工科物理教育重建论文

工科物理教育重建论文 篇1：

新工科背景下文科物理实验“翻转课堂”探讨

摘 要：在新工科背景下，如何重新进行物理学与物理实验课的教学设计，助力创新、创造、创业的“三创”型人才培养？又如何在有限的培养时间内平衡物理工程教育的时效性与体系性的矛盾，取得较优化的复合人才培养效果？我们通过一门文科物理实验课程进行了探索：学生需要掌握电子测量与传感器领域的技术技能，并通过设计传感器的应用场景进行“翻转课堂”的教学。该课程是对大学物理实验课进行知识结构优化，降低选课门槛，简化理论模型，拓展实用功能的改革。

关键词：新工科;翻转课堂;文科物理实验

物理学是一门实验科学，同时也是自然科学和现代工程技术的基础。对于任何专业，物理与物理实验课都是一门培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要基础课。为适应国家今后发展新兴产业的需求，我校对如何培养“三创”型人才提出了具体的要求。“三创”即创新、创造、创业，具体包括三个目标：具有创新意识和适应创新要求的能力;具有创造思维和开展创造性活动的能力，具有创业精神和实现创业的能力。为达到这个目标，我校要求学生要完成“三个一”的任务，即修读一门创业课程，完成一份创业调研报告，撰写一份创业计划书。因此在新工科背景下，如何重新进行物理学科的教学设计，助力“三创”型人才培养，成为了我们的一项重要课题。

由于文科学生物理基础相对薄弱，也没有先修大学物理课程，因此在基于分层次物理实验教学而开设“文科物理实验”课程时，大部分高校会在演示物理实验的内容中选择具有趣味性的内容来开展教学。这样能激发文科学生学习科学、完成实验的兴趣，并帮助他们建立学习自然科学的信心。然而对于工科院校而言，我们认为这样的课程内容过于局限在现象上，与工程技术的现实脱节，并不能为学生在后续学习中的“三创”任务打下实质性基础。

1 新工科背景下的文科物理实验需求与探索

为推动工程教育改革创新，2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，共同探讨了新工科的内涵特征、新工科建设与发展的路径。我们关注到“共识”中体现国家对新兴工程人才的迫切需求：“总结继承工程教育改革发展的成功经验，深化工程人才培养改革，发挥自身与行业产业紧密联系的优势，面向当前和未来产业发展急需，主动优化学科专业布局，促进现有工科的交叉复合、工科与其他学科的交叉融合，积极发展新兴工科，拓展工科专业的内涵和建设重点，构建创新价值链，打造工程学科专业的升级版，大力培养工程科技创新和产业创新人才，服务产业转型升级。”

考虑到在经管外语体艺等文科专业的物理类选修课程中融入先进的工程学科实用性的成果，既有助于扩展新兴工科应用领域，也利于复合人才培养目的。然而技术发展一日千里，科学体系的建立却并非在一朝一夕。如何在有限的时间周期内平衡物理工程教育的时效性与体系性的矛盾，取得较优化的人才培养效果？

新工科建设“天大行动”中提到2020年直接面向新经济的新兴工科专业比例达到50%以上，其中物联网应用、人工智能、虚拟现实等新技术与智能制造、集成电路、空天海洋等新新工科产业均与物理学与电子信息技术的交叉复合密不可分。因此如何更新教学内容和课程体系，打通“最后一学里”;以及如何改革教学方法和考核方式，形成以学习者为中心的工程教育模式将成为新工科背景下物理实验课程改革的重中之重。

我们认为在新工科背景下开设的文科物理实验课，一方面要优化知识结构，降低选课门槛，简化理论模型，拓展实用功能，让学生学有所用;另一方面又要能结合本校实际，面向未来产业发展趋势，形成具有本校特色的课程;同时还应打破专业大类限制，通过不同知识背景学生的思维碰撞与互助协作达到复合创新型人才培养的目的。能实现这些功能的课程，也可以为学生在后续“三创”学习环节完成创业调研报告和创业计划书等任务提供支持。

基于上述思考，在现有的物理实验教学基础上，我们开展了一系列的教学探索与实践，其中最主要的是开设面向本校工商管理、外语、体育专业学生的独立实验通选课《科学实验训练（电子测量）》。我们以该门课程为载体，通过对原有物理教学实验室资源的整合，通过对授课过程的分段评估，对来自不同专业学生自主学习的引导，初步实现了低门槛的物理实验分层次教学，也达到对复合创新人才培养的目标。

2 《科学实验训练（电子测量）》的组织与实施

《科学实验训练（电子测量）》于2014年9月开始面向我校五山校区文科类学生选课，计2学分，32学时，包含实验课（计24学时）与开放实验室的“翻转课堂”环节（计8学时）两部分。历年开设规模在每班10-20人之间。我校物理教学实验中心开辟一间教学实验室按一人一台/套配置实验仪器。该课程的任务是使文科学生在大量的实验实践中快速掌握电子测量领域的技术技能;同时，通过“翻转课堂”的教学方式让学生在解决小型产品开发问题的假设中进行自主探索，并对所学知识进行综合运用;教学过程中着重培养学生严谨的科学实验态度和分析问题解决问题的能力，课程设计如图1所示。

该门课程的第一阶段，教师会使用自编講义教学，重点在实用电子测量方法的讲授与大量规范化的测量实验练习。课程首先按电类实验室的安全准入要求，讲授实验室供电与消防安全知识;然后，集中讲授计算机数据分析与处理、常用仪器仪表使用、测量测试方法、常用传感器、集成运算放大器、数据采集、虚拟仪器仪表等内容。该阶段内容讲授为24学时，需学生在实验室一人一台/套独立完成实验记录与撰写报告，实验完成情况得分按60%计入学期总评。

