新工科理念下應(yīng)用型工科專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索

倪曉昌，楊旭，蘆宇，孔維敬，曲芳，孟睿，徐麗娟，孫鴻波，趙文慧

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)電子工程學(xué)院，天津 300222）

世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速進(jìn)行，將同我國(guó)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式形成歷史性交匯。我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，這些對(duì)工程學(xué)科的發(fā)展和工程科技人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。

新工科的提出，確定了專業(yè)未來(lái)發(fā)展更應(yīng)重視學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的強(qiáng)化，注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)[1]。新工科建設(shè)是我國(guó)高等工程教育對(duì)未來(lái)發(fā)展的嶄新思維和深度思考，是對(duì)科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的積極回應(yīng)，是深化高等工程教育改革的必然路徑。

2017年以來(lái)，我國(guó)高校主動(dòng)作為，陸續(xù)開展新工科建設(shè)，以應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的新一輪變革。教育部在新工科建設(shè)上持續(xù)發(fā)力，相繼形成“復(fù)旦共識(shí)” “天大行動(dòng)”和“北京指南”。眾多高校設(shè)立新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，實(shí)施“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃，以新思想引領(lǐng)新工科發(fā)展，改造升級(jí)傳統(tǒng)工科專業(yè)[2-4]。教育部更是每年兩批次推進(jìn)教育部 “產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目”，引領(lǐng)我國(guó)新一輪高等教育改革。新工科建設(shè)所引發(fā)的教育模式改革[5]、學(xué)科交叉融合[6]、專業(yè)建設(shè)與升級(jí)[7、8]、教學(xué)方法創(chuàng)新[9、10]、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人[11]等已成為我國(guó)高等教育改革的焦點(diǎn)。

當(dāng)前，大部分中高職院校以及應(yīng)用型本科院校都在加大校企合作力度,以就業(yè)為導(dǎo)向促進(jìn)教學(xué)改革,以產(chǎn)教融合為抓手,大力實(shí)施現(xiàn)代職業(yè)教育,服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

據(jù)人力資源和社會(huì)保障部數(shù)據(jù)顯示，近四年，全國(guó)高校畢業(yè)生人數(shù)均為800多萬(wàn)，2021年909多萬(wàn)，2022年更是突破千萬(wàn)。 因此，就業(yè)成為民生之本，而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就是高質(zhì)量的就業(yè)。畢業(yè)生的就業(yè)能力成為衡量高校教育教學(xué)績(jī)效的重要指標(biāo)，是用人單位甄選畢業(yè)生的主要依據(jù)。

綜上，本研究基于產(chǎn)教融合，利用學(xué)科交叉，與當(dāng)前行業(yè)企業(yè)激光智能制造新科技緊密相連、對(duì)接新興產(chǎn)業(yè)，充分利用新工科建設(shè)所蘊(yùn)含的學(xué)科建設(shè)和高等教育改革的創(chuàng)新發(fā)展理念，梳理教學(xué)內(nèi)容與課程體系，改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，提升專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)創(chuàng)新水平，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

1 新工科理念下應(yīng)用型工科專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索

以立德樹人為根本，全面落實(shí)全國(guó)教育大會(huì)精神，基于新工科理念，服務(wù)國(guó)家現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)，服務(wù)京津冀協(xié)同發(fā)展；創(chuàng)新專業(yè)應(yīng)用型高級(jí)專門人才培養(yǎng)模式，梳理課程體系，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)；以學(xué)生產(chǎn)出為導(dǎo)向，注重三全育人教育；提高教師育人能力和水平，持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量；服務(wù)學(xué)院事業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，夯實(shí)學(xué)校辦學(xué)特色。

