產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，肩負著推動技術創(chuàng)新、優(yōu)化產業(yè)結構、推進智能化轉型、增強自主可控能力、保障產業(yè)鏈安全等事關國家長遠發(fā)展的重要任務，是推動高水平科技自立自強，實現中國式現代化的關鍵人才支撐。要深刻理解課程體系建設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代大工程格局帶來的挑戰(zhàn)，將課程體系建設作為產教融合的有效結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的模式與經驗，以工程師學院為戰(zhàn)略支點推動關鍵領域課程體系全方位重塑。

◎關鍵詞  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

在新質生產力重要性日益突出、國際貿易與技術“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，肩負著推動技術創(chuàng)新、優(yōu)化產業(yè)結構、推進智能化轉型、增強自主可控能力、保障產業(yè)鏈安全等事關國家長遠發(fā)展的重要任務，是推動高水平科技自立自強，實現中國式現代化的關鍵人才支撐。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”。如何扎根中國大地，發(fā)揮高水平研究型大學和科技領軍企業(yè)的優(yōu)勢力量，構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對于卓越工程師培養(yǎng)的重要意義

根據國務院學位委員會、教育部印發(fā)的《專業(yè)學位研究生教育發(fā)展方案（2020—2025）》和有關統(tǒng)計數據[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人數為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)模式已經有了相對統(tǒng)一的認識，即必須強調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型，但受限于學科、院系和產教之間的多重壁壘，以及長期以來形成的工學學術學位培養(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《關于深入推進學術學位與專業(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?？梢哉f，高質量建設課程體系，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)質量具有至關重要的意義。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建卓越工程師應具備的知識結構、能力結構和素質結構。根據分類培養(yǎng)目標和標準反向設計工程課程體系，突出實踐教學、案例教學、項目驅動式教學，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代大工程格局帶來的挑戰(zhàn)[3]。隨著工程領域復雜性日增、工業(yè)數字化智能化轉型加速，現代工程項目越來越多地涉及多個學科領域的知識和技能，卓越工程師需要在更高層面更寬領域思考復雜的工程技術問題。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合，實現理工結合、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。

第三，作為產教融合的有效結合點推動校企合作深化發(fā)展。構建高水平產教融合育人生態(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，使課程內容及時反映行業(yè)最新技術和發(fā)展趨勢，直接提升研究生對產業(yè)的認識，推動解決工程碩博士培養(yǎng)與生產實踐脫節(jié)的問題，更可以作為全面構建產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、知識產權共享打通關口路徑，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的模式與經驗

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、產業(yè)數字化的浪潮不斷涌來，歐洲高等工程教育近年來越發(fā)呈現出集群化發(fā)展的趨勢，以整合資源、加強合作、提升質量為目標，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業(yè)實踐資源，為構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，達到有機結合知識傳授與工程實踐的目的。第一年的課程主要學習數學和計算機理論，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；第二年的課程分專業(yè)方向，研究生開始深入學習不同領域的專業(yè)內容，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，同時圍繞本領域國際前沿技術和未來發(fā)展動向開展研討，進一步加深對產業(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Technology、工程Engineering、數學Mathematics）和CDIO教育（即構思Conceive、設計Design、實現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中得到了充分的體現。

一方面，強調基礎學科之間的融合。美國高校在跨學科培養(yǎng)項目中開設數學、物理等基礎學科的交叉課程，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合，為研究生提供全面的科學基礎。

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、神經科學、數據科學、分子生物學、系統(tǒng)生物學等新興學科結合，構建了“計算機科學+”的課程體系。該課程體系涵蓋通識類、計算機基礎類、多學科交叉類、個性化四大課程模塊，展現出階梯性、交叉性、前沿性的特點。

