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材料科学与工程专业学生工程素养与创新能力培养实践研究

材料科学与工程专业学生工程素养与创新能力培养实践研究

朱归胜 陈彩明 陈国华 赵昀云 张秀云

【摘 要】工程教育专业认证已成为我国高校新的风向标,是我国工程类毕业生走向世界提供具有国际互认质量标准的“通行证”。本文探讨了在工程教育专业认证背景下桂林电子科技大学材料科学与工程专业学生工程素养与创新能力培养的模式及经验,提出校企联合培养工程人才的合作思路及实际做法,为工程教育提供了新的思路。

【关键词】工程教育专业认证;材料科学与工程;工程素养;创新能力;校企联合培养

中图分类号:G642 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)05-0199-003

0 引言

工程教育专业认证以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价,培养与国际接轨的中国工程师。2016年6月2日,在吉隆坡IEAM2016大会上中国以全票通过加入《华盛顿协议》,成为全球第18个正式成员,协议的加入加快了中国工程教育[1]。工程教育专业认证既是工科专业的建设标准,又是所有专业培养可资借鉴的指导思想,引进工程教育认证可以推进工程教育改革与创新,健全工科专业的建设与发展,完善工程教育与行业、企业的联系机制,增强工程教育人才培养对产业发展的适应性,促进工程教育的国际互认,提升工程专业人才的国际竞争力[1-3]。工程素养(Engineering literacy)是指对技术的工程设计与开发过程的理解,是从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力,是面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性。创新能力则是根据现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向,利用现有的知识和物质,在特定的环境中根据需求分析进行改进或创造新的事物,并能获得一定有益效果的行为。良好的工程素养和创新能力是工程教育专业认证的内在要求。需要强调的是,良好的工程素养与创新能力的养成并非是知识的简单综合,而是一个复杂的渐进过程,将不同学科的知识和素质要素融合在工程实践活动中,使素质要素在工程实践活动中综合化、整體化和目标化。学生工程素养的培养,体现在教育全过程中,渗透到教学的每一个环节,不同工程专业的工程素质,具有不同的要求和不同的工程环境,要因地制宜、因人制宜、因环境和条件差异进行综合培养。

随着高等教育的发展,未来的工程教育想要适应未来职场和社会的需要,应该包括以下八个特征:工程的严谨性、批判性思考和非结构化问题解决、跨学科思维和系统性思维、想象力创造性与主动性、交流与合作、全球化的思维方式、学生参与专业的共同体、就业竞争力和终身学习[4-5]。世界工程教育论坛(WEEF)2013年度报告中指出工程教育的教学方法和课程变化提升了学生的就业能力,保证学生学习到相关的技能,知道有效的合作方法,具备项目管理经验,适应能力强,能解决复杂的工程挑战。

在专业工程认证以及我国产业创新发展的大背景下,对高校的人才培养,特别是工程人才的培养提出了新的要求和挑战。高校应以专业工程认证为契机,转变人才培养方式,创新人才培养模式。从专业工程认识的核心思想看,工程人才培养的“客户”重点是企业,因此,校企合作联合培养将是发展的重点,也是工程人才培养的必由之路。

如德国高校产学研合作模式具有过程持久性、高效性,强调目标的始终如一等特点,注重校企合作实效。其主要有产学研合作计划、联合培养职业技术人才、研究开发项目的合作、顾问合作制四种形式[6]。

