新工科理念下應用型工科專業人才創新能力培養模式探索

倪曉昌，楊旭，蘆宇，孔維敬，曲芳，孟睿，徐麗娟，孫鴻波，趙文慧

（天津職業技術師范大學電子工程學院，天津 300222）

世界范圍內新一輪科技革命和產業變革的加速進行，將同我國加快轉變經濟發展方式形成歷史性交匯。我國經濟產業轉型發展進入新常態，這些對工程學科的發展和工程科技人才的培養提出了更高的要求。

新工科的提出，確定了專業未來發展更應重視學生實踐動手能力的強化，注重應用型人才培養[1]。新工科建設是我國高等工程教育對未來發展的嶄新思維和深度思考，是對科技革命和產業革命的積極回應，是深化高等工程教育改革的必然路徑。

2017年以來，我國高校主動作為，陸續開展新工科建設，以應對經濟社會的新一輪變革。教育部在新工科建設上持續發力，相繼形成“復旦共識” “天大行動”和“北京指南”。眾多高校設立新工科研究與實踐項目，實施“卓越工程師”教育培養計劃，以新思想引領新工科發展，改造升級傳統工科專業[2-4]。教育部更是每年兩批次推進教育部 “產學合作協同育人項目”，引領我國新一輪高等教育改革。新工科建設所引發的教育模式改革[5]、學科交叉融合[6]、專業建設與升級[7、8]、教學方法創新[9、10]、產學研協同育人[11]等已成為我國高等教育改革的焦點。

當前，大部分中高職院校以及應用型本科院校都在加大校企合作力度,以就業為導向促進教學改革,以產教融合為抓手,大力實施現代職業教育,服務地方經濟和社會轉型發展。

據人力資源和社會保障部數據顯示，近四年，全國高校畢業生人數均為800多萬，2021年909多萬，2022年更是突破千萬。 因此，就業成為民生之本，而創新創業就是高質量的就業。畢業生的就業能力成為衡量高校教育教學績效的重要指標，是用人單位甄選畢業生的主要依據。

綜上，本研究基于產教融合，利用學科交叉，與當前行業企業激光智能制造新科技緊密相連、對接新興產業，充分利用新工科建設所蘊含的學科建設和高等教育改革的創新發展理念，梳理教學內容與課程體系，改進實踐教學環節，以提高學生創新實踐能力，提升專業畢業生就業創新水平，提高學生創新創業能力。

1 新工科理念下應用型工科專業人才創新能力培養模式探索

以立德樹人為根本，全面落實全國教育大會精神，基于新工科理念，服務國家現代職業教育體系建設，服務京津冀協同發展；創新專業應用型高級專門人才培養模式，梳理課程體系，優化知識結構，加強專業內涵建設；以學生產出為導向，注重三全育人教育；提高教師育人能力和水平，持續提高教學質量；服務學院事業的發展規劃，夯實學校辦學特色。

行業企業經濟產業轉型中技術領域的發展離不開具有專業知識的人才，更需要具備一定技術創新應用能力的人才。因此，考慮《中國制造2025》以及《“十四五”規劃綱要》對智能制造技術的需求，設計思路具體體現為在現有校企合作基礎上，利用新工科理念，以激光智能制造技術及工程應用實踐為引領，梳理專業知識內容，構建基于一流課程的專業課程體系，深化產教融合，提高教師工程實踐能力，注重人才實踐創新能力培養，提高其持續競爭力。

具體設計內容和實施方法包括：

1.1 項目引領，構建校級一流課程的專業課程體系

以《基礎光學》一流課程建設為引領，面向一流企業實際光學技術應用，以解決復雜工程問題為導向，梳理專業技術知識涉及課程，建立以激光加工系統設計及技術應用為專業應用示范項目的專業課程體系。授課過程要求結合社會主義新時代特色，專業課程知識講授要有機融入思政教學理念；實施線上線下混合教學模式，特別是實驗環節引入虛擬仿真技術，實踐環節引入激光加工系統及應用企業工程項目。

