“生、師、企”需求互補的新工科實踐創新培養模式構建與實踐
——以光電專業為例

陳志峰，劉翠紅，張冰志，張成云，鄭艷華，皮飛鵬

（廣州大學 物理與材料科學學院，廣州 510006）

新工科專業與傳統工科專業相比，更強調學科的綜合性、交叉性與實用性。專業建設的目標最終需要落在人才培養上，新工科專業需要培養具有較強工程實踐能力與創新能力、與時俱進、具備國際競爭力的高素質復合型人才。而要達成這樣的培養目標，新工科專業建設必不可與產業發展脫節。以光電信息科學與工程專業（以下簡稱“光電專業”）為例，該專業是典型的新工科專業之一，光電科學及其在信息、能源、醫療、環境和國防等方面的應用技術是二十一世紀最具活力且發展迅速的前沿科技領域之一，光電專業的發展方向需要適應光電產業的發展趨勢。這就要求培養體系要與行業需求緊密結合，專業建設需要以問題為導向，做到產教融合，尤其是要依托校企合作開展實踐創新教育。

對于新工科專業，實踐創新及項目協作等方面的能力培養都應是人才培養目標中的重要一環，但由于實踐培養體系不完善、與產業需求脫節等原因[1-2]，許多專業在這方面的培養目標達成度并不高。以筆者所在光電專業為例，通過2017—2019 年對用人單位、校友及應屆畢業生的調查發現，專業分解培養目標“具備實踐創新和終身學習能力、較寬的科技視野及良好的合作與溝通能力”的重要性反饋最高，對應的兩項畢業生核心能力要求的重要性得分也很高。這表明無論是用人單位還是學生，都非常重視實踐創新及項目協作等方面的能力。相對而言，該方面目標和能力的達成度得分則明顯有所欠缺。究其原因，主要是我們的校內實踐環節與產業發展需求缺乏緊密聯系，而傳統的校外實踐環節受到較多局限，培養實效與可持續性不盡人意。這也要求我們必須重視與企業聯合，探索實踐創新培養的新模式。

一、校企合作人才培養存在的問題

如今校企合作對于高校人才培養，尤其是工科專業人才培養的促進作用已受到廣泛認可。學界普遍認同校企合作有助于培養學生的實踐能力及創新精神[3]，有助于教學環節貼近行業和社會發展，并有助于提升職業培訓的效果[4]。近年來，隨著高等工程教育改革的深入，尤其是卓越工程師教育培養計劃的實施以及工程教育專業認證的推行，校企合作在人才培養體系中的作用越來越重要[5]。

然而，校企合作人才培養仍存在不少問題，主要可概括為以下三方面。

（1）企業參與積極性不高。高校和企業是兩類完全不同的主體，企業更重視直接經濟效益，而高校關注的是對學生知識、能力和素質的培養，與企業的發展目標聯系不大。要開展校企合作培養，企業需要為學生提供實踐崗位，但多數情況下學生難以為企業創造直接效益；同時，企業還要在學生管理及安全保障等方面投入人力物力。而限于經費壓力等，高校無法給予足夠的經濟補償。這種情況致使很多企業對合作人才培養缺乏積極性，或合作流于形式，實際效果不佳[6]。

（2）合作培養形式較單一。對于大多數工科專業而言，校企合作培養形式并不豐富。以筆者所在光電專業為例，以往與相關企業合作的一種主要形式便是組織學生到企業集中實習，但限于企業的運營情況，每個企業所能提供的研發、技術崗位往往不多，并且每年存在變動，這也為實習管理帶來困難。

（3）欠缺過程反饋與連續性。一些專業在傳統的見習、實習等環節之外，也嘗試在其他實踐環節與企業合作[7-8]，但由于缺乏有效的協同管理等原因，實踐過程中“各自為政”，且欠缺及時的評價反饋，一些項目只能低質量完成，甚至中止。而由于欠缺承接機制，一些顯現出潛力的優秀工作得不到延續深化的機會，只能“淺嘗即止”。

針對上述問題，有研究提出，高校與企業應該在合作培養過程中做到資源共享、優勢互補[3，9]。就校企聯合研發項目而言，企業為學生提供研發所需的場地、設備等條件；而高校則為企業提供預研支持，幫助企業解決關鍵技術難題。但對于大多數專業，校企聯合研發項目畢竟數量不多，難以惠及多數學生。就實習實訓而言，企業為學校提供實踐教學的校外平臺，擴展了高校的教學資源和空間，學生通過實習能鍛煉專業技能，了解行業發展動態；而學校為企業提供人才儲備，縮短企業人才培養的周期。但要實現高校與企業之間穩定的人才輸送對接，需要長期的合作磨合，并且難以推廣至大多數的合作培養過程。