在课程的第二阶段，教师设计若干个与传感器应用相关的研究性、探索性的开放实验题目，让参与课程的学生通过2-3人组队完成。“翻转课堂”的教学方式就是在该阶段开展。学生在该阶段不但要运用第一阶段所学知识，选用至少一个传感器进行开发和调试;还需要查找资料选用合适的仪器设备制定实验方案;进一步需要构思一个传感器的应用场景并进行可行性探索;最后还要按组完成一份联名报告和一份PPT参加课程答辩。第二阶段的完成情况按40%计入学期总评。

《科学实验训练（电子测量）》就是通过第一阶段的分散独立练习和第二阶段的项目化的小组协作训练，使学生学会思考问题、解决问题并最终完成自己的作品，学有所用。

3 “翻转课堂”教学设计

“翻转课堂”的学习方法，强调以学生为中心的自主学习授课方式，引导学生在课前主动学习、思考问题，教师在课中则集中精力为学生解决问题，学生课后还需要对知识点进行总结与评价。该环节设计8学时。

我校是一所理工类综合性研究性大学，理工类学生有较强的理工科实践学习背景，然而经、管、外、体、艺等学生因专业原因，甚少机会接触理工类实验室，学校的工科背景并不能让他们获益。我们对《科学实验训练（电子测量）》课程的“翻转课堂”设计，就是从已有的物理实验教学基础中，提炼规范化的科研训练素材重新进行教学组织：即以电子测量产品的开发为学习线索、结合传感器知识进行综合运用、面向现实应用场景进行创新教育。

具体要求选课学生分组确定所要使用的传感器，班内每组之间不重复;然后运用第一阶段的学习内容，制定测试和开发方案，并在教师指导下进行方案修改与完善;随后在实验室进行该方案的执行与调试;最后小组需要提交一份包含元器件工作特性测试、电学量输出转换原理、元器件测量结果的呈现方式、作品的拓展应用等要点的实验报告。虽然运用“翻转课堂”的学习环节只计8学时，但实际上实验室面向全体选课学生随时开放，学生在实验室中进行实验的时间远超出8学时。课程最后设立公开答辩，由任课教师团队与学生代表共同评价计分，答辩结果按40%计入学期总评。

有41名来自本校工商管理、外语、运动训练等文科专业的本科一、二年级学生选修了课程，选课学生专业背景多样化，知识基础也不均衡。在这种条件下开展工科特色极强的电子测量与传感器应用的实践教学具有相当的挑战性。而在老师的耐心启发与细心指导下，学生普遍对能够完成自己的作品感到兴奋和鼓舞，而且最终课程作品极具创意：有利用热敏电阻、光敏电阻开发的各类报警装置，利用热释电元件开发的非接触温度测量装置，利用压电陶瓷开发的振感开关，利用红外探头复制遥控器按键的数字编码等;也有运用霍尔传感器开发的自行车码表，利用光纤弯曲损耗开发的位移传感装置等。

经过这个环节的学习，学生深切感受到科研成果的来之不易、体会到科研人员的艰苦，有学生在课程报告中就感悟到：“虽然小组成员都是属于偏文科的学科，但是通过这门课程，我们学到初步的电子测量的知识，也了解到了关于实验安全、用电安全等非常实用的知识，受益匪浅。同时在实验课上，培养了我们更加严谨、开阔的思维，还有尝试到从不相信自己能完成，到一步步探险寻查最终成功的乐趣！”

4 教学效果与评价

参与课程讲授的老师，全部来自大学物理实验技术团队。《科学实验训练（电子测量）》由于具有与《大学物理实验》等课程优势互补的特点：首先提供选课学生零基础的准入门槛;其次专注于电子测量与传感器领域规范的科研训练目标;最终以实用作品的开发为导向，提供学生由浅入深、项目化、团队化的学习体验，特色鲜明。因此参与课程的教师，会有新鲜的教授体验，而后又可以反馈于大学物理实验课程，实现不同课程间资源的良性互动;我校物理教学实验中心也通过教学主题的切换，促使物理教学实验室从单一基础实验教学功能逐渐向多样化、灵活化的特色方向发展。

《科学实验训练（电子测量）》课程开展的难点，在于如何在短时间内让文科学生通过课程的学习，掌握工程技能、形成工科思维、并初步达到“三创”的要求。我们希望选课学生既学习到实用技能，同时也能了解测量测试类产品开发的过程，了解电类实验室的日常运作，最终也希望他们能成长为复合型的创新人才。从实施效果来看，所有选课学生均能较好地掌握课程第一阶段独立练习环节需要掌握的知识与技能，因此在第二阶段才能够完整地参与一个测量测试作品的制作与调试过程。就最终提交的作品来看，兼具实用性与趣味性，对文科学生而言，难能可贵。由于该课程注重过程评价，并且对两个教学阶段的评价方式也有区别，因此能够较客观地反映学生的学习情况。同时，学生对该类型实验课的参与感、认同感也明显增强。课程结束后，通过华南理工大学教学管理系统反馈的选课学生对该门独立实验通选课的评教得分为4.727分（满分5分）。

在我校2018年的教学质量抽查中，检查组对该门课程的质量评价评语为：“教师仔细的设计并采用多科方式方法对学生进行电子测量的实操练习，培养，考核，考试方法多样，批阅详细严格……”最终质量评价总分为92分（总体抽查课程平均分为85.58，标准差为4.94）。

