工科拔尖创新人才融合贯通自主培养模式探索与实践——以南京理工大学钱学森学院为例.pdf
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1、第36 卷第4期2023年8 月D01编码:1 0.1 98 47/j.ISSN1008-2646.2023.04.011南京理工大学学报(社会科学版)Journal of Nanjing University of Science and Technology(Social Sciences)Vol.36 No.4Aug.2023工科拔尖创新人才融合贯通自主培养模式探索与实践以南京理工大学钱学森学院为例李强,张琨,张军,常其玥(1.南京理工大学党政办公室,江苏南京2 1 0 0 94;2.南京理工大学钱学森学院,江苏南京2 1 0 0 94)摘要:党的二十大报告强调“全面提高人才自主培养质量
2、,着力造就拔尖创新人才”,对教育发展、科技创新和人才培养的一体化推进提出了新的时代要求。南京理工大学是国防军工特色鲜明的高校,学校面向国家重大战略需求,发挥兵器与装备、信息与控制、化工与材料三大特色学科群优势,以学科交叉为核心,贯通培养为抓手,健全机制为保障,开展拔尖创新人才自主培养。本文对南京理工大学钱学森学院多年来拔尖创新人才自主培养的经验进行总结,为推进学校教育教学改革和提升学校办学特色品质提供典型经验,为相关院校工科拔尖创新人才培养提供借鉴和参考。关键词:拔尖创新人才;融合贯通;个性化培养;综合素质提升中图分类号:G647党的二十大报告强调“实施科教兴国战略,强化现代化建设人才支撑”,
3、要求落实“全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才”,对教育发展、科技创新和人才培养的一体化推进提出了新的时代要求。当前,,新一轮科技革命和产业变革正在重塑全球经济结构、重构全球创新版图。加快科技自立自强步伐,提升科技创新能力,掌握未来关键核心技术,是我国从大国迈向强国,实现中华民族伟大复兴的关键。面向国家重大战略需求,加快培养解决“卡脖子”大规模复杂工程问题的拔尖创新领军人才、主动服务高水平科技自立自强也成为高校人才培养的时代使命。收稿日期:2 0 2 3-0 7-0 6作者简介:李强(1 97 1 一),男,河南固始人,南京理工大学副校长,教授,博士生导师;研究方向:电子散热、系统热
4、管理,太阳能高效利用。基金项目:江苏省高等教育教改立项研究课题“新时代荣誉学院拔尖创新人才培养的探索与实践研究”(2 0 2 1 JSJG247);2022年南京理工大学本科教学改革与建设工程重点项目鼎新班人才培养综合改革与实践”(2 0 2 2-93)本文引文格式:李强,张琨,张军,常其玥工科拔尖创新人才融合贯通自主培养模式探索与实践一一以南京理工大学钱学森学院为例 J南京理工大学学报(社会科学版),2 0 2 3(4):56-6 3.一56 一文献标志码:A文章编号:1 0 0 8-2 6 46(2 0 2 3)0 4-0 0 56-0 8一、国内高校拔尖创新人才培养实践当前,国内很多高校
5、都结合自身学科优势,通过设立拔尖创新班、荣誉学院等形式开展拔尖创新人才培养的探索与实践,在不断地学习、融合和发展中形成各自的特色,取得了显著成效。在人才培养体系方面,“强基础,重交叉”已经成为高校工科拔尖创新人才培养的共识。在大学低年级阶段强化数理基础是当前高校工科类拔尖人才培养的一致选择,但是在推进和落实学科交叉融合方面存在较大的差异。部分高校在低年级强化数理基础后,将学生分流回到相关专业学院,按照专业学院的培养计划完成后续专业培养,这种方式与传统人才培养模式冲突较小,但由于无法突破学科壁垒,不利于促进学科专业的交叉融合。部分高校采用“主干学科+交叉学科”组合方式实现学科交叉人才培养,1 例