行業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展離不開具有專業(yè)知識(shí)的人才，更需要具備一定技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用能力的人才。因此，考慮《中國(guó)制造2025》以及《“十四五”規(guī)劃綱要》對(duì)智能制造技術(shù)的需求，設(shè)計(jì)思路具體體現(xiàn)為在現(xiàn)有校企合作基礎(chǔ)上，利用新工科理念，以激光智能制造技術(shù)及工程應(yīng)用實(shí)踐為引領(lǐng)，梳理專業(yè)知識(shí)內(nèi)容，構(gòu)建基于一流課程的專業(yè)課程體系，深化產(chǎn)教融合，提高教師工程實(shí)踐能力，注重人才實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高其持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。

具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和實(shí)施方法包括：

1.1 項(xiàng)目引領(lǐng)，構(gòu)建校級(jí)一流課程的專業(yè)課程體系

以《基礎(chǔ)光學(xué)》一流課程建設(shè)為引領(lǐng)，面向一流企業(yè)實(shí)際光學(xué)技術(shù)應(yīng)用，以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為導(dǎo)向，梳理專業(yè)技術(shù)知識(shí)涉及課程，建立以激光加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)及技術(shù)應(yīng)用為專業(yè)應(yīng)用示范項(xiàng)目的專業(yè)課程體系。授課過(guò)程要求結(jié)合社會(huì)主義新時(shí)代特色，專業(yè)課程知識(shí)講授要有機(jī)融入思政教學(xué)理念；實(shí)施線上線下混合教學(xué)模式，特別是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)引入虛擬仿真技術(shù)，實(shí)踐環(huán)節(jié)引入激光加工系統(tǒng)及應(yīng)用企業(yè)工程項(xiàng)目。

學(xué)生通過(guò)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、工程設(shè)計(jì)、實(shí)踐及最后實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，結(jié)合部分技術(shù)創(chuàng)新，提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)專業(yè)理論知識(shí)到實(shí)踐創(chuàng)新應(yīng)用的系統(tǒng)全流程培養(yǎng)。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)具體貫穿課程項(xiàng)目始終，相關(guān)專業(yè)課程及創(chuàng)新能力培養(yǎng)邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 激光加工技術(shù)導(dǎo)向?qū)I(yè)課程體系與學(xué)生能力培養(yǎng)及思政創(chuàng)新邏輯關(guān)系圖

1.2 搭建創(chuàng)新應(yīng)用新平臺(tái)，服務(wù)專業(yè)課程體系教學(xué)環(huán)節(jié)

優(yōu)化專業(yè)課程教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，遵循激光智能制造技術(shù)知識(shí)結(jié)構(gòu)以豐富課程體系，以工程問(wèn)題引導(dǎo)，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，按照光-機(jī)-電-系統(tǒng)-工藝技術(shù)應(yīng)用的工程技術(shù)應(yīng)用周期講授相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，開放專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，課程實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)踐類課程積極設(shè)計(jì)各階段創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)容前后由低到高有序銜接，實(shí)踐環(huán)節(jié)層層遞進(jìn)的創(chuàng)新平臺(tái)搭建。

深化產(chǎn)教融合，結(jié)合現(xiàn)有4-5家地方及行業(yè)光電類名企，建設(shè)企業(yè)實(shí)踐基地，重視教師特別是青年教師交流學(xué)習(xí)與掛職鍛煉，以學(xué)習(xí)企業(yè)先進(jìn)專業(yè)應(yīng)用技術(shù)，挖掘技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。所以，各教學(xué)環(huán)節(jié)依托行業(yè)和企業(yè)項(xiàng)目開展，必將增強(qiáng)學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用能力與水平，解決行業(yè)企業(yè)實(shí)際工程需求，培養(yǎng)行業(yè)實(shí)際需求人才。

1.3 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，豐富專業(yè)課程體系教學(xué)內(nèi)容

