基于“雙平臺(tái)”模式培養(yǎng)高素質(zhì)材料類新工科人才的研究

曾廣根 王文武 張靜全 黎兵 李衛(wèi) 武莉莉

摘? 要：新工科人才培養(yǎng)體系的建立需要在人才培養(yǎng)模式上進(jìn)行積極的探索。文章立足專業(yè)課程教學(xué)和產(chǎn)學(xué)研用合作，通過合理高效的整合各類教學(xué)科研資源，提出了構(gòu)建“校內(nèi)”+“校外”雙平臺(tái)的育人模式，形成學(xué)?！半p創(chuàng)”人才培養(yǎng)的助推器，彰顯學(xué)校辦學(xué)特色。通過實(shí)施課堂（學(xué)）+實(shí)驗(yàn)室（研）/學(xué)校（學(xué)+研）+企業(yè)（研+產(chǎn)+用）的協(xié)同方式，探索培養(yǎng)面向“雙一流”大學(xué)建設(shè)、面向未來工程發(fā)展的高素質(zhì)材料類新工科人才的新機(jī)制、新方法和新模式，力爭(zhēng)將企業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)與需求融入到高校的協(xié)同育人的生態(tài)圈，致力于形成長(zhǎng)期的產(chǎn)學(xué)研用的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：雙平臺(tái);產(chǎn)學(xué)研;人才培養(yǎng);新工科

中圖分類號(hào)：C961? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2019）18-0158-03

Abstract： The establishment of an education system for the development of new engineering andtechnical disciplines requires active exploration in the talent cultivation models. Based on the professional courses and industry-university-research cooperation. The construction of the "inside of university" + "outside of university" dual-education mode has been proposed in this work to form a boost for the school's "double-creative" talent training and then highlighted the characteristics in running a university with the reasonable and efficient integration of various teaching and research resources. Through the implementation of classroom （study） + laboratory （research） / university （study + research） + industry （research + production + application） collaborative approach， we have explored the new mechanism， new methods and new models to train high quality materials students of new engineering and technical disciplines for the construction of "double-class" university and the development of future-oriented engineering. Furthermore， we strive to integrate the innovation drive and demand of enterprises into the collaborative-education ecological circle of university， and strive to advocate long-term practice of industry-university-research cooperation.

Keywords： double platform; industry-university-research cooperation; talent cultivation; new engineering and technical disciplines

一、研究背景

產(chǎn)學(xué)研協(xié)同是一種合作的教育培養(yǎng)模式，由美國(guó)辛辛那提大學(xué)工程學(xué)院教務(wù)長(zhǎng)赫爾曼·施奈德于1906年提出，在上世紀(jì)80年代后期引入我國(guó)。[1]產(chǎn)學(xué)研合作教育興起的目的是為了加強(qiáng)工科學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，解決學(xué)校教學(xué)與社會(huì)需求脫節(jié)的問題，也是建設(shè)與發(fā)展新型工科的重要舉措。相比單一而傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，產(chǎn)學(xué)研合作的教育培養(yǎng)模式有利于高校與社會(huì)的資源配置，拓寬育人的渠道，有利于促進(jìn)協(xié)同發(fā)展，教學(xué)與科研相長(zhǎng)，也有利于營(yíng)造良好的創(chuàng)新體系和文化氛圍，構(gòu)建多層次的實(shí)踐平臺(tái)，進(jìn)而使培養(yǎng)的人才具有創(chuàng)新性思維、創(chuàng)造性實(shí)踐能力和務(wù)實(shí)性科學(xué)精神。[2]在《中國(guó)制造2025》計(jì)劃的重點(diǎn)領(lǐng)域突破之際，在應(yīng)對(duì)以智能化生產(chǎn)為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命的需要之時(shí)，探索基于產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同育人新模式，對(duì)于推進(jìn)新工科人才培養(yǎng)尤為重要。[3]