6、如西安交通大学开设工科实验班,每个培养方向设置一个主攻专业和三个交叉专业,学生同时修读主攻专业和一个交叉专业(三选一),达到毕业要求并完成主攻专业的毕业设计后,获得主攻专业的学位,并可申请交叉专业的辅修证书。这种叠加组合的方式由于缺少课程体系的整体融合,往往导致毕业学分偏高,学生课程学业任务偏重等问题。北京大学元培学院坚持“双自由”办学理念,2 即自由选择课程,自由选择专业,这种模式充分尊重学生的选择,通过课程和专业的自由选择实现了学生的个性化培养,但这种“一人一方案”的方式给教学管理带来巨大的挑战,3 如何优化教学管理以适应这种新型人才培养方式,也是提高人才培养质量呕需解决的问题。在人才培养
7、模式方面,虽然大多数高校聚焦本科阶段的拔尖创新人才培养,但越来越多的高校采用不同方式探索长周期的本研贯通培养模式。4 清华大学、北京航空航天大学、华中科技大学等将学生培养定位为博士毕业,采用长周期的本博一体贯通培养。中国科学院大学、天津大学、西安交通大学、东南大学等采用阶段性本硕博贯通培养,在低年级阶段强化数理基础培养,在高年级阶段开展交叉学科学习,在大学四年级进人本研贯通培养。在本研贯通培养模式下,通过课程体系的优化整合,合理缩短培养年限,提高人才培养效率。但在这种长周期培养中,存在专业方向调整等不确定因素,因此如何设计灵活度高、适应性强的特色本研贯通人才培养方案,对于保障拔尖创新人才培养的
8、顺利开展具有重要意义。本科生导师制在我国许多高校已成为一项重要的人才培养与管理制度,全程导师制是提升拔尖创新人才培养质量的重要举措。5-6 目前,很多高校全面实施本科生导师制,其定位主要是从学业规划、职业规划、人生规划等方面给予本科生指导性意见和建议。对于拔尖创新人才培养,导师不仅要帮助学生规划学业,更肩负着培养学生科研创新能力的责任。针对科研创新能力的培养,上海交通大学致远学院、西安交通大学钱学森学院等采用“项目导师”的形式,即学生在科研训练中参加相关感兴趣的项目课题,在课题导师的指导下培养科研创新能力。国防科学技术大学等采用“一对一”的全程导师制,制定个性化培养方案,对学生学习和生活进行全
9、方位指导。7 拔尖创新人才培养强调德智体美劳全面发展,对于学生综合素质的培养具有较高要求。综合素质的提升离不开多渠道、多形式的协同合作。例如,在科研创新素质方面,华中科技大学依托国家级重大科研平台、国际学术交流平台和产教融合平台开展协同育人;清华大学重点加强与科研院所和高新技术企业的产学研协同育人;天津大学与国际工程师学院合作,通过法国工程师教育模式,充分利用企业俱乐部资源开展企业工程实践 4。在国际胜任力方面,很多高校与国外高校一起搭建平台,采用开设国际课程、访学交流、学生互访等多种形式开展人才培养的合作。书院制是国际上精英人才培养的常用方式,书院制建立生活一学习一交流的一体化平台,实现学生
10、一站式自主管理,成为学生综合素质提升的重要平台,我国一些高水平大学近年来也陆续成立了各具特色的书院开展拔尖创新人才培养。【8 二、钱学森学院拔尖创新人才培养的探索与实践南京理工大学是国防军工特色鲜明的高校,肩负着“强大国防,繁荣祖国”的历史使命。学校从1 9 9 1 年开始设立培优班探索拔尖创新人才培养,后经历优才计划班(1 999年)、教育实验学院(2 0 1 3年)等几个发展阶段,于2 0 1 7 年成立钱学森学院,聚焦军民融合重大需求和国防科技人才需要,面向国家重大战略需求,围绕战略性新兴产业发展,发挥兵器与装备、信息与控制、化工与材料三大特色学科群优势,开展跨学科大类拔尖创新人才培养。
11、2 0 2 2 年学院设立鼎新创新人才班,在院士团队带领下围绕“卡脖子”问题探索科技创新领军人才的本博贯通培养,学院进入新的快速发展时期。经过30 多年的探索与实践,学院在拔尖创新人才培养的培养体系、培养模式和培养机制改革方面取得了丰硕成果,积累了丰富的经验,逐步建成为国防特色鲜明的拔尖创新人才培养基地。一57 一1以学科交叉为核心,重构融合性人才培养体系随着科学技术的加速演进,特别是第四次工业革命的到来,学科交叉融合呈现加速发展趋势,成为科学研究的重要时代特征,交叉学科也正在成为科技创新的重要来源,因此如何实现和促进学科交叉复合型人才培养,是各高校拔尖创新人才培养探索的核心之一。钱学森学院探
