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打造產(chǎn)教融合、科教融匯卓越工程人才培養(yǎng)新生態(tài)

發(fā)布時間:2023-12-15 作者:鄭慶華 來源:中國教育新聞網(wǎng)-《中國高等教育》

[摘  要]深化產(chǎn)教融合是培養(yǎng)卓越工程師的重要突破口,核心是聚焦國家戰(zhàn)略需求,通過組織制度創(chuàng)新、培養(yǎng)模式創(chuàng)新,實現(xiàn)有組織科研和人才培養(yǎng),這是當前高等教育改革的重大任務(wù)之一。打造卓越工程人才培養(yǎng)的新生態(tài)需要從培養(yǎng)什么樣的卓越工程師、如何培養(yǎng)、誰來培養(yǎng)、在哪培養(yǎng)等四個方面進行系統(tǒng)思考。

[關(guān)鍵詞]卓越工程師;工程教育;產(chǎn)教融合;科教融匯

卓越工程師是實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重要力量。高校人才培養(yǎng)應(yīng)遵循一體兩翼,一體是系統(tǒng)性構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,一翼是拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng),以學術(shù)創(chuàng)新、基礎(chǔ)學科人才為主,造就學術(shù)大師、戰(zhàn)略科學家、創(chuàng)新領(lǐng)軍人才,一翼是卓越工程人才培養(yǎng),為重大工程規(guī)劃、核心技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)培養(yǎng)卓越工程人才。當前,我國工程科技領(lǐng)域還存在諸多“卡脖子”技術(shù)和瓶頸難題,關(guān)鍵領(lǐng)域高層次卓越工程科技人才供給不足,高校須應(yīng)時代之急需、應(yīng)企業(yè)之急用。

卓越工程人才培養(yǎng)的時代使命

工程科技是推動人類文明進步最重要的基石。19世紀中葉,以電機、化工、核能為代表的電氣化革命,使得人類社會從機械化邁入了電氣化,推動生產(chǎn)力大幅提高,也改變了能源的應(yīng)用方式。從20世紀中葉開始,人類社會又從電氣化邁入到了自動化,整個生產(chǎn)過程由計算機控制主導(dǎo)。新時代以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù),正在加速推動人類社會從信息化、數(shù)字化邁向智能化。

重大工程造就杰出人才??萍碱I(lǐng)軍人才的培養(yǎng)離不開重大工程和基礎(chǔ)科研攻關(guān)的歷練。重大工程是推動教育、科技、人才全面整合的重要驅(qū)動力量。我國的“兩彈一星”工程,不僅破解了一系列重大工程核心技術(shù),同時培養(yǎng)了一批戰(zhàn)略科學家、工程技術(shù)專家以及數(shù)十萬的工程技術(shù)人才。

工程教育決定人類未來。工程科技創(chuàng)新可以催生一個產(chǎn)業(yè),可以影響乃至改變世界。面向未來,無論是深空、深海、深藍的探索,還是當代面臨的網(wǎng)絡(luò)安全、能源危機、環(huán)境污染等重大挑戰(zhàn),都需要工程科技才能解決。工程教育不僅使命和責任越來越重要,而且未來面臨的問題也越來越復(fù)雜。例如,人工智能技術(shù)及其應(yīng)用中,面臨的社會、道德、法律、意識形態(tài)、知識產(chǎn)權(quán)等問題,都表現(xiàn)出前所未有的復(fù)雜性、交叉性,最終都需要有效的工程技術(shù)來支撐解決。

