產(chǎn)教融合再造卓越工程師培養(yǎng)課程體系的思考與實踐

◎摘  要  卓越工程師作為國家戰(zhàn)略人才力量，肩負著推動技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推進智能化轉(zhuǎn)型、增強自主可控能力、保障產(chǎn)業(yè)鏈安全等事關(guān)國家長遠發(fā)展的重要任務，是推動高水平科技自立自強，實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化的關(guān)鍵人才支撐。要深刻理解課程體系建設(shè)對于卓越工程師培養(yǎng)的重要意義，針對性提升研究生工程核心知識能力素養(yǎng)、以多學科融合應對現(xiàn)代大工程格局帶來的挑戰(zhàn)，將課程體系建設(shè)作為產(chǎn)教融合的有效結(jié)合點推動校企合作深化發(fā)展。同時，科學借鑒歐美頂尖工程院校課程體系建設(shè)的模式與經(jīng)驗，以工程師學院為戰(zhàn)略支點推動關(guān)鍵領(lǐng)域課程體系全方位重塑。

◎關(guān)鍵詞  工程教育改革；卓越工程師培養(yǎng)；歐美高等工程教育；工程師學院；課程體系建設(shè)

在新質(zhì)生產(chǎn)力重要性日益突出、國際貿(mào)易與技術(shù)“脫鉤斷鏈”日趨嚴重的背景下，卓越工程師作為國家戰(zhàn)略人才力量，肩負著推動技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推進智能化轉(zhuǎn)型、增強自主可控能力、保障產(chǎn)業(yè)鏈安全等事關(guān)國家長遠發(fā)展的重要任務，是推動高水平科技自立自強，實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化的關(guān)鍵人才支撐。黨的二十屆三中全會指出，“著力培養(yǎng)造就戰(zhàn)略科學家、一流科技領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團隊，著力培養(yǎng)造就卓越工程師、大國工匠、高技能人才，提高各類人才素質(zhì)”。如何扎根中國大地，發(fā)揮高水平研究型大學和科技領(lǐng)軍企業(yè)的優(yōu)勢力量，構(gòu)建符合卓越工程師培養(yǎng)規(guī)律的育人體系，不斷提升卓越工程師培養(yǎng)質(zhì)量，是我國工程教育所面臨的一個重大課題。

深刻理解課程體系建設(shè)對于卓越工程師培養(yǎng)的重要意義

根據(jù)國務院學位委員會、教育部印發(fā)的《專業(yè)學位研究生教育發(fā)展方案（2020—2025）》和有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)[1]，至今我國已累計授予約445.8萬碩士和6.1萬博士專業(yè)學位。在2022年，我國碩士和博士研究生的招收總?cè)藬?shù)為124.2萬，其中專業(yè)學位碩士生占比超過六成，達到68.9萬人，而專業(yè)學位博士生數(shù)量同比增長35.8%，達到2.4萬人。在各個專業(yè)學位類別中，工程專業(yè)學位點的覆蓋面最大，招生規(guī)模也最為可觀，已成為向社會輸送卓越工程師后備人才的主要渠道。

然而，從培養(yǎng)現(xiàn)狀來看，盡管高校對于工程專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)模式已經(jīng)有了相對統(tǒng)一的認識，即必須強調(diào)跨學科融合與校企緊密合作，必須向更為多元和實踐導向轉(zhuǎn)型，但受限于學科、院系和產(chǎn)教之間的多重壁壘，以及長期以來形成的工學學術(shù)學位培養(yǎng)路徑依賴，工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)仍存在著目標針對性不強、專業(yè)交叉不深、實踐訓練不足、產(chǎn)教融合不暢等問題，教非所需、用非所學的情況時有發(fā)生，迫切需要克服與工學學術(shù)學位研究生趨同化培養(yǎng)的慣性[2]。

