王銀峰，高 英，朱躍釗

（南京工業(yè)大學(xué) 能源科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211816）

引言

隨著我國“碳達(dá)峰、碳中和”與“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”戰(zhàn)略的提出，新興產(chǎn)業(yè)（如新能源與環(huán)保產(chǎn)業(yè)）的快速發(fā)展，使得專業(yè)復(fù)合型人才緊缺。產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)給新工科專業(yè)建設(shè)提供了機(jī)遇，一批具有跨學(xué)科交叉特點(diǎn)的能環(huán)類新工科專業(yè)（如“新能源科學(xué)與工程”“能源與環(huán)境系統(tǒng)工程”“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”“新能源材料與器件”等）快速發(fā)展。2021年7月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，要求充分發(fā)揮高?；A(chǔ)研究深厚和學(xué)科交叉融合的優(yōu)勢(shì)，加快構(gòu)建高校碳中和科技創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)體系，著力提升科技創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人才培養(yǎng)水平，加快碳中和科技成果在重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)區(qū)域的示范應(yīng)用，構(gòu)建教育、科技和產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌推進(jìn)、融合發(fā)展的格局［1］。因此，促進(jìn)學(xué)科專業(yè)交叉融合，加快推進(jìn)新工科建設(shè)，已成為能環(huán)類新專業(yè)人才培養(yǎng)的首要任務(wù)。

新工科旨在通過深化產(chǎn)教融合，促進(jìn)教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈有機(jī)銜接，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力與國際競(jìng)爭力的高素質(zhì)復(fù)合型人才，其人才培養(yǎng)理念與工程教育認(rèn)證一致，二者相輔相成［2-3］。我國對(duì)工程教育的改革比歐美發(fā)達(dá)國家滯后了近20年，新工科建設(shè)起步較晚，其科產(chǎn)教融合的人才培養(yǎng)模式仍處于探索階段［4］。盡管現(xiàn)有工科的科產(chǎn)教協(xié)同育人模式在實(shí)踐層面已取得豐碩的成果，但其培養(yǎng)路徑不能滿足新工科學(xué)科的創(chuàng)新性、交叉性與綜合性人才培養(yǎng)需求。此外，受限于合作主體不同的利益訴求，現(xiàn)有工科的科產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)路徑仍存在許多亟待補(bǔ)齊的短板［5-6］。在能環(huán)類相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域，國外早在10多年前將“可持續(xù)發(fā)展”“可再生資源利用”“綠色環(huán)保”等理念融入高等教育專業(yè)設(shè)置及課程體系之中，并通過儲(chǔ)備“雙碳”人才，助力相關(guān)企業(yè)進(jìn)行綠色發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，這也為我國的能環(huán)類新專業(yè)人才培養(yǎng)提供了有益參考［7］。同時(shí)，新工科背景下的科產(chǎn)教融合除了人才培養(yǎng)任務(wù)外，還承擔(dān)著科研創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化任務(wù)。如何實(shí)現(xiàn)科產(chǎn)教三者的有機(jī)統(tǒng)一，快速推進(jìn)我國新工科學(xué)科和專業(yè)的發(fā)展，對(duì)于助力我國綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

一、科產(chǎn)教融合的痛點(diǎn)、難點(diǎn)分析

當(dāng)前，新工科專業(yè)科產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)路徑尚不健全，在科教、科產(chǎn)、產(chǎn)教方面仍存在痛點(diǎn)和難點(diǎn)。

1.科教融合不夠深，創(chuàng)新內(nèi)涵與課程銜接不順。新工科建設(shè)當(dāng)以創(chuàng)新為引領(lǐng)。過于剛性的培養(yǎng)機(jī)制桎梏了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，培養(yǎng)環(huán)境的不足導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)有效融入度低，創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新素質(zhì)等方面能力不足［8］。另外，盡管當(dāng)前人才培養(yǎng)體系中開設(shè)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)的課程設(shè)置和教學(xué)環(huán)節(jié)，但由于“創(chuàng)新”本身的無形，將其與專業(yè)課程和教學(xué)內(nèi)容的有效銜接仍存在一定的挑戰(zhàn)。將創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維實(shí)體化，通過創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)本科教學(xué)與人才培養(yǎng)，是實(shí)現(xiàn)新工科創(chuàng)新復(fù)合型工程師培養(yǎng)的關(guān)鍵。

2.產(chǎn)教融合不夠緊，人才供給與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)。新工科建設(shè)當(dāng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同，只有人才培養(yǎng)體系的教育資源構(gòu)建和運(yùn)行與區(qū)域經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求產(chǎn)生強(qiáng)鏈接，才能真正成為推動(dòng)高等教育發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力量［9］。首先，當(dāng)前新工科建設(shè)缺乏對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的調(diào)研與分析，未能形成產(chǎn)教融合的專業(yè)特色和辦學(xué)優(yōu)勢(shì)；其次，專業(yè)課程設(shè)置和人才培養(yǎng)目標(biāo)之間邏輯聯(lián)系不夠緊密，人才培養(yǎng)未能與新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步；最后，師資隊(duì)伍建設(shè)（包括教學(xué)能力和工程實(shí)踐能力）與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)，無法滿足科產(chǎn)教融合教學(xué)的需求，進(jìn)而導(dǎo)致跨學(xué)科復(fù)合型人才的培養(yǎng)成效不佳，人才自主擇業(yè)與關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的需求脫節(jié)。

