传统工科专业是工科优势高校多年积累的领先领域和办学特色，在学科支撑、人才培养模式、师资队伍、课程体系、实践基地、校友资源等方面形成了明显的比较优势。根据《普通高等学校本科专业目录》，工学门类设置了31个工科专业大类，包含260余个具体工科专业，约占专业总数的1/3。可以说，工科专业对于高等教育的改革发展具有举足轻重的作用。
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然而，囿于路径依赖、利益固化等原因，传统工科专业转型升级也成为“新工科”建设的重点与难点。当前，传统工科专业转型升级要以“新工科”建设为抓手，坚持守正创新，在守好传统工科“一亩三分地”的基础上，面向新经济、新业态，通过“融合聚焦”，创新人才培养的理念、模式、措施。
守正固本——传统工科扬长避短的基石堡垒
守“育人之本”。教育作为培养人、改造人的崇高事业，是以人为教育对象的社会活动。新时代，工科育人要坚持德才兼备，不仅要注重知识的传授，更要注重能力、素质的培养；不仅要注重显性知识学习，更要注重隐性知识的习得；不仅要注重人的当前发展，培养现有产业所需的工科人才，更要注重人的长远发展，培养未来产业所需的工科人才。
固“核心素养”。“核心素养”指的是从事某种工作所需的知识、技能、态度等素质要素的集合，回应了教育宗旨的问题，即培养什么人的问题。对于工科教育而言，其宗旨是不仅要培养具备工程相关知识的人，更要培养“会做工程事”且具有良好价值取向的人。基于这一理念，新工科人才的核心素养应包含工程素养、科技素养与人文素养。其中，工程素养是关键，主要影响工科人才培养的质量水平；科技素养是基础，主要影响工科人才培养的创新能力；人文素养是统领，主要影响工科人才培养的价值取向。传统工科专业的转型升级要坚持“工科依旧是工科”原则，进一步巩固核心素养培养机制，平衡处理工程素养、科技素养与人文素养之间的比例关系，既要避免出现重科技素养、轻工程素养而导致的“工科理科化”现象，也要避免轻科技素养、重工程素养而导致的“工科高职化”现象，更要避免人文素养弱化而出现价值观扭曲。
创新发展——传统工科转型升级的目标定位
“新工科”的创新发展不仅包括创设新的工科学科类型、增加新的工科专业，还包含传统工科的提档升级。对传统工科而言，“新工科”建设需要在坚持原有工科属性的基础上，从什么维度视角出发，发展哪些新的要素（元素），去掉哪些旧的要素（元素）？要回答这个问题，传统工科的转型升级应在以下三个方面有所体现。
新理念。理念是行动的先导，新理念的确立是工科专业改革行动的前提。面向传统工科转型升级的新理念具有面向未来、育人为本、创新发展、融合聚焦的内涵特征。“面向未来”是新理念的核心内涵——伴随着新一轮科技革命和产业革命的发展，需要提前进行未来人才的布局。“育人为本”是新理念的基础特征——人才是创新发展的第一资源，人才培养的质量决定了传统工科转型升级改革的成败。“创新发展”是新理念的目标定位——创新思维和创造能力培养决定了人才培养的质量。“融合聚焦”是新理念的实现方式——需要强化工程与科学、技术、人文等多学科、多要素的重组融合，着力打造“数字+工科”“数据+工科”“智能+工科”“技术+艺术”“技术+管理”等专业建设新理念，在多方参与、互利共赢的基础上实现更高水平的科教融汇、产教融合。在融合的基础上，还应进一步聚焦，敢于去掉旧的要素，强化核心素养。
