面向制造業數智化的地方高校信息化人才培養模式探究

摘"要：針對寧波區域制造業數智化轉型發展需要，浙江省一流專業電子信息工程專業，通過校企協同共同修訂人才培養方案；基于工程師能力模型，引入機器學習、工業互聯網等課程重塑課程體系，革新傳統專業課程內容；產教融合，構建4年不斷線的實訓體系；基于BOPPS模型進行線上線下混合教學模式改革和課程思政元素融入。為制造業數智化轉型升級培養了兼具軟硬件系統開發設計、工匠精神、團隊合作的高素質創新應用型人才，切實提高了專業人才培養質量。

關鍵詞：創新應用型人才；人才培養模式；產教融合；課程思政

中圖分類號：F2"""""文獻標識碼：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.24.009

浙江是數字經濟發展先行省，寧波是“中國先進制造業基地”，正在打造智能創新之都。其最新提出針對制造業創新能力總體不強等問題補短板，全力推進制造業智能升級。實施智能制造工程、制造業創新能力工程、制造業+互聯網工程等八項工程。要實現制造業的數智化轉型升級以及產業能級躍升，亟需大量具有終身學習能力、工程實踐和創新應用能力的信息化人才。

目前，我國高等教育盡管規模不斷擴大，但人才培養質量與需求存在差距，人才的專業水平、創新意識及實踐能力有待提升，特別是轉型升級所需的創新實用復合型人才供給不足。教育部多次提出要深化工程教育改革、提高工程人才培養質量，做好理論先鋒、方法先鋒和實踐先鋒，領跑高等教育變革。然而，當前高校人才培養普遍缺乏產業環境和實訓項目，學生的工程設計與實踐訓練不足。同時，專業課程體系相對陳舊，師資隊伍工程經歷不足。為此，趙藝兵等構建了校企共建的產學研多元化立體式實踐教學體系，以提升學生工程實踐創新能力，促進“雙師型”教師隊伍建設。李公法等基于校企深度合作思路，提出提升專業碩士實踐創新能力的改革措施。張東升等在理論教學、實驗教學、設計課程、實習課程和師資隊伍等方面進行了教學改革，以期提升學生的工程實踐能力創新能力。謝莉花等通過研究德國職業教育與學術教育的融通，解決教育體系供給與學習者、勞動世界需求之間的不匹配問題。這些經驗和嘗試有利于我們結合寧波制造業發展趨勢和人才需求，以及信息技術發展，開展具有終身學習能力、工程實踐和創新應用能力的信息化人才培養模式研究。

本文以我校電子信息工程專業為例開展創新應用型人才培養模式改革，該專業立足于服務浙江省和寧波市數智化發展需要，圍繞集成電路后端設計、嵌入式系統、通信與網絡等新一代信息技術，重塑契合產業需求的專業人才培養方案，革新課程內容，構建專業能力、工程素養、發展能力共驅的課程體系。以學生為中心，產出為導向，課程思政融入專業課程，改革第一課堂教學方式方法，二、三、四課堂聯動，促進學生綜合能力提升。面向職業需求，通過“5個共同”構建產教協同機制，打造工程化實踐平臺。聚焦智能硬件、智能算法應用、工業互聯應用能力培養，構建4年不斷線的實訓體系。為制造業數智化轉型升級培養高層次應用型專業人才作出有益嘗試。

1"服務制造業數智化的人才培養模式建構

1.1"對接產業需求，持續改進人才培養方案

落實工程教育理念，通過走訪企業、召開校企研討、畢業生座談、與行業專家面對面、第三方問卷調查等方式，深入調研制造業數智化轉型升級對電子信息工程專業的人才需求以及行業崗位對人才實踐創新應用能力的需求。并結合培養目標和課程體系合理性評價改進人才培養方案，主要是培養目標和畢業要求以及課程體系的改革。根據問卷調查結果，歸納分析主要意見如表1所示。

根據調查反饋結果，專業調整了培養方案，主要加強了專業實踐環節對系統設計、編程和創新能力的培養。同時，專業主修課程和基礎課程的實驗環節設置了至少1項設計性或綜合性實驗。課程設置服務企業崗位需求，分析崗位核心能力和技術能力的具體要求，專業核心課程須同時覆蓋崗位核心技術和應用能力要求。圍繞寧波企業所需的嵌入式軟硬件開發、設計以及測試工程師、集成電路后端設計工程師崗位典型任務所需技能要求，形成更合理的課程體系。并針對畢業要求指標點，設置通識類、素養類課程，新設人工智能基礎、Python與機器學習、工業網絡設計、工業APP設計、工業數字化管理等智能化、網絡化課程，以革新相對陳舊的課程體系。最終形成完整的課程體系，對畢業要求提供合理支撐。

