電子信息類新工科人才校企協(xié)同培養(yǎng)與實踐

劉會衡，王正強，張 靜，胡 晗

(湖北文理學院 物理與電子工程學院，湖北 襄陽 441053)

2016年我國正式成為國際工程聯(lián)盟《華盛頓協(xié)議》會員國，這標志著我國工程教育質量實現了國際互認[1]，從那時起，國家就開始謀劃，提出要建設和發(fā)展“新工科”。2017年先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，指出了新工科建設的戰(zhàn)略意義和核心理念，確定了新工科建設的行動路徑和條件保障，明確了新工科研究與實踐的項目指南[2-4]。同年，教育部先后發(fā)布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推薦新工科研究與實踐項目的通知》等文件，要求各高校積極開展和申報新工科研究與建設項目。[5]2018年3月，教育部首批認定了612個新工科研究和實踐項目，正式開展了新工科的建設研究工作。隨后教育部等多部委下發(fā)的《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》《中國工程院關于加快建設發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》以及“六卓越一拔尖”計劃2.0等，都明確提出要以新工科建設為抓手，加快培養(yǎng)卓越工程技術型、應用型人才[2，6]。

國家實施的“一帶一路”“中國制造2025”“人工智能”“互聯(lián)網+”等重大強國戰(zhàn)略，對電子信息類專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。[7]社會需要的是既具備復合型、交叉型學科背景，又具有豐富工程實訓能力的應用型人才。筆者所在學校電子信息類專業(yè)結合新工科建設的要求，積極開展了校企協(xié)同育人的探索和實踐，對人才培養(yǎng)模式進行了改造和升級，取得了較好的效果。

一、電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)現狀

(一)人才需求大，學科布點密

21世紀IT行業(yè)成為了新興產業(yè)的中流砥柱。[8]隨著人工智能、大數據、互聯(lián)網+等一系列國家重大戰(zhàn)略的出臺，社會迫切需要大批工程實踐能力強、具有復合交叉學科背景、自主創(chuàng)新能力強的電子信息類人才。根據有關數據統(tǒng)計，到2020年，新一代信息技術產業(yè)人才缺口將達到750萬人，到2025年將達到950萬人。[9]為此，各個高校都非常重視電子信息類人才的培養(yǎng)，幾乎所有大學都開設有電子信息工程、通信工程、電子信息科學與技術、物聯(lián)網工程等電子信息類專業(yè)，并且招生規(guī)模還在擴大。

(二)理論多實踐少，學生缺乏崗位職業(yè)能力

電子信息類人才一方面社會需求量巨大，另一方面很多相關專業(yè)的畢業(yè)生卻找不到合適的工作。[10]究其原因，是因為很多高校培養(yǎng)的人才與社會需求不適應，學生不具備相應崗位職業(yè)能力。很多高校在課程體系設置上還是以理論課為主，實踐環(huán)節(jié)的比例不高。已開設的實踐類課程也是以基礎實驗為主，缺乏綜合性、工程性實驗。地方高校由于資金條件的限制，實驗室和實訓基地的投入更是不足。此外，IT技術發(fā)展日新月異，設備老舊快，實驗室建設速度往往也無法適應技術的更新速度。這些原因造成了高校培養(yǎng)的電子信息類人才理論基礎扎實、實踐動手能力差，無法滿足用人單位對畢業(yè)生工程實踐能力的要求，從而出現了供需矛盾。

(三)校企合作推動困難，深入不夠

校企合作是培養(yǎng)應用型人才的重要途徑。2018年教育部印發(fā)《新時代高教40條》，明確指出要推進校企深度融合，加快發(fā)展新工科，構建全方位全過程深融合的協(xié)同育人新機制。但是，各高校面臨的實際情況是校企合作推動困難、深入不夠。多數高校與企業(yè)的合作停留在表面，僅僅是接收學生短期實習、設備捐贈等，沒有從人才培養(yǎng)目標、課程設置、理論與實踐教學、產學合作等方面進行深層次合作。很多高校與企業(yè)合作呈現出短、平、快的特點，校企合作的持續(xù)性不夠。[11]造成校企合作動力不足的主要原因是沒有實現校企“雙贏”。從企業(yè)角度來說，贏利是必然目的，安排學生實習必定要投入大量的人力和物力，其最直接的回報之一就是希望實習與就業(yè)合二為一，這樣企業(yè)就能縮短員工的試用期，節(jié)約成本。另一方面，由于學生的就業(yè)觀、職業(yè)認同感、眼高手低等各種原因，往往實習結束學生就離開了企業(yè)，這就要求學校在就業(yè)指導、校企協(xié)同育人、校企合作制度方面進行建設和規(guī)范，找到雙方的利益契合點，拓展校企合作的深度和廣度。