在這樣的背景下，教育部于2023年11月發(fā)布《關(guān)于深入推進學術(shù)學位與專業(yè)學位研究生教育分類發(fā)展的意見》，堅持兩類學位同等重要、分類發(fā)展，提出了專業(yè)學位研究生教育在選拔機制、培養(yǎng)方案、課程教材、評價標準、導師隊伍等方面的差異化要求，點明了專業(yè)學位應突出教育教學的職業(yè)實踐性，培養(yǎng)實踐創(chuàng)新型人才。作為研究生入學后的首個環(huán)節(jié)，課程學習既是工程碩博士夯實培養(yǎng)根基、鍛煉實踐能力的主要抓手，也是高校開展跨學科培養(yǎng)和推進校企深度融合的核心載體。可以說，高質(zhì)量建設(shè)課程體系，對于推動工程專業(yè)學位研究生全培養(yǎng)要素的深層次變革、破解兩類研究生趨同化培養(yǎng)困境、重塑卓越工程師培養(yǎng)體系、提升卓越工程師培養(yǎng)質(zhì)量具有至關(guān)重要的意義。具體來講有以下三個方面。

第一，針對性提升研究生工程核心知識能力素養(yǎng)。工程問題和科學問題是兩類不同的問題，工程師和科學家是兩類不同的人才，在知識的深度與廣度、能力和素養(yǎng)的側(cè)重點上要求截然不同。課程體系作為一系列具有合理層次和嚴密邏輯的課程組合，通過分階段的知識傳授和能力訓練，能夠循序漸進地幫助研究生構(gòu)建卓越工程師應具備的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)分類培養(yǎng)目標和標準反向設(shè)計工程課程體系，突出實踐教學、案例教學、項目驅(qū)動式教學，讓工程教育更加貼近實際工程需求，是確保卓越工程師分類培養(yǎng)的第一步。

第二，以多學科融合應對現(xiàn)代大工程格局帶來的挑戰(zhàn)[3]。隨著工程領(lǐng)域復雜性日增、工業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型加速，現(xiàn)代工程項目越來越多地涉及多個學科領(lǐng)域的知識和技能，卓越工程師需要在更高層面更寬領(lǐng)域思考復雜的工程技術(shù)問題。相較于課題研究階段聚焦特定問題或項目、主要集中在團隊合作中的學科交叉，研究生能在課程學習階段更為系統(tǒng)、全面、有計劃地建立多學科知識體系，并能通過實驗、模擬等方式深化理論與實踐的結(jié)合，實現(xiàn)理工結(jié)合、工工交叉、工文滲透，與后續(xù)項目研究階段的多學科融合相互補充，共同奠定未來卓越工程師的基礎(chǔ)。

第三，作為產(chǎn)教融合的有效結(jié)合點推動校企合作深化發(fā)展。構(gòu)建高水平產(chǎn)教融合育人生態(tài)是培養(yǎng)卓越工程師的前提。校企雙方在課程體系建設(shè)上的良好合作，不僅能將實際工程項目和真實案例引入課堂教學，使課程內(nèi)容及時反映行業(yè)最新技術(shù)和發(fā)展趨勢，直接提升研究生對產(chǎn)業(yè)的認識，推動解決工程碩博士培養(yǎng)與生產(chǎn)實踐脫節(jié)的問題，更可以作為全面構(gòu)建產(chǎn)教融合體制機制的切入口，為后續(xù)雙方導師互聘、聯(lián)培基地共建、科研項目共研、知識產(chǎn)權(quán)共享打通關(guān)口路徑，不斷提高校企合作的層次能級。

