新时代卓越工程师自主培养之路的探索和实践

  

  最新研究成果:

  《发挥思政课铸魂育人主渠道作用 构建新时代大思政课育人体系》

  《基于数字冰壶系统的人工智能实验教学设计与实践》

  《逆跟踪技术在平单轴跟踪器上的应用》

  《基于极点配置和椭球分析的传感器故障检测》

  《航天器故障诊断与容错控制技术研究综述》

  《基于人工智能的太阳跟踪系统架构》

  《针对活体光声内窥成像的三维血管增强算法》

  《基于冰壶机器人的人工智能实验教学设计与实践》

  《高速铁路轮轨滚动噪声的分形描述及分形维估计》

  《基于中心对称多胞体的故障可分离性评价》

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  摘 要

  面向创新型国家建设和发展的需要,面对工业革命的迅猛推进,培养新时代卓越工程师、服务国家战略科技自立自强已成为高水平研究型大学的重要使命。针对目前高等工程教育中普遍存在的学用分离、学科分割、产教脱节、工科论文化等问题,从国家未来发展和供给侧改革的角度,文章探索加速研究生培养改革的系统举措,强化课程的领域基础和系统概念,突出论文的实践意义和工程价值,强化科研与实践的交叉融合,以创新能力培养作为目标、以领域代替学科、以产学融通取代先学后用、将企业的复杂工程真问题作为学生的研究课题,走出一条工程科技人才自主培养之路,实现教育、科技和人才的一体化协调发展。

  关键词

  卓越工程师;自主培养;供给侧改革;“三融”探索;哈工大实践

  01

  引言

  “科技是国之利器,世界上的现代化强国无一不是创新强国、科技强国。”立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,我们比任何时候都更加需要创新这个第一动力,更加需要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。只有面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,走适合国情的创新之路,持续增强国家创新能力,才能实现步入创新型国家前列的目标。创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭源泉;抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。

  工程师是科学的实践者、技术的设计者、创新的工作者和人类文明的建造者。工程师在科技实践与创新方面扮演着不可或缺的角色,推动了科学、技术融合发展和产业升级。从机械化、电气化、信息化到智能化(如图1所示),四次工业革命推动了人类工业文明的快速前行,工程技术将科学原理不断转化为可被使用的工具和产品,形成社会价值,为人类发展和社会进步作出了重要贡献。

  

  图1 第四次工业革命给卓越工程师人才培养带来机遇与挑战

  “卓越工程师是工程师队伍中的佼佼者,是推动工程科技创新、实现人类文明进步、走好现代化新道路、维护产业发展与安全的领军力量和战略力量。”爱党报国、敬业奉献、突出的技术创新能力和解决复杂工程问题能力是卓越工程师应有的基本特质。

  面临大国竞争加剧和科技博弈升级的国际整体环境,面临科技领域的“卡脖子”问题,我国必须做到科技创新在重点领域、关键环节自主可控,必须解决传统高等工程教育中学用分离、学科分割、产教脱节、工科论文化等问题,培育更大规模的卓越工程师队伍,全方位走好人才自主培养之路。“因此,卓越工程师培养势必成为新时代研究生教育改革面临的重大使命。”

  02

  研究生培养的需求侧与供给侧分析

  研究生教育以培养造就大批德才兼备的高层次人才为目标,在提高创新能力、服务经济社会发展、推进国家治理体系和治理能力现代化等方面发挥着重要作用。新中国成立以来,特别是改革开放以来,我国的研究生教育培养了一大批世界一流的科学家和领军人才,为建设高等教育强国奠定了坚实基础。当前,研究生教育已成为国家创新体系的重要组成部分,践行着“高端人才供给”和“科学技术创新”双重使命,为实现我国步入创新型国家行列作出了突出贡献。

  第四次工业革命给未来社会发展、科技进步带来深刻的影响,面向国家战略急需,如何培养新时代卓越工程师等战略人才是摆在我国高等教育面前的一道难题,是党和国家交给我们的一份重要考卷。习近平总书记在中央人才工作会议上指出:“加快建设世界重要人才中心和创新高地,必须把握战略主动,做好顶层设计和战略谋划。”目前,我国研究生教育还存在一些亟待解决的短板和弱项,如“专业学位研究生教育的基本理念与高校现行人才培养模式以及管理模式错位”,存在对研究生教育的规律认识还不到位的现象,现行的高等工程人才培养理念对学科、学院的界线划分明显,多学科交叉融合不明显;服务创新型国家建设的卓越工程师培养体系尚未建立,人才培养过程重校内学习、轻企业实习实践,先学后用、学用分离的现象十分明显,产教脱节严重;我国工程教育规模稳居世界第一的地位与解决重点领域“卡脖子”问题的能力严重不匹配,我国在普通高校工科专业招生数、在校生数、毕业生数方面均远高于世界其他国家,然而近年来“重论文轻实践”的评价机制和人才培养模式广泛存在,“工科论文化”现象凸显,学科专业发展对紧缺人才培养和“卡脖子”技术突破的支撑力度远远不够。综上,我国在专业学位研究生培养方面存在高层次人才供给数量还不能满足国家经济社会发展需求的情况,错位体现为人才培养结构和质量与需求匹配度不足,重点体现在人才供给侧与需求侧之间的结构性失衡,急需从教学、科研、产业融合等方面强化。

