新工科人才創新創業能力培養實踐與研究

周梅 張登銀 李養群 許斌

摘 要：為了提升新工科人才創新創業能力，以南京郵電大學新工科專業物聯網工程專業為例，針對創新創業人才培養方面存在的實踐環節設置不合理、培養方式單一、創新創業平臺不足以及專業人才培養質量標準缺乏等問題，探討構建1個培養目標、2項教育理念、3個創新創業支撐平臺、4個實踐教學層面、5種不同培養方式的“12345”物聯網工程專業培養新模式。同時，對于該新模式下新工科人才培養質量，構建以“創新創業能力培養”為核心的物聯網工程專業人才培養質量標準。該模式經過近3年的實踐，學生的創新創業能力有了顯著提高：學生以第一作者發表學術論文年均6篇，申請專利年均4件，分別較往年提高23.7%和34.6%;學生科研創新創業項目和成果獲獎、學科和技能競賽獲獎數共計年均43項，其中國家級獎項15項，省級獎項16項，分別較往年提高15.6%和27.8%。研究表明，“12345”物聯網工程專業培養新模式有力推動了學生創新創業能力提升。

關鍵詞：新工科人才;創新創業能力;物聯網工程;質量標準;工程教育專業認證

DOI：10. 11907/rjdk. 202070??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

中圖分類號：G434 ?? 文獻標識碼：A?????????????????????????????? 文章編號：1672-7800（2020）011-0262-06

Practice and Research on the Cultivation of Talents for Innovation and Entrepreneurship in New Engineering

——Taking Internet of Things Engineering Major as an Example

ZHOU Mei，ZHANG Deng-yin，LI Yang-qun，XU Bin

（School of Internet of Things， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing 210003， China）

Abstract：In order to enhance the innovative and entrepreneurial ability of new engineering talents， aiming at the unreasonable setting of practical links， the single training method， the insufficient innovation and entrepreneurship platform and the lack of quality standards for professional talent training in the cultivation of innovative and entrepreneurial talents， this article， taking the major of Internet of Things Engineering from Nanjing University of Posts and Telecommunications as an example， explores the establishment of a new “12345” IoT engineering professional training model with 1 goal， 2 concepts， 3 innovation and entrepreneurship platforms， 4 practical teaching levels and 5 different training methods. At the same time， a quality standard for the training of Internet of Things engineering professionals with “innovative and entrepreneurial ability training” as the core is established for the training quality of new engineering talents. After nearly 3 years of practice of this model， students innovation and entrepreneurship capabilities have been significantly improved， Students published 6 academic papers and applied for 4 patents every year as the first author， which are increased 23.7% and 34.6%， respectively compared with previous years. A total of 43 disciplines and skills were awarded in the students scientific research， innovation and entrepreneurship projects and achievements， including 15 national awards and 16 provincial awards， respectively 15.6% and 27.8% higher than in previous years. It can be seen that the new training mode of “12345” of Internet of Things engineering major has effectively promoted the improvement of students various innovative and entrepreneurial abilities.

Key Words： new engineering talents; innovative and entrepreneurial ability; IoT engineering; quality standard; engineering education accreditation

0 引言

中共十九大報告指出，創新是引領發展的第一動力，是建立現代化經濟體系的戰略支撐：要培養造就一大批具有國際水平的戰略科技人才、科技領軍人才、青年科技人才和高水平創新團隊。為響應國家戰略需求，支撐服務新經濟，突破核心關鍵技術，構筑后發優勢，在未來全球創新生態系統中占據戰略制高點，迫切需要培養大批擁有更強創新創業能力的新興工程科技人才服務于國家戰略發展[1]。

在“大眾創業，萬眾創新”的新時代，高層次科技創新型人才是推動科技進步、社會發展最重要的力量，也是新經濟發展繁榮的動力之源[2]。構建適應戰略性新興產業發展需求的創新人才培養模式成為新工科教育的重要使命。為此，在新工科備受關注的時代背景下，對南京郵電大學物聯網工程專業創新人才培養實踐問題進行分析，探討新時期該新興專業學生創新創業能力提升機制，以期為新工科人才創新創業能力培養提供新的思路。