從全局看，資源共享與優勢互補是一個大的方向，但如何做到真正的共享和互補，如何拓展合作培養的形式，在實踐中仍有許多問題亟待探索[1，10]。筆者認為，在校企合作的人才培養過程中，學生群體和教師群體的出發點及其與企業方的聯系是不同的。本文立足于學生、教師及企業三方的需求點，探索構建符合需求與優勢互補原則、具備合理反饋及承接機制的多層次實踐創新培養模式，并通過三年的實踐驗證該培養模式的可行性與實效。

二、基于“生、師、企”需求互補構建新工科實踐創新培養模式

（一）學生、教師和企業三方的需求點及其互補關聯

基于三方需求互補構建實踐創新培養模式的思維導圖如圖1 所示，首先需厘清“生、師、企”三方的需求點及其關聯性。

圖1 “生、師、企”三方需求互補式實踐創新培養模式的思維導圖

對于學生而言，需要強化專業實踐訓練，需要了解行業需求與發展動態，需要更多對口的實習崗位，需要到前沿科技企業開展畢業設計的機會，以及需要更多與行業需求結合的課題鍛煉機會。

對于教師而言，首先是開拓校企協同培養，這本身是專業建設的內驅需求；其次是需要學生參與科研項目，以及需要開拓校企科技項目合作。

對于企業而言，在技術層面，需要高校幫助開展探索性實驗及提供基礎理論支持；在人力資源層面，一方面需要開展短期項目的人員支持，以降低人力資源成本，另一方面也希望通過實習等環節物我留用優秀人才；此外，部分企業還希望與高校整合，爭取更多的資源和發展空間。

值得注意的是，這些需求點相互間存在互補關聯。如學生具有對強化專業實踐訓練及行業相關課題鍛煉的需求，而企業具有對短期項目的人員需求，這兩方面正好可對接。又如學生具有對參與前沿科技項目的需求，同時教師的科研項目（包括教師與企業開展的合作研發）需要學生參與，這兩方面也正好可以對接。而企業需要高校教師提供探索性研究及基礎理論方面的支持，許多教師也需要開拓校企科技項目合作。因此，學生、教師、企業三方的需求點便構成了相互聯系的整體。

（二）建立需求互補的實踐創新培養鏈路

基于上述分析的需求點及其關聯，即可建立三方需求互補的實踐創新培養鏈路，下面以筆者所在光電信息科學與工程專業為例進行說明。

1.學生—企業

此部分包含企業可以直接參與的多種實踐培養環節。

（1）實習、實訓。學生到企業進行集中性實習，實習周期為5～6 周，這是最傳統的一種合作方式。在此基礎上，以校內外結合的方式開展為期1～2 周的專業實訓，將部分實訓項目放在合作企業開展，由企業在光學元件組裝檢測、光譜檢測分析和機器視覺等方面提供專門性的訓練工位。

（2）綜合課程設計。綜合課程設計是鍛煉學生綜合運用專業知識和技能的重要一環，也被稱為“小畢設”。以往的課程設計全部在校內實驗室進行，由教師出題，但通常注重基礎性，而對實際應用價值的考慮有所欠缺。因而此環節同樣可由企業提供部分題目，教師對題目要求進行審訂，以在校內開展為主，在企業開展為輔，設計周期為3～4 周，邀請企業人員參與設計驗收。

（3）畢業設計。基于企業研發需求，由企業與教師共同擬定畢業設計題目，初期控制此部分題目不超過畢設題目總數的20%～30%，完善協同機制后可循序漸進增加。與綜合課程設計不同的是，選擇這部分題目的學生主要在企業開展畢業設計，依托企業的實驗條件，由企業指派的導師與校內導師共同指導，工作周期約3～4 個月。

（4）創新課題。一方面，依托大學生創新訓練項目、“互聯網+”等校內創新創業平臺，基于企業研發需求或結合橫向項目合作需求，由企業與教師共同擬定項目課題，并遴選符合條件的學生開展課題工作。企業提供主要的設備條件，科創平臺提供部分經費支持。另一方面，可由企業資助，校企共同設立專項課題，如筆者所在專業與企業共同設立的光電創客課題。創新課題的開展周期為1～2 年，校內外相結合，學生視課題需要及上課時間等合理安排到企業開展課題工作的時間。

以上四種形式覆蓋了從短期到中長期的實踐創新培養環節，對學生而言能夠滿足其實踐訓練、接觸行業及課題鍛煉等需求，且選擇上具有靈活性，同時也能夠滿足企業在中短期項目工作上的人員需求及潛在的職業人才篩選，因而有利于持續合作。

2.教師—企業

此部分主要是教師與企業的研究合作，如開展合作研究，共同承擔科技項目，以及教師承擔來自企業的橫向項目課題等。從這些合作研究的項目中，可以分出不同難度的子課題，演化為學生的創新課題、綜合課程設計或畢業設計，故此部分與上述所列的幾種培養環節關系緊密。

3.學生—教師

此部分是校內可拓展實施的一些實踐創新舉措。如建立院系級的學生科創基地，提供長期穩定的場地和基礎實驗條件，教師兼職指導，學生間建立“以老帶新”的機制；鼓勵及遴選學生參與教師科研課題，通過設立“創新創業實踐”課程，將參與科研、申報創新課題作為課程考核的要求之一；科研實驗室向學生適度開放，開放時數作為科研實驗室的考核指標之一。同理，此部分與上述學生—企業以及教師—企業的聯系舉措也是密不可分的，三者應作為一個整體看待。

