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“四链合一”的新工科人才培养模式探索与实践*

2023-02-25倪燕翎王舒琪黄歌湖北经济学院法商学院湖北物流发展研究中心

教书育人 2023年3期
关键词:工科课程体系模块

倪燕翎 王舒琪 黄歌 (湖北经济学院法商学院; 湖北物流发展研究中心)

随着《中国制造2025》和“互联网+”等重大战略不断深入实施,以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展。高校工科专业人才培养正面临巨大挑战:如工程教育与行业企业需求脱节,新工科人才的新知识结构优势不明显,新工科人才职业综合素质还需要调整。将高等教育的新工科人才培养与教育改革、人才转型、产业升级创新融合是亟待解决的迫切问题。

一、新工科人才培养中的四链

(一)教育链

教育链是指教育过程中以多个教育要素和环节为同一教育目标,按照一定逻辑关系和运行方式形成的相互衔接、相互协作的链式教育系统。[1]对新工科人才培养而言,教育链就是由人才培养目标、人才标准、课程体系、教学手段方法、实践系统等一系列培养过程、育人环节,通过一定的逻辑顺序,环环相扣,步步衔接,最终形成的链条,随着链节之间的传递,推动教育成果的最终输出。

(二)产业链

产业链是指以某一个产业为核心,与其衍生出的相关产业和上下游产业根据特定关系组成的链式组织。[2]其上下游关系可能是同一产业,也可能是不同产业,维系的纽带是产品及其应用。产业链传递的内在动力是价值增值、用户需求。产业链的链接关系非常紧密,一个链节发生变化会影响整条产业链升级。对于新工科人才培养而言,新工科的学科属性专业性必须指向新产业、新需求,必须符合新技术新科学,必须走在产业转型的前列。

(三)人才链

人才链是从高等教育体系出发,以学生为教育起点,以教学环节为中心,以就业为重点的培养人的链条。[3]人才链是伴随教育链的成果,是产业链的起点,是高等教育嵌入产业的产品。新工科人才培养的目标之一就是要用恰当的教育理念与手段,培养出符合产业需求,满足产业发展、甚至能引领产业转型的人才。

(四)创新链

创新链的表征是科技创新,底层支撑是思维创新、观念创新、价值创新。创新链既是连接各种主体的节点,整合所有的创新资源,又是加速创新成果产业化的组织。[3]人才链是创新链的主体,是决定创新链质量的基础。[4]

教育链、产业链、人才链和创新链契合才能精准服务国家建设,才能与行业企业联动,[5]四者之间互相影响,密不可分。工业4.0时代,产业在快速迭代,社会需求日新月异,高校角色发生转变,学生主观能动性进一步增强,创新无处不在。无论是作为人才培养主体的高校、被培养的学生,还是参与培养的企业行业,都需要深度合作,交叉融合,共同摸索出服务于新技术、新业态、新产业、新经济的,具有新思维、新体系、高包容、高弹性的人才培养模式。

二、“四链合一”新工科人才培养的路径

(一)制定适应产业需求的人才标准

《中国制造2025》对人才的要求相比传统发生了很大改变,学生不仅要掌握传统的工程建造相关理论与技术,还应该拥有开阔的视野,广博的知识面,保持对新生事物的敏锐觉察力,掌握一定的数字技术,具备专业以及数字设计、信息融合、人工智能、互联网应用的能力。[6]同时,学生要能顺利进入行业,顺畅对接企业,还需要加强实践能力和职业素养的培养。因此,人才培养的标准应顺应时代变化,课程体系需要进行知识理论模块拓展;技能训练需要提高实践学分比例和丰富实践内容;职业素养需要增强培养力度和加强工程师训练;思维意识则需要提供针对性且个性化的训练。

另一方面,每所高校都有自己的行业背景或学科优势,招生也有自己较为固定的群体,在制定人才标准的时候,还应综合考虑上述因素,发挥学校优势专业的特长,凸显特色;结合学生的实际情况,制定合理的人才培养方案。

