基于復雜適應系統的卓越工程師多主體培養關系協同全過程耦合機制研究

孔凡校 葉燕帥 張成濤

（廣西科技大學機械與汽車工程學院,廣西 柳州 545006）

1 卓越工程師教育培養計劃概述

工業技術和信息化的迅猛發展急需大批卓越工程技術人才，世界上大多數國家已經把高端工程技術人才及其創新能力的培養提升到戰略高度。我國堅持以新型工業化道路和戰略性新興產業發展為核心，先后發布了《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》和《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》等一系列文件及配套實施措施[1-3]，著力實施卓越工程師教育培養計劃1.0和2.0。在教育部、中國工程院、高校及行業、企業的大力支持和推進下，卓越工程師教育培養計劃的實施，培養了一大批適應新工科專業技術發展要求的創新型工程技術人才，有力地支撐著新型工業化和創新型國家戰略，促進了多主體共建產業學院和未來技術學院的特色發展，涌現了一大批具有中國特色的工程教育認證專業[4-5]。然而，卓越工程師教育培養計劃實施過程中仍然存在一些突出問題亟待解決：（1）參與卓越工程師教育培養計劃的企業、高校、政府部門、學生等多主體目標的差異性及其協調機制的構建和研究尚不成熟；（2）多主體共建協同育人的培養體系及其制度保障措施有待進一步優化；（3）基于專業特色的卓越工程師培養效果及其評價機制有待完備。這些問題突出反映在多主體培養卓越工程師過程中的關系協同矛盾上，因此如何建立適應多主體復雜適應系統的關系協同模式和機制，是當前卓越工程師教育培養計劃優化和創新發展的關鍵點[6-8]。

基于此，本文致力于對適應多主體關系協同模式的復雜適應系統理論和資源優勢互補理論的分析，結合高校、企業、政府部門、行業企業和卓越人才自身在培養過程中協同要素的探索，通過對各參與主體的協同關系和生成維度的剖析，以及卓越工程師在培養全過程的關系耦合研究，嘗試建立深度融合、利益協同、資源優勢互補的多主體復雜適應系統關系協同全過程耦合機制。

2 復雜適應系統與資源優勢互補理論

根據卓越工程師教育培養計劃的組織實施原則，需要高等學校、企業、政府部門和行業協會按照各自的功能和職責，充分發揮各自的資源和能力優勢開展合作，協同培養工程技術人才。再考慮到作為培養對象的卓越人才，即學生自身，卓越工程師教育培養計劃所涉培養體系是多元主體參與的復雜系統。由于各主體在利益訴求、資源優勢、角色定位等方面的差異，導致其在卓越工程師培養過程中的異質特征，因而傳統的系統和方法難以準確反映各主體在協同育人培養體系中的本質屬性。

2.1 復雜適應系統理論

美國Santa Fe研究所的John Holland教授提出的復雜適應系統理論（Complex Adaptive System，CAS）把系統演化的驅動力歸功于系統內部相關構成主體的相互作用，著眼于研究系統的內在要素及其相互作用，基于對客觀對象描述基礎上的成因及其演化歷程分析[9]。

2.1.1 理論核心

復雜適應系統的核心在于把系統的參與主體成員看成具有主動適應能力的交互主體，強調主體在系統內部持續交互過程中的主觀能動性和持續進化性，能夠在不斷地交流、學習和經驗積累的基礎上，通過自我激勵實現自身結構和行為方式的演變和進化。CAS理論認為構成系統的主體都是活躍的、動態的、適應性的個體，主體通過其主動性以及其與系統環境的持續、反復的交互作用不斷改變自身以及周邊環境，成為所構成系統持續發展和進化的基本驅動力，亦即其理論的核心思想——適應性產生復雜性。

