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1、 跨学科多专业融合的新工科人才培养模式探索与实践 摘要：通过实施跨学科多专业融合培养，对传统工科专业的培养模式进行了改革。通过创新管理机制，营造了创新思维的育人环境；通过创新培养模式，提升了学生跨学科的变化和适应能力；通过创新课程体系，培养了学生解决复杂工程问题的能力。形成了基本完善的跨学科多专业融合培养新工科创新人才的培养体系，培养模式改革探索成效显著，培养了一批面向智能控制和制造、智能信息和人工智能、科技金融与大数据管理、印制电子电路、集成电路设计以及现代服务业等领域的新工科人才。对粤港澳大湾区高等教育交流合作和新工科人才培养有一定的借鉴作用。关键词：跨学科，多专业融合，新工科，培养模式改
2、革随着现代知识生产方式的深刻变革，社会发展呈现出复杂化与多元化特征，逐渐形成了由多层创新体系纵向交互、多个组织或部门横向协同所构建的创新生态环境。作为知识生产中心之一的大学，其知识生产模式从“模式1”向“模式2”“模式3”转化1，一个显著特点是：“知识生产由于更多地源于实际问题，因此具有天然的跨学科属性”。2大学的知识生产模式与人才培养模式密切相关。为确保人才培养质量较好地适应未来社会对人才的需求，大学必须在知识生产模式转化的过程中主动探索教育新模式。在此背景下，跨学科教育作为一种新的人才培养模式兴起。一、跨学科多专业融合人才培养模式概述跨学科多专业融合人才培养是指由两个或两个以上的学科交叉、
3、整合的教学活动来促进多学科知识、认知图式和价值观在受教育者头脑中融合并内化，从而提升受教育者解决复杂问题能力的过程。3该培养模式在国内外大学都有积极的探索与实践，在培养理念、课程体系、教学方法设计以及支持保障等方面形成了可供借鉴的路径与方法。1.遵循基于全面工程教育的培养观念。全面工程教育观认为，在“大工程”环境中从事具体的工程实践活动，这些工程实践活动不仅需要满足特定功能的工程需要，还要满足政治、经济、社会方面的需求以及环境、人文、艺术方面的需求。如今的工程师不仅要技术过硬，还要有创造力，能在团队中良好工作、有效交流，并创造出“现实世界”中有价值的产品。4因此，一个真正合格的工科毕业生应做到
4、“内外双修，既懂设计，又能搞管理，这才是当今社会需要的人才”5，高等工程教育必须“工程、文商兼攻，基础、实践为主，提高工科学生的附加值”。6大学要帮助学生在工程学习和实践的同时实现不同角色学习者的转变，即从依赖学习者到独立学习者再到合作学习者。72.设置基于学科整合的跨学科课程。课程体系是人才培养的主要载体，关系到人才培养目标的实现和专业培养标准的落实。课程的多学科交叉融合不是对相关学科专业现有课程的简单“拼盘”或叠加。那么，开发、设计什么样的课程体系和实践体系能够最大限度促进理工和艺术多学科知识交叉？能够整合不同学科的知识和技术并能全面地分析、有效地解决问题？“整合课程”模式是培养综合性、复
5、合型人才的有效选择之一。所谓的“整合课程”模式，是指在一门课程中整合不同学科知识、理论、技术，用来分析解决具体问题。此模式能让学生加深对知识的联系、运用，也更能提高其分析问题解决问题的能力。8如普林斯顿大学开发的整合科学课程，包括数学、生物学、化学、物理学、计算机科学，并特别强调数学的核心地位和计算方法，使学生具备了宽厚的知识贮备，进而使得毕业生能更好应对未来工作和生活中的挑战。93.实施基于项目和设计思维的合作学习。基于项目和设计思维的合作学习模式是培养工程师的有效模式。设计思维是一种创新的、通过以人为中心的方法来定义和解决复杂问题的动态过程；其关注来自真实情境的问题解决，通过一定的方法和工
6、具，综合运用多学科知识，最终产生创新性的解决方案。如斯坦福大学基于设计思维的d. Lof STEM Learning系列课程，是全球创新人才培养中理论与实践完美结合的典范。该系列课程将设计思维和紧迫的全球问题（包括水、能源和住房）紧密结合，鼓励学生积极面对并解决全球和本地环境中的设计挑战。10基于项目和设计思维的合作学习模式为学生提供与不同专业背景学生合作共事的机会，达到学会合作的目的；同时，学生有机会将已掌握的不同学科知识联系起来，形成整合的知识体系，有效地提高专业技术技能，达到学会学习的目的。4.提供多样化培养资源支持。大学的“专业教育”或“分科教育”需要大量的扶持资金，跨学科多专业融合人
7、才培养也不例外，跨学科整合课程的建设、跨学科设计项目的发展以及跨学科实践平台的建设无不需要大量资金的支持。同时，面向跨学科多专业融合人才培养的需要，还要求大学挖掘内外部潜在资源、优化现有实践平台、健全教学管理机制等，为确保所培养的人才质量能够较好地适应未来社会对人才的需求提供多样化培养资源保障。如MIT有60多个类型多样的跨学科教育研究中心和实验室，可为不同学科专业的学生创造良好的互动机会；在本科教育层次，为学生提供了多种跨学科学位项目，有的专业可以授予跨学科学位，有的专业可以授予跨学科辅修学位，有的区域研究项目也可以授予跨学科辅修学位；同时对教师和学生的创新资助经费也非常大，20142015
