電子信息類新工科人才校企協同培養與實踐

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盟《華盛頓協議》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的《高等學校人工智能創新行動計劃》《中國工程院關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃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”“互聯網+”等重大強國戰略，對電子信息類專業人才的培養提出了更高的要求。[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結合新工科建設的要求，積極開展了校企協同育人的探索和實踐，對人才培養模式進行了改造和升級，取得了較好的效果。

一、電子信息類專業人才培養現狀

(一)人才需求大，學科布點密

21世紀IT行業成為了新興產業的中流砥柱。[8]隨著人工智能、大數據、互聯網+等一系列國家重大戰略的出臺，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、自主創新能力強的電子信息類人才。根據有關數據統計，到2020年，新一代信息技術產業人才缺口將達到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，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、物聯網工程等電子信息類專業，并且招生規模還在擴大。

(二)理論多實踐少，學生缺乏崗位職業能力

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的畢業生卻找不到合適的工作。[10]究其原因，是因為很多高校培養的人才與社會需求不適應，學生不具備相應崗位職業能力。很多高校在課程體系設置上還是以理論課為主，實踐環節的比例不高。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

校企合作是培養應用型人才的重要途徑。2018年教育部印發《新時代高教40條》，明確指出要推進校企深度融合，加快發展新工科，構建全方位全過程深融合的協同育人新機制。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。很多高校與企業合作呈現出短、平、快的特點，校企合作的持續性不夠。[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合二為一，這樣企業就能縮短員工的試用期，節約成本。另一方面，由于學生的就業觀、職業認同感、眼高手低等各種原因，往往實習結束學生就離開了企業，這就要求學校在就業指導、校企協同育人、校企合作制度方面進行建設和規范，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，大力促進了高校科研和綜合實力的提升，為高校的發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，沒有在企業工作的經歷，不具備行業工程背景，缺乏真實項目的實戰經驗。[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工程師又難以到校任教。因此，高校教師企業經歷的缺乏一定程度上影響了新工科人才的培養。

二、校企協同構建人才培養體系

應用型人才的培養，校企雙方都是主體，校企育人“雙重主體”作用應得到充分發揮。校企雙方應協同制定電子信息類人才培養目標，規范專業能力要求，設置新的人才培養體系，全程參與育人過程，以提高學生工程實踐能力，讓學生滿足企業的用人需求，解決了企業用人的“0試用期”問題，實現學生、企業和學校“三贏”。筆者所在學校以市場和企業需求為導向，以崗位職業能力為驅動，以校企協同為抓手，構建了新工科電子信息類專業“345”人才培養模式，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模式由“3”體系+“4”模塊構成，具體如圖2所示。“3”體系指的是理論教學體系、實踐教學體系和人才培養質量監控體系。理論教學體系和實踐教學體系以各個專業的人才技能為主線，以新工科人才培養為目標，以市場和企業需求為導向來科學構建和設置課程。以筆者所在學校為例，電子信息工程專業培養嵌入式系統開發人才，通信工程專業培養移動通信系統開發人才，電子信息科學與技術專業培養智能汽車電子系統開發人才。人才培養質量監控體系負責對電子信息類人才的培養過程進行實時、動態監督，并根據人才培養目標的達成度進行評價和反饋，形成人才培養質量的閉環控制。“4”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，并通過人才培養質量監控體系進行監控和反饋。

圖2 電子信息類專業人才培養模式(以電子信息工程專業為例)

(二)“5”平臺

實踐能力的培養是應用型人才培養的關鍵。高校應圍繞崗位職業能力這一要求，從實驗課、課程設計，到實習實訓、畢業設計等全過程搭建校企協同育人的實踐教學平臺，讓企業全程參與育人環節，校企共同謀劃專業發展，共同建設專業，共同培養人才。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新創業實踐教學等“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、競賽及創新創業等載體支撐，逐步培養學生的工程實踐能力、創新創業能力和創新精神。從底層的通識性實踐教學平臺開始，逐層遞進，到頂端的創新創業實踐教學平臺，構成一個正“△”的高級應用型人才實踐能力培養模型。學生通過實踐教學平臺的鍛煉，逐步具備“熟悉行業→基本系統設計→簡單系統設計→行業基本工程項目開發→行業復雜工程項目開發”等崗位技能，職業技能逐漸豐富，形成一個倒“▽”職業能力模型。“五個實踐平臺”的構建，實現了人才培養與企業需求的無縫對接。

三、校企協同培養人才

(一)以新工科為要求，設置人才培養目標

相對于傳統的工科人才，未來新興產業和新經濟需要的是工程實踐能力強、創新能力強、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上學業精深，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展出現的問題，對未來技術和產業起到引領作用。此外，新工科人才不僅在技術上優秀，還應具備良好的人文素質。企業一直處于第一線，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，電子信息類專業在設置人才培養目標時必須與IT知名企業進行深度協同，以市場和企業需求為導向，注重學科交叉和職業素質培養，通過多次調研和研討，雙方協同制定人才培養目標，培養能夠解決電子信息類行業復雜問題的復合型、應用型人才。

(二)以產出為導向，優化專業課程體系

確定人才培養體系框架和崗位職業能力目標后，需要對具體的課程體系進行設置和優化。在設置過程中，應貫徹工程教育專業認證的核心理念，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為例，要從事嵌入式項目開發工作，就必須掌握嵌入式系統開發技術，據此倒推出需要設置嵌入式操作系統和嵌入式系統技術與應用兩門課程。要掌握嵌入式系統開發技術，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，構建跨學科的專業課程群，培養復合型人才。

圖4 OBE課程設置(以電子信息工程專業為例)

(三)以學生為中心，開展“混合式”教學

校企雙方應協同開展理論教學。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。總之，應打破傳統的教學方式，充分利用互聯網+技術實施多種形式的“混合式”教學，以激發學生的學習興趣，提高學習效果。

(四)以能力為核心，培養企業“準員工”

實踐教學是培養應用型人才的最關鍵環節。校企雙方在實踐教學實施過程中，應以學生的崗位職業能力為核心，把學生按照企業的“準員工”來培養。對于校內實踐教學環節，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為依托來設置；校內實習可以通過創客、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。校外實踐教學環節以企業教師為主，主要在企業完成。企業實習，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產生感情，對工作產生興趣，愿意留在實習企業工作，成為企業的真正員工。這既實現了企業用人的“0試用期”，又解決了學生的工作問題，學生畢業即就業，同時學校也達成了人才培養目標，實現了學生、企業和高校的“三贏”。

隨著新工科建設步伐的不斷加快，各高校都已陸續開展新工科的建設和研究工作。校企協同是新工科背景下應用型人才培養的必然途徑。新工科人才的培養，應以市場和企業需求為導向制定人才培養目標，以崗位職業能力為驅動構建培養體系，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以此為要求構建了“345”人才培養模式，校企協同全程參與育人過程，通過實施“混合式”教學，培養“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異成績，畢業生廣受用人單位歡迎。