新工科背景下学生核心能力培养路径研究

郭丹

摘 要：经过四次工业革命后，高等工程教育领域已将培养新型工业人才作为己任，从中深刻领悟新工科的实质内涵，了解新工科未来的发展应用领域，掌握新工科学生核心素养内容，从而探索学生核心能力培养路径，为社会发展需求提供服务。

关键词：新工科；可持续发展；核心能力；科学施教

中图分类号：G64 文献标识码：A

文章编号：1673-9132（2019）08-0013-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.08.009

一、新工科内涵

新工科，“工科”是实质内容，“新”是发展取向，不仅要把握好这个“新”字，而且还不能脱离“工科”本质。为了培养未来多元化、创新型卓越工程人才，需要深入理解新工科内涵，主要包含以下三个方面。

（一）塑造新的理念

创新带动发展，其根本作用在于挖掘和探索世事不断变化的未知，走在变化发生之前。新工科的教育新理念就是要积极应对变化，引领创新，创造应对不断变化时态下的教育模式和教育体系，以培养适应时代变化的卓越工程人才。另外，高等教育是人才储备、科技生产和创新动力的重要节点，而工程教育更是人才、技术和产业的重要纽带，因此，新工科必须肩负起为民造福、塑造未来的使命，成为推动经济社会发展的主导力量。

（二）提出新的要求

目前我国处于工业2.0补课、工业3.0普及和工业4.0示范的并行发展阶段，因此新工科对人才培养提出更高的要求，即培养复杂多样、多元化的工程人才，来满足和健全产业对接过程中从研发设计、加工生产、销售管理和多方位服务的需求。另外，从教育自身角度来说，也需重新确定专、本、硕、博各种层次的培养目标，从而构建以适应产业变化和调整需求的供给机制。

（三）开拓新的途径

首先，新工科兼有继承和创新的双重使命，既要追溯工程教育诞生的传统优势和历史积淀，又要面向未来不断改革创新的国际竞争、国民经济和生态系统，因此新工科高等教育必须培育出深厚工科基础、解决工程难题和综合人文素养的出色工程人才。其次，新工科具有交叉与融合的突破特点，很多重大工程和核心技术卓越成果的创作大多来源于学科交叉的研究与创新。再次，新工科发挥协调与共享的共建作用，通过协调提升专业结构调整和人才培养质量，借用共享推广优质教育资源和内外优势互补。

二、新工科发展趋势

（一）大数据

在计算能力不断提高的形势下，研究者逐步研究和完善一种新的数据模式——大数据。它是一种跨学科领域的科学方法，借助数据分析和数据挖掘等相关方法，提高了人们收集和评析数据的能力，解决了以前难以应对的研究课题。

（二）纳米技术和3D打印材料

纳米技术给人类和社会带来的影响极其广泛，从人类穿的衣服、使用的电池到癌症的治疗，以及测试环境污染、应对全球变暖等都能提供有效的解决方案，并使大数据作用发挥更大。3D打印技术与制药和生物材料相结合，应用到航空航天、生物科学、电子能源和汽车等领域，让“天马行空”变成现实。

（三）互联网和物联网

互联网经过几十年的发展，使研究人员和用户满足了实时交流、查询搜索及上传下载等共享信息的要求。对互联网而言，我们经常会说到Web开发技术、搜索引擎技术、移动技术等，而只有物联网技术，将电子、通信、计算机三大领域的技术融合起来，在互联网的基础上，经过感知识别层、网络构建层、服务管理层和综合应用层实现物物相连。

（四）可持续发展

当前以经济、社会、生态为内容的可持续发展，出现了资源减少和能源消耗日益严重的问题。改变“高投入、高消耗、高污染”的传统生产方式，满足以人的生存、享受、康乐和发展为中心，恢复和维持生态系统的平衡、稳定和正常运转，需要提升工程领域的创新水准，以确保技术、产品和环境更具有可持续性。

三、新工科学生核心能力[1]

新工科学生核心能力应包含个人效能、知识能力、学术能力、技术能力和社会能力五大方面，以此构成核心能力金字塔框架（如图1）。

四、新工科学生核心能力培养路径

（一）构建核心能力模型

在各个国家对深度学习和工科技能进行了分析研究之后，提出衡量新工科学生核心能力是以21世纪的技能为重要根据，以此建立核心能力模型。该模型涉及认知、内省和人际三个方面（如图2）。目前，企业和商业强烈要求工程专业的学生应具有“21世纪的技能”，由此推动高等工程教育进行教学模式的转变，即培养学生具有有效合作交流、判断决策思维、自我管理创新、系统分析调节等技能。

（二）完善核心素养改进体系

完善“以学生为中心”的培养质量改进体系，着力于培养目标、课程体系、毕业要求这三方面的改进[2]，并坚持评价、机制和改进三要素。首先，评价是基础，做到评价精准、数据有效、分析到位。其次，机制是保障，要做到规范流程、明确职责、保证持续性。再次，改进是目标，做到以评为据、改得有理，而不是凭经验和意见[3]。

（三）普及科学施教

要以计算学科方法学的知识内容为载体，向新工科学生传授解决复杂工程问题的思想、方法和技能，彻底摆脱面向课程的教育，全面普及面向产出的教育。其中，强化实践创新创业能力极其重要，紧跟科学技术的更新与发展，引导学生加强社会关注，不断推进产学合作育人。例如，各类学科的国家级或省级的大学生设计大赛目的就是激发自己的潜能，综合运用学识，以社会需求为创意选题，从而服务于社会。

参考文献：

[1]周开发，曾玉珍.新工科的核心能力与教学模式探索[J].重庆高教研究，2017（3）：22.

[2]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1.

[3]蒋宗礼.本科工程教育：聚焦学生解决复杂工程问题能力的培養[J].中国大学教学，2016（11）：27.