(二)构建学科交叉的课程体系

新工科人才的“新”,其中一个重要内容就体现在知识的新,知识体系的多学科交叉融合。新工科不再局限于本专业本行业,而是顺应时代的发展,将人工智能(Artificial intelligence)、区块链(Blockchain)、云计算(Cloud computing)、数据科学(Data science)(简称ABCD)等知识融合进专业人才培养。以工程管理专业为例,要求课程体系在原来的四大支撑(工程技术、经济学、管理学、建设法规)之外,还要新增ABCD四大模块,为学生提供学科前沿理论与实践成果,将计算机图形技术、数据库系统、BIM二次开发、RFID、智能控制等融入教学中,[7]与未来产业发展契合,与企业人才需求呼应。新工科标准下的课程体系,在不额外增加学生课业负担、不额外增加课时学分,甚至要适当减少学分的趋势下,需要认真研究,仔细打磨,统一规划。课程体系的构建,既要有新增,更应该侧重拓展延伸与升级迭代。

(三)提供丰富多样的实践教学资源

校企合作难以双赢,学校经费不足,企业难以承担安全等风险,诸多因素造成实践教学一直是工科人才培养的难点痛点。新工科人才培养对实践的要求更高,除了原有的实验、实训外,专业实践要与产业对接,课程实训要与企业对接,毕业设计要与实际对接,课程设计要与职业标准对接。因此,在人才培养中,实践已经成了重中之重。不仅体现在实践学分大幅增加,学分占比提高到将近40%,更体现在实践内容的深度、实践场所的丰富、实践形式的丰富、实践过程的质量控制。

(四)加强“边干边学”的职业素养培养

新工科非常注重与产业企业的衔接,培养的人要能迅速融入产业发展,适应企业制度,加入企业生产,能为企业创造价值,这些职业素养,一方面可以通过理论课在理念、制度、规范、标准等层面进行培育,但更多的素养,如职业道德、职业行为、职业作风、职业意识,都需要在实践中去体会、学习与培养。新工科主张要在“干中学”“边学边干”,更符合企业实际。

三、“四链合一”新工科人才培养模式的探索

为切实做好新工科人才培养,结合办学定位、办学基础和特色,可以从以下几个方面进行深入地探索与实践:

(一)搭建数学+BlM+ABCD课程知识体系

在传统“管理学、经济学、建筑法规、工程技术”四大核心知识体系之外,首先加强数学基础,数学几乎是一切科学的基础,适当增强数学的学习,增加数值分析的内容,有助于后续学生学习数据分析、数据处理。

要大量融入BIM类课程。对于工程建设领域,BIM已经成为从项目策划到项目设计,到项目实施再到项目运营全过程必不可少的技术手段。掌握BIM技术已经成为工程人必须具备的基本信息技术技能。

新增人工智能(Artificial intelligence)、区块链(Blockchain)、云计算(Cloud computing)、数据科学(Data science)大类的知识模块。同时,在课程设计上尽可能与BIM深度融合[8](见表1)。

表1 数学+BIM+ABCD课程体系

(二)提供多样化学习模块

上述课程体系较为完善,且课程非常丰富,但不适合要求所有学生掌握所有课程知识。因此在实践中将课程体系进行了模块划分,学生完成“数学+BIM+X模块”达到规定学分即可。X模块涉及经济、管理、法律、工程以及ABCD相关课程。根据课程内容和属性,结合学生将来去向,分为三个模块:以学生将来求学深造为主要考量的研发模块,以学生将来去工程建设领域就业为主的模块以及学生可能在经济管理领域从业或创业的模块。学生进入第四学期就可以根据个人的职业规划、学业规划,在选课的时候针对性选择。

