新工科理念下應用型工科專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)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(yè)技術(shù)師范大學電子工程學院，天津 300222）

世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速進行，將同我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式形成歷史性交匯。我國經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展進入新常態(tài)，這些對工程學科的發(fā)展和工程科技人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。

新工科的提出，確定了專業(yè)未來發(fā)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(yǎng)[1]。新工科建設是我國高等工程教育對未來發(fā)展的嶄新思維和深度思考，是對科技革命和產(chǎn)業(yè)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(xù)開展新工科建設，以應對經(jīng)濟社會的新一輪變革。教育部在新工科建設上持續(xù)發(fā)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(yǎng)計劃，以新思想引領新工科發(fā)展，改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)[2-4]。教育部更是每年兩批次推進教育部 “產(chǎn)學合作協(xié)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(fā)的教育模式改革[5]、學科交叉融合[6]、專業(yè)建設與升級[7、8]、教學方法創(chuàng)新[9、10]、產(chǎn)學研協(xié)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(yè)為導向促進教學改革,以產(chǎn)教融合為抓手,大力實施現(xiàn)代職業(yè)教育,服務地方經(jīng)濟和社會轉(zhuǎn)型發(fā)展。

據(jù)人力資源和社會保障部數(shù)據(jù)顯示，近四年，全國高校畢業(yè)生人數(shù)均為800多萬，2021年909多萬，2022年更是突破千萬。 因此，就業(yè)成為民生之本，而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就是高質(zhì)量的就業(yè)。畢業(yè)生的就業(yè)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(yè)生的主要依據(jù)。

綜上，本研究基于產(chǎn)教融合，利用學科交叉，與當前行業(yè)企業(yè)激光智能制造新科技緊密相連、對接新興產(chǎn)業(yè)，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(chuàng)新發(fā)展理念，梳理教學內(nèi)容與課程體系，改進實踐教學環(huán)節(jié)，以提高學生創(chuàng)新實踐能力，提升專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)創(chuàng)新水平，提高學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

1 新工科理念下應用型工科專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)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(xiàn)代職業(yè)教育體系建設，服務京津冀協(xié)同發(fā)展；創(chuàng)新專業(yè)應用型高級專門人才培養(yǎng)模式，梳理課程體系，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，加強專業(yè)內(nèi)涵建設；以學生產(chǎn)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(xù)提高教學質(zhì)量；服務學院事業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，夯實學校辦學特色。

行業(yè)企業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中技術(shù)領域的發(fā)展離不開具有專業(yè)知識的人才，更需要具備一定技術(shù)創(chuàng)新應用能力的人才。因此，考慮《中國制造2025》以及《“十四五”規(guī)劃綱要》對智能制造技術(shù)的需求，設計思路具體體現(xiàn)為在現(xiàn)有校企合作基礎上，利用新工科理念，以激光智能制造技術(shù)及工程應用實踐為引領，梳理專業(yè)知識內(nèi)容，構(gòu)建基于一流課程的專業(yè)課程體系，深化產(chǎn)教融合，提高教師工程實踐能力，注重人才實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高其持續(xù)競爭力。

具體設計內(nèi)容和實施方法包括：

1.1 項目引領，構(gòu)建校級一流課程的專業(yè)課程體系

以《基礎光學》一流課程建設為引領，面向一流企業(yè)實際光學技術(shù)應用，以解決復雜工程問題為導向，梳理專業(yè)技術(shù)知識涉及課程，建立以激光加工系統(tǒng)設計及技術(shù)應用為專業(yè)應用示范項目的專業(yè)課程體系。授課過程要求結(jié)合社會主義新時代特色，專業(yè)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(huán)節(jié)引入虛擬仿真技術(shù)，實踐環(huán)節(jié)引入激光加工系統(tǒng)及應用企業(yè)工程項目。

學生通過專業(yè)知識學習、工程設計、實踐及最后實現(xiàn)工程應用，結(jié)合部分技術(shù)創(chuàng)新，提高解決復雜工程問題的能力，實現(xiàn)專業(yè)理論知識到實踐創(chuàng)新應用的系統(tǒng)全流程培養(yǎng)。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)具體貫穿課程項目始終，相關(guān)專業(yè)課程及創(chuàng)新能力培養(yǎng)邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 激光加工技術(shù)導向?qū)I(yè)課程體系與學生能力培養(yǎng)及思政創(chuàng)新邏輯關(guān)系圖

