□劉曉輝 靖彩玲 周 軍

(1.河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050056;2.石家莊鐵道大學(xué)，河北 石家莊 050000)

科技賦能產(chǎn)業(yè)，數(shù)字點(diǎn)亮未來，加快推進(jìn)新工科建設(shè)，是中國(guó)應(yīng)對(duì)國(guó)際工程科技環(huán)境、國(guó)家社會(huì)資源經(jīng)濟(jì)發(fā)展、培養(yǎng)對(duì)象自我實(shí)現(xiàn)以及高等“新工科”教育質(zhì)量?jī)?nèi)涵持續(xù)發(fā)展的凝聚共識(shí)；我國(guó)高校培養(yǎng)工科大學(xué)生數(shù)量可觀，但單一知識(shí)型的工科畢業(yè)生難以適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，新工科交叉學(xué)科專業(yè)建設(shè)對(duì)于人才培養(yǎng)廣度、深度以及融合度的要求已成為迫切焦點(diǎn)問題。

一、“新工科”人才及交叉學(xué)科概念

“新工科”是相對(duì)于傳統(tǒng)工科而言的，“新工科”之所以為“新”，在于它對(duì)應(yīng)的是新興產(chǎn)業(yè)與新型智能經(jīng)濟(jì)形態(tài)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，而且是學(xué)科交叉而形成的新學(xué)科。新興、新型和新生產(chǎn)業(yè)需要培養(yǎng)具有工程家國(guó)觀、系統(tǒng)觀、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、多學(xué)科知識(shí)解決現(xiàn)代復(fù)雜工程問題綜合性“領(lǐng)軍潛質(zhì)”人才；以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)時(shí)代變革、勇于創(chuàng)新、精益求精為建設(shè)理念，以交叉與融合、傳承與創(chuàng)新、協(xié)同與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型、德才兼?zhèn)涔こ倘瞬拧?/p>

“兩種或兩種以上學(xué)科間或同一學(xué)科內(nèi)發(fā)生的概念移植、理論滲透或方法借用等跨學(xué)科活動(dòng)，最終形成獨(dú)立并超越單一學(xué)科性的交叉學(xué)科群[1]”。學(xué)科交叉理解為多門學(xué)科之間的相互作用而導(dǎo)致新學(xué)科產(chǎn)生或知識(shí)的交叉融合，體現(xiàn)在多學(xué)科思維交叉融合、跨專業(yè)能力融合、多學(xué)科項(xiàng)目實(shí)踐融合、學(xué)科理論與產(chǎn)業(yè)技術(shù)融合；多學(xué)科交叉融合是工程教育發(fā)展的必然趨勢(shì)，建立起交叉的新工科課堂知識(shí)和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合的工程科技人才培養(yǎng)課程體系，是培養(yǎng)優(yōu)秀新工科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的有效途徑。

二、新工科交叉學(xué)科專業(yè)建設(shè)的問題及原因

2021年9月，以新工科交叉學(xué)科專業(yè)建設(shè)為主題，對(duì)京津冀8所工科院校包括本科及高職院校的工科教師和大學(xué)生進(jìn)行走訪調(diào)查研究，經(jīng)過實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前新工科交叉學(xué)科專業(yè)建設(shè)出現(xiàn)的問題有：

(一)理念滯后的課程體系結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有的工程科技教育缺乏前瞻性，還停留在“重知識(shí)、輕實(shí)踐”“重分?jǐn)?shù)、輕創(chuàng)新”的傳統(tǒng)教育中，造成工程科技教育長(zhǎng)期處于自我封閉循環(huán)的發(fā)展環(huán)境，交叉學(xué)科特色不明顯；有些為了“趕上時(shí)代步伐”設(shè)置或轉(zhuǎn)型而來新工科專業(yè)，缺乏科學(xué)深入教研和規(guī)劃。

(二)學(xué)科壁壘、專業(yè)藩籬森嚴(yán)

傳統(tǒng)單科教育體制加深了學(xué)科專業(yè)之間的藩籬與壁壘，工程科技教育辦學(xué)模式剛性固化，資源整合嚴(yán)重不足，難以適應(yīng)宏觀系統(tǒng)工程科技對(duì)多學(xué)科融合的需求；知識(shí)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性有差距，專業(yè)內(nèi)容與新型態(tài)脫節(jié)，各個(gè)課程之間銜接性不足，跨學(xué)科建設(shè)還未實(shí)現(xiàn)真正融合。