5 结束语

为配合我校在新工科背景下的“三创”人才培养要求，我们从2014年开始开设了一门面向文科学生的物理实验类课程《科学实验训练（电子测量）》。该门课程需要学生在32个学时之内掌握电子测量与传感器领域的技术技能，并通过设计传感器的应用场景进行“翻转课堂”的教学。课程让选课学生掌握了相应的工程技能、形成了工科思维、并初步达到“三创”的要求。

这种探索下，我们也获得了有益的启发。文科物理实验课相比较理工类的物理实验教学体系，是小型而灵活的课程，对其进行调整相对容易。而人才培养体系的建立，是一个日积月累的过程。在新工科背景下，需要在有限的高校人才培养时间周期内平衡物理工程教育的时效性与体系性的矛盾，取得较优化的人才培养效果，就必须依靠各方力量投入更多精力重构现有教学内容和课程体系，改革教学方法和考核方式，以项目为导向形成以学习者为中心的新型工程教育模式。

参考文献

[1]教育部.“新工科”建設复旦共识[J].高等工程教育研究，2017，（1）：10-11.

[2]教育部.“新工科”建设行动路线：“天大行动”[J].高等工程教育研究，2017，（2）：24-25.

[3]教育部.新工科建设指南（“北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017，（4）：20-21.

[4]陈佳洱，赵凯华，王殖东.面向21世纪，急待重建我国的工科物理教育[J].物理通报，2000，（4）：3-5.

[5]王迎军，李正，项聪.基于“4I”的工程人才培养模式改革[J].高等工程教育研究，2018，（2）：15-19.

[6]项聪.培养工具理性与价值理性兼备的工程师——兼论新工科人才培养目标定位[J].高等工程教育研究，2017，（6）：51-56.

[7]李文秀，毕颖，于三三，等.新工科背景下创新创业教育的实践探索[J].化工高等教育，2018，（2）：1-5.

作者：刘付永红　叶晓靖　马佳洪

工科物理教育重建论文 篇2：

关于新工科总体设计和教师职业素养的一些思考

[摘           要]  对新工科总体设计思路、教师职业素养、发展思考与建议进行探讨，通过布局服务新兴产业相关专业、探索体制机制及有效模式、提速培养重点领域紧缺人才、加快传统工科升级、教育教学理念、人才培养模式、培养质量、教师队伍建设、加强校企合作等方面的阐述，希望对新工科总体设计、教师职业素养、发展思考与建议的科学性、合理性提供可借鉴的思路。

[关    键   词]  新工科;总体设计;教师职业素养

新工科研究与实践是对传统工程教育的反思和提升，新工科战略实施与对新业态的认识和发展密不可分，为了适应新业态在技术、规模、产业等方面的崭新特征，新工科必须对工程教育体系、体制进行重新设计，甚至对新业态进行预测性研究，正是基于这个想法，本文在已有研究的基础上，提出新工科总体设计、教师职业素养、发展思考与建议的思路供相关人员参考。

一、新工科建设的设计思路

（一）布局服务新兴产业相关专业

服务国家培育和发展以重大技术突破、引领带动经济社会全局、知识技术密集、低能耗、潜力大、效益好的战略性新兴产业，设置布局相关专业，培养需要人才。

（二）探索体制机制及有效模式

新工科专业需要按照事先计划，制订制度，创新思路，以实际工作与产业发展相结合，建立健全动态调整机制，依据人才培养质量规划分配制度。体制、机制、模式细节如下。

1.科学合理的体制机制是前提，校企合作、教师聘任灵活、分配制度依据人才培养质量、教学管理有企业参与。

2.科学合理的人才培养模式是核心，专业方向要依据技术发展、产业需求及时调整、灵活设置，人才培养方案的制订要根据市场需求和竞争能力，培养模式要围绕以学生为中心的教育理念。

3.产学合作是关键，联合制订培养目标和方案，教材和课程共同建设和开发、共建实验室、实习、实训等实践教学基地，联合培养、培训教师和技术人员，破解实践条件不足、合格师资紧缺的难题，合作开展研究。

（三）提速培养重点领域紧缺人才

提高航海、化工安全、气象、网络安全、创新服务外包人才教育质量，加快航海、化工安全、气象、网络安全、创新服务外包人才培育，始于高等工程教育教学与相关行业部门协同育人，对优化专业结构、创新培养机制、强化实践教学、提高师资能力水平赋予了更高要求。

（四）加快传统工科升级

传统工科改造升级，做好增量优化，推动学科专业交叉融合，主动布局建设新工科，培养科学观、工程观、社会观并重，具有创新能力、社会担当的高素质新工科人才。

（五）制订行动方案

新工科建设持续推进，着重把握教和学、创新创业和实践、国际化和本土化之间的关系和任务，突破教育评价体系改革。新工科建设着眼服务国家两个一百年战略目标，从阶段目标、关键任务、重点突破制订行动方案。

1.阶段目标：到2020年，探索支撑新经济、新技术及新产业发展的新工科模式;到2030年，形成服务创新驱动发展能力的新工科发展优势;2050年，形成服务小康社会引领全球新工科的中国模式，支撑中华民族伟大复兴梦的实现。

2.关键任务：学与教，围绕产业链、创新链及对工程人才核心素养、能力的要求，动态调整学科布局、专业设置及课程改革，重建人才知识体系，重塑人才培养质量，完善以学生为中心的学习目标、培养目标、培养方案、课程大纲、授课计划、评价分析、课程品质报告、持续改进方案实施、学习目标的闭合教育质量持续改进体系。

