應(yīng)用型本科電氣信息類專業(yè)“新工科”建設(shè)的研究與實(shí)踐

鄭 文,林海波,段慧達(dá),張 卓,邢順濤

(長春工程學(xué)院，長春130012)

第四次工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展，不僅引發(fā)了世界格局的深刻調(diào)整，重塑了各國在全球競爭中的位次，而且顛覆了原有產(chǎn)業(yè)的形態(tài)、分工和組織方式，重構(gòu)了人們的生活、交流和思維方式[1]25-29。為順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與科學(xué)進(jìn)步，滿足國家戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，教育部多次組織高校開展“新工科”建設(shè)研討會。對高等教育來說，這既是改革發(fā)展的重大機(jī)遇，同時(shí)也面臨重大挑戰(zhàn)。高等教育只有把握新形勢，不斷創(chuàng)新，及時(shí)調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、培養(yǎng)模式和評價(jià)機(jī)制等，才能培養(yǎng)出滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求的高級專門人才。本文以我校應(yīng)用型本科電氣信息類專業(yè)為例，通過分析“新工科”的內(nèi)涵及三個(gè)層次，確定“新工科”建設(shè)的定位，從專業(yè)改造升級內(nèi)容和途徑、課程體系優(yōu)化與重構(gòu)、校企協(xié)同人才培養(yǎng)模式等角度，對“新工科”建設(shè)進(jìn)行了探索與實(shí)踐，取得了一定的成效。

一、“新工科”建設(shè)的三個(gè)層次分析

2017年2月，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，達(dá)成“我國高校要加快建設(shè)和發(fā)展新工科”的“復(fù)旦共識”。4月，教育部公布了《“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線》，提出了新工科建設(shè)的目標(biāo)和內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)高校作為新工科建設(shè)的主要陣地，要充分發(fā)揮辦學(xué)自主權(quán)，利用新工科建設(shè)主動(dòng)設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，推動(dòng)現(xiàn)有傳統(tǒng)工科專業(yè)的改革創(chuàng)新。6月，教育部發(fā)布《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，為新工科建設(shè)指明了方向，確立了“新工科”專業(yè)[2]。

“復(fù)旦共識”提到，“新工科建設(shè)一方面要主動(dòng)布置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，另一方面要推動(dòng)現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新?！薄靶鹿た啤苯ㄔO(shè)包含“新生工科” “新興工科” “新型工科”三個(gè)層次，即創(chuàng)辦新工科專業(yè)，如人工智能、大數(shù)據(jù)、新能源、新材料等；現(xiàn)有專業(yè)的交叉融合，如理工融合、醫(yī)工融合、文理滲透、管工貫通等；傳統(tǒng)專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，如互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等深度融入傳統(tǒng)專業(yè)中[1]25-30。一般來講，綜合性高校，面向未來，應(yīng)用理科延伸，建設(shè)“新生工科”；工科優(yōu)勢高校，面向當(dāng)前和未來，工科交叉復(fù)合，建設(shè)“新興工科”；地方高校，面向地方，升級傳統(tǒng)工科，建設(shè)“新型工科”。由此可見，“新工科”建設(shè)，不僅僅是要適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求而創(chuàng)設(shè)一部分“新生”或“新興”的工科專業(yè)，而且還要對現(xiàn)有工科專業(yè)進(jìn)行改造、升級與轉(zhuǎn)型，建設(shè)成為特色鮮明的“新型工科”專業(yè)[3]。

二、“新工科”建設(shè)定位的研究

我校電氣信息類專業(yè)源于1953年創(chuàng)辦的長春水利發(fā)電工程學(xué)校的水力發(fā)電工程專業(yè)，具有近70年為電力、冶金、建筑、汽車和信息等行業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才和技術(shù)服務(wù)的歷程?，F(xiàn)已建有具有行業(yè)背景的應(yīng)用型本科電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)、智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)和電子信息工程專業(yè)。在長期的辦學(xué)歷程中，逐步形成了“以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為主線，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展、安心基層、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、職業(yè)素質(zhì)好、具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的應(yīng)用型高素質(zhì)專門人才”的專業(yè)人才培養(yǎng)特色，構(gòu)建并實(shí)施了基于“產(chǎn)出”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系，創(chuàng)建了支撐應(yīng)用型專業(yè)特色發(fā)展的高水平學(xué)科和實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)平臺，依托行業(yè)形成了產(chǎn)教融合校企協(xié)同培養(yǎng)滿足行業(yè)企業(yè)需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

