多維驅(qū)動下“三位一體”新工科創(chuàng)新型人才協(xié)同聚力培養(yǎng)

邵桂芳 楊帆 王穎 劉暾東 文玉華

摘? 要：鑒于當前研究生教育存在學科壁壘導致的牢籠化培養(yǎng)，難以滿足高端創(chuàng)新人才的社會需求，團隊從學術(shù)氛圍營造、多維能力培養(yǎng)及協(xié)同融合等三個方面探索新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制。提出開放共享學術(shù)生態(tài)環(huán)境構(gòu)建策略，以學生為中心，融合多種方案，建立學生志趣與社會需求、應用能力與理論創(chuàng)新的多樣化與個性化協(xié)同的階梯式個性化綜合素質(zhì)培養(yǎng)模式，以及項目驅(qū)動的校企合作平臺協(xié)同育人機制，并給出實際應用案例與培養(yǎng)成效。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新型人才;新工科;協(xié)同教育;多維驅(qū)動;產(chǎn)學研協(xié)同

中圖分類號：C961? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）01-0047-04

Abstract： Current graduate education becomes to a cage like cultivation due to the discipline barriers， which result in the social requirement of innovative talents can't be satisfied. Therefore， we investigate the new engineering innovative talent cultivation mechanism from three aspects， academic atmosphere building， multi-dimensional capacity cultivation and collaborative fusion. First， a strategy for building an open sharing academic ecological environment is put forward. Then， we take the student as the core， a cascading individuation comprehensive quality training mode based on the collaboration of student interests and social needs， the application ability and theoretical innovation. Finally， a collaborative education mechanism is based on university enterprise cooperation platform and project driving. The actual design method and student cultivating results are also discussed.

Keywords： innovative talent; new engineering; collaborative education; multi-dimensional drive; university-industry cooperation

為主動應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設(shè)，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，深入推進產(chǎn)學合作、產(chǎn)教融合及科教協(xié)同。

教育部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于推薦新工科研究與實踐項目的通知》，要求深入推進產(chǎn)學合作、產(chǎn)教融合及科教協(xié)同。將產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求引入教學過程，提高綜合國力和國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心是建設(shè)創(chuàng)新型國家和提高自主創(chuàng)新能力，而研究生階段正是創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力比較活躍的時期，創(chuàng)新型的研究人才已經(jīng)成為實現(xiàn)我國科技進步和社會經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的重要力量。目前研究生教育普遍存在如下四個突出問題：①學校獨霸教育主體，缺乏開放共享，如何面向社會需求，結(jié)合政府導向、企業(yè)利益與研究院所的優(yōu)秀成果資源，有效推進政產(chǎn)學研協(xié)同育人體系建設(shè)至關(guān)重要;②知識結(jié)構(gòu)單一，培養(yǎng)方案固化，需要權(quán)衡綜合素質(zhì)與個性化培養(yǎng)，結(jié)合問題式引導與柔性化方案，構(gòu)建全方位多角度的核心能力培養(yǎng)體系，提升主動性與創(chuàng)造性;③學科壁壘限制，學生思維方式僵化，需要探索避免導師學術(shù)專制與學生被動教育，結(jié)合互動交融與國際經(jīng)驗引入，培養(yǎng)學生的探究式自主學習創(chuàng)新意識，提升培養(yǎng)質(zhì)量;④與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)，校企合作參與度低，需要探索面向產(chǎn)業(yè)需求構(gòu)建深度產(chǎn)教融合的校企合作人才培養(yǎng)模式，在以往共建生產(chǎn)實習與實訓基地基礎(chǔ)上，基于協(xié)同開發(fā)提升人才工程實踐能力，促進校企共生。

