地方高校新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)綜合改革研究與實踐*

張宏國 黃 海 劉勝輝 張淑麗 （哈爾濱理工大學(xué)軟件與微電子學(xué)院）

當(dāng)前，在全世界范圍內(nèi)以新能源、新材料、新技術(shù)等為驅(qū)動力推動了一批新產(chǎn)業(yè)的誕生與發(fā)展，同時互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能等新一代信息技術(shù)催生了“互聯(lián)網(wǎng)+”“設(shè)計+”等新業(yè)態(tài)。這種以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)為特點的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，迫切需要大批思想道德高尚、人文底蘊(yùn)雄厚、基礎(chǔ)知識扎實，具備較強(qiáng)的工程實踐能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和國際競爭力的高素質(zhì)、復(fù)合型工程科技人才。因此，世界高等工程教育正面臨著新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)[1]。

一 新工科理念的提出

2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了關(guān)于綜合性高校工程教育發(fā)展的戰(zhàn)略研討會，有30 多所高校參加了這次會議，在新工科的內(nèi)涵特征、新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑選擇方面達(dá)成“復(fù)旦共識”[2]。

2017年4月8日，教育部在天津大學(xué)召開新工科建設(shè)研討會，60 余所高校共商新工科建設(shè)愿景，形成了“新工科”建設(shè)行動路線，即“天大行動”，并給出了“新工科”建設(shè)的指導(dǎo)性意見[3]，目標(biāo)就是要培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭提供智力和人才支撐。

2017年6月9日，教育部在北京召開新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議，全面啟動、系統(tǒng)部署新工科建設(shè)。30 余位來自高校、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的專家深入研討新工業(yè)革命帶來的時代新機(jī)遇，同時聚焦國家發(fā)展新需求，謀劃高等工程教育新發(fā)展，審議通過《新工科研究與實踐項目指南》（簡稱“北京指南”），提出了新工科建設(shè)的指導(dǎo)意見[4]。隨后，教育部發(fā)布《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，啟動“新工科研究與實踐”項目，開啟了我國高等工程教育改革發(fā)展的新路徑[5]。

二 目前我國地方高校工程教育存在的問題

在新工科背景下，工程應(yīng)用型人才具備以下四個顯著特征：一是交叉復(fù)合特征，具備跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)的整合能力；二是較強(qiáng)的實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；三是具備自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力；四是具有國際視野，獲得國際認(rèn)同，具備國際競爭力[6]。反思目前我國地方高校的工程教育，存在著以下六個方面的問題。

第一，教育觀念陳舊，客觀上影響了人才培養(yǎng)路徑的設(shè)計。一是很多地方高校在人才培養(yǎng)定位上，總是在培養(yǎng)學(xué)術(shù)性人才還是應(yīng)用型人才上搖擺不定，嚴(yán)重影響了人才培養(yǎng)模式與教學(xué)體系的設(shè)計，與培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)產(chǎn)生錯位，嚴(yán)重影響人才培養(yǎng)質(zhì)量[7]。二是以“科學(xué)范式”培養(yǎng)工程人才，以實驗或參加科研項目代替工程實踐，工科專業(yè)理科化，只強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論的精深，忽視了工程實踐能力的培養(yǎng)。

第二，按單一學(xué)科專業(yè)進(jìn)行工程教育，忽略了學(xué)科專業(yè)間的交叉融合。新興工業(yè)所面臨的問題越來越復(fù)雜，這些問題的解決需要多學(xué)科專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，而傳統(tǒng)的工程教育是按學(xué)科劃分專業(yè)進(jìn)行教育，學(xué)科專業(yè)之間由于學(xué)院的劃分而存在壁壘，只強(qiáng)調(diào)專業(yè)化，而忽視了跨學(xué)科專業(yè)的知識整合能力的培養(yǎng)[8]。

第三，只強(qiáng)調(diào)知識的傳授，忽略了自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。新工科最重要的特征之一就是其技術(shù)、產(chǎn)品、模式升級速度不斷加快，這就需要新工科應(yīng)用型人才應(yīng)該具有快速學(xué)習(xí)能力，而目前的人才培養(yǎng)模式更注重知識的傳授，忽視了自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

第四，校企合作長效機(jī)制缺失，難以實現(xiàn)協(xié)同育人。新工科應(yīng)用型人才所要解決的復(fù)雜工程問題大多都具有技術(shù)交叉性、綜合性和復(fù)雜性的特點，所需要的特殊工程應(yīng)用環(huán)境和非技術(shù)性的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和約定等都是地方高校在人才培養(yǎng)環(huán)境中比較短缺的，而企業(yè)如若在這個環(huán)節(jié)參與不足，就會導(dǎo)致所培養(yǎng)的人才不能與企業(yè)的實際需求進(jìn)行很好的對接。但是在目前地方高校的校企合作中，缺少校企合作共贏的長效機(jī)制。

