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创新能力是未来科技人才的关键核心能力，创新能力的培养需要更加专业化的教学设计和更加多元化的参与主体，传统高等教育人才培养体系无法独自承载未来创新型科技人才培养。面对新的教育变革需要，基于人力资源开发理论、学习与认知科学理论以及世界各国与高等院校的前沿实践探索，本研究提出创新型科技人才培养的基本框架，认为我国创新型科技人才培养需要体系性重构，具体有三点建议：一是高校内部要进行人才培养体系的重构，构建以“初步解决问题能力”为目标的培养模式及能够匹配产教融合的组织模式；二是教育系统要建立多层次的赋能高校教学方法论研究实践的支持体系，探索“以学生学习为中心”的教学体系；三是要打破普通高等教育体系的相对封闭性，构建新型的人才培养供应链，建设新型产教研融合生态。
从表1可以看出，面向未来的人才能力框架是按照人力资源胜任力(competency)模型理论[10]进行构建的，即能力是人的知识、技能、心理条件和经验四个要素在行为上的综合表现。传统的学校教育目标往往表达为知识、技能和情感态度价值观，并且设置课程分别培养。但是在人力资源发展理论的视角下，能力指那些被认为对特定工作角色的成功至关重要的个人固有特征，能力的来源包括个性维度、个人动机、知识和技能，有时还包括经验。[11]在此意义上，能力是个人通过活动表现出的一种行为特征，任何一种活动都不是一种能力就能够完成的，而是需要多种能力的综合，如从事教育活动需要观察力、判断力、语言表达力、组织力等。[12]因此，建立在现代人力资源发展理论基础上的“以能力为导向”的创新型人才培养，不能简单地按照其能力要素分项培养，必须通过实践环节来统合培养，人才培养目标应该是面向实践领域的能力统合表达，或者是一组能力的统合表达。 2.基于学习和认知科学建构创新型科技人才的能力培养模式 人类发展的历史一直都是创新创造的历史。也就是说，人类自身具有与生俱来的创新能力是帮助人类抵御巨大不确定性并获取成功的基本要素。上述各国和各国际组织对未来人才能力框架的预测也不约而同地集中在创新能力上，就说明创造性是人的本性。创造力是个体独立解决问题的能力，个体的“自然”做法与众不同时就表现为创造，所以创造力并不需要单独培养，需要培养的是解决问题的能力。[13] 从认知科学的角度来看，个体并不是孤立地运用头脑中的信息应付外界环境，而是根据实际需要按照图式(个体头脑中的信息组织结构)去组合特定的一组知识和其他信息应付外界环境，即图式是个体应对外部世界的重要思维工具。这种根据具体的问题情境而提取、组织所存储的信息，并将它们转化为特定行为的过程，就是能力的表现过程。[14]如果将这个过程转化为教学过程，是需要专业的教学设计技术专家[15]帮助教师进行反向设计。 具体来说，如图1所示，解决问题的能力培养过程，首先需要将真实工作场景中的问题，经过专家加工纯化为只有解决问题所必需的结构化知识图式的项目案例，学生先学习准备必要的专业知识，然后再模仿老师练习这个项目案例解决问题的过程，建立解决问题的大脑图式。如果要形成解决真实问题的能力，还需提供真实场景，由“双师型”教师帮助学生在复杂场景中逐渐积累经验，学会在真实场景中提取所需的大脑图式，练习解决实际问题，经过几次“刻意练习”后，就逐渐产生解决真实问题的能力。 以上人才培养过程，大多数只能解决知识和技能部分，情感态度价值观部分的培养，一直被认为是教育的难题。当然，我们都会假设性地认为老师在带领学生解决问题过程中会指导学生的言行举止，或者言传身教、潜移默化地影响学生的情感态度，但实际上良好的指导和影响并没有普遍发生。现代人力资源开发理论认为，不同于科技领域专业能力的培养，人在承担责任和识别机会等行为中涉及的情感态度价值观被认为是工作胜任力的核心成分，需要通过体验式、探究式、讨论式的教学过程在受过专门训练的人格导师或者教练的观察下，对学生参与学习过程中的态度和行为提供针对性反馈和引导反思[16]，目的是训练学生解决问题的心智，其重要内核是情感和思维的训练，进一步的行为高阶表现就是领导力训练。 上述分析中出现的传统知识传授型教师、“双师型”教师是我们耳熟能详的教师角色，但是学习工程师、心智教练等教师角色是现代教育对新型教师角色的扩展，需要对传统教育领域教师的内涵进行重新理解。