3.科產(chǎn)融合不夠?qū)?，成果輻射與轉(zhuǎn)化效能不足。新工科建設(shè)當(dāng)以解決重大問題為目標(biāo)。當(dāng)前新工科院校與企業(yè)及海外高校在科研方向上的聯(lián)系越發(fā)緊密，共建了科研平臺(tái)和培養(yǎng)了科研隊(duì)伍，但科產(chǎn)融合對(duì)教學(xué)和人才培養(yǎng)的重要作用顯然被忽視，導(dǎo)致高校教師未能完成教師型工程師身份的積累，校外導(dǎo)師（企業(yè)導(dǎo)師/海外教師）沒能充分參與新工科專業(yè)的教學(xué)，科研平臺(tái)無法發(fā)揮教學(xué)實(shí)踐基地的功能，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

二、“3-3-3”科產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)路徑構(gòu)建

面向國家能源環(huán)境重大戰(zhàn)略需求以及相關(guān)新工科專業(yè)的創(chuàng)新性、交叉性與綜合性要求，構(gòu)建科產(chǎn)教融合的“3導(dǎo)向-3引領(lǐng)-3協(xié)同”（以下簡稱“3-3-3”）人才培養(yǎng)新路徑（見圖1）。

圖1 “3-3-3”科產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)路徑

1.基于產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向、學(xué)科目標(biāo)導(dǎo)向和專業(yè)問題導(dǎo)向（3導(dǎo)向），厘清新工科人才培養(yǎng)的新要求，凝練專業(yè)人才培養(yǎng)特色，挖掘科技成果轉(zhuǎn)化鏈中的科產(chǎn)教的融合點(diǎn)，為探索其人才培養(yǎng)機(jī)制提供基礎(chǔ)。

2.通過科技創(chuàng)新引領(lǐng)、工程創(chuàng)新引領(lǐng)與制度創(chuàng)新引領(lǐng)（3引領(lǐng)），將學(xué)科前沿的科研創(chuàng)新項(xiàng)目、工程技改案例融入課堂教學(xué)及課外實(shí)踐，貫通“基礎(chǔ)理論—專業(yè)基礎(chǔ)—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐—畢業(yè)設(shè)計(jì)”人才培養(yǎng)鏈，提升新工科人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

3.通過科技與產(chǎn)業(yè)協(xié)同、產(chǎn)業(yè)與專業(yè)協(xié)同、專業(yè)與人才協(xié)同（3協(xié)同），整合資源，形成具有新工科專業(yè)特色的多元化校企實(shí)踐基地和海內(nèi)外教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提升新工科人才的工程實(shí)踐能力與國際競(jìng)爭力。

三、“3-3-3”人才培養(yǎng)路徑實(shí)踐——以南京工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)為例

本文以南京工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境系統(tǒng)工程（以下簡稱能環(huán)）專業(yè)為例，開展“3-3-3”人才培養(yǎng)路徑實(shí)踐。首先調(diào)研了國內(nèi)16所開設(shè)本專業(yè)的院校，分析了各院校能環(huán)專業(yè)的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)。其中，南京工業(yè)大學(xué)能環(huán)專業(yè)面向國家“雙碳”和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”戰(zhàn)略需求，依托學(xué)校在化工方向的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，融合能源、環(huán)境、熱能等特色專業(yè)，在清潔能源微網(wǎng)（基于新能源與傳統(tǒng)能源清潔利用的多能互補(bǔ)耦合供能系統(tǒng)）、有機(jī)廢物熱化學(xué)處置與資源化利用等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合型人才，具有典型的新工科特征和鮮明的專業(yè)特色。

1.問題及原因分析。通過線上問卷及線下座談等形式（對(duì)象為學(xué)生、用人單位、專任教師等），總結(jié)了該專業(yè)近5年的人才培養(yǎng)成效，發(fā)現(xiàn)仍存在專業(yè)認(rèn)可度不高、生源質(zhì)量逐年降低、專業(yè)與就業(yè)契合度低、升學(xué)率逐年下降、專任教師缺口大、專業(yè)發(fā)展動(dòng)力不足等問題。分析其原因，主要有以下幾點(diǎn)：（1）能環(huán)專業(yè)專任教師在專業(yè)分流前期的參與度不高，學(xué)生對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)不足，容易造成專業(yè)分流時(shí)的隨大流現(xiàn)象。此外，部分學(xué)生對(duì)化學(xué)化工課程存在恐懼和排斥心理，無法認(rèn)識(shí)到該類課程對(duì)未來職業(yè)發(fā)展的重要作用。（2）能環(huán)專業(yè)作為新興的交叉型專業(yè)，需要學(xué)生具備豐富的化工、熱能、環(huán)境、過程裝備等相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程繁雜，銜接和融合不足，沒有形成較完備的專業(yè)課程體系。（3）能環(huán)專業(yè)涵蓋多個(gè)研究方向，但目前師資緊缺，且缺乏相關(guān)方向的學(xué)術(shù)帶頭人，未形成優(yōu)勢(shì)的教研團(tuán)隊(duì)，在本專業(yè)相關(guān)的科學(xué)研究、平臺(tái)建設(shè)、國際交流與合作方面的進(jìn)展遲緩，無法支撐專業(yè)對(duì)口的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、企業(yè)導(dǎo)師的工程化教學(xué)、國際化人才培養(yǎng)。