以強人工智能為表征的第四次工業(yè)革命浪潮已然到來。第四次工業(yè)革命的特征是“人機混合、增強賦能”,機器不僅替代了大部分體力勞動,而且還正在替代過去只有人才能完成的腦力勞動,人類在邏輯推理、信息處理和智能行為領(lǐng)域的主導(dǎo)地位,可能因為人工智能而不復(fù)存在。人工智能已滲透入行業(yè)產(chǎn)業(yè)的方方面面。例如,在制造業(yè)領(lǐng)域,人工智能可以通過自動化生產(chǎn)線、智能機器人和供應(yīng)鏈優(yōu)化來提高生產(chǎn)效率和降低成本;在醫(yī)療領(lǐng)域,人工智能可以幫助診斷疾病、精準醫(yī)療;在金融領(lǐng)域,人工智能可以幫助金融機構(gòu)進行風險評估、信用評分,欺詐檢測和投資策略優(yōu)化;在教育領(lǐng)域,通過智能教育系統(tǒng)、個性化學習路徑和過程評估來提高教育質(zhì)量和效率等。人工智能已經(jīng)逐漸全面滲透和賦能各個領(lǐng)域,在此背景下,高校需要謀劃學科和專業(yè)的布局,對現(xiàn)有學科專業(yè)進行內(nèi)涵升級和改革創(chuàng)新。

工程科技讓中國走向世界。中國在高鐵、大橋、高速公路以及5G等諸多領(lǐng)域取得的成就舉世矚目,背后離不開工程教育。目前,我國的工程教育呈現(xiàn)三個1/3,即92個專業(yè)類中工科類專業(yè)有31個,占比約1/3;攻讀工科的在校生人數(shù)占全國在校生規(guī)模1/3,占全球的38%;全國共有58000多個專業(yè)點,工科布點19000多個,占比約1/3??傮w上,中國的工程教育無論是規(guī)模還是質(zhì)量,均實現(xiàn)了跨越發(fā)展,為中國式現(xiàn)代化建設(shè)提供了重要的人才支撐。

卓越工程師是影響國家高水平科技自立自強的關(guān)鍵變量,也是國家戰(zhàn)略人才力量的重要組成部分。探索形成中國特色、世界水平的工程師培養(yǎng)體系,努力建設(shè)一支愛黨報國、敬業(yè)奉獻、具有突出技術(shù)創(chuàng)新能力、善于解決復(fù)雜工程問題的工程師隊伍已成為新時代工程教育的使命與責任。

一是走出一條獨立自主的工程教育引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展之路。我國工程教育取得了舉世矚目的成就,形成了類型多樣、層次鮮明、專業(yè)豐富的工程教育體系。但自主培養(yǎng)新時代卓越工程師的能力仍需突破??萍几偁幨菄H博弈的重要領(lǐng)域,大國競爭博弈不斷加劇,國家對高科技領(lǐng)域領(lǐng)軍人才的需求更加迫切。在高端技術(shù)和高端人才方面,走向國際低成本獲取高端人才和關(guān)鍵技術(shù)的路徑已不復(fù)存在,以往高端技術(shù)從技術(shù)引進到技術(shù)模仿再到技術(shù)創(chuàng)新的路線,高端人才從出國培養(yǎng)到歸國建設(shè)的路線,均不可持續(xù),需要高校加快卓越工程師的自主創(chuàng)新和自主培養(yǎng),把握和搶占未來科技革命的先機。

二是瞄準國家急需和國際必爭領(lǐng)域,構(gòu)建世界頂尖工程人才培養(yǎng)和成長的生態(tài)系統(tǒng)。新時代工程教育需要支撐關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域突破,需要找尋關(guān)鍵領(lǐng)域的真問題,并解決真問題、真解決問題。因此,必須緊緊把握當代科技發(fā)展及產(chǎn)業(yè)變革前沿趨勢,尤其聚焦重大基礎(chǔ)領(lǐng)域、關(guān)鍵行業(yè)和核心技術(shù)“卡脖子”難題,加速科學前沿與工程創(chuàng)新的深度融合。

