Emerging Engineering Education; innovation; compound; talent cultivation