目前，在實(shí)施產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同育人方面，國(guó)家部委和地方政府都在積極探索，科學(xué)引導(dǎo)，規(guī)范實(shí)施。比如為貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》（國(guó)辦發(fā)〔2015〕36號(hào)）文件精神，教育部高教司組織了有關(guān)企業(yè)支持高校教師和學(xué)生共同開展產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人項(xiàng)目，創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人機(jī)制。[4]江蘇常州市通過設(shè)立科教城，融合了“高教園區(qū)、科技園區(qū)、孵化園區(qū)”三位一體的產(chǎn)學(xué)研合作基地和“教學(xué)資源、產(chǎn)學(xué)研合作、公共服務(wù)”三大資源開放共享平臺(tái)，首創(chuàng)高職類教育跨界“共建、共管、共享”新機(jī)制和“校、所、企”產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人新路徑。[5]而作為培養(yǎng)人才的高地，高校對(duì)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人的探索與實(shí)踐一直沒有停止：江南大學(xué)以協(xié)同創(chuàng)新中心培育為主要依托，以共建地方研究院（所）為紐帶，以創(chuàng)新校企合作機(jī)制為突破口，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)。[6]筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合所授課程《電子封裝材料》，開設(shè)了與Intel公司合作的校企聯(lián)合課程。該課程主要面向四川大學(xué)工科學(xué)院的研究生和本科生，企業(yè)選派資深管理人員和技術(shù)人員到校授課，參加培訓(xùn)的同學(xué)通過考察即可獲得Intel公司頒發(fā)的課程培訓(xùn)合格證書。這項(xiàng)有意義的活動(dòng)在提高學(xué)校課程建設(shè)水平，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，豐富學(xué)生的課堂實(shí)踐和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新人才等方面做了有益的嘗試和探索。

國(guó)外方面，最具代表性的是美國(guó)政府通過一系列的政策法規(guī)，采用多種政策工具推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，重構(gòu)了大學(xué)、產(chǎn)業(yè)與政府之間的新型協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，發(fā)展了 “州/產(chǎn)業(yè)/大學(xué)合作研究中心”（S/I/UCRC）。[7，8]以本文作者曾訪學(xué)的美國(guó)堪薩斯大學(xué)物理系為例：在培養(yǎng)面向企業(yè)需求的工程師時(shí)，學(xué)生與物理系教授和聯(lián)盟企業(yè)的工程師密切交流與合作，有長(zhǎng)效的定期與不定期的溝通機(jī)會(huì)，學(xué)生會(huì)被安排到產(chǎn)業(yè)研究基地考察并開展包括實(shí)習(xí)在內(nèi)的各種實(shí)踐活動(dòng)，在產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟基地內(nèi)，學(xué)生主動(dòng)接受各種培訓(xùn)，提高適應(yīng)產(chǎn)業(yè)環(huán)境的研究能力和交流技能，促進(jìn)了學(xué)生由大學(xué)向企業(yè)的過渡。在其他國(guó)家，日本建立了產(chǎn)官學(xué)合作體制，引導(dǎo)企業(yè)與大學(xué)對(duì)新技術(shù)、新工藝進(jìn)行共同開發(fā)，有效的縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，同時(shí)培養(yǎng)并儲(chǔ)備了大量的產(chǎn)業(yè)人才。[9]德國(guó)政府加大了對(duì)高校、企業(yè)和各級(jí)研究機(jī)構(gòu)的資助力度，培育面向智慧工廠、智能生產(chǎn)和智能物流的具有工匠精神的德國(guó)工程師。[10]

綜合各國(guó)對(duì)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人的政策支持和實(shí)際運(yùn)行情況來看，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作培養(yǎng)人才是高校工科類專業(yè)育人的重要組成，我國(guó)在這方面也有了良好的開端，培養(yǎng)了一大批創(chuàng)新性工程人才，取得了很好的建設(shè)效果。[11，12]但是在實(shí)際發(fā)展建設(shè)過程中，協(xié)同育人體系也存在著各種各樣的問題，加之各高校所處的位置及培養(yǎng)人才的定位有很大的區(qū)別，不同類型的高校需要探索適合本校人才培養(yǎng)的道路，而即便在同一個(gè)高校，不同的專業(yè)也有必要探索符合本專業(yè)發(fā)展的產(chǎn)學(xué)研育人模式。[13]