2.研究思路與方法。廣泛收集新工科專業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化案例，提煉“科學(xué)研究—工程應(yīng)用—?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)”科技成果轉(zhuǎn)化鏈與“基礎(chǔ)理論—專業(yè)基礎(chǔ)—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐—畢業(yè)設(shè)計(jì)”人才培養(yǎng)鏈的融合點(diǎn)，將“雙師型”教師、校企/海外導(dǎo)師融入本科理論與實(shí)踐教學(xué)中，充分闡釋科技與產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)與專業(yè)、專業(yè)與人才的協(xié)同發(fā)展關(guān)系，形成科產(chǎn)教融合的“3-3-3”新工科人才培養(yǎng)路徑。具體方案如下：（1）搜集整理了能環(huán)專業(yè)相關(guān)的科技成果轉(zhuǎn)化案例，篩選了具有特色的校企合作案例及科研成果轉(zhuǎn)化基地。依托本專業(yè)科研團(tuán)隊(duì)的研發(fā)優(yōu)勢(shì)，如“可再生能源與氫能技術(shù)”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目以及江蘇省有機(jī)固廢深度處置及制氫工程研究中心所建立的緊密的校企合作關(guān)系，梳理專業(yè)相關(guān)的科研成果轉(zhuǎn)化案例和中試基地，聯(lián)合打造教學(xué)實(shí)踐案例和平臺(tái)。（2）以上述教學(xué)實(shí)踐案例和平臺(tái)為基礎(chǔ)，開展課程關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，如關(guān)聯(lián)本專業(yè)基礎(chǔ)課程“工程熱力學(xué)”“化工原理”“傳熱學(xué)”對(duì)科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中傳熱傳質(zhì)與熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的理論支撐，關(guān)聯(lián)本專業(yè)課程“燃燒理論與污染控制”“固體廢物處理與資源化”“過程裝備成套技術(shù)”等對(duì)中試試驗(yàn)系統(tǒng)的技術(shù)支撐。（3）凝練科技成果轉(zhuǎn)化系統(tǒng)從“概念設(shè)計(jì)—理論設(shè)計(jì)—技術(shù)和裝備設(shè)計(jì)—系統(tǒng)示范”全過程的創(chuàng)新過程，結(jié)合實(shí)地實(shí)習(xí)和考察、指導(dǎo)相關(guān)“大創(chuàng)”項(xiàng)目、開展畢業(yè)設(shè)計(jì)等多形式多層次訓(xùn)練本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維和工程實(shí)踐能力。（4）依托校企科研平臺(tái)資源，聯(lián)合相關(guān)科技成果轉(zhuǎn)化的企業(yè)導(dǎo)師，開展工程經(jīng)驗(yàn)相關(guān)教學(xué)；聯(lián)合海外高校教師，開展本專業(yè)相關(guān)國際化教學(xué)，進(jìn)一步提升本科生的就業(yè)與國際競(jìng)爭力。

3.實(shí)踐成效。通過上述人才培養(yǎng)路徑實(shí)踐，充分激發(fā)了本科生對(duì)能環(huán)專業(yè)的興趣，加深了本科生對(duì)專業(yè)的認(rèn)同感。近兩年，指導(dǎo)大學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽中獲得了國家級(jí)賽事三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省部級(jí)賽事一等獎(jiǎng)3項(xiàng)；“創(chuàng)新實(shí)踐—畢業(yè)設(shè)計(jì)”貫穿式人才培養(yǎng)10余人次；獲得研究生推免4人次；參與赫爾大學(xué)國際交流項(xiàng)目3人次；為合作企業(yè)輸送人才4人次。

結(jié)語

隨著我國新工科建設(shè)的不斷推進(jìn)，科產(chǎn)教協(xié)同育人愈發(fā)凸顯其科學(xué)性和重要性，成為順應(yīng)高等教育發(fā)展趨勢(shì)之舉，是高等學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才，適應(yīng)社會(huì)新形態(tài)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。通過對(duì)科產(chǎn)教融合的新工科人才影響機(jī)制分析，開展基于新視角的綜合性研究，探索一條行之有效的可復(fù)制推廣的科產(chǎn)教融合的新工科人才培養(yǎng)路徑，對(duì)于我國新工科人才培養(yǎng)，服務(wù)于社會(huì)新業(yè)態(tài)需求，助力我國能源與環(huán)境等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要作用。