另外,还设计有创新学分。允许学生用和BIM、ABC以及双创相关学科竞赛、国创项目、科研项目和科研论文来代替课程,获取模块学分。

(三)组建实践矩阵

新工科强调干中学,强调工学交替,因此建设思路是充分利用现有资源,深度挖掘潜在资源。从五个层面组建一套实践矩阵。课内教学延伸层面:虚拟仿真实验、暑期社会实践和专业实训;专业拓展层面:学科竞赛、学生科研、课题学习共同体;工程师职业训练层面:1+X职业资格认证、BIM职业资格培训;创新创业层面:大创项目、大挑小挑、三创赛等;企业实践层面:岗位实习、项目实践、横向课题等(见图1)。通过上述五个层面14种训练,做到全方位、全过程覆盖,确保学生能接受完整、高效、全面的工程师训练,获得良好的职业培训,让不同类型的学生都能根据个人特长个人意愿,选择参与其中的部分训练,在多种多样的实践中,得到能力提升。

图1 实践矩阵

(四) 组织个性化的创新训练

对于创新意识敏感、动手能力强的学生,提供个性化、小班化、针对性地引导,为其创造开放、包容的学习环境和创新平台,以点带面,让一小群人先动起来、拔尖起来,形成示范效应,进而带动群体的创新热情。以BIM+ABCD为核心技术,以专业教师的课题为启动,以学科竞赛为抓手,以工程实践为主体,将一部分学生聚集到一起,组成团队,在工程项目、科学研究、技术研发等方面逐渐积累,形成特色与优势。

四、主要成果

(一)形成了一系列理论成果

“四链合一”新工科建设以来,工程管理专业申请并获批了教育部产学合作协同育人项目;教育部1+X全生命周期BIM应用实训项目;获批省级虚拟方针实验课程1项;获批教研教改课题3项;发表教研论文多篇,获得新型实用专利4项,申请软著2项。

(二)培养了一批具有较高职业素养的学生

实施5年来,学生先后在全国性学科竞赛斩获各类奖项十多项;完成国创项目11项;创业项目1项;学生与老师共同发表科研论文二十多篇。并成功孵化科技企业1家。这些成果均来自在校学生,充分表明,学生的整体工程师训练水平、职业素养得到了极大的提升。

(三)学生实干能力强,深受企业欢迎好评

学生的专业积极性调动起来后,每年均积极参与社会实践,并充分发挥专业优势,策划各种专业性极强的实践课题。连续5年获得社会实践优异成绩。同时,近年来学生进企业实习,由于专业扎实,信息化能力强,数字技术水平较高,深受好评,并形成了良好口碑。尤其是智慧建造中心,凭借核心技术优势,参与了武汉站消防站BIM施工深化设计、青山海绵城市改造、鄂州机场机电BIM设计等项目,获得了行业企业的认可。

五、工程管理专业“四链合一”新工科人才培养的思考

(一)符合高校定位的新工科人才培养新模式,推进教育链迭代

新工科人才定位依托行业定位以及学校的优势特色,结合区域与行业发展对高素质应用型人才的需求,找准自己的优势特色;综合考量生源质量、学校层次和办学条件,清晰培养人才的标准与规格;瞄准地方行业企业,瞄准工程师、技术专才、企业管理人才群体,打造专业链与产业链、课程内容与职业标准、教学与生产过程无缝对接的人才培养模式,[9]推进了教育链迭代。

(二)面向数字时代,形成学科专业交叉融合的新工科知识体系,促进了人才链增值

新工科人才必须顺应科技发展与变革,面向数字时代和智能时代需求。修订课程体系,增补知识模块、更新课程内容、完善技能训练、改革教学方法,坚持先进性、针对性、应用性和综合性原则,培养知识面宽广、专业技能娴熟、数字素养突出、与产业发展契合的新工科人才,促进了人才链的增值。

(三)突出工学结合,构建实践矩阵,实现产业链传递

从五个层面组建实践矩阵:课内教学延伸、专业课程拓展、工程师职业训练、创新创业训练、企业实践。通过上述五个层面14种训练,做到全方位、全过程覆盖,确保学生能接受完整高效全面的工程师训练,获得良好职业培训,实现了产业链的传递。

(四)引导个性化学习,激励创新链的生成

通过学校提供多样化、多渠道、多来源的学习资源,让学生形成跨班级跨专业、类社群的学习组织,以共同课题为目标,以内在兴趣驱动,以自主管理为主,以教师引导为辅,形成目标导向、学习自主、高度协调的个性化创新训练,激励创新链生成。

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