作為具有行業(yè)特色的應(yīng)用型本科院校的電氣信息類專業(yè)，“新工科”建設(shè)必須把培養(yǎng)滿足行業(yè)當(dāng)前和未來需要的“跨界”“解決復(fù)雜工程問題”的應(yīng)用型、創(chuàng)新型工程技術(shù)人才放在首位，合理定位，錯(cuò)位發(fā)展，充分利用社會和企業(yè)資源，發(fā)揮自身優(yōu)勢，遵循工程教育規(guī)律和“新工科”建設(shè)規(guī)律，以一種新的理念、新的行動(dòng)加快專業(yè)改造升級，建設(shè)“新型工科”專業(yè)，培養(yǎng)服務(wù)行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型人才。在“新工科”建設(shè)過程中，必須研究和思考如下三方面的問題：

一是要從“新的工科專業(yè)”和“對工科的新要求”兩個(gè)方面去認(rèn)識“新工科”建設(shè)的內(nèi)涵和理念，不同類型、不同層次的院校及其專業(yè)要選擇不同的層次去建設(shè)“新工科”。

二是要從綜合改革的角度開展“新工科”建設(shè)，要將工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念融入“新工科”建設(shè)中，要將“新工科”建設(shè)看作是一個(gè)系統(tǒng)工程，必須與專業(yè)綜合改革緊密結(jié)合。

三是要充分考慮人才培養(yǎng)模式，要利用社會和企業(yè)的人力、技術(shù)和設(shè)備等資源，建立引入、利用社會和企業(yè)資源的機(jī)制，設(shè)計(jì)明確的、可操作的社會和企業(yè)參與和支持方案，創(chuàng)建產(chǎn)學(xué)合作的組織機(jī)構(gòu)和制度保障體系，形成有效的產(chǎn)教融合校企協(xié)同人才培養(yǎng)模式。

三、電氣信息類專業(yè)改造升級的探索與實(shí)踐

開展“新工科”建設(shè)是高等工程教育內(nèi)涵發(fā)展的必然要求。為了推動(dòng)專業(yè)改造升級，我校電氣信息類專業(yè)面向當(dāng)前和未來技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，深入思考“工科的新要求”，聚焦應(yīng)用型人才培養(yǎng)，強(qiáng)化專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，以工程教育專業(yè)認(rèn)證為抓手，按照工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)和電子信息與電氣工程類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量保障機(jī)制，培養(yǎng)適應(yīng)“新要求”的高級應(yīng)用型人才。

(一)“新型工科”建設(shè)的基本思路和路徑

我校電氣信息類專業(yè)以電力、冶金、建筑和信息等行業(yè)為工程應(yīng)用背景和服務(wù)對象，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，具備職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、國際視野和社會責(zé)任感，勝任系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)、安裝調(diào)試、維護(hù)檢修、信息處理和項(xiàng)目管理等工作的高級應(yīng)用型人才。在對比研究“新工科”內(nèi)涵、工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用型人才特征的基礎(chǔ)上，基于“專業(yè)+人工智能”模式，“新工科”與工程教育認(rèn)證理念有機(jī)結(jié)合， 以產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來的新技術(shù)及其人才需求變化為導(dǎo)向，以培養(yǎng)工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和工程素質(zhì)為主線，以校企深度合作共建專業(yè)與人才培養(yǎng)為途徑，通過課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法與教學(xué)手段改革、校企合作教學(xué)與質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系建設(shè)和多元化師資隊(duì)伍建設(shè)，打造“應(yīng)用型”與“新型工科”建設(shè)特色，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型緊密對接，形成了校企共同制定培養(yǎng)目標(biāo)、共同編制培養(yǎng)方案、共同開展專業(yè)建設(shè)、共同開展實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、共同實(shí)施人才培養(yǎng)、共同實(shí)施師資隊(duì)伍培訓(xùn)的“六共同”專業(yè)改造升級的路徑。