1.2 搭建創(chuàng)新應用新平臺，服務專業(yè)課程體系教學環(huán)節(jié)

優(yōu)化專業(yè)課程教學實踐環(huán)節(jié)，遵循激光智能制造技術(shù)知識結(jié)構(gòu)以豐富課程體系，以工程問題引導，改進教學內(nèi)容，按照光-機-電-系統(tǒng)-工藝技術(shù)應用的工程技術(shù)應用周期講授相關(guān)知識點，開放專業(yè)實驗室，課程實驗、設計實踐類課程積極設計各階段創(chuàng)新實踐內(nèi)容，實現(xiàn)創(chuàng)新實踐內(nèi)容前后由低到高有序銜接，實踐環(huán)節(jié)層層遞進的創(chuàng)新平臺搭建。

深化產(chǎn)教融合，結(jié)合現(xiàn)有4-5家地方及行業(yè)光電類名企，建設企業(yè)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(yè)先進專業(yè)應用技術(shù)，挖掘技術(shù)創(chuàng)新點。所以，各教學環(huán)節(jié)依托行業(yè)和企業(yè)項目開展，必將增強學生協(xié)同創(chuàng)新應用能力與水平，解決行業(yè)企業(yè)實際工程需求，培養(yǎng)行業(yè)實際需求人才。

1.3 加強師資隊伍建設，豐富專業(yè)課程體系教學內(nèi)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(yè)師資培訓政策及相關(guān)培訓環(huán)節(jié)，與教師職業(yè)晉升發(fā)展相結(jié)合，增加去優(yōu)秀企業(yè)掛職鍛煉機會，積極搭建青年教師業(yè)務提升平臺，特別是利用好寒暑假期，開展行業(yè)企業(yè)專業(yè)技術(shù)培訓，并積極引進有工程背景的教師。三是適當聘任企業(yè)教師，構(gòu)建合理有活力的師資隊伍，提升教師整體業(yè)務水平，將專業(yè)課程體系教學內(nèi)容與工程技術(shù)應用直接有機關(guān)聯(lián)，提高教學效果。

1.4 面向新工科，構(gòu)建專業(yè)創(chuàng)新應用平臺服務專業(yè)課程體系

納入學院實驗室通識創(chuàng)新平臺，設計并搭建基于新工科的電子科學與技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)架構(gòu)：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(yè)基礎創(chuàng)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(yè)創(chuàng)新入門研究。大二、大三通過選拔進入電工電子綜合創(chuàng)新、單片機嵌入式系統(tǒng)以及激光智能加工應用實驗室，從事專業(yè)知識與實踐應用融合研究，以各類電子設計、專業(yè)、學科各級別比賽為引導，培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。大三下及大四上進入拓展提高環(huán)節(jié)，從事高階技術(shù)技能訓練及工程實踐應用鍛煉，與企業(yè)實際需求相結(jié)合，增強知識產(chǎn)權(quán)保護及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，注重成果轉(zhuǎn)化與技術(shù)創(chuàng)新。

實驗團隊以學生專業(yè)社團為核心，以各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室為硬件平臺，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)課程體系為軟件平臺，形成多層次、系統(tǒng)化電子科學與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新應用平臺體系。圖2展示了各平臺模塊及邏輯關(guān)系。

圖2 電子科學與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新應用平臺體系框圖

2 實施效果與展望

近三年，專業(yè)教師承擔省部級以上項目13項，專業(yè)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(shù)應用技能培訓平臺，引入校企共建設備5套，提高創(chuàng)新平臺質(zhì)量與水平；教師出版專著4部，獲天津市課程思政優(yōu)秀教材1部，共發(fā)表教改論文11篇，學生第一作者發(fā)表科研論文6篇。另外，專業(yè)教師編寫一體化實訓講義兩部、綜合實驗講義一部，專業(yè)學生積極參與國家級、省部級各類電子設計競賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目共60余項。教師和學生參與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和競賽人數(shù)占比上升趨勢明顯,學生整體創(chuàng)新意識獲得穩(wěn)步提升。

“十四五”期間，專業(yè)將繼續(xù)加強內(nèi)涵建設，深化產(chǎn)教融合，持續(xù)加強教學內(nèi)容改革，促進教學效果提升與改進，以提高學生創(chuàng)新能力為準繩，以提高學生產(chǎn)出質(zhì)量為引導，優(yōu)化改進人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)與質(zhì)量，多為行業(yè)企業(yè)輸送技能型優(yōu)秀人才，為經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量。