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新工科建设背景下学科交叉融合人才培养模式的探索与思考

朱丽媛
  
学术与研究
2023年66期
辽宁大学物理学院 辽宁沈阳 110000

摘要:本文深入探讨了新工科建设下学科交叉融合人才培养模式的实践与优势。首先,通过跨专业课程设计,我们强调整合电气工程、计算机科学和机械工程等领域知识,通过实践项目与案例分析培养学生解决复杂问题的综合能力。其次,跨学科实践项目的构建与管理涉及到项目主题的合理选择、团队协作与沟通,以及导师的有效指导与评估体系。最后,导师团队的跨学科协作构建了高效专业的学术环境,促进了知识分享与项目合作。通过这一模式,我们能够培养出具备广泛知识、跨学科综合能力和实际应用能力的工程人才,有望为工程、科学和技术领域的创新与发展注入新的动力,助力新工科建设迈向更为广阔的未来。

关键词:新科工建设背景;学科交叉;人才培养

1学科交叉融合的概念与意义

1.1定义学科交叉融合

学科交叉融合是指将不同学科领域的知识、理论和方法相互结合,形成新的学科范畴,以解决特定问题或推动创新。在新工科建设中,学科交叉融合强调跨越传统学科界限,使工程、科学和技术领域形成更为有机的整合。这种整合不仅仅是简单的相加,更是通过深度融合创造出新的知识体系[1]。

1.2学科交叉融合在人才培养中的价值与意义

学科交叉融合培养的人才具备跨学科思维,能够在多学科领域中理解问题、提出创新性解决方案。通过将工程、科学和技术融为一体,培养出的人才在解决复杂问题时能够综合运用不同学科的知识,提高问题解决的全局性和系统性。学科交叉融合促进了不同专业领域知识的交流与融通。例如,在工程和生物学的交叉中,可以应用生物医学工程的原理来解决医学领域的问题。这种融合不仅扩展了专业知识的应用范围,还推动了新技术和新理论的产生。学科交叉融合强调跨领域的团队协作[2]。在新工科背景下,工程项目往往需要不同专业的人才协同工作。培养具备跨学科团队协作能力的人才,有助于推动创新性工程项目的实施。新工科建设要求培养更符合产业需求的人才,而这往往需要跨学科综合能力。学科交叉融合使人才更能适应复杂多变的产业环境,提高了毕业生的就业竞争力。

2新工科背景下的人才需求

2.1工业发展对跨学科人才的需求

工业领域的快速发展对跨学科人才提出了更高的要求。以下是对这一需求的专业性分析:随着工业自动化水平的提高,自动化与控制工程成为工业发展的关键驱动力。跨学科的人才需具备电气工程、计算机科学和机械工程等领域的知识,以设计、实施和维护复杂的自动化系统[3]。例如,工业机器人的开发需要涉及到机械结构设计、电气控制系统和计算机编程的跨学科知识。新型材料的研发对工业创新至关重要。跨学科人才在材料科学与工程领域能够将化学、物理、机械等多个学科的知识结合,推动新材料的研究与应用[4]。例如,纳米材料的制备需要化学合成、物理性质分析和工程应用的综合能力。工业互联网的兴起使得信息技术与工业工程紧密相连。跨学科人才需要掌握计算机科学、数据分析和工业工程的知识,以构建智能化、数字化的生产系统。在工业互联网中,人才能够通过物联网、云计算和大数据分析实现智能制造的升级。

2.2新工科理念对人才培养模式的影响

新工科理念对人才培养提出了更高的要求,其影响主要体现在以下几个方面:新工科理念强调培养具备跨学科综合能力的工程人才。这包括对多学科知识的深度了解和跨领域协作的能力。学生需要在学习过程中接触到不同学科的核心理论,并通过实践项目锻炼协作技能,以应对复杂的工程问题。新工科理念倡导通过实际项目解决实际问题,培养学生的实践能力。在工业发展对跨学科人才有更高要求的背景下,实践导向的人才培养模式更加贴合实际需求。学生通过实际项目,不仅能够应用所学知识解决问题,还能锻炼团队协作和项目管理的技能。新工科理念注重培养学生的创新意识和创业能力。跨学科人才在工业领域更容易提出创新性解决方案,推动产业升级。培养学生的创新能力包括对新技术、新材料的敏感性,以及将理论知识应用于实际问题的能力。