3.重点突破：推进工程立法工作，使创新创业教育有保障，行业、企业、学校深度融合、协调育人，实习、实训难题，通过工程教育法得以解决。扩大招生、学位授予、专业设置与调整自主权，破除工程教育的体制机制障碍，深化简政放权，激发高等教育发展新动能。

二、新工科建设教师的基本职业素养

（一）理念引导行动——教师首先要有明确的教育教学理念

理念归纳有四个：服务国家战略、对接产业行业、引领未来发展、以学生为本。学生为本的理念强调学生培养的成效和未来发展，培养有个性、有潜力、有创造性、能服务新经济发展的卓越工程科技人才。

（二）产业引领未来技术——教师要清楚新工科学科专业的基本结构

服务传统产业转型、升级人才培养需要，对现有与之匹配学科转型、升级形成新型学科专业;满足产业发展对引领未来技术人才的需要，由不同学科交叉复合或交叉融合，产生了新兴学科专业;引领未来技术，发展新兴产业，产生的全新的新兴学科专业，一般从应用理科孕育、延伸、拓展出来。

（三）服务新经济专业建设目标——教师要清楚新工科学科专业建设主要内容

学科专业建设目标：培养具有创新创业能力、变化适应能力、素质高的复合型优质工程科技人才;学科专业建设平台：可以是实体模式、非实体模式，本着资源共享、优势互补原则搭建;学科专业动态调整机制：由于新经济的快速发展，新技术发展周期缩短，教育人才市场竞争激烈，必须及时调整，明确专业建设努力方向;学科专业建设重点：培养标准、培养方案、课程体系、课程内容、实践教学体系、教师队伍。

（四）实现创新卓越工程人才的培养——教师要清楚新工科人才培养模式

专业培养方案体现多学科交叉融合、柔性化，多学科交叉融合培养方案是实现新工科专业培养目标的基础;柔性化培养方案是培养有个性、不同类型卓越人才的前提和保证，同时要求课程和教学资源丰富多样。本研贯通培养人才模式，即本科、硕士、博士统筹安排本研培养计划，贯通培养。通过改革课程体系，调整教学内容，创新教育教学方法，丰富培养模式。同时，通过跨学科专业多方合作教育，政产学研合作教育，国际合作教育等多方合作教育，丰富完善培养模式;通过建设实践创新创业教育平台、完善工程实践教育体系，打造实践创新平台。

（五）熟悉质量标准——教师要清楚新工科人才培养质量

树立学生为本、过程管理、持续改进的人才培养质量观;国家标准、行业标准（产业标准）、学校标准构成人才培养质量标准;通过过程评价、结果评价、校内评价、校外评价构成人才培养质量评价，强调的是评价结果一定要用于质量持续改进。

（六）科學评价和激励政策——教师队伍需要加强建设

需要知识、能力、素养、实践经历能胜任学科专业建设和卓越人才培养的教师队伍。新工科教师的要求是在知识面、产业经历、产业能力，教学水平、敬业精神、职业道德等方面要成为学生的楷模;通过引进和兼职相结合，重点考虑教师学科背景、知识结构、年龄结构、工作经历、学缘结构等途径建设教师队伍。教师的科学评价和激励政策是促进教师建设的有效手段。

三、建设、发展新工科的一些思考和建议

（一）关注教师、学生两个主体，更新教学理念，打破教育壁垒

教师、学生两个主体的深度互动是根本，从以教师为中心的传道、授业、解惑向学生为本的悟道、求业、生惑转变，提供给学生可选择的空间，鼓励学生跨校、跨专业学习，动手是工程教育的特征之一，通过动（动手、动口、动笔、动脑、动心）的过程使学生工程能力素养全面提升。以提升学生适应变化能力及工程创新能力为目标，培养适应市场需要的卓越工程师。以做好专业国际认证、专业星际评定为牵引，遵从国际标准，立足专业底线，构建星际评价，推动专业拔尖。

（二）以融通线上、线下两个空间为手段，变革教学方法，开发学习动力

在学习动力、学习注意力成为稀缺资源的今天，通过线上、线下两个空间，探索提高人才培养成效的新型教学方法，即由同时同地发展到异时异地教学模式;通过线上、线下两个空间，真正实现教学中心向学习中心的转变，充分体现学习者为中心的教育生态，即学习的主动权归学习者自身所有，满足了学习者的个性化需要。

（三）以校内、校外平台为保障，借助市场力量，加强校企合作

通过校内协同育人平台的优化，校外企业平台的完善，突破体制、机制瓶颈，结合市场需求，实现跨学科、跨专业交叉培养，完善校企合作、产学融合协同育人模式。

（四）借助科教、产教融合，实现成果转化

将实践和创新创业相结合，拓展育人载体，强化能力培养，重点提升教师在创新创业与实践教学方面的能力;建立立德树人、产学研协同、跨学科领域及专业方向和服务一体化的人才培养模式;依据经济建设发展需求，突出核心与前沿技术，推进教、产、研相融合，强化科学技术转移与科研成果转化能力。

（五）依托本土化与国际化，服务中国复兴梦实现

新工科建设必须服务人民、服务治国理政、服务社会主义制度、服务社会主义建设，向世界发出中国声音。新工科必须秉承兴学强国的理念，瞄准服务国家战略，将家国情怀融入工程优质人才培养，使学生主动服务社会，为中国复兴梦的实现贡献力量。

（六）建设和发展新工科的五大难题

学科壁垒，窄化了工程人才的知识体系;专业相对独立，限制了工程人才的大工程观;本研分离，优质工程技术人才培养效率降低;校企分隔，工程人才与市场无法匹配;师生交流不畅，工程人才培养氛围不良。

立德树人为引领，塑造未来工程人才为建设理念，继承、创新、协调、共享、交叉、融合为途径，创新性、系统化、战略型、开放式为特征，加强建设新工科，设置和发展新兴工科专业，提升质量。同时改革创新现有工科，创建具有时代特征、符合工程教育规律的新培养模式;改革体制机制、创新培养模式、加强产学合作，按产业需求培养人才，支撑经济结构顺利深度调整。

参考文献：

[1]方志刚.新工科专业创新创业教育质量保障评价研究[J].教育现代化，2019，9（77）：42-44.