1.2"專業、發展、工程素養并重的實踐體系構建

梳理專業能力、發展能力和工程素養三種能力之間的相互關系，注重與自動化、電氣工程學科的交叉，以畢業要求指標點為依據，以企業崗位對人才能力的需求為牽引，構建面向電子信息全產業鏈的“四層次”實踐課程體系，如圖1所示。其中，工程基礎實驗、專業基礎實驗須包含至少1個設計性或綜合性實驗，要求開展實驗結果分析。綜合實踐類課程除了專業硬件設計、軟件編程以及系統分析和調試能力培養外，還需融入團隊協作、工匠精神等非技術因素。科技創新除畢業設計外，主要結合全員導師制開展形式多樣的科技創新活動，進一步培養學生的創新實踐能力。

在學生實踐環節安排上，校企協同4年不斷線，構建從校內基礎訓練到綜合設計再到產業實踐的漸進式工程實訓體系，主要夯實學生的智能硬件、智能算法應用、工業互聯應用能力。校企共建5G+工業典型應用，將數據采集、AGV、運動控制、數字化工廠等典型應用引入校內實踐環節。

1.3"產教融合，提高課程實用性、高階性和挑戰度

培養目標的達成主要在課程。通過產教融合及時更新課程內容，如集成電路設計課程將企業主流開發工具融入課堂教學，行業應用主流芯片應用于課堂教學，如圖2所示。

緊跟行業企業應用發展，及時革新教學內容，如數字電子技術課程，在保留部分74系列芯片內容基礎上，增加了基于FPGA的數字電子技術應用內容。單片機原理與應用將51單片機改為STM32單片機，嵌入式系統設計引入嵌入式操作系統（OS）。學生和企業調研結果要求盡早學習嵌入式類課程，在培養方案修訂時將開課學期進行了適當提前，并設計了企業數智化發展所需的傳感器、數字圖像、物聯網以及機器人等應用設計類課程。循序漸進培養學生解決復雜工程問題能力，提高課程的高階性和挑戰度，如圖3所示。課程大作業布置時，教師將企業科研項目轉換成教學案例，合作企業預研項目轉換成教學案例。如傳感器原理與應用課程，課程團隊結合鄉村振興，傳感器應用案例結合教師的現代農業應用項目，并出版了新形態教材。

1.4"以學生為中心，產教和科教融合促進能力提升

以學生發展為中心，關注學生學習效果，轉變教師滿堂灌的傳統角色，讓學生學會軟硬件設計，學會系統應用，使學生成為學習的主動思考者和積極參與者。專業課程實施時，按照項目化思路，每個課程引入一個項目原型，開放式課題和企業預研項目進課堂大作業，提高課堂挑戰度，組織學生開展團隊學習，提高自主學習能力，并使零散的知識點通過項目形式組織起來。前后續課程項目通過合理組織，構成一個復雜工程問題，教學目標融合在課程實踐任務以及課程間的聯合項目中。將開發應用、研究設計、團隊合作、工程素養、工匠精神等各項能力在項目實施過程中培養。改革課程考核方式，通過線上線下相結合的形式，專業核心課形成性評價達到100%；推行以能力評價為核心的多元學業評價，引入企業的項目評價標準。加強課程目標和考核方式的支撐關系，通過設定一系列根據課程目標分解的分層次的實踐任務作為課程考核的內容，項目任務和涵蓋知識點根據課程要求精心設計。

1.5"育教融合，思政融入專業課程教學

專業根據國家現代化發展新征程等時代發展現狀，圍繞電子信息技術發展特點和“卡脖子”問題，確定融入專業課程的思政元素為：法治意識、工匠精神、人文精神、團隊協作、學術誠信、職業倫理、價值塑造。將思政目標分解落實到相關專業核心課程，寫入教學大綱，并在課堂教學中進行落實。通過將思政元素與專業發展的內生動力和新工科建設有機結合，發揮第一課堂主陣地思政育人作用。通過講解大國工匠故事、大國重器、技術發展瓶頸等內容在課堂教學中融入思政元素，并布置課程設計將團隊合作等育人目標落實到大作業報告等考核要點。學生在思政實踐任務的驅使下，通過教師指導和自主任務探究，達到對所學知識點的把握和思政素養的提升。課程思政融入方法如圖4所示，主要通過教學內容、方法、評價和考核得以實施。

1.6"深化產教融合機制，共建課程、平臺及師資

校企共建“五個共同”機制，共同確定專業定位、構建課程體系、建設“企業級”生產實訓平臺、開展學業指導、建設師資隊伍。針對企業數智化發展需要，學校聯合寧波互聯網研究院共建5G+工業物聯網平臺，聯合慧科共建人工智能平臺，聯合青軟菁尊共建集成電路平臺，聯合正點原子和德州儀器共建嵌入式平臺。另外還聯合開設機器學習綜合應用實踐、物聯網架構與應用、從傳統數據庫到云數據庫、片上系統版圖設計等校企共建實踐課程。產教深度融合，提升教師研發能力、實踐條件、學生解決復雜工程問題能力以及團隊合作、溝通交流能力。以學校為基地建立產教融合機制，使培養的人才企業直接就可以應用，無須長達1～2年的企業再培養。

