產教深度融合 協同探索面向新工科的創新人才培養模式
——以上海交通大學學生創新中心為例

仝月榮，陳江平，張執南，熊夏青，李翠超

（上海交通大學a.學生創新中心b.機械與動力工程學院，上海 200240）

0 引言

時代發展對工程教育人才培養提出了新的迫切需求，工程人才應具有全球視野、工程倫理意識、創新意識、合作意識、發展意識和服務意識，特別需要跨界創新能力。要求高等院校面向新工科構建創新教育新平臺對該類人才進行跨學科、跨行業、跨文化的“跨界培養”［1］。

以工程訓練為主要形式的工程實踐教育正面臨諸多新挑戰，如思想觀念桎梏、依附性發展邏輯固化、協同辦學機制缺失、組織與制度性障礙、師資工程實踐能力弱化等［2］，實踐課程內容更新緩慢，落后于產業技術的發展速度；實踐訓練的儀器和設備陳舊，與企業先進生產模式和制造技術存在不同程度的脫節；實踐教學環境封閉，缺乏開放共享的學生自主創新實踐條件和創新氛圍；實踐訓練教師隊伍知識結構老化，缺乏實際工程經驗。綜上所述，當前工程實踐教育模式與學科交叉、跨界培養、開放共享、新技術快速迭代更新、激發學生的創新興趣和創新潛質的需求有較大差距［3-4］。

產教融合是解決學校教育與業界真實場景脫節問題的有效途徑。目前產教融合已上升為國家戰略，探明“產教融合”的機理，開展“產教融合”的機制設計是當前高等教育改革的現實需求［5］。我校積極響應國家“大眾創業、萬眾創新”戰略，2016 年遴選成為首批全國雙創示范基地，將工程訓練中心轉型升級為學生創新中心。以創新為引領，著力拓展校企合作。圍繞機器人、智能制造、IT、無人機等新的技術方向與企業聯合共建創新實驗室，將企業前沿的技術和最優秀的工程師等資源以各種形式引進學校，帶入課堂。通過打造校企合作的“握手區”和新興學科的“試驗田”的形式，探索產教深度融合的長效機制，與企業協同探索面向新工科的創新人才培養新模式，充分發揮“產”和“教”的各自優勢，打造校企深度融合跨學科創新實踐平臺，推進構建互動互聯、共建共享的教育新生態。

1 面向新工科的校企協同創新人才培養模式構建

近年來，學生創新中心全面推進與產業的深度合作，與騰訊、華為、英特爾、霍尼韋爾、谷歌等70 余家企業建立合作關系，與九三學社、華為、騰訊、霍尼韋爾、英特爾等優秀科技企業簽署了人才培養協議，在辦學實踐中逐步形成以創新實驗室為平臺，共建多種進階課程群，產學研結合的重實踐、全方位、多層次的創新人才培養模式，如圖1 所示。

圖1 學生創新中心校企協同創新人才培養模式

在所構建的校企協同創新人才培養體系中，具備跨學科、多層次和融合型特征的創新平臺主要由面向新工科的智能制造、IT、無人機、機器人、生態環境以及創新設計等相關方向實驗室所組成。基于實驗室，以課程和競賽、科創團隊為抓手，校企聯合開展講座、訓練營、公開課、選修課、師資培訓、撰寫教材等活動，創造學生與“巨人”同行的機會，將企業的實際問題需求，引入到教學及學生創新項目中，讓學生了解企業的產業技術發展動態，參與新技術的研發過程；以新技術為牽引聯合開設多元化的進階創新課程群，以必修課模塊和共建輔修專業的形式進一步擴大學生受益面；以興趣為導向，將競賽作為課程的實踐環節，以課賽結合的形式，驅動學生創新創業；引入企業導師，以行業高標準共同開發師資認證課程，共同制定課程評價和質量保障機制。針對學生自主創新課題選題范圍狹窄、立意較低，和世界一流大學存在差距，為了解放學生思路，基于校企合作平臺，匯聚一批企業導師和優秀學者，與學子面對面、零距離互動交流，緊跟產業前沿，將企業的創新導向問題引入學生項目。校企合作共同設立本科生研究計劃（PRP）項目、校企大創課題和教育部產學研項目等，通過企業導師與校內導師的雙導師制，為參與課題的學生提供學術與工程的雙重指導［6-9］。

基于所建立的創新人才培養模式，堅持“引企入教”，深化產教融合，將高校的教學優勢、課程優勢與一流企業的技術優勢、行業優勢相結合，打造認知、課程、實踐、競賽、創新、創業等階梯式培養道路，層層遞進，讓學生零距離接觸前沿工程科技，了解產業發展技術需求，實現創新創業人才培養的目標。

