作者简介:杨丹,西南交通大学发展战略咨询委员会主任、教授、博士生导师;康国政,西南交通大学副校长、教授、博士生导师;崔凯,西南交通大学校长助理、教务处处长、教授、博士生导师;王坤,西南交通大学交通运输与物流学院副教授、硕士生导师。
基金项目:四川省2023年高等教育人才培养和教学改革重大项目“跨校跨区域微专业建设与应用探索实践”(JG2023-22);中国高等教育学会2022年度高等教育科学研究规划课题重点项目“双碳背景下行业特色高校学生创新创业实践能力研究”(22CX0206)
摘 要:“六卓越一拔尖”2.0计划实施以来,卓越拔尖人才培养表现出卓越与拔尖、基础与应用、专业与行业的全面融合。研究型行业特色高校依托其“优势行业主导的多学科布局”的学科群基本特征,在面向行业的卓越拔尖人才培养中发挥着重要作用。本文基于工程领域卓越拔尖人才的三种融合创新能力分析,关注基础研究、应用基础研究、应用研究的人才培养融合问题,聚焦于面向解决复杂工程问题的卓越拔尖创新人才分类分层自主培养模式探索与实践,以期为我国行业特色高校培养卓越拔尖创新人才提供借鉴。
自2009年实施基础学科拔尖学生培养试验计划以来,“六卓越一拔尖”计划1.0阶段,形成了“一流大学重点培养基础学科的拔尖创新人才,行业特色高校重点培养卓越人才”的基本格局。2019年起,我国高等教育开始实施“六卓越一拔尖”2.0计划,全面推进新工科、新医科、新农科、新文科建设,卓越拔尖人才培养从单个计划变成了系列计划的组合,由“单兵作战”转向“集体发力”[1]。习近平总书记在党的二十大报告中指出:“全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才”[2],教育强国、科技强国、人才强国的国家战略要求所有高校都应承担卓越拔尖创新人才培养的历史使命。这标志着拔尖创新人才的培养不再只是一流大学的责任,也不再局限于基础学科,卓越与拔尖、基础与应用、专业与行业的全面融合是大势所趋。研究型行业特色高校具有“优势行业主导的多学科布局”的基本特征[3],在此背景下,如何发挥行业优势,主动培养独具特色的卓越拔尖创新人才,是新时代我国高等教育发展的时代命题。
一、行业特色卓越拔尖人才的三种能力
研究型行业特色高校在培养拔尖创新人才过程中,应紧扣国家战略与行业发展前沿需求,并以关键核心技术的升级与突破为导向,深化与实践紧密结合的创新意识与创新能力的全过程培养,突破科学研究、工程技术、行业应用的割裂壁垒,不断强化知识能力与场景应用贯通融合、基础科学与工程技术深度融合、科技前沿与行业发展交叉融合等三种创新能力,培养科学研究与工程实践相结合、学术突破与工程创新相结合、以三种融合创新能力为核心表现特征的新时代拔尖创新人才。
1.发现与解决基础科学与复杂工程问题的知识能力与场景应用贯通融合创新能力
现代产业发展向服务型经济转变,用户需求是创新的起点,场景是贯通生产力供给与需求间的重要载体。用户需求导向的服务型经济对工程技术创新的需求链表现为“工程应用→工程技术→工程基础→基础科学”的链式结构,正如陶行知在《创造宣言》提到的“处处是创造之地”[4]那样,需求链的每一个环节都体现了该环节用户的需求,也就是场景;满足用户需求的过程需要在工程应用层面进行创新,而按照需求链的结构,其核心就是要在发现与解决基础科学与复杂工程问题的方法层面进行创新。可以看出,某种程度上能力与场景的贯通融合就是供需的匹配融合,这种能力要求卓越拔尖创新人才不仅要掌握基础科学的核心理论与方法,也要能够在多变的工程环境中灵活运用这些知识,以创新的方式解决问题。这种方法与场景的贯通融合能力体现了卓越拔尖创新人才对科学原理的深刻洞察和对工程技术的精准应用。行业特色高校通常有着较为明确的行业定位和特色专业设置,与特色行业企业有着密切合作关系,提供了与实际工程场景密切相关的实践机会。这些特点使得高校更能够将学科教育与科学研究有机结合起来,通过与企业合作开展项目研究和技术开发,学校能够让学生接触到真实的工程问题,并在解决问题的过程中培养贯通融合创新能力。在真实的工程场景中,丰富的信息源成为学生创造力的激发器,掌握了方法与场景贯通融合创新能力,使学生有勇气和信心去独立发现问题、提出问题和解决问题。