第五，師資隊伍缺少企業(yè)經(jīng)歷，工程實踐能力薄弱。高校教師普遍具有較高的學(xué)歷和較深的理論基礎(chǔ)，但工程實踐能力欠缺。地方高校在師資培養(yǎng)上更注重學(xué)歷和學(xué)術(shù)能力的提升，而忽視了工程實踐能力的培養(yǎng)。

第六，自成體系地培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，而忽略了國際認(rèn)同。雖然我國已經(jīng)簽署了《華盛頓協(xié)議》，但通過工程教育專業(yè)認(rèn)證的地方高校還很少，絕大多數(shù)地方高校仍然從學(xué)科角度制定人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，自成體系培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，無法得到國際認(rèn)同，缺乏國際競爭力。

三 地方高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)綜合改革之途徑

1 打破學(xué)科專業(yè)藩籬，助力新工科人才培養(yǎng)

目前地方高校大多沒有進(jìn)行大部制改革，學(xué)院依據(jù)學(xué)科設(shè)立，學(xué)科專業(yè)之間形成天然壁壘，阻礙了學(xué)科專業(yè)間的交叉融合。為了解決這一問題，哈爾濱理工大學(xué)對學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，把學(xué)科專業(yè)間具有緊密交叉關(guān)系的微電子科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)工程三個專業(yè)調(diào)整到軟件學(xué)院，與原有的軟件工程專業(yè)和集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)共同組建軟件與微電子學(xué)院，并把它確定為哈爾濱理工大學(xué)“新工科”試點學(xué)院，作為“新工科”人才培養(yǎng)的試驗示范區(qū)，進(jìn)行教育教學(xué)改革先行先試。同時確立了以立德樹人為根本任務(wù)，以滿足新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才需求為目標(biāo)，以校企協(xié)同育人為手段，以學(xué)科交叉融合為特色，以機(jī)制創(chuàng)新為保證，探索適合“新工科”人才培養(yǎng)的新模式、新方法和新機(jī)制，推進(jìn)新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)提升，為學(xué)校新工科人才培養(yǎng)起到引領(lǐng)和示范作用，為黑龍江省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供人力支撐。

2 牢固樹立和踐行OBE成果導(dǎo)向和CDIO全過程工程教育理念

成果導(dǎo)向教育 OBE（Outcomes-based?Education）和“做中學(xué)”CDIO（Conceive，Design，Implement&Operate）是實施“新工科”人才培養(yǎng)的核心理念，都是強(qiáng)調(diào)在教育教學(xué)的過程中要重視工程實踐能力的培養(yǎng)，通過動手實踐加深對知識的理解，同時要把所學(xué)的知識應(yīng)用到具體的實際項目中?！靶鹿た啤惫こ虘?yīng)用型人才培養(yǎng)要依據(jù)社會需求來設(shè)定專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，保證人才培養(yǎng)目標(biāo)符合社會需求，實現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向向目標(biāo)導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變、從教師為中心向?qū)W生為中心的轉(zhuǎn)變以及從質(zhì)量監(jiān)控向持續(xù)改進(jìn)的轉(zhuǎn)變。在教育教學(xué)過程中把OBE 和CDIO的教育理念貫穿于“新工科”工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的全過程。

3 探索與實踐產(chǎn)學(xué)研用多方協(xié)同育人新模式

人才培養(yǎng)模式就是在教育理念和教學(xué)思想的指導(dǎo)下，在宏觀上建立起穩(wěn)定的教學(xué)活動結(jié)構(gòu)框架和活動程序，以支撐人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。在構(gòu)建新工科人才培養(yǎng)模式時，一是必須通識教育和專業(yè)教育相結(jié)合，要強(qiáng)化通識教育和學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)教育，這是培養(yǎng)學(xué)生思想政治素養(yǎng)、人文社科修養(yǎng)和在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域自主學(xué)習(xí)及終身學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵；二是要充分認(rèn)識到新工科的新技術(shù)、新工藝、新流程和新標(biāo)準(zhǔn)在企業(yè)與科研院所，因此必須把多方協(xié)同育人納入人才培養(yǎng)框架內(nèi)。