2 上海交大-華為校企協同育人模式的構建與實踐

學生創新中心在成立初期就與華為聯合成立了“技術協同創新中心”，在物聯網、大數據、人工智能、網絡空間安全等領域展開全方位合作，旨在通過校企合力育人，為學生打通理論與應用之間的技術鴻溝，提升課程內容的前沿性，激發學生創新意識，聯合探索創新型ICT人才培養模式。

上海交大-華為創新人才培養模式是以人工智能新技術為牽引，聯合打造基礎實踐必修課程、人工智能公開課、物聯網金課、大數據訓練營等多種課程形式的進階課程群，形成完整的科技創新教育課程體系（見圖2）。以興趣為導向，將競賽作為課程教學的重要一環，舉辦華為物聯網競賽、無人車挑戰杯、創新大賽等一系列的競賽。以賽促學、以創促學，形成以新技術為依托，以進階課程群為主要形式，形成了課賽結合的重實踐、全方位、多角度的創新人才培養模式。

圖2 交大-華為校企合作創新人才培養模式

（1）聯合共建開放創新平臺，營造創新實踐生態。秉承“興趣驅動、自主實踐、重在過程”的原則，基于上海交大-華為模式，雙方聯合共建了技術協同創新中心、華為創新俱樂部、智能制造Fab-lab 和IT Fab-lab等開放創新平臺。各創新平臺引入華為新技術，通過共建課程，組織競賽等的循環聯動模式運行，服務不同層次、不同專業的學生群體，向各層次學生提供豐富多樣的科技競賽和緊貼前沿的企業課程，全面啟動人工智能全覆蓋計劃，將最前沿的技術在各創新平臺推廣，形成圍繞人工智能、大數據、物聯網、網絡安全等新技術為依托的創新氛圍和生態［10-11］。

（2）聯合打造多元化的進階課程群。上海交大-

華為模式以學校人才培養理念和目標為綱領，以華為實際案例為素材，結合華為的最新技術，與華為及教育部計算機教學指導委員會共同編寫物聯網實踐案例教材，聯合打造符合高校人才培養規律的課程模塊。課程采取線上線下結合、校內校外師資聯手，以學生實操作為主要形式，即學即用，培養學生的創新實踐綜合能力。

以物聯網課程為例，前期以企業公開課的形式在校內外測試，多輪次測試之后開設學分選修課程，在課程體系較完整的基礎上精心打磨成相關模塊嵌入必修課程，最終將成熟的課程模塊融入量大面廣的基礎實踐課程并進行推廣，實現新技術模塊課程面向工程類本科生的全覆蓋。完成了從公開課、訓練營、講座-選修課-必修課-量大面廣基礎實踐課程的進階式課程打造。形成圍繞最前沿新技術的進階課程群。同時，開展物聯網師資認證培訓活動，提升教師的業務、技術水平，帶動校內師資無限接近企業最真實的應用場景，縮短校內外差距。

（3）課賽結合，實現以賽促學，以賽促教。依托校企雙方優勢，學生創新中心與華為開展了多項創新大賽，將競賽作為課程教學的重要一環，以課賽結合的模式，以賽促學，激發學生的創新熱情和潛能，使得教師在與企業工程師的合作中獲得能力提升。

以無人駕駛項目為例，學生創新中心與華為共同舉辦了首屆普及30 多所高校的無人車挑戰賽，開設了無人駕駛算法開發、無人駕駛環境感知、華為無人車競賽培訓、華為網絡安全以及華為云ModalArts實戰營等一系列校企合作選修課程及公開課。學生將課程所學投入到無人車技能的提升中，進行深度學習算法模擬實際場景的識別和控制等應用，將知識轉化為比賽的核心競爭力，培養了學生團隊合作、直面挫折和挑戰、善于應對和解決復雜問題的能力。同時，智能制造Fab-lab 運用華為云技術與華為工程師聯合研發了自動駕駛無人小車，現已作為課程、競賽、項目開發和科學研究的學習教具，已推廣到其他兄弟院校使用。

（4）示范輻射兄弟院校，實現優質資源共享。上海交大-華為模式為長三角研究型大學聯盟的華東5校開設大數據創新訓練營，該訓練營為期1 周，采取線上線下結合模式，提供豐富的實際工程應用案例和基于云平臺的實踐項目。該訓練營共4 個技術方向，分別是人工智能、大數據、物聯網和網絡空間安全，通過創新的課程設計，深入的ICT 實踐項目，將闖關賽、攻防對抗賽、創新項目比拼、翻轉課堂等最新教學方法融入其中，以創新項目演講、華為認證考試、專家組評審與答辯等考核辦法，培養了學生解決實際工程問題能力和團隊合作精神。