1 物聯網工程專業人才培養現狀與問題

為適應國家戰略新興產業發展需求，南京郵電大學于2009年成立物聯網學院，物聯網工程專業開始在物聯網學院進行招生。目前，該專業每年招生在100名左右，近幾年平均在校生人數為400名。近5年畢業生就業率為100%，升學率為25%左右，主要就業單位在華為、中興通訊等國內知名的IT企業以及電信、移動、聯通等通信服務商，為社會培養了近千名經濟發展急需的物聯網工程專業人才。

在物聯網產業快速發展的時代背景下，如何根據時代發展要求培養物聯網專業人才，成為該專業面臨的巨大挑戰。目前，國內對于物聯網工程專業建設的研究主要有：楊桂松等[3]探索了新工科背景下的物聯網工程自適應實踐教學模式，設計了多學科交叉融合的課程體系，制定了培養創新能力的培養方案;崔艷蓉等[4]探討了物聯網工程專業實驗課程和課程設計設置，并從數據獲取、數據傳輸及應用等方面討論了物聯網工程專業實習實訓安排;陳穎文等[5]以學生應具有的能力為導向，從物聯網三層架構所涵蓋的技術內容，梳理出物聯網工程專業的課程體系，并基于專業能力與課程內容之間的對應關系，提出教學實施建議;桂小林等[6]從物聯網工程專業創建、教學內容構建、專業實習基地創建、全國大學生物聯網設計競賽創辦、專業規范的創立等方面探討了物聯網工程專業建設;黃旭等[7]在深入分析物聯網工程專業學科支撐特點的基礎上，提出了涵蓋教學體系、教師教學能力、實驗室等方面的多學科融合方法。上述研究均未能從專業創新實踐平臺構建、專業培養方式創新以及培養質量標準構建等方面進行物聯網工程專業建設的探討。因此，本文在實踐的基礎上，通過構建“12345”物聯網工程專業新模式，對上述幾個方面進行探索和研究。

經過多年的教育實踐，通過深入分析現狀，發現本專業現有的培養模式在創新創業人才培養中面臨的問題具體包括4個方面。

1.1 創新性課程實踐環節設置有待優化

物聯網工程涉及的技術包括計算技術、傳輸技術、控制技術、傳感技術、數據存儲技術等方面[8]。該專業實踐性很強，需要在教學過程中貫徹工程設計與建設方面的技能教學[9]。雖然本專業的部分課程設置了課內實驗，但往往局限于驗證性實驗，綜合性與設計性實驗比例不高。并且，由于專業課程實踐未能結合新時期的社會需求進行設置，因此導致實踐環節設置與社會需求之間出現了一定脫節。

1.2 多樣化專業培養方式亟需深化

現階段，高等學校的人才培養模式仍然采用趨于一體化的單一人才培養方式。教與學方式單一，且“單向灌輸”和“填鴨式”教學模式忽視了學生主觀能動性、個性培養，忽略了市場對人才的需求，與學生個性化培養需求背道而馳，在一定程度上限制了學生知識的獲取和能力提高。因此，有必要探索工科+多樣化的培養方式，為學生提供“個性化”“定制化”教育。

1.3 專業創新創業平臺建設有待完善

創業實踐過程是融入創新元素、運用創業方法、發展創業技能的綜合性實踐過程，加強創新創業平臺建設是開展創新創業的實踐需要[10]。因此，必然要求高校構建創新創業平臺，以實現教學過程與生產過程的對接。而由于不同專業、不同年級的學生對創新創業的需求不同，致使學生對創新創業平臺的功能要求也會有所不同。因此，學院有必要深入了解學生對創新創業的需求，構建滿足本專業需求的不同類型、不同層次的創新創業實踐平臺，以形成統一、高效的實踐育人平臺體系。

1.4 專業人才培養質量標準有待構建

以“學生中心、產出導向、堅持改進”為核心的成果導向教育（OBE）理念，已成為國內工程教育專業認證的標準。該標準強調學生產出以驅動教育系統運行，教育者首先設想學生未來的職業成就，構想出學生畢業時應達到的能力和水平，然后設計適宜的課程結構和教學工程，以保證學生達到這些預期目標[11]。新時期，更要基于工程教育專業認證規范，探索物聯網工程專業人才培養質量標準，為本專業人才培養過程提供依據，又為人才培養質量提供保障[12]。