哈爾濱理工大學(xué)軟件與微電子學(xué)院繼續(xù)深化基于校企合作的“2+1+1”人才培養(yǎng)模式改革，并為其賦予新的內(nèi)涵，即2年通識與學(xué)科基礎(chǔ)教育：以現(xiàn)代公民教育、社會人文素養(yǎng)教育、自然科學(xué)與技術(shù)基本素質(zhì)教育以及本學(xué)科和相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論與實踐教育為主，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、知識遷移的能力和基礎(chǔ)實踐能力與創(chuàng)新意識；1年專業(yè)教育：以專業(yè)理論與實踐教育為主，并根據(jù)社會需求設(shè)置模塊化方向課程供學(xué)生選擇，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識分析解決復(fù)雜問題的能力、創(chuàng)新能力與創(chuàng)業(yè)意識；1年校企合作聯(lián)合工程實踐培養(yǎng)：學(xué)生到企業(yè)參加實際項目或產(chǎn)品的開發(fā)工作，著重培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和非技術(shù)性知識的運(yùn)用能力，提高學(xué)生的工業(yè)化素質(zhì)。在新模式中，更加強(qiáng)調(diào)通識教育和學(xué)科專業(yè)教育相結(jié)合，并把多方協(xié)同育人貫穿整個人才培養(yǎng)全過程，在工程實踐中更加注重跨學(xué)科知識的整合與綜合運(yùn)用。

4 重構(gòu)適合多方協(xié)同育人、多學(xué)科交叉融合的專業(yè)人才培養(yǎng)方案

新興工業(yè)所面臨的問題越來越復(fù)雜，這些問題的解決需要多學(xué)科知識的綜合運(yùn)用。因此，在構(gòu)建新工科人才培養(yǎng)方案時，既要考慮通識和專業(yè)相結(jié)合，又要考慮跨學(xué)科知識的整合，以及老工科知識的更新與改造。哈爾濱理工大學(xué)軟件與微電子學(xué)院以滿足新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才需求為目標(biāo)，通過產(chǎn)學(xué)研用合作，在國際實質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證12 條通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，共同構(gòu)建專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，按照OBE 人才培養(yǎng)理念逆向重構(gòu)“新工科”專業(yè)（軟件工程、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)工程）人才培養(yǎng)方案，更新老工科專業(yè)（電子科學(xué)與技術(shù)）核心課程體系，實現(xiàn)原來的老知識升級換代。按照4 個專業(yè)的人才社會需求和專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，與企業(yè)專家共同分解工程教育專業(yè)認(rèn)證的通用標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定專業(yè)的畢業(yè)要求，大力提升人才培養(yǎng)與社會需求的適應(yīng)度；以專業(yè)畢業(yè)要求為基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)條件，重構(gòu)專業(yè)的課程體系，提升課程體系對畢業(yè)要求的支撐度；按照交叉融合與互相依托的指導(dǎo)思想，重構(gòu)4 個專業(yè)的通識教育課程體系，重新設(shè)置4 個專業(yè)的模塊化的專業(yè)方向課程，使集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)能夠覆蓋集成電路設(shè)計、驗證、生產(chǎn)、封裝與測試整個產(chǎn)業(yè)鏈，強(qiáng)化軟件工程對集成電路設(shè)計軟件化和驗證的支持作用，體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)對電子技術(shù)與軟件技術(shù)的綜合運(yùn)用；設(shè)置跨學(xué)科選修課程，學(xué)生可根據(jù)專業(yè)興趣自由組合學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而在一個培養(yǎng)方案下實現(xiàn)個性化和多樣化人才培養(yǎng)，以提升學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的能力；加大4 個專業(yè)培養(yǎng)方案中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程的比重，其中必修課不少于5 學(xué)分，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動折合學(xué)分不少于10 學(xué)分，并將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理念融入全部專業(yè)課程的教學(xué)活動中；建立“歸一化”的校企多方協(xié)調(diào)育人實踐教學(xué)體系，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

5 構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同、多學(xué)科交叉融合的實踐教學(xué)體系

基于CDIO 工程教育理念，升級改造我院原有的校企“兩段式”工程實踐教學(xué)體系，把對產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)的“構(gòu)思、設(shè)計、實施、運(yùn)行”以及“創(chuàng)意—創(chuàng)新—創(chuàng)業(yè)”貫穿于本科實踐教學(xué)全過程，鼓勵學(xué)生跨學(xué)科專業(yè)進(jìn)行學(xué)年設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、跨學(xué)科整合能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識。構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的開放式立體化實踐與創(chuàng)新平臺，提供面向新一代信息技術(shù)應(yīng)用的跨學(xué)科專業(yè)軟硬件環(huán)境，把業(yè)界真實的產(chǎn)品研發(fā)和工程案例引入到人才培養(yǎng)中，支持教師與學(xué)生的持續(xù)創(chuàng)新活動，著力培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的實踐與創(chuàng)新能力。