新模式。模式规定了专业改革行动的目标、方式、方法与标准。当前，传统工科转型升级要面向新经济、新业态、新技术，以新理念为指导，构建专业新模式。传统工科教育多采用基于“树叶理论”的培养模式。这种模式强调培养“知识全”的工科人才，不区分素养的重要程度，设置种类繁多的课程类别，以至于学生学习的课程门数越来越多，而每一门课程的学时数却逐年下降。其中的部分课程对素养的贡献度相似、重复率高，往往“什么都学了，但什么也没学精”。新时代，传统工科转型升级要注重构建基于“树干理论”的培养模式。这种培养模式着重培养“能力强”的工科人才，基于核心素养设置主干课程，增加主干课程的课时量，注重主干课程对核心素养的贡献度，适时去除一般课程门类，减少课程总数目。
新课程。课程是人才培养的核心要素。传统工科转型升级要在新模式的框架下，构建新课程，具体表现为新的教学理念、教学内容、教学方法、教学活动、教学评价等。新的课程体系要遵循“以学生为中心、能力培养为主、深层认知为核心”的理念，重构教学内容，更新教学知识；针对理论性知识、实践性知识、综合性知识、创新性知识的特点，在讲授法的基础上，适时融入探究式教学法、互助教学法、实验教学法、案例教学法、项目教学法、情境教学法等；基于建构主义、行动教学等理论，构建参与型、活动型、探究型课堂教学活动，打造混合式教学新常态；着重处理好结果评价与过程评价、共性评价与个性评价、定量评价与定性评价、教师评价与学生评价的关系，构建多元参与、主客观评价相互协同的综合评价体系。
融合聚焦——传统工科守正创新的方法路径
人类获取的知识包括感性知识和理性知识，但知识的要素之间存在三种关系：强相关、弱相关和无关联。知识创新就是通过建立无关联知识要素之间的新联结，形成新事物、新概念、新论断或新理论。知识创新的本质是知识要素之间的“重组融合”，特点是与已存在事物相比具有新颖性或独特性，而且要产生实质性的、有意义的新知识。越是原本无关联的知识要素之间形成的新事物，其创新性可能越大。从这个意义上看，从“无”到“有”是创新，从“有”到“优”也是创新。
尽管创新的路径不像子弹飞行轨迹那样处于完全可预测的状态，而是像蝴蝶飞舞那样充满不确定性，但“重组融合”创新仍然存在某种基本范式，即原有事物的技术作为将来事物的组份，而新技术、新科学原理作为将来事物的可能组份，两者重组融合成“有意义”的新事物即是创新。具体形式包括：技术要素与技术要素的融合创新，如传统工程技术与计算机技术、智能技术、互联网技术、大数据技术融合产生新事物；技术要素与科学理论的融合创新，如袁隆平从对“鹤立鸡群”稻株的观察中悟出天然杂交水稻的科学原理，并与农业育种技术融合，成功研究出三系杂交水稻；技术要素与社会文化的融合创新，如互联网技术与家具设计艺术融合，产生了家具在线定制营销模式。
“重组融合”蕴含创新的哲理，“聚焦强化”蕴含守正的精神。如果说，“重组融合”是破除壁垒、融合发展，通过扩大学生的知识体系以获得创新竞争优势，做的是“加”法，强调的是“扩”。那么，“聚焦强化”则是坚守正道、聚焦火力，避免“重组融合”所带来的知识分散以强化创新竞争优势，做的是“减”法，强调的是“聚”。过去，传统工科教育也注重交叉融合，但学生的学习内容泛化，认知水平多止于中浅层。更有部分高校的教学改革过分强调融合，弱化聚焦，带来的问题是普通本科院校“工科高职化”倾向严重，知识点过于分散。本来以培养卓越工程师为目标，最后培养出了“技工人才”，且这些“技工人才”往往缺乏实操技能。
因此，传统工科转型升级尤其要平衡处理“重组融合”与“聚焦强化”的关系，避免厚此薄彼、各执一端，进一步聚焦强化专业特色、创新能力与核心素养。（吴新凤 吴义强）
（作者吴新凤系中南林业科技大学教师，吴义强系中国工程院院士、中南林业科技大学校长；本文系湖南省教育厅教改项目“促进深度学习的工科设计类课程翻转课堂创新与实践”的阶段性成果）
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