2 物聯網工程專業創新創業人才培養探索與實踐

國家對于物聯網工程創新創業人才的需求日益迫切。對此，學院在長期的研究與實踐中，依據新工科專業特色，逐步建立了“12345”物聯網工程專業培養新模式，如圖1所示。

即：1個培養目標（創新創業能力提升）;2項教育理念（OBE教育理念和CDIO工程教育模式）;3個支撐平臺（院級創新創業實驗室、校企創新創業平臺、省級科技創新平臺）;4個實踐層面（基礎、專業、綜合、創新）;5種培養方式（學科競賽、科技創新、企業實踐、跨學科課程整合、跨學科合作團隊）。

2.1 遵循“整合優化，融會貫通”原則，統籌規劃實踐環節課程

對培養方案中的實踐環節進行統籌規劃，構建并實施專業實踐與創新能力培養相融合的全過程、層次化、遞進式的實踐教學體系，使集中性實踐→實驗室開放項目→大學生創新項目→學科競賽→畢業設計等實踐環節相互貫通，強化學生實踐創新能力。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。它代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）。按照CDIO的工程教育理念，教育過程是以學生為主體，讓學生在實際項目中進行全過程的學習，倡導“做中學”的模式，從而培養學生實踐創新能力。因此，本文將結合南京郵電大學物聯網工程專業辦學實踐，借鑒CDIO教育理念，建立以學生創新創業能力培養為目標，“基礎—專業—綜合—創新”的全過程遞進式實踐教學能力培養體系，如圖2所示。

遵循“由淺入深、循序漸進”的認識規律，本文設計了如圖2所示的物聯網工程專業實踐教學體系。“基礎層面”階段主要設置了專業學生實踐能力創新所必需的實踐類課程，如認識實習、電裝實習以及程序設計等。“專業層面”階段設置了物聯網專業所必需的數據感知、算法、仿真以及安全等方面的課程。如數據結構與算法課程設計、MATLAB與仿真、物聯網綜合實驗、物聯網安全實驗等。從專業課程的實踐中可以發現：隨著專業學習的進一步深入，CDIO理念的“構思—設計—實現—運作”逐漸在實踐課程教學中體現出來。“綜合設計層面”旨在實現專業知識與實際應用相結合，鼓勵學生參與教師科研項目、各類物聯網相關學科競賽、實驗室開放項目、大學生創新訓練項目等。在具體項目實踐中，按照CDIO的“做中學”以及“構思—設計—實現—運作”理念，允許學生根據自己的興趣和愛好構思和設計實踐內容，再由教師就所設計的內容進行指導和把關，最后提交學院專家組審核以確定實踐內容。這樣做的優點在于：一是保證了實踐教學內容與專業要求相關，有一定的可行性，為后期實踐教學成果的產出打下良好基礎;二是實踐教學內容是學生自己設計和構思的，會促使學生更加主動地完成實踐內容，大大增強了學生的主人翁意識，從而進一步提高學生實際動手、創新創業能力。

2.2 遵循“能力為主，個性培養”原則，探索多樣化培養方式

2.2.1 學科競賽

鼓勵更多學生參加ACM國際大學生程序設計競賽、國際/全國大學生數學建模競賽、機器人競賽、電子設計競賽、信息安全競賽等。結合學生可以參加的學科競賽種類，搜集整理有關參賽材料的準備、報送、書寫要求、PPT制作、參賽禮儀等，加強學生對于學科競賽環節的認識和了解;推進學生經驗交流互動，采用“成功案例”的激勵教學法，請參加過學科競賽并取得一定成績的學生與其他學生進行廣泛地交流和互動，通過親身經歷，帶動更多學生加入學科競賽的隊伍中。

2.2.2 科技創新

學院充分利用物聯網科技園大學生創新苗圃項目，鼓勵學生參與創新訓練活動。在專業創新訓練中繼續實施“導師制”，加強學生個性化培養，鼓勵更多學生參加“大學生創新創業訓練計劃項目”、教師橫向、縱向科研項目、學校創新苗圃項目等。實施“項目驅動”實踐教學模式，培養學生創新意識、團隊合作精神和團隊領導能力。