(四)教師來源單一，實踐指導能力不足

由于高校本身建設和發(fā)展的需要，高校人才引進側重于引進博士或博士后。高校的博士化，大力促進了高?？蒲泻途C合實力的提升，為高校的發(fā)展注入了強大的動力。但大多數教師直接由學生變成了老師，沒有在企業(yè)工作的經歷，不具備行業(yè)工程背景，缺乏真實項目的實戰(zhàn)經驗。[12]因此，這部分教師在指導學生實踐時表現出了心有余而力不足的現象，指導企業(yè)級項目實訓的效果差，甚至是無法指導。同時由于高校人事制度的限制，一些具有豐富工程實踐經驗的企業(yè)工程師又難以到校任教。因此，高校教師企業(yè)經歷的缺乏一定程度上影響了新工科人才的培養(yǎng)。

二、校企協(xié)同構建人才培養(yǎng)體系

應用型人才的培養(yǎng)，校企雙方都是主體，校企育人“雙重主體”作用應得到充分發(fā)揮。校企雙方應協(xié)同制定電子信息類人才培養(yǎng)目標，規(guī)范專業(yè)能力要求，設置新的人才培養(yǎng)體系，全程參與育人過程，以提高學生工程實踐能力，讓學生滿足企業(yè)的用人需求，解決了企業(yè)用人的“0試用期”問題，實現學生、企業(yè)和學?！叭A”。筆者所在學校以市場和企業(yè)需求為導向，以崗位職業(yè)能力為驅動，以校企協(xié)同為抓手，構建了新工科電子信息類專業(yè)“345”人才培養(yǎng)模式，具體如圖1所示。

(一)“3”體系+“4”模塊

電子信息類新工科人才培養(yǎng)模式由“3”體系+“4”模塊構成，具體如圖2所示?！?”體系指的是理論教學體系、實踐教學體系和人才培養(yǎng)質量監(jiān)控體系。理論教學體系和實踐教學體系以各個專業(yè)的人才技能為主線，以新工科人才培養(yǎng)為目標，以市場和企業(yè)需求為導向來科學構建和設置課程。以筆者所在學校為例，電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才，通信工程專業(yè)培養(yǎng)移動通信系統(tǒng)開發(fā)人才，電子信息科學與技術專業(yè)培養(yǎng)智能汽車電子系統(tǒng)開發(fā)人才。人才培養(yǎng)質量監(jiān)控體系負責對電子信息類人才的培養(yǎng)過程進行實時、動態(tài)監(jiān)督，并根據人才培養(yǎng)目標的達成度進行評價和反饋，形成人才培養(yǎng)質量的閉環(huán)控制?！?”模塊指的是認知能力、基本能力、核心能力和綜合能力等四種能力模塊。四大能力模塊以崗位職業(yè)能力為驅動來逐層深入，通過理論教學體系和實踐教學體系分層推進，并通過人才培養(yǎng)質量監(jiān)控體系進行監(jiān)控和反饋。

圖2 電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)模式(以電子信息工程專業(yè)為例)

(二)“5”平臺

實踐能力的培養(yǎng)是應用型人才培養(yǎng)的關鍵。高校應圍繞崗位職業(yè)能力這一要求，從實驗課、課程設計，到實習實訓、畢業(yè)設計等全過程搭建校企協(xié)同育人的實踐教學平臺，讓企業(yè)全程參與育人環(huán)節(jié)，校企共同謀劃專業(yè)發(fā)展，共同建設專業(yè)，共同培養(yǎng)人才。根據電子信息類人才的崗位能力要求，我們構建了通識性實踐教學、基礎性實踐教學、綜合性實踐教學、工程性實踐教學和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學等“五個實踐教學平臺”，具體如圖3所示。每個實驗教學平臺都有對應的課程實驗、課程設計、實習、設計、競賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等載體支撐，逐步培養(yǎng)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和創(chuàng)新精神。從底層的通識性實踐教學平臺開始，逐層遞進，到頂端的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學平臺，構成一個正“△”的高級應用型人才實踐能力培養(yǎng)模型。學生通過實踐教學平臺的鍛煉，逐步具備“熟悉行業(yè)→基本系統(tǒng)設計→簡單系統(tǒng)設計→行業(yè)基本工程項目開發(fā)→行業(yè)復雜工程項目開發(fā)”等崗位技能，職業(yè)技能逐漸豐富，形成一個倒“▽”職業(yè)能力模型。“五個實踐平臺”的構建，實現了人才培養(yǎng)與企業(yè)需求的無縫對接。

三、校企協(xié)同培養(yǎng)人才

(一)以新工科為要求，設置人才培養(yǎng)目標

相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產業(yè)和新經濟需要的是工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才。新工科人才不僅在某一學科專業(yè)上學業(yè)精深，而且還應具有學科交叉融合的特征。其次，新工科人才能運用所掌握的知識去解決現有的問題，也有能力學習新知識、新技術去解決未來發(fā)展出現的問題，對未來技術和產業(yè)起到引領作用。此外，新工科人才不僅在技術上優(yōu)秀，還應具備良好的人文素質。企業(yè)一直處于第一線，對人才的崗位能力和知識儲備把握準確，人文素質領悟到位，電子信息類專業(yè)在設置人才培養(yǎng)目標時必須與IT知名企業(yè)進行深度協(xié)同，以市場和企業(yè)需求為導向，注重學科交叉和職業(yè)素質培養(yǎng)，通過多次調研和研討，雙方協(xié)同制定人才培養(yǎng)目標，培養(yǎng)能夠解決電子信息類行業(yè)復雜問題的復合型、應用型人才。