3.歐美高校課程體系建設經驗借鑒

縱觀歐美頂尖高校的工程人才培養(yǎng)，課程體系建設都受到了高度的重視，得到了精心的設計，并且存在一些共性的原則，具體表現在以下五個方面。一是重視數學和自然科學類課程在工程人才培養(yǎng)中的基礎地位。二是課程設置遵照學習認知規(guī)律，強化基礎課和專業(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。四是密切與產業(yè)界的聯(lián)系，引入產業(yè)界資源。五是采用最新的教育技術，如人工智能、大數據和虛擬現實等工具，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力、人才第一資源、創(chuàng)新第一動力的結合點，理應結合自身特色和發(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)揮引領性作用。

以工程師學院為戰(zhàn)略支點推動關鍵領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，推動工程教育與產業(yè)需求精準對接，系統(tǒng)性重構關鍵領域核心課程體系，產教融合培養(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，引領和推動了“破零散、破壁壘、破同質化”的課程教學與實習實踐培養(yǎng)模式改革，為關鍵領域重點產業(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個關鍵領域與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、產業(yè)驅動、問題導向，與中央企業(yè)、行業(yè)領軍企業(yè)攜手圍繞國家戰(zhàn)略急需關鍵領域開展聯(lián)合攻關，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、生物育種兩個關鍵領域的卓越工程師培養(yǎng)能力標準，牽頭建設了對應的23門核心課程，并以核心課程的建設為切入點，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。

3.產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)，浙江大學以產教融合為牽引，針對關鍵領域和重點產業(yè)的人才培養(yǎng)需求，重構了涵蓋通識、基礎和專業(yè)三個大類的進階課程群。其中，通識類課程強化使命引領，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。基礎類課程夯實培養(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理基礎和創(chuàng)新能力。專業(yè)類課程深化產教融合，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，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)完善課程思政建設的工作機制，學校印發(fā)《關于進一步推進課程思政建設的實施方案》，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。

二是強化理實結合，筑牢工程基礎。學校以國家卓越工程師學院為中心，整合現有工程創(chuàng)新實訓平臺和工程師技術中心，在基礎類課程中建立了涵蓋工程設計、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)及相關交叉專業(yè)領域的綜合認知，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。

三是深化產教融合，打造核心課程。學校將產業(yè)需求與教育培養(yǎng)相結合，按照國家急需的關鍵領域和重點產業(yè)設置專業(yè)類課程，確保研究生學到的知識和技能與實際產業(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，打造了一批關鍵領域核心課程，由企業(yè)專家結合國家重大工程項目和產業(yè)界實際案例講授工程技術的最新進展和發(fā)展趨勢，促進產業(yè)界先進的生產設備、豐富的平臺資源及高端人才的引領優(yōu)勢與卓越工程師課程體系建設緊密結合。目前已與工程碩博士培養(yǎng)改革專項合作企業(yè)共同設立了28家產教融合培養(yǎng)基地，邀請中國石油、中國五礦、中國中車、國家電網等合作企業(yè)高水平專家來校開設《產業(yè)技術發(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，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)學位課程體系建設的質量提升發(fā)揮重要作用。學校已有智能制造、新能源、新材料、航空航天等關鍵領域的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。

五是加快數智賦能，構建支撐體系。人工智能、大數據、虛擬現實（VR）和增強現實（AR）等現代信息技術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應用于課程內容生成、教學方法創(chuàng)新、學術思維訓練、評價反饋提供等教學場景。同時，運用云技術構建“智云課堂”“學在浙大”等智慧型教學平臺，實現超低延遲的線上線下教學互動，打造虛實融合、內外融通的新型教學空間，完善數智驅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容、作業(yè)和協(xié)作工具，在不斷變化的技術環(huán)境中實現教與學的高效互動，提升育人效果。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.高等教育分學科門類研究生數（總計）[OL].[2023-12-29].http://www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/moe_56

0/2022/quanguo/202401/t20240110_1099524.html.

[2]嚴建華，包剛，王家平等.浙江大學高水平產教融合培養(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》）