2.实现关键核心技术突破的基础科学与工程技术深度融合创新能力
为解决现实世界面临的复杂问题与挑战,关键核心技术的突破要依靠基础科学和工程技术的密切结合与协同发展。实现关键核心技术突破的基础科学与工程技术深度融合创新能力在学术界和工业界的融合发展中显得尤为重要,需要深入的学科理论和广泛的工程实践相互结合。基础科学是技术创新的源泉,提供了理论框架和基本原理,为工程技术的应用提供了坚实的基础。通过对自然界规律和物质结构的深入研究,基础科学能够揭示事物运行的内在规律和机理,为工程技术的设计和开发提供了重要的指导和支持。工程技术是实现科学理论应用转化的重要途径,工程技术不仅关注理论的可行性,更注重实际应用的可行性和经济效益。行业特色高校的核心表现性特征是“始于工程,终于工程”,始终在真实的工程实践中寻求核心关键技术的突破,形成了各具特色的培养拔尖创新人才的工程文化传统。基础科学与工程技术的深度融合创新能力体现了拔尖创新人才在对技术问题的深入理解和创造性解决方案的提出上。通过工程技术的研发和应用,可以将基础科学的成果转化为创新的产品和技术,推动科技进步和社会发展。
3.面向科技前沿与行业发展的学科交叉融合创新能力
现代产业多是行业复合型的,它对技术创新的需求往往体现在经济、管理、制造、工程、人文、法律等多个领域。在“四新”建设的背景下,“理工融合”“文工融合”“工医融合”等大学科交叉融合的复合型创新人才培养的需求更大。特别是在新信息技术和人工智能大力发展的背景下,在工程领域的创新往往又体现在机械、信息、电气、土木等多个学科专业交叉融合的特点。比如,在机械工程中融入电气自动化控制、在土木工程中融入信息工程技术、在电气工程中融入人工智能技术等等。可以看出,为应对复杂问题和快速变化的需求,在传统学科优势的基础上,学科交叉融合创新能力不仅能够加速科技创新的步伐,还能够催生新的产业形态,推动社会经济的发展。学科交叉融合创新能力赋予了卓越拔尖创新人才更为广阔的视野和创新的空间,通过不同学科领域的知识交流与融合,跳出传统学科框架的束缚,将多元化的思维与方法相结合,从而发现新的问题、提出新的假设,推动科技领域的前沿不断拓展。学科交叉融合能够将不同学科的知识与技术有机结合,为解决实际问题提供更为有效的解决方案,助力产业的发展与升级,为社会经济的可持续发展注入新的活力与动力。行业特色高校始终走在工程活动的前沿,有利于培养拔尖创新人才从工程实践中的热点、难点问题中洞察学科发展的盲点和创新增长点,形成创造性工程思维,传承工程文脉,促进工程学科的可持续发展。
二、行业特色拔尖创新人才的分类分层特征
拔尖创新人才培养首先要培养具有创新能力的人,通过激发学生的创新欲望与潜能,让学生找到适合自己特点的成长方式与成长领域,最终成为不同领域的卓越拔尖创新人才。
1.创新欲望与潜能的激活是创新人才培养的重要基础
创新是普遍存在的,人人都有创新的潜力,每个行业都有创新的需求。人人都有创造性思维或创造性,人的创造性素质及其发展仅仅是类型或层次上的差异[5]。创新型国家建设需要培养有创新意识和创新能力的人,培养在各行各业中拔尖、在各个岗位上创新的人才,即在某个领域具有明显的突出优势,明显高出或超越同类型人员,在某个领域内的创新能力强,在某个领域内“拔尖”。吴康宁认为对“创新人”的培养包括两项基本任务,一是激活学生创新的欲望与潜能,二是引导学生创新的动机与方法[6]。人人都有创新的意识,能不能创新,就要看能否激活创新的潜能。当潜能被激发,就会产生无限可能。禇宏启认为拔尖创新人才不是靠各种人才项目与奖项“选拔”出来的,而是在遗传、环境、教育、使用、自我努力等多种因素的作用下,经过较长时间培养成长起来的[7]。基础研究、应用基础研究以及应用研究都能提供激活学生创新潜能的真实场景,重要的是他们能有兴趣、有方法、有勇气去做。拔尖创新人才培养,核心是创新,是要培养有创新意识、创新能力,能够并善于创新实践的人才。