(三)教師交叉學(xué)科教學(xué)能力還有待提高

隨著高等教育招生數(shù)量的逐年增加，高校專業(yè)教師的數(shù)量不足與學(xué)生數(shù)量產(chǎn)生矛盾，造成整體授課質(zhì)量不高；現(xiàn)有工程科技教師整體缺乏跨學(xué)科背景，師資結(jié)構(gòu)單一化，工程科技教育教學(xué)內(nèi)容沒有隨著行業(yè)發(fā)展及時(shí)更新，知識(shí)儲(chǔ)備和綜合素質(zhì)都難以培養(yǎng)出多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。

三、新工科交叉學(xué)科專業(yè)制度保障與建設(shè)路徑

近十年以來，中國(guó)在先進(jìn)技術(shù)上取得了重大突破，在光伏、高鐵、導(dǎo)航技術(shù)、手機(jī)操作系統(tǒng)和移動(dòng)服務(wù)框架、半導(dǎo)體材料、指令集、EDA軟件、光刻機(jī)、硅片、模擬芯片、射頻芯片等領(lǐng)域全面開花；2021年7月，“2021新型智慧城市建設(shè)發(fā)展峰會(huì)”在江蘇無(wú)錫召開，評(píng)選出了“智慧城市十大樣板工程”，數(shù)字化正在全國(guó)城市快速推進(jìn)；但是從2018年中美貿(mào)易戰(zhàn)以來，華為、中興事件，以及貿(mào)易博弈警醒國(guó)人，關(guān)鍵核心技術(shù)、產(chǎn)品是買不來的，只有加快發(fā)展科技，補(bǔ)齊先進(jìn)制造業(yè)的短板，才能不受制于人；2021年6月，美國(guó)國(guó)會(huì)參議院通過了《2021年美國(guó)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)法案》，把中國(guó)單列為科技競(jìng)賽和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手[2]。新經(jīng)濟(jì)形態(tài)的發(fā)展需要培養(yǎng)綜合應(yīng)用人才，工程科技創(chuàng)造性生產(chǎn)的復(fù)雜性決定了探索交叉學(xué)科和以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式必要性。

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的交匯，是高等教育新工科發(fā)展的新階段，新工科工程師需要有對(duì)科學(xué)通識(shí)、相鄰學(xué)科的理解以及多學(xué)科視角創(chuàng)造性，重視知識(shí)多樣性，才能提出創(chuàng)新的解決方案。2021年1月，教育部將“交叉學(xué)科”正式新增為第14個(gè)學(xué)科門類[3]，高校必須“從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向、從專業(yè)分割轉(zhuǎn)向跨界交叉融合，向?qū)W科交叉方向發(fā)展”[3]，培養(yǎng)出能夠快速適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革“新工科生力軍”是高校的重要使命。

構(gòu)建現(xiàn)有專業(yè)的深度交叉課程體系，如理工結(jié)合、“能工”結(jié)合、文理滲透、“管工”貫通等；推行學(xué)分制、輔修專業(yè)、雙學(xué)位等機(jī)制，使學(xué)生在滿足專業(yè)培養(yǎng)要求前提下有更大的學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)選擇余地。例如，機(jī)器人工程專業(yè)面向機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)業(yè)需求，要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)管理、機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、自動(dòng)控制及自動(dòng)化等學(xué)科交叉融合；智能電動(dòng)車工程專業(yè)面向新型汽車及產(chǎn)業(yè)需求，強(qiáng)調(diào)車輛工程、機(jī)械工程、電氣工程、電子信息工程、自動(dòng)控制及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等學(xué)科交叉深度融合；網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)面向網(wǎng)絡(luò)信息安全領(lǐng)域需求，需要網(wǎng)絡(luò)傳輸性能和存儲(chǔ)資源評(píng)估配置、通信工程、密碼學(xué)與數(shù)學(xué)等學(xué)科交叉融合等。通過加速學(xué)科之間的交叉融合，才可以有效促進(jìn)新工科教育教學(xué)資源之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，達(dá)到新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才質(zhì)量培養(yǎng)要求。

通過新工科課程內(nèi)容動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制推進(jìn)深度融合，探索學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，可以將多個(gè)學(xué)科有效地融合在一起，不是原來課程的“升級(jí)版”，而是交叉滲透聯(lián)動(dòng)知識(shí)帶來的“新型課程”；依托新的技術(shù)，培育新的工科領(lǐng)域，形成新的資源形態(tài)，如智能科技、數(shù)據(jù)科學(xué)、新能源、新材料等，不斷提升交叉學(xué)科廣度，完善新工科交叉競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的學(xué)科布局，不斷改進(jìn)新工科人才的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案、課程體系和教學(xué)要求，注重學(xué)生的創(chuàng)新思維和系統(tǒng)性思維的培養(yǎng)，形成與新產(chǎn)業(yè)相關(guān)的新興工科專業(yè)和特色交叉學(xué)科集群。

