新时代卓越工程人才该如何培养

5月29日,习在中央政治局第五次集体学习时指出,进一步加强科学教育、工程教育,加强拔尖创新人才自主培养,为解决我国关键核心技术攻关提供人才支撑。当前,我国工程教育发展现状如何?国家教育行政学院工程教育调研组,针对工程教育发展取得的成就、面临的挑战开展调研,并就工程教育还应如何发力提出对策建议。

近年来,一系列与工程教育密不可分的重大工程,为中国的现代化建设提供了强有力的支撑。与此同时,我国的工程教育也逐步走出了一条符合中国国情的工程教育发展道路。

由于服务国家战略的重要作用,新时代以来,工程教育发展思路更加清晰:从学科导向转向产业布局和未来需求导向、从服务满足产业发展转向服务满足与支撑引领产业发展并重,已经成为各类高校工程教育改革的共识。

更加注重面向国家重大战略,培养堪当民族复兴大任的卓越工程师。从2001年到2021年,我国工科本科生在校人数从157.4万增长到644.0万,增幅4.1倍;工科研究生招生人数从6.3万增长到41.9万,增长了6.7倍。在数以千万计的工程科技人才进入各行各业的同时,自主培养了载人航天、探月工程、载人深潜、深地探测总师等大国工程领军人物,产出了大量战略高技术研究成果,为我国经济社会和产业发展提供坚实的人才和智力支撑。2022年,清华大学、北京航空航天大学等10所高校和中国航天科工、中国宝武钢铁等8家企业聚焦国家急需关键领域,开始试点建设国家卓越工程师学院。对此,浙江大学国家卓越工程师学院党委书记、常务副院长薄拯表示,“国家卓越工程师学院建设,融入了企业担当出题人的角色,让企业与高校一起出力,为国家人才紧缺的地域和单位培养人才,例如中西部、国防军工单位、大型央企国企等,让其尽早在未来产业链中占据核心地位。”

实施校企深度融合的办学方式是国家卓越工程师学院的核心特征,重庆大学国家卓越工程师学院面向智慧能源、工业母机等关键领域,与南方电网、中国电科等企业实施联合培养;聚焦到区域智能联网汽车产业,从重庆长安、赛力斯等企业挖掘实际问题和工程需求,支持所有学生进驻实验室开展跨学科研究与实践。

面向全球科技创新和现代产业体系,卓越工程师培养呈现出全方位布局与特色化探索并重的特点。新工科建设以来,“天大方案”“成电方案”“哈尔滨工业大学新工科型方案”等创新探索不断涌现;未来技术学院、现代产业学院、特色化示范性软件学院、国家卓越工程师学院等创新实践推动工程教育再深化、再出发,中国工程教育培养体系既全方位布局,又特色化探索。2019、2020年,天津大学相继发布了新工科建设“天大方案”1.0和2.0,从顶层设计到具体落实探索卓越工程师培养模式改革,“新工科毕业设计研究与实践项目是新工科人才培养的最后一环,是检验项目式教学成效的重要载体。”

据新工科创新中心办公室主任、天津大学教务处副处长夏淑倩介绍,2023年,天津大学批准立项了32个跨学科新工科毕业设计项目群,覆盖17个学院,吸引了193名教师、314名学生参与。郑州大学聚焦国家战略和河南省关键产业发展急需,布局了集成电路、超硬材料、智能感知等特色行业学院、未来技术学院和现代产业学院,培养战略紧缺和新兴产业领域卓越工程师。面向未来前瞻布局才能从源头上破解“卡脖子”问题,目前,首批建设的12所未来技术学院已有两年的探索实践。前不久,东南大学依托未来技术学院设立了全国首个“未来机器人”本科专业,通过整合学校一流资源构建全新的、多学科交叉融合的课程体系,面向未来机器人领域培养创新领军人才。调研发现,北京航空航天大学未来空天技术学院没有设置明确的学科或专业,为了真正面向未来科技创新领域培养人才,学院大胆破除学科边界和学科思维,探索构建了以未来空天领域重大问题为牵引、以项目为驱动的“STEPbySTEP”课程-项目双螺旋培养体系。

从课程和项目入手,探索出交叉融合的卓越工程师培养新模式。北京航空航天大学未来空天技术学院“STEPbySTEP”培养体系就是以课程和项目为人才培养基本单元,打破建立在学科基础之上的知识体系,让学生开展“新生探索-进阶探究-高阶挑战”项目的同时,选择需要修读的课程,自主建构起个性化的知识体系和能力体系。

调研发现,课程和项目是卓越工程师培养模式改革的重心,并呈现出课程与项目互促、融合的趋势,这就破解了以往工程教育课程与项目独立、学科交叉不足,对学生能力培养支撑度不够的困境。类似的,南方科技大学系统设计与智能制造学院探索建立了“多学科融合、产教深度融合、专业化发展”的知识与能力同步培养的新模式;经过大一通识教育和达芬奇挑战营,适合新模式的学生在大二修读设计思维与工程、机械设计与制造、材料工程基础、模拟电路系统设计和快速成型技术5门课程,通过每门课程的小项目学习知识点,再通过融合5门课程的综合项目系统掌握知识;到大三,再开始做与企业对接的综合项目、选修感兴趣的专业课程。这一模式下,学生压力一般不小,但当学生洋溢着笑容向调研团队展示项目成果的时候,培养模式改革的效果也自然展现了出来,这一模式荣获了2023年“中国工程教育改革先锋案例”。

通过体制机制创新,着力破解产教脱节的关键问题。不同高校和企业推动产教融合实践不尽相同。例如,华中科技大学国家卓越工程师学院与企业在项目制培养、校企课程建设、校企导师选聘、创新实践平台建设等方面共同发力;中国航天科工集团国家卓越工程师学院立足推动科技创新、技术发展和卓越工程师培养深度融合,服务高水平科技自立自强和企业高质量发展。调研发现,产教深度融合,不等于校企合作。破解产教脱节的关键问题,须调动校企两个积极性,推进工程实践和人才培养有机结合、建立产教融合长效机制是重中之重。为此,重庆大学、北京航空航天大学等高校国家卓越工程师学院通过组建校企导师组开展联合培养,校企共同制定培养方案、共同招生、共同选题、成果共享;华中科技大学国家卓越工程师学院则与中国信科集团等企业共建工程师技术中心,使学生在真环境中研究真问题、开展真科研、产出真成果。

产教脱节是新时代、新发展格局下工程教育面临的最具挑战性的问题之一,具体表现在目标、内容、机制和师资等方面。

人才培养规格不能适应新时代卓越工程师能力要求。新时代的卓越工程师应具有工程实践能力和解决工程复杂问题的能力。当前,人才培养中“理科化”倾向使学生工程实践能力培养不足,“学科逻辑”导致工程人才培养和生产实践结合不紧,缺少开展工程实践的真实育人环境,课程体系侧重理论课程教学,学生学业评价以考试成绩和研究论文为导向,对工程实践能力、系统思维的培养不足。另一方面,学生解决工程复杂问题能力和技术创新能力培养不足。多学科交叉、多技术渗透、多领域融合是未来工程实践和科技创新的趋向,但是学科专业“条块分割”,真项目、真课题“练兵场”缺乏,学科制度设计和院系组织壁垒打破有阻力,多学科交叉融合、集成创新的工程人才培养模式尚未形成。

某大型企业教育研究院院长表示,目前学校培养的人才与企业需求有些差距,他说,“随着技术的发展,传统的专业界限越来越模。

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