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地方本科高校光电类专业新工科人才培养路径探析

陈国杰 谢嘉宁 陈伟成


摘要:新工科人才培养是主动适应新一轮科技革命和产业革命的必然要求,也是地方本科高校办学定位的职责使命和特色发展的内生需求。文章立足地方经济产业发展,阐述地方本科高校开展新工科人才培养的必然逻辑、掣肘因素和实践路径,介绍了佛山科學技术学院光电类专业新工科人才培养的实践案例,为其他地方本科高校特色发展提供了可借鉴的经验举措。

关键词:地方高校;新工科;人才培养路径;专业认证

随着新材料、云网络、大数据、超计算等技术的突破性发展,全球迎来了以类脑科学、人工智能、智能制造等为代表的科技革命和产业革命,以新技术、新业态、新产业、新模式为特征的新经济蓬勃发展,这给高等工程教育提出了新的要求和挑战。为主动服务国家新经济发展,2016年教育部提出要大力发展工程教育,培养多元化创新型“新工科”人才。围绕新工科的新结构、新质量、新理念、新体系、新模式,全国已开展了许多研究探索。教育部继2017年6月开展第一批新工科研究与实践项目立项工作并取得丰富成果之后,2020年3月又开展第二批新工科研究与实践项目立项工作,以推动新工科建设再深化、再拓展、再突破、再出发。在我国如火如荼的新工科建设中,地方本科高校要根据自身办学定位和区位优势开展新工科人才培养,担负起应有的职责使命。本文立足地方经济产业发展需求,阐述地方本科高校开展新工科人才培养的必然逻辑和掣肘因素,并以佛山科学技术学院光电类专业为例提出新工科实践路径,为其他地方本科高校特色发展提供可借鉴的经验举措。

一、地方本科高校培养新工科人才的内在逻辑

(一)新工科人才培养是地方本科高校办学定位决定的职责使命

高校肩负着人才培养、科学研究、社会服务和文化传承四大使命,其办学定位具有时代性和区域性。地方本科高校具有“亲近产业”的优势,其办学定位兼具“地方性”和“应用型”。地方高校的基本职责是为区域经济社会发展培养应用型人才和提供智力支持,而区域经济社会发展为地方高校提供财力支持和产业支撑。地方本科高校开展新工科人才培养既是区域经济创新发展和产业转型升级的迫切需求,也是其办学定位所决定的义不容辞的职责。

(二)新工科人才培养是地方本科高校特色发展的内生需求

人才培养多元化已成为现代教育的时代特征。研究型大学主要职责是培养学术研究型人才,职业院校主要职责是培养技术型人才,而地方本科高校主要职责是培养应用型人才。主动对接区域经济社会发展需求,致力培养新工科人才是地方本科高校与研究型高校和职业院校差异化发展的有效路径,是转型升级、特色发展的重要机遇和内生需求。

二、地方本科高校培养新工科人才的掣肘因素

(一)专业建设囿于学科壁垒

当今科技革命和产业革命孕育的新兴产业和新经济具有学科交叉和跨界融合性。科技产品的学科归属越来越难界定,如高速列车和机器人等,均是材料、光机电、计算机等多学科的交叉融合。然而,地方本科高校由于办学经验不足而往往沿袭传统研究型大学的办学模式,专业设置依据学科归属划分专业边界,导致人才培养局限于单一学科。新工科专业的核心与路径是学科交叉融合,需要培养学生运用跨学科知识解决复杂问题和应对未来的能力。因此,新工科专业建设必须破除学科壁垒,实现多学科交叉融合。

(二)课程体系失配产业需求

在新一轮科技革命和产业革命中,新知识指数增长,新兴学科和新技术不断涌现。但是,传统的课程设置与产业需求脱节,课程内容迭代速度远落后于知识更新步伐,工程实践环节薄弱,导致人才产出不能有效支撑产业创新发展。因此,必须重构课程体系,以实现高校与产业同频共振、课程体系与产业需求有效匹配。