（5）校企協同培育新工科師資隊伍。基于上海交大-華為模式，通過外引內育，目前近10 位華為優秀工程師、架構師組成的授課團隊成作為學生創新中心師資隊伍的一部分，配合學校創新人才培養需求開設課程、組織競賽和活動等，推動華為包括AI 在內相關課程的全覆蓋計劃，為學生揭開AI神秘面紗的同時也為基礎學科的教師打開了基礎學科與AI 交叉融合的一扇窗，為基礎學科注入新生機；另外，結合華為物聯網、AI、網絡安全等一系列成熟的師資認證課程，面向校內外開設師資培訓班，系統培訓教師的業務能力、技術水平；學校充分利用企業工程師開設學期選修課的契機，一方面采用師生同堂的形式面向全校本科生和基礎學科師資開設人工智能公開課，另一方面安排校內教師一對一全程配合跟聽企業課程，制定企業跟課制度，明確校內教師的工作目標和內容，逐漸將企業課程吸收內化為校內精品課程。通過產教融合，逐漸形成一支面向新工科發展需要，緊跟業界前沿技術，掌握業界真實場景的校內外人員組成的教師隊伍［12-13］。

上海交大-華為創新人才培養模式是由點及面的層次化進階發展的培養模式，全方位地普及人工智能教育，并通過共建共享教學基地項目，將優勢資源輻射到了其他高校。交大-華為人才培養模式不僅在上海交大校內取得了良好的效果，還在哈爾濱工業大學、天津大學等高校復制推廣，獲得了多所高校的積極反響。

3 校企協同培養創新人才培養模式的實施成效

學生創新中心3 年來與騰訊、華為、英特爾、霍尼韋爾、谷歌等在內的70 余家優秀科技類企業（見圖3）建立了合作關系，建設了華為、騰訊、霍尼韋爾及南科創等7 家聯合創新中心。并依托企業資源，共建了包括智能制造Fab-lab、IT Fab-lab、無人機Fab-lab、機器人Fab-lab、Eco-Tech 創新中心5 個創新實驗室。開設了涵蓋工學、理學、醫學的100 余門校企選修課，涉及人工智能、大數據、無人機、機器人、無人駕駛、云計算，創意設計、虛擬現實等前沿技術方向；組織各類以新技術為牽引的講座和公開課80 余次（見圖4）。以開設師資認證課程和共建共享教學基地項目形式，將受益群體從校內輻射到其他高校，從學生群體輻射到教師群體，受到師生的熱烈歡迎和肯定。

圖3 學生創新中心部分校企合作課程建設情況

圖4 2019 年度學生創新中心校企聯合培養創新人才的實施成效

產教深度融合的創新人才培養模式，必須堅持以產業需求引領人才培養方向，將企業課題引入科創項目中，在大學生創新實踐計劃中設立企業課題。2018—2019 年執行大學生創新實踐計劃校企創新項目18 項，收集第三期校企創新項目命題28 項，截至2018 年累計結題25 項；引導學生通過華為、NI等企業技術認證近100 人次；通過產教深度融合校企協同育人創新人才培養模式，涌現出了一大批創新應用項目。

4 結語

學生創新中心攜手產業界共同探索面向新工科的創新人才培養模式，構建了包括創新平臺、進階課程和多模態產學研合作內容的協同創新人才培養體系，并以上海交大-華為合作模式為例成功實踐了所構建的培養體系。通過產教深度融合，學生創新中心在創新實踐教育方面取得了長足的進步，包括有效地提高了實踐教學水平，提升了課程內容的前瞻性，培養了學生解決工程實際問題的能力，支撐學生在國際高水平競賽中取得優良成績，提高了學生的創新實踐能力，是工程實踐教育與產業界深度融合的有益探索。

產教深度融合的有效運行有賴于良好的政策環境和合作的長效機制。如何構建互動互聯、共建共享的教育生態鏈是未來產教融合的著力點。高校可以結合自身的學科特色探索校企合作模式，構建接近產業真實情景的基礎設施和教學環境，推進層次化進階發展的課程體系及多元化課程模式，推動課賽結合實踐教學模式，積極探索與企業、政府及社會組織的多渠道合作模式，激發各方產教融合的積極性和創新活力，鞏固資源共享、協同互助的合力育人模式，持續深化產教合作機制，從而提升產教融合的深度與廣度，助力新工科、新農科、新醫科、新文科的引領發展，為社會培育卓越“四新”人才［14-15］。