學生通過專業知識學習、工程設計、實踐及最后實現工程應用，結合部分技術創新，提高解決復雜工程問題的能力，實現專業理論知識到實踐創新應用的系統全流程培養。

創新能力培養具體貫穿課程項目始終，相關專業課程及創新能力培養邏輯關系如圖1所示。

圖1 激光加工技術導向專業課程體系與學生能力培養及思政創新邏輯關系圖

1.2 搭建創新應用新平臺，服務專業課程體系教學環節

優化專業課程教學實踐環節，遵循激光智能制造技術知識結構以豐富課程體系，以工程問題引導，改進教學內容，按照光-機-電-系統-工藝技術應用的工程技術應用周期講授相關知識點，開放專業實驗室，課程實驗、設計實踐類課程積極設計各階段創新實踐內容，實現創新實踐內容前后由低到高有序銜接，實踐環節層層遞進的創新平臺搭建。

深化產教融合，結合現有4-5家地方及行業光電類名企，建設企業實踐基地，重視教師特別是青年教師交流學習與掛職鍛煉，以學習企業先進專業應用技術，挖掘技術創新點。所以，各教學環節依托行業和企業項目開展，必將增強學生協同創新應用能力與水平，解決行業企業實際工程需求，培養行業實際需求人才。

1.3 加強師資隊伍建設，豐富專業課程體系教學內容

一是針對當前生師比較大的問題，申報年度引進教師名額，積極引進有工程背景的師資。二是利用學校及企業師資培訓政策及相關培訓環節，與教師職業晉升發展相結合，增加去優秀企業掛職鍛煉機會，積極搭建青年教師業務提升平臺，特別是利用好寒暑假期，開展行業企業專業技術培訓，并積極引進有工程背景的教師。三是適當聘任企業教師，構建合理有活力的師資隊伍，提升教師整體業務水平，將專業課程體系教學內容與工程技術應用直接有機關聯，提高教學效果。

1.4 面向新工科，構建專業創新應用平臺服務專業課程體系

納入學院實驗室通識創新平臺，設計并搭建基于新工科的電子科學與技術創新創業人才培養架構：對大一、大二低年級學生以興趣為引導，學生自愿組建的專業基礎創新實驗團隊，自選導師與實驗室從事電類、光學仿真以及專業創新入門研究。大二、大三通過選拔進入電工電子綜合創新、單片機嵌入式系統以及激光智能加工應用實驗室，從事專業知識與實踐應用融合研究，以各類電子設計、專業、學科各級別比賽為引導，培養學生專業技術創新能力。大三下及大四上進入拓展提高環節，從事高階技術技能訓練及工程實踐應用鍛煉，與企業實際需求相結合，增強知識產權保護及創新創業意識，注重成果轉化與技術創新。

實驗團隊以學生專業社團為核心，以各級創新創業實驗室為硬件平臺，以創新創業人才培養課程體系為軟件平臺，形成多層次、系統化電子科學與技術專業人才培養創新應用平臺體系。圖2展示了各平臺模塊及邏輯關系。

圖2 電子科學與技術專業創新應用平臺體系框圖

2 實施效果與展望

近三年，專業教師承擔省部級以上項目13項，專業教師參與省部級課程建設4門；建設實踐平臺6個，2021年開始建設“1+X”激光加工技術應用技能培訓平臺，引入校企共建設備5套，提高創新平臺質量與水平；教師出版專著4部，獲天津市課程思政優秀教材1部，共發表教改論文11篇，學生第一作者發表科研論文6篇。另外，專業教師編寫一體化實訓講義兩部、綜合實驗講義一部，專業學生積極參與國家級、省部級各類電子設計競賽及創新創業訓練項目共60余項。教師和學生參與大學生創新創業項目和競賽人數占比上升趨勢明顯,學生整體創新意識獲得穩步提升。

“十四五”期間，專業將繼續加強內涵建設，深化產教融合，持續加強教學內容改革，促進教學效果提升與改進，以提高學生創新能力為準繩，以提高學生產出質量為引導，優化改進人才培養環節與質量，多為行業企業輸送技能型優秀人才，為經濟發展貢獻力量。