科學借鑒歐美頂尖工程院校課程體系建設(shè)的模式與經(jīng)驗

1.歐洲高等工程教育工學交替模式

隨著新型工業(yè)化、歐洲一體化、教育國際化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的浪潮不斷涌來，歐洲高等工程教育近年來越發(fā)呈現(xiàn)出集群化發(fā)展的趨勢，以整合資源、加強合作、提升質(zhì)量為目標，一系列跨國高校聯(lián)盟、科研合作平臺、聯(lián)合學位項目和區(qū)域教育中心相繼成立，使歐洲的工程人才培養(yǎng)在戰(zhàn)略導向、體系設(shè)計上更加融合開放。其中，作為歐洲卓越理工大學聯(lián)盟、歐洲地平線項目等多個國際教育和科研計劃的主導者和推動者，法國在工程師培養(yǎng)上通過多項計劃的實施，匯聚了豐富的國際教育和產(chǎn)業(yè)實踐資源，為構(gòu)建工學交替的卓越工程師課程體系創(chuàng)造了有利條件[4]。

以巴黎綜合理工學院為例，其三年制工程師培養(yǎng)項目就有明顯的工學交替特征。研究生在讀期間共計開展三段漸進式的企業(yè)實習，時長分別為1個月、3個月和6個月。課程教學則安排在每段企業(yè)實習之前，達到有機結(jié)合知識傳授與工程實踐的目的。第一年的課程主要學習數(shù)學和計算機理論，為研究生未來到企業(yè)識別、規(guī)劃和解決復雜工程問題奠定基礎(chǔ)；第二年的課程分專業(yè)方向，研究生開始深入學習不同領(lǐng)域的專業(yè)內(nèi)容，通過大量的實踐類課程，培養(yǎng)和強化自身應用能力；第三年授課時研究生已經(jīng)歷了兩輪企業(yè)實習，可以帶著問題繼續(xù)修讀專業(yè)深化課程，同時圍繞本領(lǐng)域國際前沿技術(shù)和未來發(fā)展動向開展研討，進一步加深對產(chǎn)業(yè)的理解。在專業(yè)課程以外，三年制工程師項目還要求研究生修讀不少于30%的經(jīng)濟、社會、人文、法律以及商業(yè)管理課程，并提供海外交流機會，多方位培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力、國際化視野和跨文化溝通與管理能力。

2.美國高等工程教育學科交叉模式

美國的高等工程教育同樣享有盛名，不僅擁有許多頂尖的工程學院和大學，也是STEM教育（即科學Science、技術(shù)Technology、工程Engineering、數(shù)學Mathematics）和CDIO教育（即構(gòu)思Conceive、設(shè)計Design、實現(xiàn)Implement、運作Operate）的發(fā)源地。如今，美國頂尖高校仍在不斷尋求創(chuàng)新和突破，除了麻省理工學院的“新工程教育轉(zhuǎn)型”（NEET計劃）已進入新階段外，斯坦福大學、康奈爾大學、加州理工學院等高校也普遍開展了新一輪教育教學改革。在全球科技進步、產(chǎn)業(yè)需求變化和教育模式創(chuàng)新的綜合影響下，學科交叉作為工程教育最重要的發(fā)展方向之一，在美國高校的課程體系建設(shè)中得到了充分的體現(xiàn)。

一方面，強調(diào)基礎(chǔ)學科之間的融合。美國高校在跨學科培養(yǎng)項目中開設(shè)數(shù)學、物理等基礎(chǔ)學科的交叉課程，并在教學方式上不斷創(chuàng)新和深化。比如斯坦福大學的生物物理學課程就結(jié)合了物理學和生物學，利用計算機進行生物系統(tǒng)的物理性質(zhì)研究；物理化學課程則將化學反應的原理與物理學的量子力學和熱力學結(jié)合，為研究生提供全面的科學基礎(chǔ)。

另一方面，注重將新興學科納入課程體系。以麻省理工學院為例，該校為工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)設(shè)立了專門的多學科交叉碩士學位，利用其在計算機學科上的突出優(yōu)勢，將計算機與認知科學、神經(jīng)科學、數(shù)據(jù)科學、分子生物學、系統(tǒng)生物學等新興學科結(jié)合，構(gòu)建了“計算機科學+”的課程體系。該課程體系涵蓋通識類、計算機基礎(chǔ)類、多學科交叉類、個性化四大課程模塊，展現(xiàn)出階梯性、交叉性、前沿性的特點。