為此，國內(nèi)眾多高校開始探索研究生培養(yǎng)新模式，如王軍超等[1]以協(xié)同視角探索了校企深度合作人才培養(yǎng)。高海濤[2]分析了高校新工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)協(xié)同路徑。胡放榮等[3]分析了國內(nèi)外科教協(xié)同育人現(xiàn)狀，并從高校與企業(yè)和科研院所合作，利用教師科研項目及校內(nèi)基金等方面提出新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。方靜等[4]指出創(chuàng)新實踐基地建設(shè)對新工科人才的工程實踐培養(yǎng)具有重要意義。余楊等[5]分析了研究生人才培養(yǎng)存在的問題，針對海洋裝備創(chuàng)新人才培養(yǎng)提出通過學科交叉融合與校企雙向流動機制等措施。高井祥等[6]分析了“雙一流”背景下新工科研究生人才培養(yǎng)目標與定位，提出優(yōu)化培養(yǎng)方案等培養(yǎng)措施。黃明福等[7]提出本碩博一體化并以重大研究需求為導向的研究生能力培養(yǎng)模式。楊洪勇等[8]提出橫向協(xié)同，縱向創(chuàng)新的研究生協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)合培養(yǎng)模式。徐曦等[9]提出需要政府、企業(yè)、科研院所與高校等多方協(xié)同創(chuàng)新的專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)模式。覃斐章等[10]指出學科交叉在研究生培養(yǎng)中的重要性。薛文濤等[11]提出面向產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新需求的基于創(chuàng)新實踐平臺的人才培養(yǎng)。雖然已有研究分別從導師團隊、實踐平臺、教學體系及多方融合等方面開展了研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)的相關(guān)研究。但是，還缺少我們所分析的四個問題對應的可推廣可借鑒的培養(yǎng)模式探索。

針對上述問題，圍繞“如何融合多方資源，培養(yǎng)新工科創(chuàng)新人才”，本著高校學生培養(yǎng)應滿足社會需求的宗旨，立足地方經(jīng)濟發(fā)展，特別針對福建省主要經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)為民營企業(yè)存在研發(fā)力量薄弱的問題，探索融合高校、企業(yè)及政府等多方資源，加強產(chǎn)學研用深度融合，促進民營經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展的新模式，協(xié)同培養(yǎng)具有理論與實踐創(chuàng)新能力、實踐應用能力及國際競爭能力的高素質(zhì)復合型人才。

因此，在團隊多年人才培養(yǎng)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，面向教育部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》及《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，圍繞學生為培養(yǎng)主體，探索通過研究生參與或承擔科研項目的科學精神與研究興趣培養(yǎng);摸索校企聯(lián)合實驗室運營機制，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力與工程開發(fā)應用能力，從而適應經(jīng)濟社會發(fā)展的高質(zhì)量工程技術(shù)人才需求;同時，借助學會、科協(xié)等平臺營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革氛圍，以提升學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

一? 研究生培養(yǎng)遇到的難題

研究生除了培養(yǎng)其科學研究與創(chuàng)新實踐能力，更應該重視其學以致用、有社會責任擔當?shù)呐囵B(yǎng)。為突破象牙塔式培養(yǎng)的學科壁壘，需要探索開放共享與多方聚力的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，并將其落到實處。

（一）? 適應新時代人才培養(yǎng)的新理念

國無德不興，人無德不立。育人之本，在于立德鑄魂。傳統(tǒng)簡單說教與理論學習并不適合研究生立德樹人培養(yǎng)。因此，如何解決如下問題至關(guān)重要：①認識思政與研究生培養(yǎng)的關(guān)系;②如何將“祖國為上，人民為先，責任為重”的理念融入人才培養(yǎng)中;③如何將思政融入科學研究的日常點滴中。

（二）? 突破學科壁壘，避免象牙塔式人才培養(yǎng)

隨著科技技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)專業(yè)內(nèi)導師培養(yǎng)已無法滿足學生多元化能力培養(yǎng)需求。因此，需要解決如下問題：①單一導師制造成的學術(shù)思維僵化問題;②導師學術(shù)專制與學生被動教育問題;③如何融合多方資源，實現(xiàn)不同層次的交叉培養(yǎng)。

（三）? 產(chǎn)學合作落到實處

創(chuàng)新人才培養(yǎng)最突出的問題是如何真正實現(xiàn)與企業(yè)的協(xié)同與合作，實現(xiàn)雙贏，并在此基礎(chǔ)上融入多方資源，實現(xiàn)互利共贏。因此，如下問題的解決具有決定性的作用：①研究生科研成果脫離實際，經(jīng)常被束之高閣、無法產(chǎn)業(yè)化的普遍現(xiàn)象;②政、產(chǎn)、學、研、用多方合作缺乏統(tǒng)一的平臺和著力點的問題;③缺少學以致用的持續(xù)長效培養(yǎng)。