三是建立和完善回應(yīng)國家重大戰(zhàn)略需求的科研成果轉(zhuǎn)化體系。從產(chǎn)教融合到產(chǎn)教深度融合再到產(chǎn)教融合、科教融匯,體現(xiàn)了國家對科技重大戰(zhàn)略的一以貫之的重視。當前在基礎(chǔ)研究到成果轉(zhuǎn)化,到市場推廣應(yīng)用,總體上可以分為13級,其中高校更擅長1—4級,重視基礎(chǔ)理論、核心技術(shù)的新發(fā)明。中間的5—7級往往是斷點和盲區(qū),企業(yè)更擅長8—10級和11—13級。因此,高校和企業(yè)之間的有效銜接,在產(chǎn)教融合中實質(zhì)推進人才培養(yǎng)、工程實踐、科技創(chuàng)新三者有機結(jié)合,探索科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革并駕齊驅(qū),實現(xiàn)高質(zhì)量的科研成果轉(zhuǎn)化體系,破解關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的“最后一公里”難題。

卓越工程人才培養(yǎng)面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)

伴隨著前三次工業(yè)革命,工程教育的范式也發(fā)生了三次變革。一是側(cè)重于工程技術(shù)范式,適應(yīng)第一次的機械化和第二次工業(yè)革命的電氣化階段,強調(diào)生產(chǎn)過程流水線的物理聯(lián)通,特征是工業(yè)生產(chǎn)過程流水線的“物理聯(lián)通”,相應(yīng)地創(chuàng)建了一批像機電土化等工程學科,以滿足工業(yè)化建設(shè)對不同行業(yè)專門人才的需要,培養(yǎng)一線的工程師、工程人才。

二是側(cè)重于工程科學范式,特征是信息化、自動化的“信息聯(lián)通”,主要解決系統(tǒng)的信息采集、共享、處理和反饋控制等問題,偏重通識基礎(chǔ)和學科大類基礎(chǔ),創(chuàng)辦了計算機、電子、自動化、通信等專業(yè),重視學生數(shù)理能力、科學素養(yǎng),但工程實踐能力有所忽視。

三是面向未來萬物互聯(lián)時代背景下的復(fù)雜系統(tǒng)工程,其特征是未來智能世界的“萬物聯(lián)通”。隨著工程應(yīng)用的規(guī)模越來越大,系統(tǒng)的參數(shù)、變量越來越多、越來越復(fù)雜,數(shù)字孿生、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及在此基礎(chǔ)上建立了工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能、自主智能無人系統(tǒng)等,未來的工程技術(shù)將更加復(fù)雜。除了強調(diào)基礎(chǔ)學科、工程學科、人文社科等學科的綜合集成外,還要更加重視工程自身的問題,更加強調(diào)系統(tǒng)思維,滿足工程技術(shù)“新業(yè)態(tài)”。

新時代的卓越工程人才應(yīng)當具備五個基本特征:一是胸懷“國之大者”,懷抱技術(shù)改變世界的信念。二是創(chuàng)新精神,善于站在巨人的肩膀上做創(chuàng)新,重大突破性成果往往需要打破固有思維模式,以有別于常規(guī)思路的見解為導(dǎo)向,創(chuàng)造新的產(chǎn)品、方法、路徑。三是做世界上最強的技術(shù),當今國際競爭下科技的突破與趕超面臨各種博弈,關(guān)鍵核心技術(shù)是國之重器,是各國科技競爭的戰(zhàn)略制高點,決定著一個國家科技實力的真實水平。因此,需要謀劃、思考未來的前沿工程科技問題,錨定世界高科技頂尖技術(shù),解決國內(nèi)工程“卡脖子”問題,解決國際共性的工程難題。四是方法上具有自我迭代和跨界學習的方法論,對工程教育的知識和技能能夠自我更新,新技術(shù)和新領(lǐng)域需要有跨學科知識背景的復(fù)合型工程科技人才來開疆拓土。五是具有扎實的理論和工程實踐能力,基礎(chǔ)科學知識和理論是實踐創(chuàng)新的本源,而工程實踐能力則需要靈活應(yīng)用理論解決實際工程問題,這也是知識價值的外在體現(xiàn)。