3学科交叉融合人才培养模式

3.1跨专业课程设计与实施

跨专业课程设计是学科交叉融合人才培养模式的核心之一。在设计和实施跨专业课程时,需要考虑以下关键要素:跨专业课程需要整合不同学科领域的知识,使学生能够跨越传统学科界限。例如,在工程与生物医学的交叉课程中,可以将电子工程的传感器技术与生物医学的生理信号处理相结合,设计出创新的医疗设备。为确保课程内容的专业性,需要建立跨学科的教学团队。这个团队应包括来自不同学科的专业教师,确保学生获得全面的知识。例如,一个涉及工程和计算机科学的跨专业课程可能需要电气工程师和计算机科学家的共同教学。跨专业课程设计强调实践性教学,使学生能够将理论知识应用于实际问题。通过案例分析,学生能够更好地理解不同学科领域的知识如何在实际工程项目中相互融合。例如,一个涉及材料科学和机械工程的课程可以通过实际材料测试和机械设计项目来强调实践性学习。

3.2跨学科实践项目的构建与管理

跨学科实践项目是培养学科交叉融合人才的重要手段。在构建和管理这类项目时,需要关注以下方面:选择合适的跨学科项目主题至关重要。主题应能够涉及多个学科领域,激发学生的兴趣,并与工业发展趋势相契合。例如,一个关于可持续能源的项目可以涉及电气工程、环境科学和材料科学等多个学科。跨学科实践项目涉及多学科的团队协作。团队成员需要具备良好的沟通和协作能力,以确保各学科领域的专业知识能够有效整合。项目管理工具和团队培训可以在这方面发挥关键作用。在跨学科实践项目中,导师的指导尤为重要。导师团队应涵盖多个学科,以提供全面的指导。同时,建立合理的评估体系,评估学生在项目中的跨学科能力发展,促进个体和团队的成长。

3.3导师团队的跨学科协作

导师团队的跨学科协作是保障学科交叉融合人才培养成功的关键。以下是有效实现跨学科协作的策略:建立跨学科的研究团队,由来自不同学科背景的导师组成。例如,一个涉及机械工程和生物医学工程的研究团队可以包括机械工程师和生物医学工程师。促进导师之间的跨学科项目合作,通过定期的会议和研讨会分享研究成果和学科知识。这有助于形成更加紧密的跨学科合作网络,提升整个团队的水平。为导师提供跨学科培训和专业发展机会,使其能够更好地理解其他学科的研究方法和问题。这有助于打破学科壁垒,促进更高效的跨学科协作。

4结论

新工科建设下的学科交叉融合人才培养模式通过跨专业课程设计、跨学科实践项目和导师团队的跨学科协作,为培养具备广泛知识、跨学科综合能力和实际应用能力的工程人才提供了有效途径。跨学科课程和实践项目的设计注重理论与实践的结合,强调团队协作与案例分析,促进了学生在复杂问题中的解决能力。导师团队的跨学科协作则为学生提供了高效专业的学术环境,推动了学科交叉融合理念的实际应用。这一模式的成功实施有望为工程、科学和技术领域的创新与发展注入新的活力,助力新工科建设取得更为广阔的前景。

参考文献

[1]朱向福.产学研融合人才培养模式下高校思政课教学方法改革路径研究[J].才智,2024(03):165-168.

[2]钟秉林,李传宗.科教融合培养拔尖创新人才的政策变迁与实践探索[J].中国高教研究,2024(01):33-40.DOI:10.16298/j.cnki.1004-3667.2024.01.05.

[3]黄丹怡.高校英语专业“专创融合”人才培养模式的创新研究[J].食品研究与开发,2023,44(24):237.

[4]沙鸥,唐红雨.“校企联盟、五群融合”高校电气自动化人才培养模式研究[J].镇江高专学报,2024,37(01):106-108.

基金项目:辽宁大学本科教学改革项目(辽宁大学学科交叉型工科人才培养机制 JG2020ZSWT007)

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