(三)产教育人缺乏长效机制

工程实践能力是新工科人才的核心素养,而工程实践能力塑造需要校企协同培养和“双师型”教师队伍。目前,许多高校和企业尚未建立互利共赢、资源共享的合作生态,致使产教协同育人难以达成,企业工程师难以到高校任教,高校教师难以进入企业工程锻炼。高校单主体的人才培养模式和学术型教师队伍,导致用科学思维制定工科培养方案;用培养“科学家”方法培养“工程师”,又导致学生工程实践能力不能满足产业需求,出现企业人才“饥荒”与高校人才“过剩”的矛盾。因此,必须建立产教融合长效机制,校企协同培养人才。

(四)评价体系不能支撑教育目标达成

人才培养评价体系是教学改革不可或缺的质量保障举措,它通过建立“评价—反馈—改进”的闭环循环机制,对人才培养的教学过程、培养目标达成进行评价和反馈,持续完善人才培养方案、改进教学模式,使毕业生更加符合培养定位和社会需求。但是,传统的评价体系不仅局限于课堂教学和教学规范的评价,缺乏对培养目标达成的评价;又局限于校内,缺乏用人单位和第三方机构评价,因此不能对人才培养质量形成持续改进的闭环控制,必须改革重建。

三、光电类专业新工科人才培养路经的探索实践

佛山科学技术学院位于广东珠三角腹地、全国光电产业重要基地的佛山市,是一所具有60多年办学历史、拥有硕士学位授予权的地方本科高校,2018年入选广东省博士学位建设高校。为主动服务佛山发达的光电产业,我校2002年和2011年分别创办了国家新兴产业相关的两个光电类工科专业——光电信息科学与工程和光源与照明专业。自2015年我校建设广东省高水平理工科大学以来,我们按照“高校+高端院所+龙头企业”的发展模式,积极探索光电类专业新工科人才培养模式与路径,取得了显著成效。

(一)立足地方,面向产业,重构专业人才培养定位

佛山市是粤港澳大湾区节点城市和珠江西岸先进装备制造业产业带核心城市,拥有佛山市国星光电、佛山照明、欧司朗照明等众多全国知名的光电企业,年产值300多亿元。面对佛山区域经济创新发展人才需求,结合毕业生超80%留在佛山市或粤港澳大湾区就业的实际,经过对佛山市十多家光电企业和五届毕业生调研分析,重构光电类专业人才培养定位为:立足佛山,产教融合,为区域光电产业培养具有跨学科创新思维、工程实践能力强、有未来竞争力的新工科人才。

(二)聚焦新工科核心素养,构建“三融合”人才培养体系

以国家战略需求和区域光电产业需求为导向,以培养新工科人才为目标,以产业学院和专业工程教育认证为培养路径,构建科教融合、产教融合、创教融合的“三融合”新工科人才培养体系(图1),课程体系融入交叉学科,将产业技术、科研成果和学生创新创业活动融入教学,解决课程体系学科交叉不足、与产业结合不紧、不能满足产业对新工科人才需要的问题。

实践教学是培养工程创新能力的关键环节,因此强化工程实践,构建“三层次四模块”实践体系。“三层次”是指基础、专业和综合性三个实践层,“四模块”是指实验、实训、实习和创新创业四个模块。我们将专业实践教学总分由28%增至38%,增加“工程伦理”“创新制作”等实践课程;组建教师团队和学生梯队,建立FabLab创新中心,打造全国“挑战杯”、全国互联网+、全国“创青春”、全国光电设计、广东省大学生物理实验设计等5个竞赛品牌。

强化个性培养,实施“2.5+1.5”教学模式。前5个学期按光电专业大类培养,完成通识和学科基础教育;后3个学期根据招生规模数每年选拔60~100名学生组建产业班,基于工程学习,实习改为1年,并在企业完成毕业设计,真题实做。产业实习前,学院进行“三落实”“双选择”,即落实实习岗位、落实毕设题目、落实校企导师,学生和企业双向选择,确保实习质量。毕业设计题目均来自产业一线实际需求,选题涉及到芯片工艺、电源设计、LED散热设计、光谱分析、可靠性分析、荧光粉特性、智能控制、透镜设计等。同时因材施教,个性化培养,激励学生以论文、专利、竞赛等成果获取学分。2016年以来,学生参加全国“挑战杯”“互联网+”等科技文化竞赛,获省级及以上奖励39项(国家级11项);获授权专利62件、获软件著作权1件,申请专利56件,利用专利技术自主创业率3.2%(广东省2019年本科生创业率0.38%);在Physical Review Letters等知名期刊发表论文37篇(SCI收录19篇)。