新時代卓越工程人才培養(yǎng)也面臨著實踐難題。一是學科專業(yè)結(jié)構(gòu)難以支撐科技革命。目前,高校的大部分專業(yè)、學科都是前三次工業(yè)革命的產(chǎn)物,真正圍繞第四次工業(yè)革命的學科專業(yè)并不太多。因此通過人工智能賦能傳統(tǒng)學科,是當下極為重要的任務(wù),傳統(tǒng)學科也有未來技術(shù),但是需要融入新的動能。

二是培養(yǎng)模式難以造就卓越工程人才。工程人才的培養(yǎng)需要學術(shù)與實踐相結(jié)合,既要靠大學的教育成長,也需要靠崗位的鍛煉成才。隨著知識積累越來越多,未來培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才、卓越工程人才的難度會越來越大。此外,學術(shù)性人才和工程性人才在成長、發(fā)展以及作用發(fā)揮的規(guī)律上,也存在差異性。對于學術(shù)人才而言,創(chuàng)新高點一般在35—40歲左右階段,而工程人才相比要推遲7年左右,大概在42—47歲,而且有一個比較平穩(wěn)的高峰期。這意味著工程人才比學術(shù)人才需要更多的實踐環(huán)節(jié)鍛煉,需要參與重大工程實踐的鍛煉和歷練才能成長為卓越人才。

三是校企合作機制難以促進成果轉(zhuǎn)化。產(chǎn)學研合作、協(xié)同育人的首尾“一公里”問題突出,如何優(yōu)化產(chǎn)學研聯(lián)動機制,促進區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新科學發(fā)展,構(gòu)建一套科學化、高效率、可持續(xù)的高校技術(shù)轉(zhuǎn)移體系,是我國高校亟待解決的問題。

打造卓越工程人才培養(yǎng)新生態(tài)

新時代的卓越工程師不僅要具備工程實踐的勝任能力,還需具有扎實的理論知識,既要有認識世界、解釋世界的學識,也要有改造世界、創(chuàng)造發(fā)明的能力。以同濟大學為例,學校建立了卓越工程人才培養(yǎng)的國家重大科學平臺和設(shè)施,包括汽車整車的風洞實驗室、月球與深空探測精密測繪實驗室、海底科學觀測網(wǎng)、駕駛模擬器、高速磁浮工程試驗線、多功能振動實驗中心、自主智能無人系統(tǒng)科學中心、國家干細胞轉(zhuǎn)化資源庫等,為培養(yǎng)卓越工程人才奠定了研究平臺,也為推動校企合作提供了高度耦合的科研資源。

培養(yǎng)適應(yīng)、支撐和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程人才,打造卓越工程人才培養(yǎng)的新生態(tài)不僅是實現(xiàn)教育強國的重大任務(wù),也是高等教育高質(zhì)量發(fā)展的重要外顯指標,需要從培養(yǎng)什么樣的卓越工程師、如何培養(yǎng)、誰來培養(yǎng)、在哪培養(yǎng)等四個方面進行系統(tǒng)思考。

一是創(chuàng)辦政產(chǎn)學研用協(xié)同的卓越工程師學院。成立理事會,成員為來自高校、企業(yè)、行業(yè)/產(chǎn)業(yè)、科研院所、金融機構(gòu)等的專家,成立專門的學位評定委員會。卓越工程師學院對接校內(nèi)的專業(yè)學院和各類科研平臺,統(tǒng)籌各方資源,整合延伸,解決科研平臺、師資配備、國際交流等問題。對外,推動和企業(yè)的合作,共同開展招生,共同選擇論文題目,實施雙導(dǎo)師共同培養(yǎng),推動成果的轉(zhuǎn)化,校企合作建立配套的工程師技術(shù)中心,建設(shè)類企業(yè)級別的仿真環(huán)境和工程技術(shù)實踐平臺,使工程碩博士在實戰(zhàn)環(huán)境中研究真問題、開展真科研、產(chǎn)出真成果。