8、年对创新计划的扶持经费达4.49亿美元。11二、跨学科多专业融合的新工科人才培养模式探索与实践面向科技变革前沿是“顶天”，对准产业需求是“立地”，“顶天立地”服务引领广东产业需求是广东工业大学发展战略的必然选择。近年来，广东工业大学紧密围绕广东省产业转型升级和创新驱动发展战略，按照培养学生“创新能力、变化能力、适应能力”的目标方向，积极探索基于多专业融合培养满足产业发展所需的高素质创新性应用型人才，在管理机制、培养模式、课程体系等方面进行了新工科人才培养探索，建立了10种理工结合、商工交融、艺工渗透、文工贯穿为特色的跨学科多专业产教融合新工科人才培养模式：与东莞国际机器人产业基地、香港科技大学
9、机器人研究所联合建立了粤港机器人联合学院（机器人学院）；与中国印制电路协会联合，组建了印制电子电路联合学院（PCB学院）；与国家广州集成电路设计基地合作建立了集成电路设计联合学院（IC学院）；与中国建设银行广东省分行联合，创办了科技金融创新班，还建立了创新创业训练班、实践能力提高班、海信科龙“3+1”班、飞机维修“3+1”班、大师班、大实践环节嵌入班等。适应了广东产业发展的需求，同时为新工科人才培养探索了一种模式。1.创新管理机制，构建多专业融合培养跨界思维育人环境。为改善缺乏培养学生跨界创新思维的育人环境，广东工业大学新工科建设改革的主要做法是打破按专业设置教学班的培养管理方式，建立跨专业融
10、合培养的机制12，设立非实体的跨界学院，建立“首席教授责任制”的“联合学院”教学管理和运行机制。在跨界学院框架下，建立了以机器人学院、PCB学院、IC学院等为代表的多专业融合培养的联合学院，如图1所示。在跨界学院框架下，多专业融合培养的联合学院不设专职教师岗位。不同的新工科培养采取不同的校企联合学院培养模式。按一流水准、国际视野、产业特色、创业阅历的条件和标准，由专业教师和兼职教师融合建立师资队伍。首席教授负责该学院的教学指导、学术指导、创新创业引导、多专业融合培养指导，以及责任教师和讲席教师遴选、培训和管理等。责任教师和讲席教师共同承担不同专业背景学生的培养方案和教学计划制定、课程建设和教学
11、工作实施。学生毕业后，除了获得原专业的毕业证书、学位证书外，还可获得合作共建单位和广东工业大学联合颁发的学习证书。（1）机器人学院。该联合学院是广东工业大学与东莞松山湖机器人产业基地、香港科技大学联合产教合作的学院，采用2+2的培养模式，培养适应机器人领域发展、具有国际竞争力的创新创业人才，学生来自于学校自动化、机械设计及其自动化、计算机科学与技术、信息工程、工业设计、数学与应用数学、信息与计算科学等六个学科领域的七个专业。按照学科知识交叉、团队合作、动态调整的理念个性化培养。该培养模式已试点4年，2019届毕业生共60名。（2）PCB学院。该联合学院是广东工业大学和广东省印制电子电路产业技术
12、创新联盟产教合作的学院，采用2+2的培养模式，培养适应我国印制电子电路发展要求的研究型、应用型高级人才，学生来自化学工程与工艺、应用化学、机械设计制造及其自动化、微电子科学与工程、高分子材料与工程、环境工程、自动化等七个学科专业。该培养模式已试点2年，2019届毕业学生20名。（3）IC学院。该联合学院是广东工业大学与国家广州集成电路设计基地产教合作的学院，采用2+2的培养模式，培养面向集成电路新领域和新技术、围绕集成电路和芯片技术的人才。从自动化、微电子科学与工程、计算机科学技术、电子信息工程、信息工程、集成电路设计与集成系统、电子科学与技术等七个相关专业招收三年级学生，以项目为驱动，加以集
13、成电路设计和电子设计自动化课程体系的强化培养和实践训练。该培养模式已试点6年，2019年毕业学生57名。（4）科技金融创新班。该创新班是广东工业大学与广东建设银行合作设立的特色班，采用“工科+金融”的双学位培养模式，培养具有金融、科技、产业知识和国际化视野，符合广东金融市场发展需求的复合型、应用型高级金融人才。从全校所有45个工科专业二年级学生中选拔，依托学校工科优势，学习金融专业核心课程。该培养模式已试点3年，2019年毕业生22人。创新创业训练班、实践能力提高班、海信科龙“3+1”班、飞机维修“3+1”班也都采用跨学科多专业融合培养的方式。这些培养方式共同构建了多专业融合、跨专业互动，培养新工科人才的工程教育新模式，营造了培养学生跨界创新思维的育人环境，实现了不同专业的学生知识结构互补、能力互补、性格互补，达到学会合作的目的。 -全文完-