有鑒于此，本文從我國(guó)新工科建設(shè)的實(shí)際需求出發(fā)，在整合校內(nèi)外教學(xué)、科研、生產(chǎn)及應(yīng)用的各種資源的基礎(chǔ)上，構(gòu)建校內(nèi)平臺(tái)與校外平臺(tái)，研究面向“雙一流”大學(xué)建設(shè)、面向未來工程發(fā)展的高素質(zhì)材料類新工科人才培養(yǎng)的新機(jī)制、新方法、新模式和新實(shí)踐。

二、實(shí)施過程

本文從校內(nèi)外平臺(tái)資源整合出發(fā)，進(jìn)行了如下的協(xié)同實(shí)踐：

（一）建立校內(nèi)平臺(tái)：課堂（學(xué)）+實(shí)驗(yàn)室（研）

結(jié)合近年來承擔(dān)的專業(yè)課程教學(xué)與科研項(xiàng)目研究，構(gòu)建“課堂+實(shí)驗(yàn)室”平臺(tái)，探索“學(xué)+研”人才協(xié)同培養(yǎng)模式。所涉及的課程包括但不限于與材料類專業(yè)密切相關(guān)的專業(yè)課程，比如《半導(dǎo)體物理》、《光電子材料與器件》、《薄膜物理與技術(shù)》、《現(xiàn)代材料分析技術(shù)》、《電子封裝材料》、《新能源材料》、《太陽電池原理》以及《太陽電池組件制造技術(shù)》等;實(shí)驗(yàn)室能夠提供的研究平臺(tái)設(shè)備包括各種功能材料制備設(shè)備、后處理設(shè)備、器件及組件研制系統(tǒng)、各種材料性質(zhì)測(cè)試儀器、器件性能測(cè)試設(shè)備、老化設(shè)備以及小型系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維平臺(tái)。該協(xié)同育人模式是以面向本科生的各層次的科研訓(xùn)練、創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)以及雙創(chuàng)項(xiàng)目為導(dǎo)向，以教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目為依托，整合師資團(tuán)隊(duì)的教學(xué)科研資源以構(gòu)建“教學(xué)→研究→教學(xué)”的校內(nèi)平臺(tái)。平臺(tái)架構(gòu)及運(yùn)行情況如圖1所示。

（二）建立校外平臺(tái)：學(xué)校（學(xué)+研）+企業(yè)（研+產(chǎn)+用）

依托長(zhǎng)期以來的實(shí)習(xí)單位以及新合作設(shè)立的實(shí)踐基地，構(gòu)建“學(xué)校+企業(yè)”平臺(tái)，探索“學(xué)+研+產(chǎn)+用”人才培養(yǎng)模式。該平臺(tái)運(yùn)行時(shí)間一般在學(xué)生大三及以后，經(jīng)過“課堂+實(shí)驗(yàn)室”校內(nèi)科研平臺(tái)的訓(xùn)練，學(xué)生到校外平臺(tái)進(jìn)行實(shí)踐。所涉及的實(shí)踐基地包括了先進(jìn)功能材料制造企業(yè)、器件與系統(tǒng)集成生產(chǎn)企業(yè)以及整機(jī)裝配企業(yè)等。

三、結(jié)果分析

（一）面向校內(nèi)平臺(tái)

在校內(nèi)平臺(tái)的運(yùn)行過程中，作者采用基于問題學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning 簡(jiǎn)稱PBL）的教學(xué)模式，并將教學(xué)問題的解決融入到教師科研平臺(tái)當(dāng)中。以作者承擔(dān)的其中一門專業(yè)課程《現(xiàn)代材料分析技術(shù)》運(yùn)行為例：