3.歐美高校課程體系建設(shè)經(jīng)驗借鑒

縱觀歐美頂尖高校的工程人才培養(yǎng)，課程體系建設(shè)都受到了高度的重視，得到了精心的設(shè)計，并且存在一些共性的原則，具體表現(xiàn)在以下五個方面。一是重視數(shù)學和自然科學類課程在工程人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)地位。二是課程設(shè)置遵照學習認知規(guī)律，強化基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的銜接。三是注重人文素養(yǎng)和軟技能培養(yǎng)，幫助研究生提升多元文化背景下的職業(yè)勝任力。四是密切與產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)系，引入產(chǎn)業(yè)界資源。五是采用最新的教育技術(shù)，如人工智能、大數(shù)據(jù)和虛擬現(xiàn)實等工具，使得教學更加生動。

無論是工學交替模式還是學科交叉模式，科學地借鑒這些經(jīng)驗，對于我國高等工程教育與國際接軌，深化教育教學改革，提升工程人才培養(yǎng)質(zhì)量都具有重要的意義。我國高水平研究型大學作為科技第一生產(chǎn)力、人才第一資源、創(chuàng)新第一動力的結(jié)合點，理應結(jié)合自身特色和發(fā)展優(yōu)勢，在重塑卓越工程師課程體系，樹立新的世界標桿中發(fā)揮引領(lǐng)性作用。

以工程師學院為戰(zhàn)略支點推動關(guān)鍵領(lǐng)域課程體系全方位重塑

1.先行先試創(chuàng)建卓越工程師培養(yǎng)改革平臺

浙江大學分別于1997年和2011年開始招收我國首批專業(yè)學位工程碩士和工程博士，歷經(jīng)多輪教育綜合改革，2016年，在教育部和浙江省委省政府的支持下，創(chuàng)辦了全國首家研究生層次實體化辦學的工程師學院，開啟了以工程師學院為匯接平臺和創(chuàng)新樞紐，推動工程教育與產(chǎn)業(yè)需求精準對接，系統(tǒng)性重構(gòu)關(guān)鍵領(lǐng)域核心課程體系，產(chǎn)教融合培養(yǎng)卓越工程師的探索之路。

工程師學院的創(chuàng)建，實現(xiàn)了教育教學、校企校地合作職能的優(yōu)化重組，創(chuàng)新了專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的管理架構(gòu)和協(xié)同機制，促成了培養(yǎng)規(guī)范制訂與過程實施的有機銜接與統(tǒng)一，引領(lǐng)和推動了“破零散、破壁壘、破同質(zhì)化”的課程教學與實習實踐培養(yǎng)模式改革，為關(guān)鍵領(lǐng)域重點產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)了一大批高端緊缺人才。

2.立足時代推進卓越工程師培養(yǎng)范式創(chuàng)新

2022年，中央九部委聯(lián)合啟動工程碩博士培養(yǎng)改革專項，浙江大學入選首批國家卓越工程師學院。面向更大的戰(zhàn)略使命，學校持續(xù)深化科教融匯和產(chǎn)教融合，在積極承擔專項培養(yǎng)任務的過程中，不斷提升卓越工程師培養(yǎng)水平，目前已在國家重點打造的16個關(guān)鍵領(lǐng)域與37家合作企業(yè)共同招收了709位專項研究生。