2.1.2 特征要素

CAS理論把復雜適應系統作為一個由系統規則描述的具有交互作用的自適應主體組成的動態演變和進化系統。系統的構成主體在持續學習、演變和進化過程中，不斷地改變自己的規則、結構和行為，適應環境變化。這種系統的演變和進化包括所衍生新層次的產生、分化和多樣性呈現，以及聚合而成的新主體的涌現。復雜適應系統中任何一個特定的適應主體都處于系統中其他適應性主體所構成的特定環境條件之中，該主體與環境的相互作用通常都遵循刺激-反應模型，即任何主體在系統及其環境中的所有努力都是為了更好地適應其他適應性主體及其所構成的系統，這一主動適應性特征是CAS理論復雜動態模式的基礎。盡管不同復雜適應系統會因其所處領域和環境的不同而有各自的獨有特征，但大體都呈現出一些共有的基本特征：（1）由多個適應性主體所構成。主體自身有其目的性、活躍性和主動性，能夠自動調整自我狀態并與其他主體合作、競爭、共存和延續自我利益，這種適應性特征促進了系統的演變和進化，也導致了系統的復雜性。（2）多主體的協同演化和發展。各主體的演化和發展不是孤立的行為，而是在系統內外部因素的交互作用下相互合作、競爭、協同演化和發展，這種協同性是復雜適應系統得以延續的重要驅動力量。（3）趨向混沌邊緣。多個適應性主體從有利于自我存續和發展需求出發，在與其他主體合作過程中主動調整自己的區界，使整個系統在協同演化和發展過程中向混沌的邊緣發展。（4）新生事物、結構或模式的多層次涌現。復雜適應系統及其適應性主體在其規則框架范圍內的演變和發展會不斷產生新的事物，發展新的結構和模式，這些新事物、結構和模式始終處于動態發展和層次疊進變化之中，即在簡單事物、結構和模式涌現的基礎上再生成更高組織層次的涌現。

2.1.3 基本特性

CAS理論基于適應性主體提出復雜適應系統模型的七個基本特性，并將其歸結為聚集、非線性、流、多樣性四個通用特性和標志、內部模型、積木三個有關個體與環境交流機制的概念。

（1）通用特性。聚集，包括兩個方面的含義：一是相似主體的聚集成類及其相互作用，這是適應性主體聚集的基礎條件；二是簡單主體聚集和交互作用涌現出新類型、更高層次主體的演化與發展，這是聚集產生的涌現后果。非線性，指的是適應性主體及其屬性的演化和發展是一種各主體相互作用、相互影響、相互糾纏的主動適應性關系，而非簡單、線性的被動因果關系。流，包括適應性主體與其他主體和環境之間的物質流、能量流、信息流等信息交換，可以是單向、雙向流，也可以是網絡流，是復雜適應系統信息和資源共享的促進劑。多樣性，是復雜適應系統及其適應性個體動態演化和發展的結果，也是適應性主體與主體之間、層次之間及其與環境之間非線性耦合關系穩定性的保障。

（2）其他要素。標志，是復雜適應系統理論中為了聚集和區界生成而存在的機制，能夠促進適應性主體與環境之間選擇性交互作用的識別與選擇。內部模型，指適應性主體在接收輸入時，選擇相應模式去響應并最終凝固為特定功能的機制及其結構。積木，也可以稱之為模塊化，即將某一層次的多樣性個體的內容、規律和結構等作為一個內部模型進行封裝，將這種封裝后的模塊作為一個積木單元，忽略該積木內部的具體細節，著重研究該積木與其他層次積木之間的交互作用、相互影響和協同關系。

2.2 資源優勢互補理論

卓越工程師教育培養計劃的參與主體在協同培養過程中，總是存在主體與其他主體和環境的各種資源的共享和交換，因此如何更大限度發揮資源優勢的互補和倍增，滿足相互的資源需求是項目實施的關鍵。Milgrom等于1990年提出資源互補性理論，認為一種孤立資源發揮的效益有限，而當這種資源與其他資源相互交換和配合時，才能發揮更大的效益。很多學者基于組織間關系及資源交互特性提出了多種資源優勢互補理論，其中比較典型的有基于市場結構的資源基礎理論（Resource-Based View，RBV）以及由其所衍生的基于市場結構的資源優勢互補理論和基于系統網絡關系的資源優勢互補理論。