二是創(chuàng)新培養(yǎng)模式和機制,關(guān)鍵是破解導(dǎo)師不適應(yīng)、平臺不適合、機制不適配三個難題。首先,高校導(dǎo)師大多擅長理論研究,缺乏工程背景和對企業(yè)需求的理解,而企業(yè)導(dǎo)師大多專注技術(shù)研發(fā),對研究生成長規(guī)律缺乏了解,只有兩個導(dǎo)師在培養(yǎng)方案、論文選題、預(yù)期目標、過程管理、成果共享、論文評價等方面達成共識,融合互補,才能培養(yǎng)出知行合一的高質(zhì)量人才;其次,高校的科研平臺大多為基礎(chǔ)研究型,而企業(yè)的研發(fā)平臺大多為應(yīng)用型、測試型、生產(chǎn)型,校企單方面都無法滿足卓越工程師培養(yǎng)的需求,需要建立起從0到1到N的產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、人才鏈、教育鏈的有機銜接和協(xié)作共享機制;最后,要充分認識高校和企業(yè)的不同性質(zhì),由于機制的差異和目標價值的不同,容易導(dǎo)致人才培養(yǎng)思路的分歧,出現(xiàn)校企合作流于形式的現(xiàn)象,需要從源頭上系統(tǒng)設(shè)計,形成合作共贏的利益共同體。

三是改進現(xiàn)行工程碩博士學位論文的評價辦法,建立目標導(dǎo)向、問題驅(qū)動、成效為王的評價體系。從招生源頭,審核導(dǎo)師的招生資格,明確導(dǎo)師應(yīng)具備的工程經(jīng)歷和校企合作的背景要求;改革學位論文評審評價辦法,引入國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)/行業(yè)專家,以解決企業(yè)關(guān)注的技術(shù)問題為牽引,以解決復(fù)雜工程問題能力為核心,以達成課題的預(yù)期目標為依據(jù),打破以論文為核心的學位申請機制,建立新的卓越工程師學位論文評價體系;構(gòu)建基于培養(yǎng)過程大數(shù)據(jù)的質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng),綜合評價學生的科學素養(yǎng)、工程能力和國際視野,實行動態(tài)管理和質(zhì)量保障。

四是建立從工程碩博士論文研究課題的立項到成果轉(zhuǎn)化的新生態(tài)。需要建立真問題、真投入和真導(dǎo)師的三維機制,真問題即需要從企業(yè)的實際需求中凝練成科學和技術(shù)問題,真投入需要由企業(yè)在工程碩士、工程博士的培養(yǎng)方面投入科研經(jīng)費和獎助金配套,真導(dǎo)師即企業(yè)要配備一線的企業(yè)工程師指導(dǎo)研究生,實際參與人才培養(yǎng)的各個方面。在此基礎(chǔ)上,成果轉(zhuǎn)化方面也需要開辟產(chǎn)教融合知識產(chǎn)權(quán)綠色通道以支撐共贏“最后一公里”,研究成果需要在企業(yè)開展實證測試和應(yīng)用的一整套體系和規(guī)范,構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán),保護轉(zhuǎn)化、審批、孵化這樣一套新的機制,搭建政產(chǎn)學研金貫通的信息對接、金融支持共享系統(tǒng)。

總之,新時代卓越工程人才培養(yǎng)需要實現(xiàn)四大變化:一是選拔方式變化,從過去以研究生考試的成績?yōu)殇浫∫罁?jù),轉(zhuǎn)變?yōu)榭疾閷W生的潛力和興趣為主;二是培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變,從單一學科專業(yè)制磚模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W科交叉、目標導(dǎo)向的個性培養(yǎng)模式;三是責任主體的轉(zhuǎn)變,從高校導(dǎo)師獨立指導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)樾F箅p導(dǎo)師協(xié)同育人;四是評價標準發(fā)生變化,以學術(shù)論文為核心轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q工程技術(shù)問題的能力為核心。

【作者鄭慶華:同濟大學校長】

原載2023年第21期《中國高等教育》

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