[2]方志刚.新工科专业创新创业教育质量之培养过程评价研究[J].教育现代化，2019，6（44）：42-44.

[3]方志刚.创新算符在创新性人才培养中的应用[J].教育现代化，2019，6（59）：1-2.

[4]方志刚.多维考核助力学生素养能力提升[J].教育现代化，2018，27（5）：210-211.

[5]方志刚.设问研究式教学法向课堂教学要质量[J].教育现代化，2018，23（5）：245-246.

[6]方志刚.师生互动共同体向课堂教学要质量[J].教育现代化，2017，49（4）：258-259.

[7]方志刚.新工科专业创新创业教育质量之师资队伍评价研究[J].教育现代化，2019，10（85）：55-56.

[8]方志刚.新工科专业创新创业教育质量之教学资源评价研究[J].教育现代化，2019，10（85）：69-44.

[9]方志刚.四位一体创造性人才培养体系的实践[J].教育现代化，2019，12（105）：6-8.

[10]方志刚.新工科专业创新创业教育质量之服务辽宁评价研究[J].教育现代化，2019，12（97）：30-32.

编辑 武生智

①基金项目：2020辽宁省“兴辽英才计划”教学名师项目;辽宁科技大学研究生教育改革研究与实践项目“基于创新型人才培养目标的研究生课程体系整体优化与教学内容改革研究”（2019YJSCX01）;全国教育科学“十三五”规划2017年度课题立项，教育部重点（DIA170387）。

*通讯作者：方志刚（1964—），男，就职于辽宁科技大学化学工程学院，教授，博士生导师，“兴辽英才计划”教学名师，辽宁省黄大年教师团队负责人，主要从事高等教育研究、物理化学教学和科学研究工作。

作者：方志刚 杨帆 陈林 汪孔静 唐晓丹 刘婧杨

工科物理教育重建论文 篇3：

地方高校新工科专业建设的探索与实践

摘  要：实践新工科教育改革是地方高校发展的历史机遇。文章基于地方高校新工科建设目标与内涵的分析，以“五新”新工科教育范式为准则，对地方高校传统工科专业建设进行了剖析反思，提出地方高校新工科专业建设的实践逻辑转向，并开展了专业层面整体的新工科教育改革探索与实践。

关键词：地方高校;新工科;专业建设

随着我国社会发展，社会主要矛盾的变化，“供给决定需求”的新经济发展规律，通过产业升级换代，对我国工程教育的改革和发展提出了新的需求和挑战，习近平总书记指出：“我们对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切”。对于培养工程技术人才数量最多的地方高校，如何拓展工程教育改革和工科专业建设的理念、内涵与目标，如何构建工科专业的结构进而重构人才培养模式，以响应新经济的新需求，承载地方高校应有的使命，成为地方高校亟需研究解决的现实问题。

一、地方高校工科专业建设的反思

（一）地方高校新工科专业建设的目标与蕴涵

新工科应我国新经济、国家重大战略、产业转型升级需求而生，并根据需求和高校的不同层次，分别赋予“优势高校、综合性高校、地方高校”以“工程科技创新和产业创新、催生新技术和孕育新产业、支撑经济与产业转型升级”的使命[1]。因此，地方高校新工科专业建设，是以“支撑经济与产业转型升级”为目标。

具有“可持续化、高新技术产业化、世界经济一体化、社会生活现代化”等特征的新经济，决定了产业发展之道在于契合“供给决定需求”的新经济发展规律，从而要求高等教育不仅要解决培养人才与行业需求脱节的问题，还要及时跟进产业发展前沿，支撑产业转型升级，更要有培养未来人才的理念，引领产业发展。对地方高校而言，办学即是办专业，因此，地方高校新工科专业建设的基本蕴涵即是：基于新经济对工科专业人才的新要求，转变工科专业建设理念，结合学校办学基础和目标定位，研究所服务地方与区域的相关行业发展趋势，强化和提升校企合作、产教融合层次，对传统的、现有的学科专业通过跨界整合、交叉融合等方式进行转型、改造和升级，并在人才培养目标、标准、课程知识体系、人才培养方案，以及实践平台、师资队伍建设、教育教学方法、质量保障体系[2]等方面进行系统改革創新，探索工科专业人才培养新模式，为传统产业转型、改造和升级提供人才支撑。作者所在学校2013年率先开设工业机器人专业方向，即高度契合《中国制造2025》“信息技术与制造业的深度融合”、长三角经济区对现代智能制造人才的需求。

（二）地方高校传统工科专业建设的反思

对标“支撑经济与产业转型升级”使命要求，反思地方高校传统专业建设，存在诸多不足，比如：学科导向和投入导向强劲而结果导向不足，教育界与工业界的对接互动严重不足，缺乏评价学生知识、能力的国际实质等效标准，工科教育“理科化”“重硬轻软”“重事轻人”等[3]。导致培养人才与行业需求脱节、难以满足经济发展需要、更无法引领产业发展。

