專業群背景下新工科專業產教融合協同育人模式的探索
——以北京聯合大學機器人工程專業為例＊

2022-06-13 07:53:48商新娜季紅益鄔洪邁李克鴻金曉明夏齊霄

科技與創新 2022年11期

商新娜，季紅益，鄔洪邁，李克鴻，金曉明，夏齊霄

（北京聯合大學機器人學院，北京100101）

在以智能制造為代表的全球工業4.0時代和中國“中國制造2025”的重大戰略發展中，新工科也得到了快速發展，這是高等教育為適應和服務這場科技革命所提出的教育改革方案。新工科以新技術、新產業、新業態和新模式為特征[1]，核心內容是新理念、新結構、新模式、新質量、新體系[2]。教育部在《新工科研究與實踐項目指南》中提出“深化工程教育改革、樹立創新型工程教育理念，提升學生工程創新創造能力，推進科教結合、產學融合、校企合作”，產教融合對于促進教育鏈、人才鏈與產業鏈、創新鏈有機銜接，在人才培養目標制定、師資隊伍建設、資源配置協同等方面都發揮著重要作用，是培養新時代復合型新工科人才的有效途徑。產教融合協同育人是一項系統工程，需要學校和企業的協同與配合，也需要政府相關部門的支持，并結合學校和專業自身特點，構建深入融合的育人機制。

機器人技術是前沿交叉學科，機器人的研發、制造和應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志，在中國機器人領域人才缺口問題日益凸顯，因此教育部從2016開始創建機器人工程專業，到2021年全國已經有302所高校獲批建設機器人工程專業[3]。北京聯合大學作為地方應用型大學，抓住新時期教育改革機遇，以服務首都發展建設為宗旨，依托辦學基礎和創新理念，近年來成功申辦了如機器人工程、數據科學與大數據、物聯網工程、網絡安全等多個新工科專業，并展開了圍繞新工科專業建設的多元協同育人教育教學改革和創新。本文以機器人工程專業為例，介紹了對新工科專業產教融合協同育人模式的探索和實踐。

1 新工科專業產教融合協同育人面臨的問題

產學合作理念在國內外已發展多年，在很多傳統行業專業內也取得了不少實踐經驗[4-6]，這些經驗對建設新工科專業有很好的借鑒作用，但是新工科專業建設起點高、發展快、學科交叉融合，進行產學合作時面臨一些新的挑戰。

新工科專業和傳統專業的人才培養模式不同，導致傳統專業的很多產學合作經驗不能被直接套用，需要根據新工科專業建設特點，摸索更有效的機制。傳統本科專業大都是面向社會的一個行業或者一個領域的人才需求，社會需求和變化幅度相對較小，面向的行業企業也相對穩定，而新工科專業是多學科交叉融合、結合以互聯網+和工業智能等核心技術的新專業，面向的社會行業多，企業發展變化快、創新要求高、人才缺口大。而新工科專業建設大都處于起步階段，人才輸入滯后，勢必不能按照傳統專業相對固定和逐步開展的產學合作模式，而需要將專業建設發展、人才培養與產教融合協同育人工作同步開展，在互促互進中不斷完善。

創新觀念、協同育人的觀念和模式還不是很成熟。產教協同培養新工科專業本科人才方面目前沒有成熟的模式，現有的合作方式還存在較大不足，如協同辦學機制不健全，資源得不到充分利用，容易出現共同利益盲區；缺少創新意識，人才培養供需錯位和服務能力弱化，發展能力匱乏；合作企業大都是高新產業企業，運行機制靈活、效率高，與高校的行政管理和發展節奏有些不對應，導致合作推進緩慢、缺乏時效性。

鑒于新工科專業產學合作育人對高校和企業都具有挑戰性，政府主導推動了教育部“產學合作協同育人項目”“卓越工程師培養計劃”等，這些項目發揮了企業和高校的積極性，在打造多主體協同育人、產教融合等模式上起到了鼓勵和推動作用。但是各高校根據自身新工科專業特點采用產學合作協同育人模式還值得深入研究和探討。

2 基于專業群采用新工科專業產教融合協同育人模式

2.1 專業群是建設新工科專業的基礎

新工科專業面向前沿技術領域建設和發展，需要有先進的理念指引和快速健康發展的基礎。北京聯合大學于2016年成立機器人學院，中國人工智能學會榮譽理事長、中國工程院院士李德毅擔任院長，李院士提出培養懂得集成、管理機器人的人才，跨界滲透和跨界創新誕生的智能機器人教育，是中國教育改革抓住時代機遇的一個亮點。學院圍繞機器人和人工智能技術將機械工程、自動化、軟件工程、電子信息工程、汽車工程等專業整合協同發展，建立“科研任務帶動人才培養”的育人模式，以輪式機器人和服務機器人為載體，開展科學研究和人才培養。北京聯合大學機器人學院還擁有“軟件工程”國家一級學科碩士學位授權點、北京市信息服務工程重點實驗室、北京市智能機械創新設計服務工程技術研究中心、國家級服務外包人才培養模式創新實驗區。密切相關的專業群和良好的科研團隊，都為機器人工程專業的申報和建設奠定了寬厚的基礎和廣闊的發展空間，同時，機器人工程專業的建設和發展也自然融入學院專業群的協同發展中，學院各專業都圍繞新工科建設不斷創新理念、提升人才培養質量，如圖1所示。