2.行业特色的典型特征是根植复杂工程、解决复杂工程问题
研究型行业特色高校往往具有扎根于某个或者多个有所关联的行业的特点。这种扎根意味着一种深入行业复杂工程系统底层的特点。从纵向上来看,行业特色研究型高校所做的工作是涵盖基础研究、应用基础研究以及应用研究三个层次知识的发现、传授和应用的。为了满足真实世界工程的需要,行业研究型高校亦对行业中基础研究、应用基础研究以及应用研究复杂关联也有较完整和深刻的认知。如青藏铁路建设中遇到的冻土问题、环境保护、高寒缺氧等难题涉及到的物理、化学、生理学、伦理学、工程学问题。从横向上看,由于行业之间的复杂关联关系,行业特色高校对关联行业的某些知识体系也会有深刻的认知。如以青藏铁路为主线形成的经济带,有利于促进沿线省市区县的政治、经济、文化、旅游、环保等领域的发展。总之,由于扎根于行业,行业高校必然对行业背后的复杂工程系统有一种极为深入的研究,这是一种深厚的积淀,是行业特色研究型高校的核心表现性特征,如西南交通大学的在百年历程中积累的轨道交通领域的系统性知识体系,为培养我国轨道交通人才奠定了坚实的知识基础。在讨论拔尖创新人才的培养时,我们必须了解这一背景,正是这种深厚和宽广的知识空间,决定了研究型行业特色高校在培养拔尖创新人才应有其特色。
3.行业发展对创新人才的需求体现在多个层次
拔尖创新人才的培养最终会落到各个行业的各个岗位上,包括了能够解决专业问题的技能型创新人才、能够解决行业问题的应用型创新人才、能够推动行业发展的复合型创新人才、能够引领行业发展的研究型创新人才等。现代复杂工程系统的背后是基础研究、应用基础研究以及应用研究的综合体。就创新的过程而言,往往先有基础研究,再进行应用基础研究,然后再通过应用研究,从而推出满足人们需要的各种产品和服务,构建复杂的现代工程系统,形成行业。基础研究往往包含更多的自然科学的原理性知识,应用基础研究往往聚焦共性问题和通用方法,应用研究更关注于产业应用和创新产品的创造。实践证明,基础研究、应用基础研究以及应用研究都能提供激活学生创新潜能的真实场景,而其中的热点难点问题就是学生创造力的激发器。因此,创新人才培养从三个层次中的任何一个层次作为起点都是合适的,都是在培养拔尖创新人才,都可以培养出具有某种特点的拔尖创新人才。如果我们把拔尖创新人才作为一个知识的容器,那么不同的拔尖创新人才的区别可能只是容器中哪一种知识多一些,哪一种少一些,比例不同而已。创新人才的核心表现性特质应该是方法与场景贯通融合创新、基础科学与工程技术深度融合创新、学科交叉融合创新的系统性整合创造能力在各种限制条件下的突破性实践。
三、西南交通大学分类分层自主培养卓越拔尖人才的实践
西南交通大学是以轨道交通为特色的典型研究型行业特色高校,充分利用交通运输工程等学科群优势,强调“新工科”“新文科”“新医科”的互动融合,围绕培养“面向未来的拔尖创新人才”的目标,在拔尖创新人才培养方面探索了一条“面向能力为重的分类分层自主培养”的有效路径。
1.行业驱动:优势学科带动的学科群分类培养
西南交通大学用“交通+”“+交通”不断丰富“通识教育+专业教育”人才培养模式内涵,实施“工科卓越、理科强基、文科优新、交叉融合、智能引领”的学科专业发展策略,以优势学科群为基础构建拔尖人才分类分层自主培养体系。
一是面向国家创新发展急需,强化基础学科拔尖人才培养。面向国家战略需求、未来科技发展和基础学科前沿,适应“强化基础、重视应用、特色培养”的要求,实施“理科强基”行动计划,坚持高起点谋划、长周期培养、全要素改革、多环节联动,构建高质量基础学科拔尖人才自主培养体系。探索超常规选拔(向下贯通)、本硕博贯通、长周期评价和稳定支持机制的建设和创新,培养科学精神与人文精神并重、具有家国情怀、追求卓越、引领未来的轨道交通领军人才。