1.7"加強數字平臺建設，推動工程教育專業認證

基于學校網絡教學平臺，專業課程全部實現網絡化。通過平臺可輕松進行點名、線上作業布置、課堂互動以及開展團隊作業。教師可動態掌握學生學習狀況，分析難點和存在問題，實時記錄學生的學習成果，并且可一鍵導出過程性評價結果，極大降低教師統計的工作量，規范課程過程管理。基于工程教育專業認證平臺進行課程目標達成度分析和畢業要求達成度分析，并據此開展持續改進。

1.8"加強制度建設，保障人才培養質量

建立常態化監督機制，通過學院教學委員會、教學督導組對人才培養質量的評價和監督，及時獲取教學反饋信息并給予改進建議。專業依托學院的人才培養服務體系，教務、學工聯動，保障培養方案的實施。學院建立了教學評價和激勵機制，既調動教師的內在動機與學者情懷，激發教師主動投身教學的積極性，促使教師將更多精力投入創新型人才培養過程中。又通過評價反饋幫助教師調整和改進教學方式，提高教學質量和水平。針對工程教育專業認證工作，專業在工作量分配、年終獎勵等方面進行工作傾斜，充分調動教師參與工程教育專業認證的積極性。

2"人才培養成效

經過近3年的實施，電子信息工程專業在面向產業、產教融合、課程思政貫穿人才培養模式改革取得不少成果。

2.1"面向產業軟硬件系統兼備人才深受企業好評

經實踐反饋持續完善，專業培養方案和區域產業需求緊密結合，畢業生主要就業于信息傳輸、技術服務和制造業，在甬籍學生比例逐年下降的形勢下，留甬比例保持穩中有升，如圖8所示。2022年畢業生初次就業地選擇寧波的占比達45%，是寧波生源的3倍，學生在寧波地區的受歡迎度大大提升。

畢業生的工程實踐能力逐漸滿足企業需求，合作企業充分肯定人才培養成果，主動要求參與校企合作培養的企業翻番。對比畢業3年后本專業省廳調查的2021和2022年的統計數據，專業學生平均月薪2021年為8226.74，2022為10750；工作與專業相關度上升趨勢明顯2021年為56.28%，2022年為68%。

2.2"立德樹人貫穿課程和實踐，產教融合成效顯著

專業綜合實踐平臺以及遞進式、分層次校企實踐平臺，全面培養了學生“工程實踐、創新思維、團隊合作和工匠精神”，尤其團隊合作、攻堅克難、工匠精神提升明顯。學生參加各級各類學科競賽人數從2019年不足20%上升到40%以上，獲省級以上獎勵22項，獲國家創新創業訓練計劃、大學生科技創新活動計劃暨新苗人才計劃等省級以上科研立項17項。

2.3"BOPPPS教學線上線下混合及開放實踐廣受好評

專業率先在校內推廣應用麥可思、雨課堂、學習通等信息化手段，大大提高了課堂教學效果與過程管理效率，廣泛獲得學生好評。并多次在校內進行方法交流，信息化課程達到了95%以上。開放創新實驗吸引了機能學院、數據學院其他專業學生參與實踐培訓，廣受學生歡迎。學生出國深造及考研大幅提升，2022年考研升學率為25%，創歷史新高。

3"結論

電子信息工程專業從培養方案修訂、理論和實踐課程體系建立、產教融合、課程思政、制度保障等方面，探索了服務寧波制造業數智化轉型升級實施的人才培養模式革新及路徑建設，充分考慮了科研與教學、實踐與理論、學校與企業之間的融合協同關系，以全方位多視角的改革，創新了人才培養模式。實踐表明，產教深度融合有助于更好培養適應區域產業發展的應用型人才，為地方產業發展提供人才和智力支持。

參考文獻

[1]吳巖.中國式現代化與高等教育改革創新發展[J].中國高教研究，2022，（11）：2129.

[2]國務院.關于印發統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案的通知[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce"content/2015-11/05/content_10269.html.

[3]吳巖.勇立潮頭，賦能未來——以新工科建設領跑高等教育變革[J].高等工程教育研究，2020，（02）：15.

[4]趙藝兵，殷埝生，吳京秋，等.產學研深度融合下應用型本科實踐創新能力提升的探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2021，（19）：145147.

[5]李公法，陶波，周興林，等.基于校企深度合作的機械類專業碩士生實踐創新能力培養[J].中國冶金教育，2021，（06）：9093.

[6]張東升，盧愛黨，楊秋生，等.面向學生工程實踐能力和創新能力提升的化工專業課程教學改革與探索[J].化工高等教育，2021，38（05）：4044.

[7]謝莉花，唐慧.德國教育體系的滲透性：促進職業教育與學術教育相互融通[J].比較教育研究，2022，44（01）：96104.