(二)以產出為導向，優(yōu)化專業(yè)課程體系

確定人才培養(yǎng)體系框架和崗位職業(yè)能力目標后，需要對具體的課程體系進行設置和優(yōu)化。在設置過程中，應貫徹工程教育專業(yè)認證的核心理念，即以產出為導向(OBE)，強調教育的“產出”質量，根據產出倒推和設計課程。以筆者所在學校電子信息工程專業(yè)為例，要從事嵌入式項目開發(fā)工作，就必須掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術，據此倒推出需要設置嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)技術與應用兩門課程。要掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術，還需要熟悉單片機的基本原理，據此倒推出需要開設單片機原理及應用課程。要開發(fā)單片機，還得掌握計算機輔助設計技術，掌握軟件編程技術(如C語言)，具備扎實的硬件電路設計能力，根據這些要求相應地可倒推出其它課程，具體如圖4所示。實際工程項目往往都具有學科交叉性，這就要求電子信息類專業(yè)課程體系應按照要求增設跨學科課程，如計算機技術、材料技術、微電子技術等，打破以往的學科壁壘，構建跨學科的專業(yè)課程群，培養(yǎng)復合型人才。

圖4 OBE課程設置(以電子信息工程專業(yè)為例)

(三)以學生為中心，開展“混合式”教學

校企雙方應協(xié)同開展理論教學。大部分理論課程可由校內教師完成教學，而實踐性非常強的理論課程，可以由企業(yè)老師來完成。在教學過程中，應堅持學生中心，著眼于夯實學生的理論基礎，尊重學生主體地位，調動學生的主觀能動性，實現以“教”為中心到以“學”為中心的轉變。在實施過程中，應使用“混合式”教學方法，如翻轉課堂[13]、以問題為導向的教學方法[14]、項目驅動式教學方法[15]、工作過程導向式教學方法[16]等等。在教學模式上，也應使用“混合式”教學模式，可以采用線上、線下相結合方式開展教學。線下開展課堂教學，線上可以引導學生利用慕課、金課等網絡教學資源進行自主學習，還可利用QQ、微信以及其他多媒體軟件進行學習和交流。企業(yè)老師由于距離、時間等因素的限制，可能無法到學校開展教學，則可通過視頻直播等方式組織教學?？傊?，應打破傳統(tǒng)的教學方式，充分利用互聯(lián)網+技術實施多種形式的“混合式”教學，以激發(fā)學生的學習興趣，提高學習效果。

(四)以能力為核心，培養(yǎng)企業(yè)“準員工”

實踐教學是培養(yǎng)應用型人才的最關鍵環(huán)節(jié)。校企雙方在實踐教學實施過程中，應以學生的崗位職業(yè)能力為核心，把學生按照企業(yè)的“準員工”來培養(yǎng)。對于校內實踐教學環(huán)節(jié)，以課程實驗、課程設計、校內實習等內容為主。課程實驗應加大綜合性實驗的設置比例，課堂實驗時間不夠，可通過開放式實驗室等方式來彌補；課程設計應以學生為主，教師只給項目的整體設計思路，以項目組的形式進行設計，題目擬定以學生將來從事的主要行業(yè)為依托來設置；校內實習可以通過創(chuàng)客、教師工作坊、研究室等模式開展，將教師科研與學生實習結合起來，以研促教。校外實踐教學環(huán)節(jié)以企業(yè)教師為主，主要在企業(yè)完成。企業(yè)實習，以真實的產品項目和工作案例為內容，在真實的工作環(huán)境中進行實訓，讓學生成為真實的管理者和組織者，感受真實的工作壓力。這種四個“真實”的實習模式將極大激發(fā)學生的實習實訓熱情，同時也讓學生樹立了學生學徒“雙重身份”意識，有利于讓學生盡快地對企業(yè)產生感情，對工作產生興趣，愿意留在實習企業(yè)工作，成為企業(yè)的真正員工。這既實現了企業(yè)用人的“0試用期”，又解決了學生的工作問題，學生畢業(yè)即就業(yè)，同時學校也達成了人才培養(yǎng)目標，實現了學生、企業(yè)和高校的“三贏”。

隨著新工科建設步伐的不斷加快，各高校都已陸續(xù)開展新工科的建設和研究工作。校企協(xié)同是新工科背景下應用型人才培養(yǎng)的必然途徑。新工科人才的培養(yǎng)，應以市場和企業(yè)需求為導向制定人才培養(yǎng)目標，以崗位職業(yè)能力為驅動構建培養(yǎng)體系，以產出為導向倒推課程設置。筆者所在學校電子信息類專業(yè)以此為要求構建了“345”人才培養(yǎng)模式，校企協(xié)同全程參與育人過程，通過實施“混合式”教學，培養(yǎng)“準員工”式人才，學生工程實踐能力普遍提高。學生在全國大學生電子設計競賽、“大唐杯”全國大學生移動通信應用創(chuàng)新大賽、全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽等全國性賽事中均獲得了優(yōu)異成績，畢業(yè)生廣受用人單位歡迎。