圖1 機器人學院機器人相關專業群共同支撐發展新工科專業

2.2 基于專業群和產教融合構建協同育人模式與實施

2.2.1 基于專業群和產教融合構建協同育人模式

產教融合協同育人是新工科專業和相關行業企業發展的共同的迫切需求，需要多方主體力量共同參與，企業、高校、政府、教師和學生是協同育人過程的重要參與者，從校內到校外，都是新工科人才培養的重要陣地。機器人工程專業基于OBE理念和新工科專業建設思想，構建人才培養方案和課程體系。在專業建設過程中，充分依托專業群和行業企業開展產教融合協同育人。在校內校外逐步開展了建設院級實踐教學中心、培育雙師型教師、開展學科前沿系列講座、建設校外實踐基地、開展校企創新創業實踐項目、企業和校內導師共同執導學生參加學科和行業競賽、申報建設教育部產教協同育人項目等活動，形成了依托專業群建設新工科專業協同育人的新模式，如圖2所示。

圖2 產教融合協同育人模式

2.2.2 協同育人模式的實施

依托專業群，機器人工程專業中涉及機械、自動化、軟件等專業相關的課程，由學院統籌協調，各專業互相支持師資和實驗室，學院成立了實踐教學中心，將所有專業的實驗室和實踐基地進行整合管理和規劃發展，提升了實踐環境的利用效率，避免了設備資源重復購置造成的浪費。依托專業群現有的校外實踐基地，機器人工程專業學生盡可能多得與行業企業接觸。

在這個基礎上，機器人工程專業結合自身發展需要，積極與行業企業接觸洽談，先后與鋼鐵俠科技有限公司、一維弦科技有限公司、珞石科技有限公司等多家行業企業開展合作辦學。

共同制定實踐教學平臺模式和共建實驗室：新工科專業培養的是行業企業急需的人才，因此，人才培養方案的制定應充分考慮行業企業專家的意見，將產業實踐經驗和行業發展趨勢融入培養方案中，共同構建多方協同育人的實踐平臺和實驗室，提供多維學習空間。近年來，機器人工程專業建設了機器人信息融合實驗室、機器人運動學與動力學教學平臺，目前正在規劃建設移動機器人定位與導航教學平臺，以完善校內實踐教學環境。

師資共享與培訓：機器人工程專業作為新興的新工科專業，面臨教師進行專業轉型與發展的問題，在積極參與各種培訓、講座和互相學習的過程中，機器人工程專業與企業開展師資培訓合作，先后有10位教師利用寒暑期時間，進入企業一線場地，開展學習和工作實踐，取得了切實的成效，系里大部分教師都獲得了“雙師型”教師資格。部分實踐類課程（如“專業感知與實踐”“專業綜合實踐”等）開展校內導師和校外導師共同指導的模式，協同推進課程育人效果。

課程建設一盤棋：根據校內外實踐資源的情況，專業組織校內教師和企業導師成立課題小組，分方向、有重點開展教學、科研攻關；并成立課程群，相關課程聯動建設。成立了5個課程群，分別是電工電子基礎類、機械基礎類、自動控制類、軟件類、綜合實踐類。每個課程群設置負責人，負責人一方面組織研討確定本群內各個課程的前后銜接和連貫問題，另一方面負責與相關課程群的交叉建設，使得機器人工程專業的課程建設成為一個有機的整體。在課程建設的過程中，充分開展與行業企業協同育人，注重對學生實踐能力的培養，在一二年級，打牢專業基礎知識，多方面開展行業認知類課程，如專業感知與實踐、企業前沿技術講座、企業參觀等；在三年級開展專業課程實踐和行業企業的短期實習；在四年級進行專業綜合實踐、畢業實習以及畢業設計，充分與行業企業需求結合，開展長周期項目式企業實習，鍛煉提升學生的綜合能力。

開展創新創業實踐和學科競賽項目：與行業企業共同參與指導學生參加創新實踐項目和各類學科競賽項目，拓展學生第二課堂空間，提升學以致用的能力。結合學院專業群，學生通過多專業聯合組隊，提高了團隊協作能力，加速了知識融合。學生在近2年獲得了啟明星項目國家級2項、市級3項，獲得藍橋杯比賽市級二等獎3項，獲得北京市大學生工程訓練綜合能力競賽特等獎和一等獎，北京市大學生機械創新設計大賽一等獎等。

在實施過程中，將專業群、OBE理念和新工科發展特點融合為基礎，以明確各級學生協同育人的具體實施路線為核心，配合協同育人多維度支撐手段，形成了可操作性強、逐步深入的協同育人實施方案，如圖3所示。

圖3 產教融合協同育人模式的實施

3 結語