二? 創(chuàng)新人才培養(yǎng)舉措探索

堅持以學生為中心，從政產(chǎn)學研多方協(xié)同的培養(yǎng)環(huán)境構(gòu)建、學生多維能力培養(yǎng)及校企合作平臺的應用能力提升等三個方面展開項目研究工作，希望能探索出適合推廣普及的多方協(xié)同聚力、產(chǎn)教融合、校企合作新模式。

（一）? 探索政產(chǎn)學研多方協(xié)同，實現(xiàn)教育開放共享

基于資源共享優(yōu)勢互補原則，通過政產(chǎn)學研有機結(jié)合，聯(lián)合營造學生培養(yǎng)氛圍，實現(xiàn)技術(shù)應用、理論探索與創(chuàng)新創(chuàng)造等多種能力協(xié)同培養(yǎng)。

1）以學會為中間載體，政府指導，聯(lián)合開展學術(shù)論壇、共建實驗室營造學術(shù)氛圍，實現(xiàn)政教合作。

2）基于校企聯(lián)合開發(fā)機制，實現(xiàn)科研緊跟實際需求，復雜工程人才培養(yǎng)，服務地方經(jīng)濟建設(shè)。

3）政府對企業(yè)實施政策引導，企業(yè)與高校以項目為依托實現(xiàn)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)科技創(chuàng)新。

4）發(fā)揮科研院所平臺資源優(yōu)勢，依賴聯(lián)合培養(yǎng)機制，分段管理方式，實現(xiàn)資源共享，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。

5）以開放的思維方式，結(jié)合學術(shù)交流與遠程指導，建立國際合作學生前瞻思維培養(yǎng)新模式，提升創(chuàng)造能力。

如圖1所示，本措施致力于以學生為中心，協(xié)同高校、企業(yè)、政府、科研院所、學會及國際同行等，采用共建創(chuàng)新平臺、聯(lián)合分段培養(yǎng)、協(xié)同科技創(chuàng)新、舉辦學術(shù)會議等各種機制，實現(xiàn)學生多維能力培養(yǎng)。

（二）? 實踐多維“三位一體”柔性化培養(yǎng)，面向綜合素質(zhì)與個性化協(xié)同培養(yǎng)

探索具有推廣性的動態(tài)可協(xié)調(diào)多角度多層次人才培養(yǎng)方案，兼顧個性化選擇與核心能力培養(yǎng)。

1）本、碩、博分層次。本科基于智能車與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等科創(chuàng)競賽注重創(chuàng)新思維引導， 碩士研究生結(jié)合校企合作與學科交叉培養(yǎng)工程應用與實踐創(chuàng)新復合能力，博士研究生依賴校際交叉與國際合作實現(xiàn)視野前瞻的高層次人才培養(yǎng)。

2）開發(fā)、表達與思維分角度。低年級基于校企合作平臺項目式培養(yǎng)動手能力，高年級結(jié)合學術(shù)成果鍛煉動筆動嘴能力，任務式培養(yǎng)貫穿始終鍛煉動腦能力，三者結(jié)合多角度豐富個人能力。

3）應用、理論與創(chuàng)新分階段。遵循創(chuàng)新來源于實踐，服務于實踐宗旨，以企業(yè)實際需求項目任務鍛煉學生應用開發(fā)能力，以前沿探索與學術(shù)交流提升理論水平，理論算法應用于實際需求技術(shù)瓶頸問題實現(xiàn)實踐創(chuàng)新。

4）項目、競賽、任務分目標。項目長期、發(fā)散培養(yǎng)解決問題的系統(tǒng)性能力，競賽短時、快速培養(yǎng)自主學習創(chuàng)新能力，任務驅(qū)動培養(yǎng)創(chuàng)新應用能力。

5）梯隊、分工、角色分作用。建立高低年級梯隊式項目小組，基于組長負責制，結(jié)合定期角色互換，培養(yǎng)學生相互學習、協(xié)調(diào)及合作能力。

圖2展示了多維“三位一體”的柔性化培養(yǎng)方案，從不同角度兼顧多種方法與多方合作實現(xiàn)對學生的研究方法及創(chuàng)新能力等多方托舉。

（三）? 共建校企合作創(chuàng)新平臺，突出工程實踐應用能力培養(yǎng)