  针对上述问题,教育部制定了一系列重要举措,强化以立德树人为中心,践行为党育人、为国育才使命;以服务国家战略目标和关键领域“卡脖子”问题需求为导向,加快培养国家紧缺急需的高层次人才;以自主培养和开放合作相互促进为基础,全面提高人才培养质量;以卓越创新为目标,突出“研”字,培养创新精神,提高创新能力。

  03

  着力推进卓越工程师培养的供给侧改革

  落实立德树人根本任务,践行为党育人、为国育才初心使命。习近平总书记在中央人才工作会议上强调,“做好人才工作必须坚持正确政治方向”。推进卓越工程师培养,要以习近平新时代教育强国理念为牵引,以立德树人、服务需求、提高质量、追求卓越为主线,以“国家急需高层次人才培养专项”等为抓手,不断加强和改进思想政治教育工作,“鼓励人才深怀爱国之心、砥砺报国之志,主动担负起时代赋予的使命责任”。

  聚焦国家急需关键领域,形成订单式培养路径。习近平总书记在中央人才工作会议上强调,要“打造大批一流科技领军人才和创新团队”“发挥国家实验室、国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业的国家队作用”“围绕国家重点领域、重点产业,组织产学研协同攻关”。卓越工程师招生计划应根据企业需求制定,招生专家组由校企联合组建;培养工作由企业首席科学家、总工程师等牵头,结合单位优势方向推进企业自主课程模块建设,切实解决工程技术人才培养与工程实践脱节的突出问题,夯实卓越工程师培养根基;培养过程要以形成“原创技术策源地”“现代产业链链长”为目标,开展相关领域“卡脖子”难题的联合攻关,通过“项目制+双导师制”人才培养理念,形成跨学院、跨学科交叉融合的培养方案,建立订单式人才培养模式,实施有组织科研和人才培养。

  突破现有培养体系壁垒,培养学生解决复杂工程问题的能力。习近平总书记在清华大学考察时指出,“要用好学科交叉融合的‘催化剂’”“打破学科专业壁垒”“推进新工科、新医科、新农科、新文科建设,加快培养紧缺人才”。推进卓越工程师的培养,要以强化专业学位研究生培养中实践与创新教育为牵引,着力提高人才实践与创新能力;以打造卓越的专业学位研究生教育体系、联通校企合作开创高水平产教融合人才培养新局面、打通专业学位研究生的跨学科培养壁垒、增进专业学位研究生的培养深度与广度等为抓手,培养“钻研真问题、塑造真规格、锤炼真功夫”的国家战略急需人才。

  搭建新型产学研实体平台,形成完善的卓越工程师人才培养生态链。实行工学交替培养模式,要求工程硕士在企业科研实践累计不少于2年,通过搭建工程硕博士“全链条设计、全要素配置、全过程培养”的校企联合培养实体平台和类企业级别的仿真环境及工程技术实践平台,建设涵盖院士、大国工匠、劳动模范等人才在内的“双导师库”,形成在关键领域的人才持续培养和输送,打造“行业国师团队”。

  04

  卓越工程师培养的“三融”探索与实践

  美国的合作教育模式、德国的“双元制”模式、日本的“产学官”模式无不重视产教融合与工学融通,为行业发展培养了大量高水平工程人才。虽然上述国家在工程人才培养理念方面略有差异,但其培养目标均是为了让学生更好地适应科技高速发展的时代。美国、德国、日本等国家的高等工程人才培养模式对其高科技产业发展起到了重要的支撑作用,也促进了相关高校优秀研究成果的迸发。

  习近平总书记指出,“人力资源是构建新发展格局的重要依托。要优化同新发展格局相适应的教育结构、学科专业结构、人才培养结构”。党的二十大报告更是提出了教育、科技、人才工作“三位一体”的总体战略布局。面向新时代国家战略科技人才培养,基于工学融通、产教融合、科教融汇的工程硕博士“三融”培养模式的构建与实践势在必行。面向新百年发展目标,哈尔滨工业大学将战略科技人才培养作为核心使命,于2021年9月成立了卓越工程师学院,确定了宏观(许党报国)—中观(培养改革)—微观(个性成长)三个维度的卓越工程人才分类培养目标,制定了方向前瞻—技术前沿—培养前置的人才培养体系,全面创新了以工学融通、产教融合、科教融汇为特征的人才培养模式,初步构建起特色鲜明的卓越工程师培养格局。主要探索与实践举措如下。