12、索融人钱学森“大成智慧”教育理念,以学科交叉为核心,重点从优化专业设置、重构课程体系、深化课程改革等方面,构建融合性人才培养体系,培养解决大规模复杂工程问题的跨学科复合型拔尖创新人才。(1)发挥学科优势,优化学科交叉专业设置目前,国内高校在拔尖创新人才培养专业设专业涉及主要学科方向武器系统与运用工程国家级兵器发射理论与技术机械重点学科火炮、自动武器与弹药工程工程ESI 前 1%学科模式识别与智能系统国家级电磁场与微波技术重点学科电子光学工程信息ESI 前 1%学科材料学国家级应用化学重点学科材料军事化学与烟火技术化工化学ESI 前 1%环境与生态学学科材料科学(前1%o)钱学森学院不限定学生的
13、特定专业或者特定专业组合,而是采用跨学科大类培养模式,学生可以从自已所在方向的多个学科涉及到的所有专业中,根据个人兴趣和发展规划进行融合重组,在导师指导下定制自己的培养方案,从而构建自己的学科交叉“专业”。(2)突破学科壁垒,建立多级融合课程体系为适应跨学科大类融合培养,学院在强化数理基础和人文素养的基础上,从学科交叉的广度、深度和自由度三个方面,构建了“跨学科融合+跨专业融合+个性化选择”的多级融合课程体置方面大致分为两类:一类针对特定优势专业开设“强化班”,另一类采用“主干专业+交叉专业”的特定组合,但这两种方式的专业依赖性都很强,没能真正突破学科专业壁垒。钱学森学院通过“强化学科交叉+专
14、业自由选择”,发挥兵器与装备、信息与控制、化工与材料三大特色学科群优势,设置特色跨学科交叉专业。钱学森学院设置机械工程、电子信息和材料化工三个专业方向,三个专业方向涉及学校ESI前1%学科2 个、ESI前1%学科5个和全部9 个国家级重点学科,覆盖了38 个工科类本科专业,其中包括了学校全部工科类的2 6 个国家级一流本科专业和8 个省级一流本科专业,相关学科和本科专业如表1 所示。表1 钱学森学院专业方向涉及的学科专业覆盖本科专业机械工程、车辆工程、工业工程、武器系统与工程、弹药工程与爆炸技术、测控技术与仪器、飞行器设计与工程、机器人工程、建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程、武器发射工程
15、工程学(前 1%o)通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、光电信息科学与工程、探测制导与控制技术、微电子科学与工程、计算机科学与技术、智能科学与技术、软件工程、自动化、轨道交通信号与控制、电气工程及其自动化、智能电网计算机科学信息工程化学工程与工艺、制药工程、材料化学、安全工程、高分子材料与工程、应用化学、特种能源技术与工程、环境工程、生物工程、辐射防护与核安全、材料科学与工程、材料物理、纳米材料与技术、材料成型及控制工程系,其基本框架如表2 所示。学科教育模块重点强化跨学科融合,突出学科交叉的广度。学科平台课程根据三个专业方向涉及到的学科来设置,主要是该方向所涉及的所有学科需要的通用工程基
16、础课程,如材料化工方向的“大学化学”等。学科交叉融合课程主要是融前沿技术的新型跨学科课程,如“人工智能与材料”涉及人工智能与材料科学的交叉、“碳中和技术概论”则涉及能源、化工、信息等学科的交叉,进一步扩大学科交叉的范围。一58 一表2 钱学森学院2 0 2 2 版人才培养方案课程框架课程课程模块类别通识通识课程教育学科平台8跨学科专业的通用工程基础课程学科课程教育学科交叉4跨学科融合、前沿技术融人的融合性课程融合课程专业基础36专业课程教育专业方向12课程创新实习实践20实践课程荣誉荣誉课程不计课程究生阶段可进行学分认定合计160专业教育模块重点强化跨专业融合,加强学科交叉的深度。专业基础课程