交叉學(xué)科專業(yè)融合作為新工科建設(shè)中復(fù)雜程度高、難度大、耗時(shí)長(zhǎng)的關(guān)鍵性、主體性工作，需掌握區(qū)域和行業(yè)的發(fā)展新需求，洞悉傳統(tǒng)專業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)動(dòng)向，緊跟時(shí)代發(fā)展潮流，基礎(chǔ)學(xué)科向應(yīng)用型工科拓展；開設(shè)科研創(chuàng)新訓(xùn)練課程，教會(huì)學(xué)生文獻(xiàn)閱讀、查找翻譯、市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、實(shí)證研究、流程實(shí)踐、綜述撰寫等獲得科研素養(yǎng)以及信息獲取與應(yīng)用的能力的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，培養(yǎng)提升學(xué)生的眼界與創(chuàng)造實(shí)踐能力和從事科學(xué)研究的基本技能。

為保障新工科教師自身的素養(yǎng)與工程經(jīng)驗(yàn)滿足新經(jīng)濟(jì)下新工科教育的需求，高校新工科專業(yè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)樹立“超前學(xué)習(xí)”意識(shí)，積極構(gòu)建新工科教師跨界發(fā)展的新機(jī)制，加強(qiáng)派送專業(yè)帶頭人和骨干教師到企業(yè)繼續(xù)教育，組織新工科教師定期參加專業(yè)技能培訓(xùn),提高他們?cè)诠こ填I(lǐng)域的實(shí)踐水平，跟蹤新工科前沿技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，把最新理論知識(shí)與實(shí)際工程問題相結(jié)合，提升新工科教師的專業(yè)層次與創(chuàng)造實(shí)踐能力。

當(dāng)?shù)乜萍脊こ唐髽I(yè)在研發(fā)中的課題可以交給高校師生做，促進(jìn)新工科教師與產(chǎn)業(yè)研發(fā)同步，使得課堂教學(xué)和課題研究都與產(chǎn)業(yè)需求無(wú)縫對(duì)接，加強(qiáng)對(duì)原創(chuàng)性、系統(tǒng)性、引領(lǐng)性研究的支持，主動(dòng)求變，創(chuàng)新發(fā)展，則能更有利于培養(yǎng)出有實(shí)踐能力的人才；組建新工科大學(xué)生科技項(xiàng)目攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在項(xiàng)目過程中提供工程創(chuàng)新創(chuàng)造力多維度的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)，加強(qiáng)學(xué)科之間的協(xié)同創(chuàng)新，指導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生，在解決問題過程中實(shí)現(xiàn)新工科大學(xué)生跨學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)和能力的掌握，既讓企業(yè)培養(yǎng)了后備人才，等他們畢業(yè)以后直接到公司工作，可以接著做技術(shù)研發(fā)。

新工科人才培養(yǎng)要充分認(rèn)識(shí)到先進(jìn)企業(yè)對(duì)于高校新工科建設(shè)重要互補(bǔ)與支撐作用，推進(jìn)產(chǎn)教融合共建合作制度，通過聘請(qǐng)知名企業(yè)的骨干成員作為產(chǎn)業(yè)導(dǎo)師，與企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)辦實(shí)驗(yàn)室、建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)訓(xùn)基地等探討創(chuàng)新育人模式，例如“國(guó)家示范性微電子學(xué)院產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展聯(lián)盟”的成立，“集成電路產(chǎn)學(xué)研融合協(xié)同育人實(shí)踐平臺(tái)”的建設(shè)，正是在國(guó)家層面統(tǒng)籌優(yōu)勢(shì)資源，構(gòu)筑集成電力電子人才培養(yǎng)生態(tài)的重要舉措[4]。

對(duì)于任何一所高?！靶鹿た啤眮碚f，聚焦目前面臨的一系列“卡脖子”相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)瓶頸，尋求產(chǎn)業(yè)突破，投入資金支持，與企業(yè)及園區(qū)等搭建教學(xué)、科研、產(chǎn)業(yè)化一體化平臺(tái)，唯有如此，才能完善新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)與構(gòu)建產(chǎn)業(yè)研發(fā)鏈，形成新興產(chǎn)業(yè)的高端人才集聚區(qū)、創(chuàng)新引領(lǐng)區(qū)、科研成果轉(zhuǎn)化區(qū)、資源融匯區(qū)和技術(shù)應(yīng)用輻射帶動(dòng)區(qū)。