3 卓越工程師教育培養計劃的復雜性及多主體協同機制的維度

3.1 卓越工程師教育培養計劃的復雜性

卓越工程師教育培養計劃是一個多主體參與的復雜系統，表現在多主體性、組織復雜性、利益訴求多元性、 動態發展性、多層次性、偶然性等方面，如圖1所示。

圖1 卓越工程師教育培養計劃復雜性的表現

3.2 多主體關系協同機制及其生成維度

從傳統觀點來說，高等教育的本質是科學知識和文化的傳承、批判、創新、選擇與發展，企業則是以盈利為根本目的，從事有關產品或服務的生產經營活動，服務社會需求的經濟組織。高校和企業存在的意義不同而又可以相互補充，創新型國家和新型工業化需要大批創新能力強、適應社會經濟發展需求的高質量工程技術人才，卓越工程師教育培養計劃順應這一歷史潮流，構建從高校到企業的校企合作、協同育人培養機制。對這一培養體系來說，協同的結果在于各方收益，實現整體效益之和大于各主體部分收益簡單加和的效果。而對各參與主體來說，其核心在于突破各自的原有邊界，實行多方共享、分工協作的深度參與聯合培養模式。

關系協同機制不僅包括各方主體的彼此協調、彼此信任和共同愿景等軟件要素，還包括構成協同體系的組織機構、信息平臺和運行條件等硬件要素。李成龍等從信息、知識交換與互動的系統耦合理論出發，提出產學研創新平臺關系協同系統的物理系統耦合、知識系統耦合、管理系統耦合和文化價值耦合四個生成維度[10]。張立等考慮到培養全過程的多元主體合作與協同問題，增加培養過程耦合，建立了五維度耦合系統[11]。然而，卓越工程師的培養不僅僅在于參與主體的物理和價值體系耦合，還必須考慮主體各方基于系統整體或自身利益角度的關鍵決策和利益訴求。另外，大多數學者進行卓越工程師培養體系研究和實踐過程中，極少考慮作為被培養對象的卓越工程師本人，即學生自身，作為培養體系中的最深度參與者，卻往往是被忽視的對象。與企業生產的產品和服務不同的是，卓越工程師培養對象是人，是具有強烈自我意識和思想的群體，其自身的目的、利益訴求、主觀能動性和參與培養的意愿程度才是卓越工程師教育培養計劃實施的最核心要素。因此，本文在進行卓越工程師培養的校企合作關系協同機制構建時，提出高校、企業、政府部門、行業、培養對象五主體深度參與的關系協同機制及其耦合。

3.3 全過程耦合的卓越工程師培養關系協同機制

關系協同的實質在于通過系統內各組織和流程的有效溝通協調實現系統內知識、信息、物質流的無黏滯共享和流通，充分發揮各主體的資源優勢，保障系統在協同創新條件下的長期、高效、持續和穩定運行。

3.3.1 組織機構與信息平臺耦合

卓越工程師教育培養計劃是在政府有關部門和行業協會的共同指導下，由高校和企業聯合進行卓越人才培養的項目。高校作為卓越人才培養的主陣地，系統的主要機構應在各方協同的基礎上成立專門的項目管理和培養辦公室，總體協調管理各方的職責和功能。各主體內部根據職責和功能，充分發揮自身資源優勢，成立相應的專門機構，以協調卓越工程師培養的具體事宜。由于各主體在組織機構和實體屬性上的顯著差別，為了提高協作效率，還應建立專屬的信息交流協作與資源共享平臺。卓越工程師教育培養計劃組織機構和信息平臺耦合關系如圖2所示。

圖2 組織機構和信息平臺耦合關系

3.3.2 培養過程耦合

卓越工程師教育培養計劃實施過程中，需要各參與主體發揮自身資源優勢，按照各自的角色、定位和職責共同履行協同關系。根據任務的性質，可以將卓越工程師協同培養的過程分為協作準備、培養實施、質量反饋、持續發展和過程控制五個階段，其中過程控制階段為全培養過程的動態調整與控制。各階段在培養全流程中相互依存、有機銜接，具體流程如圖3所示。

圖3 培養過程耦合關系

高校與企業、行業協會：負責卓越工程師培養的多方主體協作準備、培養項目實施、培養質量的評價與反饋，根據培養執行過程中存在的問題和經驗進行總結，推進卓越工程師教育培養計劃的持續、穩定、高效發展。