17、主要是指某学科大类下覆盖的所有专业共同需要的核心基础课程,如控制学科的“控制工程基础”、机械工程学科的“机械设计基础”等,分别属于专业大类融合课程。此外,专业基础课程还包含学生选择主干学科的核心基础课,如武器系统与工程专业的“武器系统发射动力学”、光电信息科学与工程专业的“应用光学”等,专业教育模块的跨专业融合进一步加强了学科交叉的深度。个性化课程选择拓展了学科交叉的自由度。通过对学科教育课程和专业基础课程的优化整合,构建了学生的核心基础课程体系,保证了核心知识体系的完整性和可拓展性,个性化课程选择允许学生结合自己的兴趣规划、科研创新等进行自由选课,从而实现“一人一方案”的个性化培养。(3)深
18、化课程改革,推进融合性课程建设在上述多级融合课程体系中,融合课程并非是将现有的若干门课程进行简单的拼接组合,而是要结合拔尖创新人才培养的要求,进行课程知识内容的更新和知识结构的重构。强化知识点融合。针对拔尖创新人才培养需要和学生学习能力强的特点,对课程的知识点进行整合优化。例如,材料化工方向的学科平台融合课程“大学化学”,对无机化学和有机化学的基本知识进行优化整合,为化学方向专业课程的深入学习,材料方向学习材料物理化学,环生方向学分要求思政类课程1 7 学分,文体艺术类课程2 1 学80分,数学、物理、计算机类课程42 学分主干学科专业大类核心基础课程自选专业的核心基础课程交叉学科任选专业课程
19、科研实践、国际交流、志愿服务、实习实践、毕业设计等研究生阶段课程,不计人本科阶段学分,研学习生物化学等都奠定良好的基础。引人新技术融合。一方面,结合现代科技发展,开设融人新技术的学科交叉融合课程,例如“碳中和技术概论”“多传感器数据融合”等;另一方面,针对传统课程中的陈旧内容进行不断迭代更新,例如在“控制工程基础”课程中融入当代人工智能时代基于计算的控制、基于大数据分析的控制等新技术。推进项目式融合。依托复杂装备系统动力学前沿科学中心、长三角智能制造与装备创新港以及校内的国家级省级科研平台,,开展项目驱动式教学和专题化学习,在课程体系中设置“科研创新与实践”“科研训练”等学分课程促进学生积极参
20、与科研创新,为拔尖创新人才的实践创新能力培养提供强力支撑。2以贯通培养为抓手,创新个性化人才培养模式相对于普通本科人才培养,国内高校拔尖创新人才培养普遍采用本研贯通长周期培养模式,传统的本研贯通培养是分阶段接续培养,目前越来越多的高校开始探索本硕博贯通式培养。钱学森学院以贯通培养为抓手,通过深化全程导师制改革和探索本博贯通培养,创新个性化人才培养模式。(1)深化全程导师制改革,夯实本研贯通培养基础钱学森学院实行“全程导师制”,在本科低年一59 一课程说明强化基础跨学科融合(广度)跨专业融合(深度)个性化选择(自由度)级配备学习导师,帮助学生尽快适应大学学习生活,了解学科专业,从二年级开始给每位
21、学生配备专业导师,采用类似于研究生培养的“一对一”模式开展个性化人才培养。钱学森学院从导师选聘、交流平台、成效评价等多个方面深化全程导师制改革,有效促进了拔尖人才培养质量的提升,也为本研贯通培养奠定良好的基础。建立了科学的导师选聘机制和规范的工作制度。在导师选聘方面,坚持“大师引领、人才支撑、团队协作”,打造高水平的导师队伍。在钱学森学院鼎新创新人才班聘请院士担任专业导师,引领未来科技创新领军人才培养;针对钱学森学院跨学科人才培养,吸纳科研能力强、热心于拔尖创新人才培养的教授和博士生导师,组建以国家级人才队伍为核心的高水平导师团队,以“一对一”模式指导学生学业规划和科研实践。对于科研实力强、团
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