基于互利共贏理念，建立校企聯(lián)合實驗室，結(jié)合項目式管理，滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要智力驅(qū)動與學生培養(yǎng)需要切合實際的需求，在保障企業(yè)技術(shù)前沿攻關(guān)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)鍛煉學生的應用創(chuàng)新能力。如圖3所示，本方案是基于學生培養(yǎng)瓶頸與高校企業(yè)發(fā)展實際需求而設(shè)計的，而校企合作創(chuàng)新平臺的有效運營有利于學生、學校、企業(yè)等多主體能力提升，特別是企業(yè)在市場運作中的綜合能力提升。

1）平臺組建機制，采用企業(yè)設(shè)備投資，高校場地建設(shè)方式。

2）平臺運行機制，以企業(yè)需求項目立項結(jié)合學科競賽與雙創(chuàng)教育開展日常工作。

3）平臺保障機制，企業(yè)派工程師長駐以提高溝通效率，學生進駐企業(yè)了解應用現(xiàn)場與實際需求，確保科研緊密聯(lián)系實踐。

4）平臺成效機制，四方共贏，學生在平臺鍛煉下達到應用開發(fā)、工程思維、團隊協(xié)作及協(xié)同創(chuàng)新等能力提升目標，而企業(yè)通過與高校合作，也達到了技術(shù)瓶頸攻關(guān)、應用開發(fā)、前沿探索及產(chǎn)品研制等競爭力提升目標，高校助力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與多層次人才培養(yǎng)取得實效，社會區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級得到保障。

三? 應用案例分析

在上述創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念形成后，團隊近年來開展了實際探索，不僅形成了可借鑒可推廣的培養(yǎng)方案，學生能力也得到了有效提升。

（一）? 協(xié)同聚力多融合平臺的構(gòu)建

為了給研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供舞臺和可靠保障，構(gòu)建了三個層次的跨學科、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域技術(shù)平臺。

一個層次是政府部門參與的科技平臺，以大數(shù)據(jù)智能優(yōu)化與產(chǎn)業(yè)分析發(fā)展為方向，創(chuàng)建了“廈門市大數(shù)據(jù)智能分析與決策重點實驗室”，廈門市科學技術(shù)局授牌并每年投資50萬元經(jīng)費。

一個層次是企業(yè)參與的產(chǎn)學研平臺，以工業(yè)機器人、3D打印、光纖傳感、機器視覺及物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新需求為牽引，牽頭組織校企雙方共建了5個創(chuàng)新實踐平臺，企業(yè)投資900萬，學校投入400萬及相應場地，探索出一條校企產(chǎn)學研深度合作與人才培養(yǎng)的新模式，獲得了“2018中國產(chǎn)學研合作創(chuàng)新獎”。

一個層次是行業(yè)學會參與的融合平臺，聯(lián)合自動化、計算機、系統(tǒng)工程、計量監(jiān)測及標準制定等廈門市六家相關(guān)學會，發(fā)起成立福建省第一個學會聯(lián)合體“廈門市信息科技與先進智造學會聯(lián)合體”。

在工業(yè)機器人創(chuàng)新平臺上，學生團隊自主研發(fā)了工業(yè)機器人控制系統(tǒng)、AGV控制系統(tǒng)和調(diào)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于四軸機器人、六軸機器人、SCARA機器人和Delta機器人等控制，參加了2017廈門工博會展覽，特別是針對“澆筑扒皮去渣”系統(tǒng)的定制化開發(fā)，為泉州市微柏工業(yè)機器人研究院有限公司打開了在澆筑行業(yè)40家企業(yè)成功應用的新局面。在機器視覺創(chuàng)新平臺上，學生通過相機拍攝，實現(xiàn)坐標標定、特征提取及模板匹配定位識別，以實現(xiàn)生產(chǎn)線上的快速產(chǎn)品測量、引導、檢測與識別，從而保質(zhì)保量地完成生產(chǎn)任務，為四川航天世東汽車部件有限公司研發(fā)了焊接機器人焊縫自動跟蹤識別系統(tǒng);為福建省鯉東精密機械有限公司研制了自動搬運識別系統(tǒng);為江蘇太倉寶祥有色金屬制品廠研制了自動碼垛識別系統(tǒng);為泉州市港威五金制品有限公司研發(fā)了鋁水自動澆注系統(tǒng);為蘇州寶麗潔公司研發(fā)了蜘蛛手機器人濕紙巾自動識別貼蓋系統(tǒng);為晉江的沃鞋服有限公司研發(fā)了鞋模自動跟蹤噴膠系統(tǒng)。