在“新型工科”建設(shè)中，堅(jiān)持“學(xué)生中心，產(chǎn)出導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的工程教育認(rèn)證理念。在培養(yǎng)主體方面，充分考慮國家、社會、學(xué)生、企業(yè)等多主體需求，特別是用人企業(yè)的需求，進(jìn)而提高人才培養(yǎng)的契合度。在培養(yǎng)環(huán)節(jié)方面，遵循高等工程教育規(guī)律和應(yīng)用型人才成長規(guī)律，全方位、螺旋遞進(jìn)式培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在培養(yǎng)體系方面，實(shí)現(xiàn)師資隊(duì)伍、教學(xué)平臺、課程體系、教學(xué)方法與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、畢業(yè)要求的全面整合提升。注重將工程倫理和職業(yè)道德教育融入學(xué)生發(fā)展過程，培養(yǎng)學(xué)生在工程實(shí)踐中能夠考慮社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、健康、安全、法律、倫理等制約因素。

(二)課程體系優(yōu)化與重構(gòu)的研究

課程體系的優(yōu)化與重構(gòu)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是按照“對工科的新要求”，刪減傳統(tǒng)課程陳舊過時(shí)的內(nèi)容，改造升級傳統(tǒng)課程；二是刪減陳舊過時(shí)的課程，重新設(shè)置具有“新型工科”特征的新課程，從而進(jìn)一步優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容。

第一，對課程體系進(jìn)行了整體優(yōu)化，總學(xué)分由185學(xué)分調(diào)整到175學(xué)分。按照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程，工程基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)類課程，工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，人文社會科學(xué)類通識教育課程等學(xué)分占總學(xué)分的比例滿足要求。

第二，開設(shè)了人工智能與大數(shù)據(jù)、創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)、創(chuàng)新方法與實(shí)踐、工程倫理、環(huán)境科學(xué)概論、學(xué)習(xí)筑夢、工程項(xiàng)目管理、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)等跨學(xué)科課程。同時(shí)，對原有傳統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了刪減，增補(bǔ)了課程思政內(nèi)容，重新編寫了課程教學(xué)大綱。

第三，設(shè)置了具有“新型工科”特征的課程。例如：自動(dòng)化專業(yè)設(shè)置了包括《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》《工業(yè)機(jī)器人控制和應(yīng)用》《現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與控制技術(shù)》《機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能》《智能制造信息系統(tǒng)開發(fā)》等智能機(jī)器人控制系列課程。電子信息工程專業(yè)開設(shè)了包括《Cortex-M3開發(fā)技術(shù)及實(shí)踐》《Android程序設(shè)計(jì)》《RFID開發(fā)技術(shù)及實(shí)踐》《Zigbee開發(fā)技術(shù)及實(shí)踐》和《Python機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)踐》等智能物聯(lián)系列課程。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)開設(shè)了《智能電網(wǎng)通信技術(shù)》《微電網(wǎng)技術(shù)》等課程。智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)開設(shè)了新能源發(fā)電技術(shù)、儲能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用等課程。

第四，按照“工程設(shè)計(jì)或產(chǎn)品開發(fā)全周期”“跨界”“解決復(fù)雜工程問題”的培養(yǎng)要求，對原有的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化整合，增設(shè)了新的集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。例如：自動(dòng)化專業(yè)將《智能控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)》和《自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試》整合為《運(yùn)動(dòng)控制實(shí)踐》，將《過程控制設(shè)計(jì)與調(diào)試》和《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》整合為《過程控制實(shí)踐》，新增了《機(jī)器人萬能抓手設(shè)計(jì)實(shí)踐》《工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用實(shí)踐》和《機(jī)器人與PLC控制實(shí)踐》等。電子信息工程專業(yè)增設(shè)了《智能農(nóng)業(yè)大棚項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)》《無線智能小車項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)》和《物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)》等。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)增設(shè)了《微電網(wǎng)工程實(shí)訓(xùn)》《電力安全工作規(guī)程培訓(xùn)》《科技寫作與文獻(xiàn)檢索實(shí)踐》等實(shí)踐環(huán)節(jié)。

(三)產(chǎn)教融合校企協(xié)同人才培養(yǎng)模式與機(jī)制的研究

以“大智移云”為代表的第四次技術(shù)革命催生了眾多新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)、新技術(shù)、新模式、新產(chǎn)業(yè)。行業(yè)龍頭企業(yè)和知名科研院所，或者服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求，或者引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，是對新技術(shù)和市場需求敏感度最高的主體。因此，通過科教結(jié)合、校企協(xié)同育人，不僅能充分利用企業(yè)優(yōu)質(zhì)資源，彌補(bǔ)高校在辦學(xué)資源、辦學(xué)條件、師資隊(duì)伍和知識結(jié)構(gòu)方面的不足，還能始終保持人才培養(yǎng)與用人主體的緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)學(xué)生成長和發(fā)展的無縫對接。