6 探索與實踐面向?qū)W生自主學(xué)習(xí)的混合教學(xué)新方法

與老工科相比，“新工科”更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實用性、交叉性與綜合性，尤其注重學(xué)生快速學(xué)習(xí)能力、工程實踐能力、跨界整合能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力的培養(yǎng)，因此需要打破原有學(xué)科、課程之間的界限，交叉推進(jìn)理論課與實踐課。在教學(xué)過程中，基于CDIO 工程教育理念，推進(jìn)教育教學(xué)方法改革，引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)”；采用基于項目的學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、科教研融合學(xué)習(xí)和案例學(xué)習(xí)等方法，著重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和快速學(xué)習(xí)能力，以應(yīng)對新經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。通過教師自建、引入使用校外優(yōu)秀線上教育資源或與其他高校合作等方式，逐步推進(jìn)通識課程MOOC 化、基礎(chǔ)課程“大學(xué)分”化、專業(yè)課程SPOC 化，全面提升教育教學(xué)質(zhì)量。逐步推進(jìn)基于課程分類的考核方式改革，根據(jù)課程的特點與性質(zhì)進(jìn)行分類，對不同類別課程分別采用在線考試、大作業(yè)、論文答辯、項目實踐等多種考核方式，實現(xiàn)了對學(xué)生知識考核向能力考核的轉(zhuǎn)變。

7 構(gòu)建多方參與的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制

依據(jù)新工科人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合ABET2017 本科工程教育的一般標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建專業(yè)、課程、實踐環(huán)節(jié)等質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)。以O(shè)BE 理念建立行之有效的質(zhì)量評價和持續(xù)改進(jìn)的“三閉環(huán)”質(zhì)量保障體系，即通過外循環(huán)評價培養(yǎng)目標(biāo)與社會需求的符合度，持續(xù)改進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)；通過中循環(huán)評價畢業(yè)要求對培養(yǎng)目標(biāo)的支撐情況，持續(xù)改進(jìn)專業(yè)畢業(yè)要求；通過內(nèi)循環(huán)評價成果產(chǎn)出與課程目標(biāo)的達(dá)成情況，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)活動。教學(xué)活動的改進(jìn)包括課程體系、師資隊伍、辦學(xué)條件、學(xué)習(xí)機(jī)會、教學(xué)過程和教學(xué)評價等。

8 構(gòu)建多方協(xié)同的育人長效機(jī)制

建立“走出去，請進(jìn)來”的開放式辦學(xué)模式，完善產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，與企業(yè)共享科技發(fā)展成果，建立產(chǎn)學(xué)研用共贏的長效合作機(jī)制。邀請教育專家、產(chǎn)業(yè)界、校友、用人單位等相關(guān)利益者代表參與教育管理、專業(yè)建設(shè)和教學(xué)指導(dǎo)。實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合制定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案、共同建設(shè)課程和教學(xué)資源、共建實驗室和實習(xí)實訓(xùn)基地、合作培養(yǎng)培訓(xùn)師資隊伍、合作開展研究等，鼓勵行業(yè)企業(yè)參與到教育教學(xué)各個環(huán)節(jié)中，促進(jìn)人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求緊密結(jié)合。同時進(jìn)一步完善我院現(xiàn)有的青年教師企業(yè)研修制度，要求每位青年專業(yè)教師至少到合作企業(yè)研修1 次，研修時間不少于6 個月，通過參與企業(yè)實際的工程項目和新產(chǎn)品研發(fā)，切實提高教師的工程實踐能力。

四 綜合改革取得的成效

哈爾濱理工大學(xué)軟件與微電子學(xué)院對新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式、人才培養(yǎng)方案、實踐教學(xué)體系、課程教學(xué)方法改革、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控與持續(xù)改進(jìn)以及產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同育人機(jī)制等方面進(jìn)行了初步的探索與實踐，在學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、綜合運(yùn)用知識能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力提升方面已初見成效。學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣顯著提高、學(xué)習(xí)態(tài)度顯著改善，學(xué)習(xí)的積極性、主動性顯著提高，在課后學(xué)習(xí)的時間也顯著增加；教師在教學(xué)過程的投入也明顯增加了，課越來越難講了，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的疑問越來越多了，請老師課后輔導(dǎo)的學(xué)生也越來越多了，教師肩上的擔(dān)子也越來越重了，同時學(xué)生也越來越知道自己要干什么了、該干什么了。我院近年來畢業(yè)生的一次性就業(yè)率均保持在90%以上，第三方麥可思的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示我院四個專業(yè)的畢業(yè)生滿意度均名列前茅，這都是我院綜合改革成果的明顯體現(xiàn)。

五 結(jié)束語

我院在人才培養(yǎng)綜合改革的道路上，雖然取得了一定的成果，但是還僅僅是剛剛起步，新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要我們進(jìn)一步的探索和實踐，同時地方高校如何在體制機(jī)制上真正打破學(xué)院之間、學(xué)科之間和專業(yè)之間的壁壘，如何在資金相對緊張的情況下構(gòu)建學(xué)科交叉的創(chuàng)新實踐平臺和深度融合的校企協(xié)同育人體系，尚需進(jìn)一步深度探究。