(三)以产业学院为培养路径,构建校企“四共”育人长效机制

现代产业学院是以产业为依托、突出产教融合的教育共同体和组织模式,是将“高校教育与行业产业融合、学术体系与工程体系融合、理论教学与工程实践融合”的教育创新平台,是地方本科高校培养新工科人才的特色路径。

2016年1月,我校与佛山市12个光电龙头企业共建了全校首个产业学院——半导体光学工程学院。创新“双学院制”育人模式,即以产业为导向的半导体光学工程学院和以学科为导向的物理与光电工程学院组成“双学院”;两个学院的师资融合,由善学术的高校教师和善工程的产业工程师组成优势互补、相对稳定的“双师双能型”教师队伍,其中企业教师占30%,并承担了工程实践教学任务。产业学院按照“共建共享”原则,实行理事会指导下的院长负责制,制订了《指导教师岗位职责》《学生实习管理办法》等完备的管理制度,实现方案共订、师资共培、平台共建、人才共育的校企“四共”育人,有效解决产教深度融合及“双师型”教师队伍的长效机制问题。2016年以来,建成的半导体光学工程学院吸引了全国80多所高校一千多人次前来学习借鉴。2019年被评为广东省首批示范产业学院,并入选中国高等教育博览会“校企合作双百计划”典型案例。

(四)以专业认证为抓手,构建教育目标达成的评价体系

高等工程教育国际化是适应新一轮科技革命、培养有未来竞争力人才的关键路径。工程教育专业认证是国际互认的教育质量保障制度,是以学生中心、成果导向、持续改进为理念,以毕业能力实质等效与教育目标达成为测度的合格性评价。

在光电类专业新工科人才培养实践中,我们以工程教育IEET(Institute of Engineering Education Taiwan)专业认证为抓手,按照《华盛顿协议》要求,以“毕业能力实质等效性”为原则,制定与国际接轨的人才培养方案,通过办学条件建设课堂教学、Capstone课程、实习实训等教学环节,使学生毕业获得八大核心能力。我们将这八大核心能力要求分别落实到每门课程的教纲中,并建立校内、企业和社会“三位一体”评价体系,通过对每门课程对应核心能力达成度的分析评估,结合麦可思公司对毕业生质量的评价反馈,持续改进课程的教学内容与方法,有力促进新工科育人质量的持续提升。2016—2019年,我院毕业生总体就业率100%,专业相关度从39%升至95%,平均月薪从4 063元升至6 006元,远高于广东省2019年本科平均值。光电信息科学与工程专业2019年通过了IEET工程教育专业认证并被评为广东省一流专业;光源与照明专业于2020年接受IEET工程教育专业认证。这有力地促进了产业学院育人模式成效的持续提升。

四、总结与思考

新工科人才培养是国家新经济发展的必然要求,也是地方本科高校办学定位的职责使命和特色发展的内生需求。学科交叉融合和工程实践能力是新工科人才的核心素养,产业学院和专业认证是地方本科高校建设新工科的有效路径。地方本科高校要实现新工科育人质量持续提升,必须坚持根植地方、融入产业、校企协同。我校光电类专业新工科人才培养路径探索实践取得了显著成效,為其他地方本科高校特色发展提供了可借鉴的经验举措。

参考文献:

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017,(3):1—6.

[2]李华,胡娜,游振声.新工科:形态、内涵与方向[J].高等工程教育研究,2017,(4):16—19.

[3]蒋华林.论地方高校的历史使命及其发展战略[J].国家教育行政学院学报,2009,(9):70—73.

[4]夏建国,赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究,2017,(3):15—19.

编辑∕宋宇

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