首先，专业建设理念不适应新经济发展。受多方面影响，地方高校传统工科专业建设，一直与行业产业对接不紧密，更缺少主动服务国家重大战略、面向未来的理念。目前，我国新经济、产业转型升级、创新驱动发展等对人才培养提出了更高的要求，“新经济快速发展迫切需要新型工科人才支撑，需要高校面向未来布局新工科建设，探索更加多样化和个性化的人才培养模式，培养具有创新创业能力和跨界整合能力的工程科技人才”[4]，而地方高校近几年才由规模发展转向内涵发展，专业建设理念与新需求存在较大的偏差。

其次，专业管理机制难满足新技术交叉融合的需求。主要表现在三个方面：一是以学科为专业划分标准，甚至按二级学科为专业划分标准，在强调学科知识完整性和系统性的同时，制约了知识体系、新技术跨学科的交叉融合。二是高校缺少专业设置权限，使高校不能积极快速地根据经济发展预测进行专业设置，专业改革很大程度上还只停留在培养方案的修订上，专业知识体系更新速度缓慢。三是专业建设规划不适应新经济发展。地方高校在发展初期多以老牌高校为参考，但因积淀不足而对自身定位认识不清，导致高校间专业同质、校内专业集群重叠，后期对国家战略和地方经济发展战略性分析、预判不足，难以培养符合新经济发展未来需求、引领行业产业发展的工程科技人才。

再次，专业人才培养模式僵化，所培养人才实用性较低，不能承载新经济的新需求。一方面，传统的工科专业人才培养，课程建设滞后，重理论、轻实践，重计算推理、轻实验论证，教学方法缺乏启发式、研究式的學习氛围，不注重工程师应有的团队合作、严谨求实、社会责任等职业素养的培养，使传统工科专业所培养的人才实用性较低。另一方面，新工业革命正在影响和改变工程项目的组织、管理与实施，对更加多元的人才培养模式、多样化的教学模式，以及新的专业评估和认证制度的需求比以往任何时候都更加迫切，而这些是传统工科专业人才培养所不能承载的。

最后，校企合作不强且层次质量不高，难以构建人才培养的工程环境。一方面，没有企业深度参与的工程人才培养无疑是闭门造车，而企业追逐利润最大化的本质特性，使企业缺乏持续的参与积极性和主动性，加之国家促进企业参与高校人才培养相关激励政策、企业与高校间人才流动机制尚不健全，严重地制约了工科专业建设所需的工程环境的形成。另一方面，目前高校以补充实践教学资源而选择与普通企业合作，因多方面原因，合作企业在行业中的代表性不足，也缺少新产业的代表性企业，高校不能快速地将相关行业产业的前沿发展动态与趋势及时应用到人才培养之中。

这些理念与实践缺陷，也导致国家推行的“卓越计划”尚未完成惠及10%工科学生人数的预期目标的一半[5]，在2013年之后就停止了。因此，要搞好新工科专业建设，转变理念、创新工科专业建设实践是当务之急。

二、地方高校新工科专业建设的实践逻辑思考

地方高校新工科专业建设是响应新工业革命需求，因此也应该针对新工业革命的产业形态、工程技术、商业模式的融合与变革，对传统工科专业建设进行理念与实践逻辑转向，以支撑经济与产业转型升级。

（一）转变工科专业建设理念

新工科建设需要新的理念引导具体实践行动，理念内涵主要体现在地方高校工科专业在经济社会发展中角色的转变和责任的加大：首先，树立工程教育新理念。树立创新型工程教育理念、综合化工程教育理念、全周期工程教育理念，坚持并落实“学生中心、成果导向、持续改进”等工程教育专业认证理念。其次，新工科的提出是服务于国家提出系列重大战略，所以，新工科的建设，要具有服务国家战略的理念，要根据“一带一路”“互联网+”“中国制造2025”、创新驱动发展等，主动布局、设置、建设和发展相关新工科专业。第三，要有对接行业产业的理念。国家战略的实现，依赖于具体的产业行业，因此，现阶段新工科要与行业产业紧密对接，充分了解产业需求和发展趋势，确定人才培养规格，同时构建工程人才培养所必需的工程环境。第四，要有培养未来人才的理念。从“用昨天的知识培养明天的人才”现状向“按明天的要求培养今天的人才”转变，深入调研产业行业需求与发展趋势，进行战略性学科专业调整，或对现有学科专业进行交叉融合，适应产业结构调整与转型，甚至引领未来产业的发展。第五，国家在十八大报告中就指出“经济发展方式转变依赖于创新创业活动”，认为创新创业精神与能力是建设创新型国家和落实“科教兴国”战略的需要，也是大学生适应快速发展的现代化社会的需要，因此，高校新工科专业建设需要充分重视创新创业精神的培养。

（二）创新工科专业管理思路与机制

对于地方高校，可以从三个方面统筹推进新工科专业建设，一是建新的新工科专业，主动布局引领未来产业技术发展的人才;二是加快传统专业的升级改造，拓展传统专业内涵，服务产业的升级换代;三是推动学科专业交叉融合，培养复合型工程人才，促进产业的发展。

地方高校要聚焦所面向地方区域的主导产业与特色产业，深入分析其发展特征、规律、发展方向与趋势，立足于应用型工程人才培养，在建设过程中，创新工科专业设置机制，突破传统的按学科划分标准，借鉴美国等工程教育强国按学科、职业或个体需要的划分方法。在专业改造升级时，要树立专业从本质上是一组课程或实践的集合理念，实现学科专业的跨界整合、交叉融合，从而能契合国家和产业发展的需求。同时，新经济发展是快速变化的，地方高校要建立专业动态调整机制，及时完善或调整专业人才培养方向、目标、标准、方案以及课程和教学内容。