1. 分組

在《現(xiàn)代材料分析技術(shù)》課程學(xué)習(xí)之前，學(xué)生首先要組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組，一般2-4人為一組，學(xué)生們要互相了解或認(rèn)識(shí)，為合作學(xué)習(xí)創(chuàng)造一個(gè)良好的人際氛圍。從抽樣調(diào)查來看，大多數(shù)學(xué)生趨向于以同寢室或關(guān)系好的同學(xué)做組合，占比分別達(dá)到37.50%和29.17%。

2. 問題的設(shè)計(jì)、解決與討論

設(shè)計(jì)的題目包括測(cè)試方法的選擇、測(cè)試功能的拓展以及測(cè)試結(jié)果的分析。在設(shè)計(jì)時(shí)，盡量用較少的信息傳遞相對(duì)綜合復(fù)雜的問題，并和學(xué)生交流溝通，形成共同的理解，在問題提出時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用好互聯(lián)網(wǎng)線上與線下的兩種資源。在這個(gè)過程中，教師由單一的上課者變?yōu)閱栴}提出和解決的促進(jìn)者與引導(dǎo)者，而學(xué)生則成為解決問題的主導(dǎo)者和責(zé)任人。這個(gè)過程是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，分組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)成員的召集并分解任務(wù)，對(duì)成員收集的資料進(jìn)行匯總討論，甄別信息的來源是否可靠，及時(shí)和教師溝通交流;另外，學(xué)生可以根據(jù)課程培養(yǎng)的要求，結(jié)合自身特點(diǎn)，進(jìn)入教師所在的研究平臺(tái)，進(jìn)行課程實(shí)踐;研究平臺(tái)能夠給學(xué)生提供與《現(xiàn)代材料分析技術(shù)》課程相關(guān)的測(cè)試表征訓(xùn)練，包括面向各種新材料的形貌、結(jié)構(gòu)、電學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)等性質(zhì)的測(cè)試，也提供面向器件的測(cè)試。在平臺(tái)運(yùn)行之前，首先對(duì)學(xué)生需要使用的相關(guān)測(cè)試儀器設(shè)備進(jìn)行培訓(xùn)，比如紫外-可見透過譜設(shè)備，材料厚度測(cè)試輪廓儀，四探針表面電阻測(cè)試儀等。學(xué)生根據(jù)測(cè)試的要求，完成相應(yīng)的實(shí)踐任務(wù)，并形成結(jié)論報(bào)告。按照不同小組獲取知識(shí)、消化知識(shí)的方式不同，鼓勵(lì)學(xué)生采用多種形式報(bào)告。學(xué)生的報(bào)告應(yīng)該理清設(shè)計(jì)問題的目標(biāo)和課程教學(xué)的目標(biāo)之間的關(guān)系，對(duì)資料有較好的消化整理，能夠體現(xiàn)課堂理論知識(shí)和專業(yè)實(shí)踐知識(shí)的融合，能夠真實(shí)的反映學(xué)生解決問題的能力、動(dòng)手操作的能力以及歸納總結(jié)的能力。

通過校內(nèi)平臺(tái)的運(yùn)行，改變了傳統(tǒng)的課堂授課方式，推進(jìn)了探究式的課程教學(xué)，將更多、更新、更實(shí)用的科研成果納入課堂教學(xué)，構(gòu)建出“課堂+實(shí)驗(yàn)室”的校內(nèi)“學(xué)+研”協(xié)同育人平臺(tái)。實(shí)際上校內(nèi)平臺(tái)的功能還不僅限于此，還可以滿足本科生的各層次的科研訓(xùn)練以及“雙創(chuàng)”項(xiàng)目的需求，從而實(shí)現(xiàn)了“教學(xué)→研究→教學(xué)”的互動(dòng)。需要指出的是：校內(nèi)平臺(tái)并非獨(dú)立建制，它是依托各個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，是各種項(xiàng)目動(dòng)態(tài)性和教學(xué)穩(wěn)定性的有機(jī)對(duì)接，特別是結(jié)合教師在研的項(xiàng)目與當(dāng)年運(yùn)行的課程，引導(dǎo)學(xué)生申報(bào)相關(guān)的科研實(shí)踐課題，然后根據(jù)學(xué)生項(xiàng)目的性質(zhì)和內(nèi)容導(dǎo)入進(jìn)課題組，通過指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)，進(jìn)行“課堂+實(shí)驗(yàn)室”平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)協(xié)作。