再如日本产学研合作过程中,除科技成果转化应用外,更重要的是通过产学研合作培养科技人才,增强科技团队实力,促进人才在企业与科研机构间双向流动。通过产学研的机制带动高校与企业工程人才的联合培养[7]。然而,在我国,户籍制度以及国家政策对科研人员兼职的限制,从某种意义上又约束和阻碍了科研人员流动,进一步阻碍了知识流动和技术转移以及对企业对科技成果转化的接受、消化、吸收能力。2016年11月7日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于实行以增加知识价值为导向分配政策的若干意见》中指出,允许科研人员和教师依法依规适度兼职兼薪。因此,我国从政策方面,也具备了通过产学研合作带动专业工程人才培养的条件。但在工程认证背景下校企合作,产学研联动培养复合工程技术人才的模式还有待探索。正如中国工程院院士,重庆大学校长周旭红教授在2015年国际工程教育论坛上的专题报告《中国工程教育人才培养模式改革创新的现状与展望》(2015)所述:工程教育的核心问题是人才培养模式,中国在进行工程教育的改革中逐步建立中国特色的,能够与国际接轨的人才培养模式,在培养目标、教学内容、培养制度、培养过程方面进行改革,有相应的评价体系来评估改革[4]。

虽然我国对产学研人才培养模式的探讨也有较多研究,但在专业工程认证背景下,产学研人才培养的需求更为急迫和现实,同时也有了专业工程认证作为依据。桂林电子科技大学材料科学与工程学院于2018年9月通过了国家工程专业认证,但在校企合作人才培养上还存在一些问题:

(1)工程人才培养模式单一,大学生创新意识有待提高,校企联合培养机制不明确。《国家中长期人才发展规划纲(2010-2020)》指出:“实施教育创新计划,建立高等学校、科研院所、企业高层次人才双向交流机制,推行产学研联合培养人才的‘双导师制。”随着产学研联合的人才培养的迅速发展,经济社会对创新人才要求的不断提高以及教育教学改革的不断深化,教育资源整合、培养模式优化等一些深层次矛盾逐渐凸显。在工程认证的推动下,我院材料科学与工程专业已初步按工程认证的要求对教学大纳、培养方案、课程体系进行了修订,但当前大学生工程能力、工程意识、创新能力等与工程认证要求的培养模式主要还是依赖于课程实践以及本科生进实验室的途径,培养模式相对单一,考评机制不完善,因此,如何拓展工程人才的培养模式是当前及未来面临的主要问题之一。另外,学生的创新意识有待提高,而教师队伍结构也缺乏持续的企业兼挂职经验,在校企联合人才培养上的经验较为欠缺,联合培养的机制不明确。

(2)目標差异,体系冲突,结合松散,效率错位,校企联合人才培养落地难。当前国内也有较多高校开展了校企联合培养的尝试,但校企联合大多只是通过建立联合培养基地、实习基地等形式。高校希望企业提供便利开展人才联合培养,但企业又面临生产、竞争、利润等压力,因此校企之间的目标难以统一,体系冲突,因此造成结合松散、效率低下,无法适应当前工程认证背景下的工程人才培养要求。如我校材料科学与工程学院与几家企业建立过联合培养基地及实习基地,但难以形成紧密的人才培养合作机制,作用及效果还有待进一步提高。

综上所述,在工程认证背景下,工程人才的培养离不开企业的参与,但企业与高校之间如何参与,如何配合,以及如何建立紧密的校企联合培养机制都是当前急需探索的课题。

1 基于校企科研合作平台的联合工程人才培养模式

本文针对当前校企联合培养人才存在的问题,结合桂林电子科技大学材料学院与校外企业、科研院所良好合作关系及拥有多个校企共建研发平台的基础上提出,以科研合作研发平台为核心,从科研合作与人才培养的内在规律出发,提出了基于校企科研合作平台的联合工程人才培养模式,如图2所示,通过校企合作平台形成由教师牵头的校企人才紧密培养模式,真正解决人才培养最后一公里的实际问题。

2 实施路径及效果

(1)针对工程认证的理念和要求,以《薄膜技术与材料》、《企业管理学》和《企业案例分析》三门课程的课堂教学以及课程设计与毕业设计实施。具体措施为以《薄膜技术与材料》课程为载体开展项目制的科教协同育人,利用《薄膜技术与材料》课程与实际工程结合紧密的特点,着重培养学生复杂工程问题的理解与分析,提高学生解决实际复杂工程问题的能力及创新能力。在项目制的实施过程中,针对学生整体情况结合个体差异,通过《企业管理学》、《企业案例分析》课程实施课程匹配和职业衔接。以课程设计和毕业设计为载体,利用产业研微观组织对学生能力开展匹配培养,从而进一步提高学生解决实际工程问题的能力,增强学生的工程素养和创新能力,具体实施模式如下图3所示。