二是强化交叉融合、智能引领,深化工程领域拔尖创新人才培养。面向未来工程人才需求,实施“工科卓越”行动计划。打造符合新时代发展需求、具有交大特色的“茅以升班”“詹天佑班”,培养具有创新创造、引领产业未来发展和解决复杂工程问题能力的工程拔尖人才。以智慧城市与交通学院为基地,培养新时代面向城市化、智能化的高层次、复合型、创新型、国际化的学科交叉融合创新人才;以现代产业学院示范学院为基础,构建产教深度融合的校企联合培养模式,培养基础知识扎实、领导力强、面向未来的功率半导体行业领军人才;构建多路径协同的国际化工程创新人才培养模式,建好与英国利兹大学的联合学院、地学学院国际化办学示范区等,培养服务“一带一路”倡议、具有国际胜任力的高素质国际工程创新人才。
三是强化价值引领,推进文科领域拔尖创新人才培养。“文科优新”行动计划,从加强理论研究、促进专业优化、提升课程质量、创新培养模式等方面全面推动新文科建设:构建新形态文科人才培养模式,扎实推进新时代文科专业人才培养改革研究与探索,探索文科专业数字化改造,推动文科各专业间、文科与理工等学科交叉融合,形成交大特色新文科建设方案,培养多学科融合的复合型文科人才;探索卓越文科人才培养模式,强化学校与政企联合培养,深化产教融合育人改革,培养具有交大特色的卓越设计人才、卓越管理人才。
2.进阶创新:多培养模式联动的协同分层培养
一是聚焦新时代行业发展人才培养需求,激活不同层次的创新动能。厚植“强国战略-工匠精神”“真理探索-科学家精神”“交大传统-工程师精神”,锚定新时代轨道交通行业发展需求,思政牵引、产学研协同,以“想创新→敢创新→会创新→善创新”为目标导向,丰富课程知识供给,系统开展实践训练,培育学生基础理论与工程技术深度融合能力、多学科知识交叉融合能力、技术创新与新场景需求贯通融合的“三维度”创新实践能力,培养具有家国情怀、创新精神、实践能力的行业领军人才。
二是面向轨道交通行业,学训结合,进阶实践,逐步提升高阶创新。围绕学生创新实践知识养成进阶式需求,重构课程知识体系,逐级提升学生理论水平,从基础训练抓起,以竞赛实操助推,用综合创造检验,重构实践训练体系,扎实提高学生实战能力,立足学校基础实验设施,融合企业综合实训平台,重构支持服务体系,满足创新实践全过程需求,学训支持三系结合,开拓轨道交通创新实践能力培养新路径。
三是多方协同,构建“教-学-评”创新能力培养机制。以创新实践能力培养为目标,统筹“教、学、评”多方协同,通过教师发展与教学创新的双螺旋驱动、多部门联动推进层次递进的能力培养、贯穿全程的闭环质量评价,支撑教师传授能力提升、学生能力锻造平台完备、评价体系不断完善,多元主体联动聚力,构建“教-学-评”轨道交通创新实践能力培养新机制。
3.实施路径:产教科教双融合的自主培养体系
以“特色+优势+一流”的学科专业建设为目标,立足大类招生与培养模式,探索通专融合的人才自主培养体系,形成多元育人共同体,提升学生志趣和学习专业的匹配度。
一是双轮驱动,激发产学研融合创新实践能力培养新动能。基于国家级和省部级重点科研平台和项目,做到科教融汇的“四建”:共建科教团队、创新课程、实践项目、实践平台,依托“科技成果-特色课程-前沿理论与技术-创新理念与方法-重大需求与解决方案”,为学生提供多途径、多层次、研究型学习资源与教学活动;积极引导企业深入参与人才创新实践能力培养,做到产教融合“四进”:企业导师进课堂、企业平台进实验、企业产品进科创、企业真题进毕设,依托“重大项目-专业实践-真题实践-科技成果-行业互哺”,为学生提供浸润式实景、实操、实地教学。
二是成果转化,构建多主体协同育人新平台。立足学校基础实验设施,融合企业综合实训平台,打造创新创业教育中心、国家级实验教学中心、国家级中美青年创客交流中心和国家级现代产业学院、国家级创新创业学院、省级产教融合示范项目共同支撑的“三中心、三平台”全生态支持体系,为学生创新实践提供学习、实践、转化、创业一体化服务。建成集教学资源、教学管理、教学互动、学习支持、数据分析等于一体的智慧教育平台,融合多维数字教学资源,支持学生个性化学习。