（二）面向校外平臺(tái)

與具有社會(huì)公信力、影響力以及有產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人意愿的企業(yè)構(gòu)建校外協(xié)同育人平臺(tái)（比如實(shí)踐基地、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、工程中心以及各類工作站等），依托企業(yè)優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐和項(xiàng)目運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，探索以產(chǎn)學(xué)研用項(xiàng)目合作為載體的育人模式，探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)定制式人才培養(yǎng)模式，探索新工科人才彈性培養(yǎng)模式。該平臺(tái)與企業(yè)的創(chuàng)新、人力資源以及科技需要緊密結(jié)合，充分利用了高等院校的技術(shù)、人力資源及先進(jìn)的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，充分利用了企業(yè)的產(chǎn)業(yè)、人力管理與現(xiàn)代化的工藝生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)。一方面立足新工科背景下的課程設(shè)置，學(xué)生深入企業(yè)進(jìn)行有目的、有計(jì)劃的實(shí)踐，獲得相關(guān)的生產(chǎn)與管理的經(jīng)驗(yàn)，并將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提升專業(yè)應(yīng)用與就業(yè)能力，同時(shí)實(shí)行校內(nèi)外導(dǎo)師制，對(duì)承擔(dān)的任務(wù)進(jìn)行目標(biāo)考核，確保實(shí)踐不流于形式，讓學(xué)生真正融入到企業(yè)的生產(chǎn)中。另一方面高校發(fā)揮人才與科研優(yōu)勢(shì)，協(xié)助企業(yè)做好員工培訓(xùn)與再教育、技術(shù)咨詢與顧問以及協(xié)同創(chuàng)新與協(xié)作研發(fā)等工作。這兩方面的互動(dòng)很好的促進(jìn)了多層次的人才培養(yǎng)，促進(jìn)了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和科研水平的持續(xù)提高，促進(jìn)了學(xué)校、企業(yè)和社會(huì)的溝通交流、共同進(jìn)步，尤其使學(xué)生感受到了工作的“真實(shí)場(chǎng)景”，有效的提升了職業(yè)認(rèn)知能力和綜合實(shí)踐能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了“協(xié)同育人、校企合作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、共建共享、產(chǎn)學(xué)雙贏”的目標(biāo)，形成了“教學(xué)→科研→產(chǎn)業(yè)→應(yīng)用→教學(xué)”協(xié)同育人的良性互動(dòng)模式。

四、結(jié)論

通過校內(nèi)外兩個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行，構(gòu)建出協(xié)同培養(yǎng)新型高素質(zhì)材料類人才的模式，充分利用線上和線下、教學(xué)與科研、校內(nèi)與校外的各種資源，協(xié)調(diào)學(xué)生、教師、企業(yè)三者的角色，培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造的能力。而人才培養(yǎng)的過程就是學(xué)生進(jìn)行自我調(diào)節(jié)、重構(gòu)知識(shí)而進(jìn)行的思維訓(xùn)練過程，學(xué)生在探索課堂中的問題與實(shí)踐中的問題之間的異同的過程中，批判性和創(chuàng)造性思維得到了鍛煉。另外，通過平臺(tái)的運(yùn)行，可以建立起科學(xué)而合理的人才培養(yǎng)評(píng)價(jià)體系。

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