學校堅持國家需求、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動、問題導向，與中央企業(yè)、行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)攜手圍繞國家戰(zhàn)略急需關(guān)鍵領(lǐng)域開展聯(lián)合攻關(guān)，向中央九部委提供了培養(yǎng)方案的“浙大模板”，承擔了教育部委托的國家卓越工程師學院《核心課程建設(shè)工作指南》《畢業(yè)管理與學位授予工作指南》編寫任務，研制了人工智能、生物育種兩個關(guān)鍵領(lǐng)域的卓越工程師培養(yǎng)能力標準，牽頭建設(shè)了對應的23門核心課程，并以核心課程的建設(shè)為切入點，面向新時代推動卓越工程師培養(yǎng)課程體系的全方位重構(gòu)。

3.產(chǎn)教融合再造卓越工程師培養(yǎng)課程體系

從卓越工程師應具備的知識、能力和素養(yǎng)出發(fā)，浙江大學以產(chǎn)教融合為牽引，針對關(guān)鍵領(lǐng)域和重點產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)需求，重構(gòu)了涵蓋通識、基礎(chǔ)和專業(yè)三個大類的進階課程群。其中，通識類課程強化使命引領(lǐng)，通過開發(fā)紅色課程，繪制“紅色地圖”，增強研究生擔當時代重任的信心和能力，塑造研究生服務國家、走向全球的胸懷格局?；A(chǔ)類課程夯實培養(yǎng)根基，為研究生提供解決復雜工程問題所需的分析工具和理論支持，鍛造研究生扎實的數(shù)理基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力。專業(yè)類課程深化產(chǎn)教融合，融入行業(yè)最新趨勢和進展，增強課程的實踐性，培養(yǎng)研究生將理論應用于實際的能力。

圍繞三大課程群的建設(shè)，學校形成了卓越工程師培養(yǎng)課程體系，主要有以下五個方面的特點。

一是堅持為黨育人，厚植家國情懷。以大國重器制造激勵研究生科技報國，在壯闊山河中打造行走的思政課堂，學校在通識類課程中深挖工程發(fā)展史中的紅色根脈資源，大力弘揚科學家精神、工匠精神，不斷增加課程的知識性、人文性，提升引領(lǐng)性、時代性，強化有使命感的學習，進一步幫助研究生理解形勢政策，樹立正確的政治方向和價值取向。通過持續(xù)完善課程思政建設(shè)的工作機制，學校印發(fā)《關(guān)于進一步推進課程思政建設(shè)的實施方案》，在推進課程思政全課程覆蓋、分層分類建立課程思政質(zhì)量規(guī)范、打造課程思政示范課程、提升教師課程思政能力等方面多維發(fā)力，分層次、有重點地推動課程思政有機融入育人全過程。當前已建成3門國家級課程思政示范課程和40余門省級課程思政示范課程。

二是強化理實結(jié)合，筑牢工程基礎(chǔ)。學校以國家卓越工程師學院為中心，整合現(xiàn)有工程創(chuàng)新實訓平臺和工程師技術(shù)中心，在基礎(chǔ)類課程中建立了涵蓋工程設(shè)計、仿真、制造、測試、分析、集成、協(xié)同、應用等全業(yè)務流程的一大批實踐課程，為研究生構(gòu)建必要的工具鏈、知識鏈和資源鏈創(chuàng)造條件，強化培養(yǎng)研究生在質(zhì)量、效率、標準、環(huán)保、安全等方面的工程意識。以《高階工程認知與實踐》課程為例，通過多學科、綜合性、系統(tǒng)性的工程創(chuàng)新開發(fā)與實踐，一方面促進研究生對復雜工程系統(tǒng)及相關(guān)交叉專業(yè)領(lǐng)域的綜合認知，另一方面深化研究生對系統(tǒng)集成、協(xié)同管理和創(chuàng)新應用基本方法的掌握，有效提升了研究生解決復雜工程問題的創(chuàng)新能力。該課程目前年教學量已達到5.5萬人時。