（三）探索工科专业人才培养新模式

新工科专业人才培养的落实，需要对人才培养的目标、标准、课程知识体系、人才培养方案、实践平台、教育教学方法进行系列改革创新。

第一，在培养目标与标准方面，在厘清工程师的分类基础上，结合地方应用型高校的定位、使命，借鉴发达国家的工程教育标准，对比分析其工程师或工程专业能力标准，确定地方高校未来工程人才专业培养目标、毕业要求和专业特色。

第二，将培养标准细分到技术、管理、法律、文化伦理等不同领域，把握准新工科的多学科交叉融合内涵和特征，强调通识教育对专业教育的支撑，增强以信息物理系统和人工智能为核心的课程，以学习成果导向重构课程体系，按照工程逻辑构建模块化课程，并定期审视、及时调整。

第三，制订柔性的人才培养方案，进一步明确专业人才不同领域能力，通过相应课程的设置、明确课程的目标、选择和组织支持课程目标实现的课程内容、建立课程体系及能力实现矩阵，并能使用同一方案，通过选择专业方向、组合不同课程，培养出生产工程师、服务工程师、工程技术师或社会工程师等不同类型的工程师。更进一步丰富课程和教学资源，使学生在教师指导下，能自主组合课程，在全校范围内选修课程，实现学生自主发展。人才培养方案要处理好课堂教学和课外学习、线上学习和课下学习、课程学习和社团实践等之间的关系，构建柔性的多维度互补的人才培养生态环境[6]。

第四，拓展现有实践教育平台。一方面，拓展现有实践课程体系，设置行业最新科技课程、综合性课程、交叉学科研讨课程、问题导向课程、创业引导课程，紧密接合实践，培养学生跨界、面向未来的思维与能力。另一方面，高校要加强与新技术和新产业领域领先企业合作共享，建立支撑基础工程能力、工程综合能力、系统性创新能力的教学资源平台和相应的教学项目，以及打造学科竞赛平台、参与全国创新创业大赛，和支撑新工科专业学生开展创意、创新、创业“三创融合”活动的服务平台，增强学生交叉复合、创新创业意识与能力。

第五，改革教学内容与方法。以学生为中心，以学习为中心，以学习成效为中心，通过以能力为导向的教学设计，注重将新工科学科前沿知识和相关学科交叉知识、原理和方法融入专业课程教學中，开拓学生视野，培养学生未来能力;通过共享优质在线教育资源，实施混合式教学方式，通过小组合作学习、专题研讨式、研究性学习、挑战性学习等教学组织形式，激发学生学习兴趣，提高学习参与度、学习效果;开展过程性评价，综合培养学生批判性思维与创新创业精神以及领导、管理、交流协调等软技能。

（四）提升校企合作的内涵

校企协同培养在传统工科专业建设中已经开展了很多年，新工科在此基础上，需要进一步提升其层次质量。首先，深化校内跨学科专业合作教育，不仅在相同学科的不同专业间协作，更要在不同学科间的不同专业之间强化协作交融，如理科和工科，人文学科和工科专业的渗透融合，以培养学生交叉融合的思维与能力。其次，深化产学研合作内涵，传统工科的产学研合作更多偏向补充实践教学资源而选择普通企业合作，新工科更注重合作对象在行业中的代表性、技术的前沿性，更偏向和产业研究院所（特别是与新产业有关的院所）、新产业的代表性企业、具有新产业特征的优秀企业等，从而使相关行业产业前沿发展动态与趋势及时体现到新工科人才培养之中。最后，要充分利用好各种行业产业协会、产学研合作联盟，建立跨院校的新工科专业协作建设联盟，发挥集体力量，快速切入新工科的未来信息，也促使地方高校人才培养的多样化和多元化。当然，有条件的高校可更进一步，开展相关方面的国际合作教育，将新工科建设与国际上技术前沿紧密结合，提升国际合作教育的内涵。

（五）建设工程教育师资队伍

新工科的引领性、交融性、创新性、跨界性和发展性等特征[6]，使新工科教师要具备多学科专业交叉与融合能力、运用多学科知识解决新产业问题、复杂工程问题的能力，以及将信息技术与“互联网+”应用到教学中的能力。因此，新工科专业教师队伍需要在学科背景、知识结构、年龄结构、学缘结构以及工作经历上适应不断变化中的新工科建设。采取培养、引进与兼职相结合的方式，强化校内已有教师的工程实践能力培养，从与专业培养密切的企业中聘请兼职教师，同时需要关注引进青年教师的可塑性、发展潜力，这对新工科学科和专业建设具有重要的意义。基于管理学的角度，在促进教师队伍建设中同时应注重对新工科专业教师的评价和激励，需要根据不同学科、不同专业特点，基于任职要求与目标，立足于教师的长远发展与综合能力的提高来制定相应评价标准与激励政策。

（六）完善质量保障体系

人才培养是新工科建设的最终落脚点，为保障培养出的工程科技人才满足新经济的发展需要，地方高校需要根据新工科的特点与需求重塑人才培养质量观，完善新工科建设的质量保障体系。一是树立地方高校新工科应用型本科人才“就业有实力、双创有能力、发展有潜力”的新质量观，建立与国家标准、产业标准响应的“学科知识、专业能力、非专业能力、综合素质”等学校新工科应用型本科人才培养质量标准。二是新工科人才培养质量评价需重视过程管理，采用内部评价与外部评价相结合的方式，获得公正、客观的评价意见，同时还可在评价主体的多元化、评价方法的针对性以及评价结果的使用上进行研究，以引领教师形成正确的新工科人才培养质量观念，并科学地评价新工科专业学生的培养质量。