2.2.3 企業實踐

企業實踐是學生將所學用于解決實際問題的絕佳場所，為此，學院高度重視學生企業實踐。學院專業課程組多次派專人到與專業相關的企事業單位聯系，開展校企合作，共建校外專業實習、實訓基地。目前已建有穩定的校外實習、實訓基地12個。學生通過生產實習進入企業進行實踐學習，增強對所學基礎理論和專業知識的感性認識，從而提高實際問題解決能力。

2.2.4 跨學科課程整合

在人才培養體系中改革課程體系，開設跨學科課程，探索面向復雜工程問題的課程建設。2018年，學院基于OBE教育理念對物聯網工程專業培養方案進行了修訂。在此次修訂過程中，改革了課程體系，開設了不同類別的跨學科課程，例如，增加了《金融概論》《商業銀行業務與經營》與《互聯網金融》等經濟類課程，《移動智能與互聯網導論》與《人工智能材料語信息傳感》等人工智能與信息技術類課程，以及《創新創業執行力與領導力》與《科技創新方法與應用》等創新創業類相關課程。這些跨學科課程的開設有助于學生擴展知識面、開闊視野，并提高其思維和創新能力。

2.2.5 跨學科合作團隊

物聯網工程專業是一門交叉性與綜合性很強的學科。因此，跨學科團隊構建更有利于學生創新能力培養。構建跨學科、跨專業、跨年級的學生合作團隊，激發學生創新思維，發揮每個學生在團隊中的優勢和作用。團隊構建之后，學生之間的合作會促進不同學科間的資源共享，從而提供了更加自由、開放的學術氛圍。創新團隊開展的科研活動，既提高了學生的學術水平，也培養了學生的團隊合作精神，達到事半功倍的效果[13]。

2.3 匯聚各方資源，吸引多方參與，建設基于工科優勢特色的高校創新創業平臺

本著“產教融合、互利共生”的協同育人宗旨，為鼓勵學生積極參與創新活動和創業實踐，學院建立了院級創新創業實驗室—校企創新創業平臺—省級科技創新平臺三層漸進式平臺架構。

在基于院級創新創業平臺建設基礎上，學院成立了“物聯夢工場”學生創新創業實驗室與“智能互聯網+”學生創新創業實驗室，重點組織學生開展“智慧物流和倉儲”“工業物聯網云平臺”以及“無人駕駛小車”等創新活動，作為學院今后學生創新競賽特色項目進行培育。

為了實現校內創新創業項目成果轉化與落地，學院建立了校企創新創業平臺。這些學院創新創業實踐平臺的建立集聚了各類社會資源，形成了創新創業教育、創新創業實踐、創業服務一體化的創新創業服務體系。

此外，南京郵電大學物聯網學院還成立了省級科技創新平臺，以期為學院科技創新項目提供有力支撐，提高創新效率和效益。

[3] 楊桂松，彭志偉，何杏宇. 面向新工科的物聯網工程實踐教學模式探索[J]. 實驗室研究與探索， 2020，39（8）：160-165.

[4] 崔艷蓉，陳勇，胡蓉華. 物聯網工程專業實踐教學體系研究[J]. 實驗技術與管理，2019，36（6）：198-200.

[5] 陳穎文，鐘萍，逄德明. 以能力為導向淺談物聯網工程專業人才的培養[J]. 計算機工程與科學，2018，40（S1）：124-127.

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[7] 黃旭，蔣云良，顧永跟. 物聯網工程專業建設中多學科融合的探索與實踐[J]. 高等工程教育研究，2016，37（2）：86-90.

[8] 教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員會. 高等學校物聯網工程專業發展戰略研究報告暨專業規范（試行）[S]. 北京：機械工業出版社，2012.

[9] 黃旭，蔣云良，顧永跟. 物聯網工程專業建設中多學科融合的探索與實踐[J]. 高等工程教育研究，2016，37（2）：86-90.

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[13] 丁莉峰，趙曉紅，牛宇嵐，等. 高校轉型過程中應用型工科人才培養的思考[J]. 實驗室研究與探索，2020，39（4）：155-159.

[14] 黃彬，鄒曉平. 工科應用型人才培養質量標準研究[J]. 高教發展與評估，2015，31（3）：48-56，114.

[15] 陸國棟，李拓宇. 新工科建設與發展的路徑思考[J]. 高等工程教育研究，2017，38（3）：20-26.

（責任編輯：孫 娟）