图2 基于科研合作平台的校企联合培养人才模式图

图3 项目的实施方案

(2)以工程教育专业认证准则及适应工程人才培养为指导思想,基于校企科研合作平台,按层级推进工程人才能力培养。专业课程《薄膜技术与材料》着重培养学生复杂工程问题的理解与分析能力,专业任选课《企业管理》、《企业案例分析》着重培养学生的人个与团队意识,沟通与管理能力以及经济、环境适应性等工程能力培养;项目制育人、课程设计及毕业设计着重培养工程素养,研究设计与综合解决实际问题能力、跨学科思维和系统性思维以及创新创造性能力培养。同时充分发挥校企合作研究平台的作用,促进课程设计、毕业设计与企业项目的融合,让学生结合企业实际需求开展课程设计或毕业设计。具体研究思路和方法是通过匹配培养,速成复合学科知识结构,培养理科思维,发扬鲁班式工匠精神和培养外科大夫式工艺习惯。

(3)通过实践改革,仅在2018年的实验性试点中就有30余位同学通过项目制科教协同开展了学生工程素养和创新能力的培养实践,特别是在课程设计与毕业设计环节,通过与广东顺德创新设计研究院和广东风华高新科技股份有限公司开展了校企联合培养人才的合作,通过企业从实际生产中获得的需求,再让学生选题开展设计实验,并在课程设计和毕业设计的同时,通过在校教师与企业一道进行学生能力的匹配培养,受到了学生和企业的一致好评,并有多位学生直接通过参与企业课题的课程设计或毕业设计就直接获得了企业工作岗位,并有多名学生进入美的集团、风华高科、国星光电等企业工作,并获得了企业的好评。项目实施中即有《薄膜技术与材料》专业课程,又有《企业管理学》、《企业案例分析》等管理类辅助课程,较好的体现了学校交叉融合发展,符合工程认证及合格工程师培养的要求,并通过项目实施,形成了校企合作人才培养的示范。

3 结束语

校企联合培养工程人才是未来高等教育发展的必由之路,探索并建立更符合工程人才培养要求的课堂教学模式与实践教学模式是工程认证理念下的高等教育改革的重点,学生的工程知识、工程素养与创新能力得到协调发展,综合素质与就业竞争能力得到全面提升是工程教育的目标,让学生从高校中来,到企业中去是一条行之有效的工程人才培养模式,但在具体实施过程中,应注重高校教师与企业的紧密合作与联系。

【参考文献】

[1]中国工程教育质量报告(摘要)[N].中国教育报,2016-4-8.

[2]樊一阳,易静怡.《华盛顿协议》对我国高等工程教育的启示[J].中国高教研究, 2014, (8):45-48.

[3]中国工程教育认证协会秘书处.《华盛顿协议》介绍[EB/OL].(2016-6-3)[2016-12-7] http://www.jyb.cn/high/syzl/201606/t20160603_661661.html.

[4]李小芳,高等工程教育专业认证的实证研究[D],哈尔滨理工大学,2016.

[4]周绪红.中国工程教育人才培养模式改革创新的现状与展望——在2015年国际工程教育论坛上的专题报告[J].高等工程教育研究,2016(1):1-4.

[5]《中国制造 2025》与工程技术人才培养研究课题组.《中国制造 2025》与工程技术人才培养[J].高等工程教育研究, 2015, (6):6-10.

[6]陈新艳,张安富.德国高等工程教育的专业认证[J].高教发展与评估, 2007, (3):73-76.

[7]Ito T,Kaneta T. Sundstrom S. Does University entrepreneurship work in Japan:a comparision of industry -university reserach funding and technology transfer activitiesbetween the UK and Japan [J].Journal of Innovation and Entrepreneurship,2016,5(1):1-21.

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