三、南京工程学院新工科专业建设探索

（一）创新育人理念，校企合作向产、学、研融合转变

南京工程学院始终坚持“需求导向”的应用型人才培养定位、“服务地方区域经济和产业行业”的发展面向、探索“校企合作、产教融合”的协同育人模式。“十二五”以来，南京工程学院继承传统，转变理念，实现了校企合作从“探索前进”向“指向清晰”的转变，在合作维度上，由单一维度的教学向教学、科研、服务等多维度，合作宽度由一元的校企合作向校企合作、校地合作、校研合作多元合作，合作深度由资源共建向全程参与，合作目标由学用结合向学、用、创融合转变。同时联合行业产业，共同进行专业建设，共同开展人才需求预测，共同指导教学过程，一起开发教育资源，共同设计人才培养方案，共同评价教学效果，形成了“转型发展共同谋划、供求信息及时互通，人才培养联合协调”的工作机制。

（二）及时关注“新要求”，拓宽新专业

按照学校整体专业发展规划，不失时机地拓宽了本科专业，如：2014年以来学校新增加本科专业11个，其中机器人工程、功能材料、新能源科学与工程、能源化学工程、城市地下空间、数字媒体技术、电器工程与自动控制等这些专业都是“中国制造2025”中涉及的相关领域和战略新兴产业。

（三）创建“能力导向，学用创相融”的人才培养新模式

为加快人才培养从知识本位向能力本位的转变，南京工程学院紧紧抓住产业发展“新需求”和人才培养“新质量”两个关键问题，采取五大措施，实施综合改革，创新培养模式，促进学、用、创三维一体、深度融合。

一是转变价值取向。人才培养的价值取向从“促进学科发展”向“满足产业发展需求”转变，加快人才培养从“知识传授、能力培养”向“价值塑造、知识传授、能力培养”转变。

二是实施“引知工程”。首先，构建应用型人才培养的师资队伍共同体，组建多方参与的“双师型”师资队伍。其次，开展“教材资料共编、项目课题共研、培养方案共商、资源基地共建、教学团队共组、培训竞赛共办”。实行人才培养方案“双认证”、专业课程“联合授课”、实习实训“双指导”，毕业设计“双导师”，教学质量“双评价”。最后，聘请200余名企业和研究院所技术专家，组建了108个“教师+工程师”“教师+设计师”“教师+会计师”教学团队。组建了10个工程化项目教学指导团队，实施教师讲理论、专家讲案例的“复合式教学模式”;实现了学校教师与业界专家的优势互补，合作编写教材讲义40多部，开发教学项目200余项。

三是重构课程体系。构建“三教合一”“双元交叉”的“模式化”课程体系。“三个层次、三阶段、多载体、五位一体”创新创业教育体系。

四是重组教学内容。从“用昨天的知识培养明天的人才”现状向“按明天的要求培养今天的人才”转变。主编出版200余部新教材，获国家级精品教材4部，省级精品教材12部，省级“十二五”重点教材12部。

五是重建教学载体。系列项目载体，主要有以下特点：“工程性、综合性、创新性”三个原则，“校内校外互补、课内课外互补、线上线下互补”三个互补，“必做项目、选做项目、开放项目”三个类型，“专业课程群选做项目、综合训练项目、工程教学项目”三个层次，目前已开发课程群项目102个，专业综合训练项目54个，工程化实战项目44个。

（四）搭建平台，全员覆盖，大力推进创新创业教育

我校明确了“传承知识与实践体验相统一，全员覆盖与个性培养相统一，贯穿全程与强化主题相统一，成长教育与成才教育相统一”的“四统一”创新创业教育改革理念，构建了面向全校学生、与专业教育相融合、贯穿育人全过程、贯通课内外、融通校内外的创新创业教育体系，完善创新学分管理办法，建立学分认定和互换制度，建设创新内课程，搭建“四创空间”平台，开展系列学科创新竞赛，系统推进了以创新创业教育体系为核心，创新创业课程建设为基础，创新创业平台为支撑，创新创业竞赛和科技创新活动为载体，创业训练和创业实践为牵引，完善的组织、评价和服务机制为保障的创新创业教育综合改革。

实践证明，我校在专业建设与规划、人才培养模式、创新创业教育等方面的改革很好地契合了新工科建设的技术发展、学校主体、学生志趣、内外资源、国际前沿的专业改革路径，有效地解决了学科壁垒、专业藩篱、校企隔阂、师生淡漠的问题。

参考文献：

[1]教育部.“新工科”建设复旦共识[EB/OL].（2017-2-18）.http：//www.moe.edu.cn/s78/A08/moe_745/201702/-t20170223_297122.html.

[2]林健.新工科建设：强势打造“卓越计划”升级版[J].高等工程教育研究，2017（3）：7-14.

[3]徐飞.办一流工程教育 育卓越工科人才[J].高等工程教育研究，2016（6）：1-6，36.

[4]吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[5]朱正偉，李茂国.实施卓越工程师教育培养计划2.0的思考[J].高等工程教育研究，2018（1）：46-53.

[6]龚胜意，应卫平，冯军.“新工科”专业建设的发展理路与未来走向[J].黑龙江高教研究，2020，38（4）：24-28.

作者：涂吉蓉 王再友