（三）建立反饋及承接機制，構建實踐創新培養模式

基于上述培養鏈路的建立，在生、師、企三方之間便可構建形成需求互補的實踐創新培養模式。其中的各個環節并非獨立，相互間存在緊密聯系與承接關系，在實際實踐中須關注這些聯系，做好承接工作，使其環環相扣而成培養鏈路。例如實習、實訓中有濃厚興趣及良好表現的學生，其開展的項目工作可在畢業設計環節繼續深入。同樣，低年級學生參加創新課題取得的成果，也可承接到綜合課程設計以及畢業設計環節中。而教師與企業合作指導學生創新課題，也可視為一種合作探索，進一步凝練可以共同開展更高層次的產學研合作，使更多的學生有實踐機會。

實踐創新培養是工程教育的重要一環，因此也應符合成果導向的理念，建立長效的考核與反饋機制。對于上述每一個培養環節，一方面應注重結果的驗收評價，另一方面也不能忽視實踐過程的表現。因為培養環節涉及企業參與，因此更需要及時的管理跟進，考核結果應及時反饋于培養環節，以對培養過程進行及時的調整，而環節間的承接也需要及時的考核反饋作為依據。

三、培養模式在光電專業的實踐舉措及成效

（一）實踐舉措

上述提出的基于“生、師、企”需求互補構建的新工科實踐創新培養模式，已在筆者所在光電信息科學與工程專業（省級一流專業建設點）經過了三年的實踐。專業先后與5 家光電企業共建實習實踐基地，并建立了校企合作需求互補的實踐創新培養鏈路，主要的實踐環節涵蓋生產實習、專業實訓、綜合課程設計、畢業設計及聯合創新課題。除生產實習為集中安排外，其他四個非集中校企合作實踐培養環節所開展的項目數與涉及的學生人數統計如圖2 所示。四個環節共涉及項目69 項、學生186 人次。其中聯合創新課題嘗試了兩種形式，包括在北京杏林睿光科技有限公司支持下共同設立的光電創客課題10 項，以及依托大學生創新訓練項目與“挑戰杯”立項的聯合課題4 項。

圖2 筆者所在專業近三年非集中校企合作實踐培養環節統計

建立了院級的學生科創基地，提供穩定的工作空間和基礎實驗條件，安排教師協同學生科技社團負責管理，多名專業教師兼職指導。培養方案增設創新創業實踐課程，并加大學生參與創新課題的鼓勵力度。先進科研實驗室向學生課題組適度開放，并加入到專業見習課程的參觀學習環節。

對上述實踐培養環節初步建立了考核機制，為體現各環節的差異，驗收評價和實踐過程表現所占比重不同。過程評價結果及時反饋于培養環節中，并作及時調整，有2 項創新課題因此調換了負責人，使項目工作得以更有效地開展。在不同層次的培養環節之間初步建立了承接機制，有4 項綜合課程設計取得優秀成果而延續至畢業設計進行深化，有6 項優秀的創新課題則延申至綜合課程設計及畢業設計。

（二）實踐成效

正如預期，上述實踐環節覆蓋了從短期到中長期的實踐培養，能夠滿足學生實踐訓練、接觸行業及課題鍛煉等方面的需求，使專業在實踐創新能力的培養更加夯實；同時也在不同程度為企業在中短期項目工作的人員需求方面提供支持，有9 名學生因在實踐中表現優秀而得到企業留用工作。由于看到了互補互利的實踐效果，5家企業均對此模式表示高度認可，愿意與專業持續合作培養人才。

而在這一新模式的助力下，專業也取得了豐碩的科創成果，近三年學生申請專利十余項，獲得全國大學生光電設計大賽一等獎等國家級及省級競賽獎項三十余項。此外，通過依照工程教育專業認證規范開展的學生畢業能力達成度評量，反映出實踐創新及項目協作等方面能力培養的達成度呈現顯著提高。專業在2021 年通過了IEET 國際工程教育專業認證中期檢查，評審專家對專業在校企協同實踐創新培養模式的探索與實踐高度認可。

四、結束語

對于新工科人才培養，依托校企合作開展實踐創新教育是其中的重要一環，而目前存在的企業參與積極性不足、合作形式單一、過程反饋與連續性欠缺等問題，是制約該工作取得更大實效的主要原因。本文提出基于“生、師、企”三方需求互補構建新工科實踐創新培養的新模式，有利于增強校企合作實踐培養的實效及可持續性。通過筆者所在光電專業近三年的實踐表明，該模式受到合作企業的高度認可，可持續性強，并能夠有效提升實踐創新及項目協作等方面能力培養的達成度，助力專業建設成效顯著。相信該培養模式及所取得的實踐經驗可推廣于其他新工科專業。