（二）? 開放共享學術(shù)氛圍的營造

為了提供與學術(shù)前沿和業(yè)界發(fā)展技術(shù)需求緊密跟蹤的氛圍，通過每年組織大型學術(shù)年會與論壇等營造學術(shù)環(huán)境。自2015年開始，在廈門市科學技術(shù)協(xié)會的支持下，以廈門市自動化學會為依托，牽頭組織了題為“高校研究+企業(yè)應用+學生科研”“智能制造產(chǎn)業(yè)升級與發(fā)展規(guī)劃”及“互聯(lián)網(wǎng)+與智能調(diào)度”的學術(shù)年會。并在2018年8月22—23日組織承辦了中國自動化學會主辦的“2018新一代人工智能高峰論壇”，會上中國科學院院士吳宏鑫、中國人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟副秘書長張雪麗等600余人就“智能新一代·海西新作為”展開了探討;2019年8月26日再次承辦了“2019新一代人工智能與自動化論壇”，會上中國工程院院士孫玉及清華大學計算機科學與技術(shù)系教授任豐原，以及產(chǎn)業(yè)界人士近400人共同討論“人工智能賦能創(chuàng)新創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)”。在開放共享學術(shù)氛圍的影響與帶領(lǐng)下，僅課題組的研究生在7年時間內(nèi)就發(fā)表交叉學科論文85篇，其中SCI論文51篇，1篇ESI高被引，6個領(lǐng)域Top期刊。

（三）? 多維能力培養(yǎng)成效

在以校內(nèi)、校際及國際的重大學科問題為需求牽引的學科交叉融合創(chuàng)新人才培養(yǎng)下，學生學術(shù)研究能力得到快速提升，包括學科前沿發(fā)展跟蹤能力、寫作能力與表達能力。在科技攻關(guān)與系統(tǒng)研發(fā)方面能力也提升很快，共研發(fā)了產(chǎn)品18項，其中1項獲得鑒定。其中，所研發(fā)的手機屏幕缺陷檢測各類算法為企業(yè)帶來利潤182萬，授權(quán)發(fā)明專利1項，軟件著作權(quán)4項。所研發(fā)的桌面級3D打印機研發(fā)和光固化工業(yè)級3D打印機，申報發(fā)明專利2項，實用新型專利4項，軟件注冊2項，產(chǎn)品已投入市場。所研發(fā)的工業(yè)機器人控制器系統(tǒng)有70套用于六軸工業(yè)機器人控制，并應用于10家企業(yè)。還開發(fā)了8個工具包用于生物信息領(lǐng)域?qū)＜矣嬎恪?/p>

四? 結(jié)束語

為助力行業(yè)企業(yè)應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革、支撐服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，團隊探索了跨學科、多平臺、政產(chǎn)學研用協(xié)同聚力的全方位創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式。經(jīng)過多年實踐，不僅建立了多個學科交叉培養(yǎng)團隊，引領(lǐng)學生開展學術(shù)研究取得了多項研究成果。同時還與多家企業(yè)合作建立創(chuàng)新實踐平臺，完成多項產(chǎn)品研發(fā)，鍛煉了學生創(chuàng)新實踐能力。

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基金項目：中國高等教育學會2020年度專項課題“產(chǎn)學研創(chuàng)新平臺與思政導學協(xié)同聚力的新工科人才多維能力培養(yǎng)”（2020CJ02）;福建省本科高校教育教學改革研究項目“基于學科交叉導師組的研究生學術(shù)生態(tài)環(huán)境構(gòu)建與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索”（FBJG20170278）

第一作者簡介：邵桂芳（1978-），女，漢族，黑龍江哈爾濱人，博士，副教授。研究方向為人工智能與模式識別圖像處理。