基于STEM教育理念的高水平行业特色型高校工程人才培养改革与政策研究

The new economies are seeing prosperous development across the globe. The new economies need new industries, which call for the new engineering talents. The universities of industrial features have a close relationship with the development of the economic society, and it serves as a key pivot for national innovative building and a key base for sci-tech innovation. In consequence, it has become an important subject marked with era characteristics for the universities of industrial features how to develop the engineering education reform with STEM as the guideline so as to cultivate the engineering talents that can lead development of industries and have the capability of practice, innovation and multi-industrial integration..This study focuses on cultivating of the university engineering talents of high level and industrial features, and based on the “impact-response” theory, discuss the impact on the university of industrial features brought by the external environments, e.g., the new industrial revolution and the “China Made 2025 Strategy” etc., and the new requirements on the university talents of industrial features in the new economic situation. The study conducts several questionnaires and interviews to research the actual situation and problems in cultivating of the universities engineering talents of high level and industrial features. With the help of the advanced experience on reform of STEM education from the foreign universities of the similar types, the study tries to build a STEM path for the universities of high level and industrial features that can meet the upcoming industrial demand and the development trend with STEM concept as the guideline. Based on it, the study proposes the feasible strategy for reform execution and the public policies for the universities of industrial features to execute the STEM education..Theoretically, the study extends the study space for engineering education and further improves the theoretical connotation of university engineering education, offering a valuable reference to cultivating reform and improvement of university engineering talents of industrial features.

当今世界，以新技术、新业态、新产业为特点的新经济蓬勃发展，亟待培养新型工程技术人才。我国行业特色型高校与经济社会发展关系密切，是建设创新型国家的重要支点。行业特色型高校如何以STEM教育理念为指引实现工程教育变革，以培养能够引领行业发展、具有实践能力、创新能力和跨界整合能力的工程人才，是一个重大的研究课题。本研究以工科类高水平行业特色型高校为研究对象，基于“冲击-反应”理论，探讨新工业革命和中国制造2025战略背景下行业特色型高校人才培养面临的新挑战及其应对；调研我国高水平行业高校工程人才培养现状和问题，深入剖析和借鉴国外高校STEM教育的先进经验，以STEM教育理念为指导，构建符合未来行业需求与发展趋势的行业特色型高校人才培养新路径，提出推进我国行业特色型高校实施STEM教育的公共政策建议。本研究在理论上为工程教育改革提供了新视野，在实践上为我国行业特色型高校工程人才培养提供了新范式。

本项目基于新工业革命和中国制造2025战略的宏观背景，以工科类高水平行业特色型高校为研究对象，探索基于STEM教育理念的我国高水平行业特色型高校工程人才培养的改革路径以及相关政策建议。理论层面，重新界定了STEM教育的内涵，分析了我国高水平工科类行业特色高校面临的外部挑战和社会需求，以及这些高校在教育改革中引入STEM教育理念的适切性。研究发现，跨界整合能力是创新人才的核心素养。高水平工科行业特色型高校的跨界融合改革体现在科教融合、学科融合、产教融合、跨国融合四个方面。只有实现高等教育系统内部的跨界融合与外部环境的跨界融合相统一，才能真正培养学生的跨界整合能力。 实践层面，研究了我国高水平行业特色型高校工程人才培养的现状与问题。发现我国高水平工科行业特色高校仍存在培养的本科生技能单一、通用能力不强、跨界整合能力薄弱等一系列突出问题。研究了美国高校STEM教育改革的四个典型案例以及美国STEM教育创新趋势。基于此，研究建议：对标“新工科”的新要求科学制定人才培养目标，强化课程对培养目标的支撑度；全方位、系统化构建实践教学体系，提高学生的综合实践能力；建立“创意—创新—创业”相融合的教育体系，增强学生的创新创业能力；以“解决复杂工程问题”为导向整合不同专业课程，培养学生的跨界整合能力。 政策层面，结合理论研究和实证研究，提出高水平工科类行业特色高校的人才培养亟需从“基于学科的教育”向“学科交叉融合的教育”战略转型。高水平工科类行业特色高校应在专业教学中重视培养学生的跨界整合能力，推进学科、专业、课程的一体化建设，实施项目式教学，建立基于循证的教学评价体系，建立健全ＳＴＥＭ教育改革体制机制。同时，要树立STEM教育融通化、通识化的理念；整合各方力量，极大扩充优质STEM教育资源；利用现代信息技术，促进STEM教育的公平分配。本研究进一步丰富了我国高等工程教育的理论内涵，为我国行业特色型高校工程人才培养改革提供了实践参考。