  (一)强化工学融通,打造了课程学习与实习实践同向同行的工学交替培养新模式,服务工程创新能力培养

  依托国家工程硕博士培养改革专项,学校全面推进了工学融合的培养方案的制(修)订。新修订的工程硕博士培养方案除设置公共学位课、类别/工程基础课、专业核心课模块等之外,另外设置了领导力/综合素质课、领域特色课、校企共建课、实习实践课模块等,强化了龙头企业在前沿专题课、校企共建课、企业案例课程、企业大师讲座等课程建设中的参与,通过工学交替全面打通学校教育、企业实践、技术创新(如图2所示)。另外学校在培养方案制订过程中制定了详细的实习实践学分认定办法,鼓励“两院”院士、大国工匠、劳动模范、行业先进典型和企业骨干等上讲台,进行工程前沿知识和思政案例的讲解。总体来看,新制定的培养体系聚焦工学交替,鼓励课程学习与科技实践在学生科研学习过程中交替进行、交叉组织,通过设置灵活的课程学习模式,全面强化了工学融合,擎画大类交叉、校企协同、课程打通的新时代卓越工程师校企联合培养新范式。

  

  图2 工学融通背景下哈尔滨工业大学卓越工程人才培养方案

  (二)深化产教融合,培育核心导师团队,建立师资互通机制,打通校企育人旋转门

  学校通过制订“校内专业学位研究生导师遴选办法”“校外导师遴选办法”等,选聘工程能力突出、师德师风优良的校内导师加入卓越工程师学院导师库,鼓励在岗专业学位研究生导师到企业开展实习实践与企业课题研发,选聘企业工程业务骨干、优秀技术和管理人才到高校兼职任教。如卓越工程师学院新聘专业学位研究生导师须有在行业产业锻炼实践半年以上或主持行业产业重大课题研究、项目研发的经历,在岗专业学位研究生导师每年应有一定的时间带队到行业产业开展调研和实践。在此基础上,由行业龙头企业提出招生计划,列出问题清单并提供课题经费,这些问题清单作为国家卓越工程师学院工程硕博士科学研究和学位论文选题的主要来源。学校通过打通校企导师互认互聘、共同考核的旋转门,目前已初步构建了一支高层次、高水平、高质量的双师型教师队伍,服务产教融合背景下的卓越工程人才培养目标高质量完成,推动实现校企共同招生、共同培养、共同选题、共享成果和师资互通、课程打通、平台融通、政策畅通的“四共”“四通”目标达成,做实产教融合人才培养共同体(如图3所示)。

  

  图3 产学融通背景下哈尔滨工业大学校企协同育人总体设计

  (三)做好科教融汇,以解决关键领域核心问题为导向,制定适合不同层次和类型的卓越工程师培养效果评价标准

  全方位谋划人才培养,本质上是全面谋划科技创新工作。科教融汇是深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略的重要抓手,也是卓越工程师培养的落脚点。学校围绕国家重点领域、重点产业,对新百年人才培养进行了重新布局;通过顶层设计,将卓越工程师学院与现有工科学院的人才培养任务进行重新划分,开设了集成电路、人工智能、商用大飞机、航空发动机和燃气轮机、双碳、储能等交叉学科的人才培养专项,围绕重大攻关任务构建跨学科、跨组织、跨区域的校企协作育人新模式,推动实现相关领域的科技创新。目前,学校已与联培龙头央企共同组建了近百个跨学科的“大师+团队”协同联合攻关课题组,全面聚焦真问题挖掘、真课题谋划、真成果攻关,开展高水平科学研究及学位论文工作,切实解决行业“卡脖子”问题,以保障教育链、创新链、产业链、人才链的有效打通(如图4所示)。为保障工程人才培养效果,学校组建了国家卓越工程师学院理事会,拟重新修订工程硕博士毕业标准,对科教融汇背景下相关交叉学科毕业生的论文质量与工程实践效果进行总体把关。

  

  图4 科教融汇背景下教育链、创新链、产业链

  与人才链四链融合模式探索

  05

  结语

  加快卓越工程师的培养是建设社会主义现代化强国的新发展阶段的一项重大任务,是我国实现高水平科技自立自强,实现中华民族伟大复兴的重大战略任务。卓越工程师的高质量培养是衡量高等教育高质量发展的重点指标,高校应该明确目标,坚持服务国家战略,打破学科、学院壁垒,促进学科交叉融合,为企业量身定制学生培养方案,求解新时代卓越工程师培养的新实践的重大课题,为世界工程教育发展贡献中国方案。

  参考文献 略

  引用此文

  沈毅,潘旭东,魏亮亮.新时代卓越工程师自主培养之路的探索和实践[J]. 科教发展研究,2023,3(1):64-75.

  SHEN Yi, PAN Xudong, WEI Liangliang. Independent Cultivation of Elite Engineers in the New Era: Pathway Explorations and Practices[J]. Journal of Science, Technology and Education Studies, 2023, 3(1): 64-75.

  原文刊载于《科教发展研究》2023年第1期。文章观点不代表主办机构立场。

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