一是針對(duì)當(dāng)前生師比較大的問(wèn)題，申報(bào)年度引進(jìn)教師名額，積極引進(jìn)有工程背景的師資。二是利用學(xué)校及企業(yè)師資培訓(xùn)政策及相關(guān)培訓(xùn)環(huán)節(jié)，與教師職業(yè)晉升發(fā)展相結(jié)合，增加去優(yōu)秀企業(yè)掛職鍛煉機(jī)會(huì)，積極搭建青年教師業(yè)務(wù)提升平臺(tái)，特別是利用好寒暑假期，開展行業(yè)企業(yè)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，并積極引進(jìn)有工程背景的教師。三是適當(dāng)聘任企業(yè)教師，構(gòu)建合理有活力的師資隊(duì)伍，提升教師整體業(yè)務(wù)水平，將專業(yè)課程體系教學(xué)內(nèi)容與工程技術(shù)應(yīng)用直接有機(jī)關(guān)聯(lián)，提高教學(xué)效果。

1.4 面向新工科，構(gòu)建專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)專業(yè)課程體系

納入學(xué)院實(shí)驗(yàn)室通識(shí)創(chuàng)新平臺(tái)，設(shè)計(jì)并搭建基于新工科的電子科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)架構(gòu)：對(duì)大一、大二低年級(jí)學(xué)生以興趣為引導(dǎo)，學(xué)生自愿組建的專業(yè)基礎(chǔ)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，自選導(dǎo)師與實(shí)驗(yàn)室從事電類、光學(xué)仿真以及專業(yè)創(chuàng)新入門研究。大二、大三通過(guò)選拔進(jìn)入電工電子綜合創(chuàng)新、單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)以及激光智能加工應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，從事專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用融合研究，以各類電子設(shè)計(jì)、專業(yè)、學(xué)科各級(jí)別比賽為引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。大三下及大四上進(jìn)入拓展提高環(huán)節(jié)，從事高階技術(shù)技能訓(xùn)練及工程實(shí)踐應(yīng)用鍛煉，與企業(yè)實(shí)際需求相結(jié)合，增強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，注重成果轉(zhuǎn)化與技術(shù)創(chuàng)新。

實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)以學(xué)生專業(yè)社團(tuán)為核心，以各級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室為硬件平臺(tái)，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)課程體系為軟件平臺(tái)，形成多層次、系統(tǒng)化電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用平臺(tái)體系。圖2展示了各平臺(tái)模塊及邏輯關(guān)系。

圖2 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用平臺(tái)體系框圖

2 實(shí)施效果與展望

近三年，專業(yè)教師承擔(dān)省部級(jí)以上項(xiàng)目13項(xiàng)，專業(yè)教師參與省部級(jí)課程建設(shè)4門；建設(shè)實(shí)踐平臺(tái)6個(gè)，2021年開始建設(shè)“1+X”激光加工技術(shù)應(yīng)用技能培訓(xùn)平臺(tái)，引入校企共建設(shè)備5套，提高創(chuàng)新平臺(tái)質(zhì)量與水平；教師出版專著4部，獲天津市課程思政優(yōu)秀教材1部，共發(fā)表教改論文11篇，學(xué)生第一作者發(fā)表科研論文6篇。另外，專業(yè)教師編寫一體化實(shí)訓(xùn)講義兩部、綜合實(shí)驗(yàn)講義一部，專業(yè)學(xué)生積極參與國(guó)家級(jí)、省部級(jí)各類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目共60余項(xiàng)。教師和學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和競(jìng)賽人數(shù)占比上升趨勢(shì)明顯,學(xué)生整體創(chuàng)新意識(shí)獲得穩(wěn)步提升。

“十四五”期間，專業(yè)將繼續(xù)加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)，深化產(chǎn)教融合，持續(xù)加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容改革，促進(jìn)教學(xué)效果提升與改進(jìn)，以提高學(xué)生創(chuàng)新能力為準(zhǔn)繩，以提高學(xué)生產(chǎn)出質(zhì)量為引導(dǎo)，優(yōu)化改進(jìn)人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)與質(zhì)量，多為行業(yè)企業(yè)輸送技能型優(yōu)秀人才，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。