三是立足课程,构建本科人才培养数字化新范式。建引结合、构建优质在线通识课程库,融合线上线下混合式教学方式,丰富通识课程体系;建设一批立足学科前沿的、分类分层的融创新意识、创新思维、创新能力于一体的跨学科课程、校企共建课程和项目式专业课程。深入探究数字时代人才培养新理念、新内容、新方法,深化新兴技术应用,加快育人方式、服务模式等数字化转型。制定学校人才培养数字化改革整体规划,推进专业知识图谱与课程知识图谱建设与应用,探索形成具有交大特色的“资源筑基+多维应用”的教育数字化实践路径,构建本科人才培养数字化新范式。
四、分类分层自主培养卓越拔尖创新人才的重点工作
1.构建依托优势学科群的拔尖人才分类分层次自主培养体系
研究型行业特色高校应深入分析优势学科的特点和服务行业的人才培养需求,打破专业壁垒,优化调整本科专业结构,紧密围绕优势学科,完善“通识教育+专业教育”的学科群拔尖人才培养模式。加快推进面向国家重大战略需求的“四新”学科专业升级,构建符合优势学科属性和跨学科需求的分类培养机制;加快推进破解“两个大局”的创新人才培养模式重塑,构建符合创新属性和自主培养需求的分层培养机制。以产业需求建专业、以科技进步定内容、以学生志趣变方法、以内外资源创条件,立足大类招生与培养,构建新型通识教育课程体系,强化科学思维与创新思维在学习实践中的系统锻炼,探索通专融合的人才培养体系。
2.项目制是卓越拔尖创新人才分类分层培养的关键
根据不同学科的特点和人才培养目标,设计多元化的项目体系。这些项目可以包括科研创新项目、实践应用项目、社会服务项目等,以满足不同层次和类型的学生需求。同时,要确保项目的质量和水平,能够真正提升学生的创新能力和实践能力。实施分类分层的项目管理:根据项目的性质和难度,将项目分为不同层级,如初级、中级、高级等。学生可以根据自身能力和兴趣选择适合自己的项目层级。建立科学的项目评估机制,对项目的进展和成果进行定期检查和评价,确保项目能够按照既定目标进行并取得预期成果。
3.数字化是卓越拔尖人才分类分层培养的新形态
构建数字化教育平台,利用数字化技术构建在线学习平台,提供丰富的教育资源和学习工具,以满足学生个性化、差异化的学习需求。实施数据驱动的个性化教学,通过收集和分析学生在学习过程中的数据,为教师提供精准的教学反馈。加强数字化资源的建设与管理,建设高质量的数字化资源库,包括电子图书、学术期刊、在线课程等,为学生提供丰富的学习资源。加强资源的管理和更新,确保资源的时效性和准确性。培养师生的数字化素养,加强师生的数字化素养培训,提高利用数字化技术和工具进行学习和教学的能力。
参考文献
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[2]中国政府网. 习近平强调,坚持科技是第一生产力人才是第一资源创新是第一动力[EB/OL].[2022-10-16].https://www.gov.cn/xinwen/2022-10/16/content_5718815.htm?eqid=fd6bd6610000dafa000000026463374e.
[3]韩婷芷. 传统优势学科如何赋能高校拔尖创新人才培养[J].江苏高教,2022(1):83-90.
[4]董宝良. 陶行知教育论著选[M].北京:人民教育出版社,2015.
[5]林崇德. 创造性心理学[M].北京:北京师范大学出版社,2021.
[6]吴康宁. 论培养“创新人”[J].教育研究,2022(12):32-47.
[7]褚宏启. 如何看待拔尖创新人才培养及路径[J].教育科学研究,2023(9):1.
责任编辑:任令涛
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