三是深化產(chǎn)教融合，打造核心課程。學校將產(chǎn)業(yè)需求與教育培養(yǎng)相結(jié)合，按照國家急需的關(guān)鍵領(lǐng)域和重點產(chǎn)業(yè)設(shè)置專業(yè)類課程，確保研究生學到的知識和技能與實際產(chǎn)業(yè)需求高度匹配。通過校企聯(lián)合組建專家團隊，深入研討、協(xié)同重構(gòu)，打造了一批關(guān)鍵領(lǐng)域核心課程，由企業(yè)專家結(jié)合國家重大工程項目和產(chǎn)業(yè)界實際案例講授工程技術(shù)的最新進展和發(fā)展趨勢，促進產(chǎn)業(yè)界先進的生產(chǎn)設(shè)備、豐富的平臺資源及高端人才的引領(lǐng)優(yōu)勢與卓越工程師課程體系建設(shè)緊密結(jié)合。目前已與工程碩博士培養(yǎng)改革專項合作企業(yè)共同設(shè)立了28家產(chǎn)教融合培養(yǎng)基地，邀請中國石油、中國五礦、中國中車、國家電網(wǎng)等合作企業(yè)高水平專家來校開設(shè)《產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展前沿》等98門專業(yè)類課程，年均到工程師學院授課的產(chǎn)業(yè)專家已超過200人次。

四是推進教學改革，研制工程案例。在完善課程體系建設(shè)的同時深化教學方式方法改革，由院士等首席科學家牽頭，面向國家重點產(chǎn)業(yè)場景開展校企聯(lián)合研制，編寫工程主題教學案例，推進工程專業(yè)學位案例教學示范課程和案例庫建設(shè)，釋放案例服務實踐育人的強大動能，讓案例教學為工程專業(yè)學位課程體系建設(shè)的質(zhì)量提升發(fā)揮重要作用。學校已有智能制造、新能源、新材料、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域的40篇案例成果入選中國專業(yè)學位案例中心案例庫；3項案例入選“十大主題案例典型成果”，典型成果數(shù)位居全國首位；3位專家入選全國首批名校名企案例研究基地項目，為進駐企業(yè)一線實踐提供解決方案；3項成果入選全國首批15個精品案例課堂項目，作為案例教學樣板推出示范。

五是加快數(shù)智賦能，構(gòu)建支撐體系。人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）等現(xiàn)代信息技術(shù)正在以我們可感可見的速度深刻影響與重塑教育。學校緊跟時代發(fā)展潮流，通過成立浙江大學人工智能教育教學研究中心，設(shè)立“AI For Education”等教學改革重點項目，推進生成式AI應用于課程內(nèi)容生成、教學方法創(chuàng)新、學術(shù)思維訓練、評價反饋提供等教學場景。同時，運用云技術(shù)構(gòu)建“智云課堂”“學在浙大”等智慧型教學平臺，實現(xiàn)超低延遲的線上線下教學互動，打造虛實融合、內(nèi)外融通的新型教學空間，完善數(shù)智驅(qū)動的全鏈路一體化教學支撐體系，使研究生和教師能夠隨時隨地訪問課程內(nèi)容、作業(yè)和協(xié)作工具，在不斷變化的技術(shù)環(huán)境中實現(xiàn)教與學的高效互動，提升育人效果。

參考文獻：

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[2]嚴建華，包剛，王家平等.浙江大學高水平產(chǎn)教融合培養(yǎng)卓越工程師的實踐與探索[J].學位與研究生教育，2022（7）.

[3]嚴建華，包剛，薄拯等.基于“工程師學院”破零散、破壁壘、破同質(zhì)化的專業(yè)學位研究生培養(yǎng)[J].學位與研究生教育，2024（3）.

[4]EuroTeQ Engineering University. EU extends funding 

for European engineering education[OL].[2023-07-03].https://

eurotech-universities.eu/news-and-events/news/euroteq-eu-extends-funding-for-european-engineering-education/.

【作者杜江峰：中國科學院院士、浙江大學校長】

（原載2024年第22期《中國高等教育》）