政府部門：重點在于全培養過程的指導監控和培養目標、計劃和政策的動態調整與質量控制。

3.3.3 知識體系耦合

卓越工程師培養知識體系與傳統校企合作的顯著區別在于全過程知識體系的深度貫通化耦合，即多主體在資源知識充分共享和協調融合的基礎上，以卓越工程師人才為知識流動媒介，在培養目標、培養知識、課程體系、實訓實踐和創新發展等方面堅持高校與企業的深度合作，突出創新型工程技術人才培養的技術知識與職業能力貫通培養的本質特色，而避免流轉于傳統的以高校為主體、企業實訓實踐為輔助的校企合作模式。與傳統工程技術人才培養相比，卓越工程師培養知識體系的耦合主要涉及以下要素，圖4所示。

圖4 知識體系耦合要素構成

培養目標：多主體共同愿景的終極體現，在充分滿足各主體意愿的基礎上，聯合培養適應創新型國家和新型工業化發展需要的本行業和企業高級工程技術人才。

知識與課程體系：需要打破傳統的高校育人模式和組織壁壘，建立企業、高校和行業協會協同的開放性產業學院、特色專業和知識與課程體系，摒棄原有的以學術和理論研究為主的學科制知識與課程體系，建立服務企業生產、跨學科知識與課程、注重知識流動與應用的職業能力與知識培養體系。

實訓實踐：改變原有的“理論教學—課程實踐—生產實訓”的理論與實踐脫節的教學模式，強調知識學習、掌握、運用相結合的“理論+實踐/實訓”一體化學習模式，把學習的主戰場從教室轉移到實訓室和生產車間。

職業能力與創新：卓越工程師人才的培養，不是以單一學科知識為體系的學術型人才的培養，而是突出強調創新型國家和新型工業化所需要的高質量工程技術人才的培養，其重點在于工程技術人才的職業能力培養和創新能力的發展。

3.3.4 運行系統耦合

傳統工程技術人才培養管理運行系統耦合度不高，各組織和內容相互脫節，而卓越工程師協同培養需要構建多主體深度參與培養的全過程耦合培養管理運行體系，其主要建構如圖5所示。

圖5 運行系統耦合建構

管理組織：多主體復雜適應系統持續、穩定、有效運行的核心在于各主體間基于各自資源條件和功能要求通過協商所達成的統一管理機構和組織結構，該機構應隸屬于多主體構成的卓越工程師培養系統，而并非高校或企業的單獨機構，因此需要形成多元組織管理架構的管理組織及協同機制。

導師管理：摒棄原有的高校理論課教師、實習指導老師和企業實習導師的傳統導師結構，突破原有的高校和企業組織邊界，組建多主體共聘的校企教學、實踐、實訓一體化雙導師體制，在導師的評聘上弱化單一學科知識、強化工程技術人才職業能力綜合素質的要求，減少各教學環節的知識界限和節點，實現學習、實踐、實訓和生產環節的貫通式教學模式。

過程控制：強調卓越工程師培養過程中知識流、信息流、物質流等資源配置過程的協同與耦合，充分發揮資源共享的效益倍增效應，實現高質量工程技術人才培養的全流程耦合。

質量評價：卓越工程師多主體共同參與的協同特征，必須突破原有的在高校中進行課程評價、在企業中進行實訓評價的階段式單主體質量評價模式，要在培養體系、課程體系、導師管理等全過程耦合的基礎上，發揮多元主體相互監督、相互促進的功能，建立多主體聯動的一體化質量評價與監控體系。

3.3.5 價值體系耦合

以高校和企業為核心的多主體組織，在卓越工程師培養過程中，面臨各自組織戰略、育人理念、文化價值和社會責任感等方面的耦合，表現在各主體在卓越工程師教育培養計劃中合作愿景的協同。然而，不同主體在這些方面的合作愿景有所差異，因此構筑這些合作主體之間的價值體系耦合是多主體復雜適應系統的多主體實質性協同合作的重要保障，如圖6。

圖6 價值體系耦合

3.3.6 決策與利益協同耦合

作為卓越工程師教育培養計劃中各方資源與利益的交匯點，只有基于多主體的資源優勢，實現核心競爭力的融合與互補，才能達到合作共贏的根本目的。合作各方的利益不僅涉及培養經費、國家補貼、科研收入、知識成果收益等顯性的物質收益，還包括知識產權歸屬、論文著作、社會聲望等隱性的非物質收益。各主體在利益分屬過程中應遵循平等公正、互惠互利、協商一致、風險共擔、集體決策的原則，根據參與主體的綜合投入度量產出分配，實現參與主體的利益協同和動態調整，達到整體利益最大化的目標。