我校電氣信息類專業(yè)緊密對接行業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級及新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，基于“新工科+產(chǎn)教融合”模式，優(yōu)化校企協(xié)同育人機(jī)制，實(shí)施全方位產(chǎn)教融合。通過與華能吉林發(fā)電有限公司、大唐吉林發(fā)電有限公司、國家電網(wǎng)吉林省電力公司、中國一汽集團(tuán)解放公司和青島英谷教育科技股份有限公司等企業(yè)在培養(yǎng)方案制定、課程體系構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容與課程改革、實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目研發(fā)、雙師型教師培養(yǎng)、教材教輔研發(fā)、學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)等全方位深度合作，構(gòu)筑“新工科”背景應(yīng)用型人才培養(yǎng)新模式，著力培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和國際視野的應(yīng)用型高級專門人才。同時(shí)，針對學(xué)生企業(yè)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，制定學(xué)生企業(yè)實(shí)踐管理制度、監(jiān)控辦法和考核標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施“雙導(dǎo)師制”，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)過程管理和質(zhì)量監(jiān)控，形成產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的運(yùn)行管理機(jī)制。近三年來，先后完成了15人次《工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用》《python程序設(shè)計(jì)》《人工智能與數(shù)據(jù)分析》等課程的雙師型教師企業(yè)培訓(xùn)；校企共同建設(shè)了“機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”和“智能物聯(lián)創(chuàng)新”等實(shí)驗(yàn)室，共同研發(fā)了實(shí)踐性、操作性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目20個(gè)；共同建設(shè)了《機(jī)器人控制與應(yīng)用編程》《現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與控制技術(shù)》《Solidworks 零基礎(chǔ)實(shí)用教程》《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》和《工業(yè)機(jī)器人控制和應(yīng)用》等線上課程，等等。

四、“新工科”專業(yè)建設(shè)的成效

我校電氣信息類各專業(yè)將“新工科”建設(shè)與工程教育專業(yè)認(rèn)證緊密結(jié)合，深入實(shí)施教育教學(xué)改革和專業(yè)建設(shè)，經(jīng)過五年的探索與實(shí)踐，取得了一定的成效。

(一)專業(yè)建設(shè)取得顯著成效

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，并被遴選為國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、吉林省特色高水平A類專業(yè)和吉林省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。電子信息工程專業(yè)遴選為吉林省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，并在吉林省高等學(xué)校本科專業(yè)綜合評價(jià)中被評為優(yōu)秀(進(jìn)入前20%)。自動(dòng)化專業(yè)、電子信息工程專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證申請被受理，并成為吉林省校企合作綜合改革實(shí)施專業(yè)。自動(dòng)化專業(yè)被遴選為學(xué)?！皩I(yè)改造升級”試點(diǎn)專業(yè)。建成吉林省一流課程2門、線上線下混合式“金課”2門、精品在線開放課程2門和課程思政學(xué)科育人示范課程1門。

(二)人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升

學(xué)生在各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽中，獲省級以上獎(jiǎng)勵(lì)191項(xiàng)，其中國家級一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)13項(xiàng)、三等獎(jiǎng)11項(xiàng)，省級一等獎(jiǎng)34項(xiàng)、二等獎(jiǎng)46項(xiàng)、三等獎(jiǎng)34項(xiàng)；在中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽中，獲得全國銀獎(jiǎng)1項(xiàng)、銅獎(jiǎng)1項(xiàng)，省級金獎(jiǎng)7項(xiàng)、銀獎(jiǎng)4項(xiàng)和銅獎(jiǎng)3項(xiàng)。

畢業(yè)生安心扎根基層，基礎(chǔ)扎實(shí)，實(shí)踐能力強(qiáng)，職業(yè)素質(zhì)好，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力，深受電力、冶金、建筑和信息等行業(yè)企業(yè)歡迎。相關(guān)行業(yè)企業(yè)十分認(rèn)可本專業(yè)畢業(yè)生，每年均主動(dòng)來校招聘。近年來，4個(gè)本科專業(yè)平均每年就業(yè)率均在95%以上，用人單位對畢業(yè)生滿意度達(dá)90%以上。