工程应用型创新人才培养模式研究与实践

工程应用型创新人才培养模式研究与实践本文是国家特色专业建设点项目—“集成电路设计与集成系统(TS12509)”本文是国家特色专业建设点项目—“集成电路设计与集成系统(TS12509)”、陕西普通本科高等学校教学改革研究项目—“践行办学理念深化教育教学综合改革的研究与实践（13BZ42）”和“高等学校基于“教研统一”的创新型人才培养体系的探索与实践（13BY69）”、陕西普通本科高校“专业综合改革试点”项目—“集成电路设计与集成系统专业”和“光电信息科学与工程专业”的部分研究成果。刘有耀，蒋林，杜慧敏，张丽果，巩稼民，刘继红西安邮电大学陕西西安710121摘要：提高工程应用型创新人才培养质量是高等工程教育面临的一个急需解决的难题。根据工程应用型创新人才内涵，结合学校自身优势特色，对人才培养模式中的目的要素、内容要素和方法要素进行综合改革。在人才培养理念指导下，制定了适应行业发展的人才培养目标和规格，构建了螺旋式上升的一体化课程体系和实践教学体系，探索了教学科研协同、学校企业协同项目驱动的研究式教学方法，完善并建设了多样化的实践环境和工程经验丰富的师资队伍。经过部分专业的实践，工程应用型创新人才培养模式改革效果良好。关键词：人才培养培养理念培养思路课程体系培养模式引言面对科学技术的突飞猛进，全球产业结构的调整与重塑，新的历史条件下，工程技术人才的培养质量直接决定着一个国家的科技发展速度和水平以及工业竞争能力[1,2]。我国确立2020年建设成创新型国家的目标，提高高校自主创新能力，培养创新型人才是实现创新型国家的人力资源基础[3]。社会对人才的需求是多层次、多方位的，就我国当前社会、经济发展阶段，应用型人才是一种社会需求越来越多的人才类型[4]。同时，我国地方高校约占整个高校的90%，工程人才培养又约占地方高校人才培养的一半左右[5]。因此，培养工程应用型创新人才是当前高等教育的当务之急[6]。然而，在我国高等工程教育的工程应用型创新人才培养过程中存在以下问题[1,5,7,8]：1）人才培养体系中基础理论知识、工程实践能力和职业素质发展不协调的问题。传统基于学科人才培养体系的简单叠加造成课堂讲授的越来越多，教会学生的越来越少；灌输的知识量越大，学生离实际工程应用越远。2）理论教学与实践教学脱节的问题。按照传统学科体系安排教学内容，造成学生间接经验越来越多，直接经验越来越少；自成体系的课程越多，学生动手实践的机会越少，学生实践能力发展不良。3）教学科研脱节，科研干扰、弱化本科教学问题。教学与科研脱节的现象普遍，教师的科研和学术水平越高，投入本科教学的时间和精力越少，科研促进教学的机制亟待强化。4）教师本身缺乏工程实践经验和能力，不能用工程中的实际问题来充实课堂教学内容，严重制约了学生的工程实践能力和创新能力培养，不利于教育教学质量的提高，急需加强教师的工程实践背景。5）工程应用型创新人才培养中学校教育与社会需求脱节的问题。高校自我封闭的人才培养模式，不能满足工程技术迅速发展的需要，产学研协同的工程教育模式亟待创新。因此，如何培养高质量的工程应用型创新人才是高等工程教育面临的重大课题[5]。西安邮电大学是一所以工为主，以信息科学技术为特色的普通地方高等学校，以培养适应行业和地方经济建设、社会发展需要的工程应用型创新人才为目标。针对工程应用型创新人才培养中遇到的问题，学校承担了一系列教学改革项目，改革创新人才培养模式，研究与实践提高工程应用型创新人才培养质量的有效途径。工程应用型创新人才的内涵不同的人才类型应该构建不同的人才培养模式，因此，明确工程应用型创新人才的内涵及本质特质，对研究工程应用型创新人才培养模式，提高人才培养质量具有关键性的作用。通过“种加属差”法[9]解释“工程应用型创新人才”的内涵。首先，要把“工程应用型创新人才”这个被定义的对象放入一个更广泛的“人才”概念里加以考察，这个更广泛的“人才”概念叫做“种”。然后，找出“工程应用型创新人才”所特有的，区别于其它“人才”概念的性质，这种性质叫做“属差”。“工程应用型创新人才”具有“创新”、“应用型”、“工程”三个属概念。按照人才-创新人才、创新人才-应用型创新人才、应用型创新人才-工程应用型创新人才的“种”-“属”关系分析工程应用型创新人才的内涵。所谓人才，就是通过学习与实践，以知识与能力的形式，积累了更多的人力资本，能够在同等劳动时间内，创造更多社会价值的劳动者[10]。创新一词来源于拉丁语，它的原意包含了三层意思：更新、创造新的东西、改变。创新型人才必须是与创新活动联系在一起，创新型人才就是综合运用自身拥有的创新思维、创新能力、创新品质和相应的知识等不断为社会进步或科技发展做出突破性贡献的人才[11]。在客观规律转变为社会直接利益的过程中，存在把客观规律转变为科学原理的科学“研究”范畴（需要学术型人才）和把科学原理应用于社会实践从而转化为产品(物质的或非物质的)的科学“应用”范畴（需要应用型人才）。应用型人才指将应用科学的知识或新发现的知识直接用于社会生产生活密切相关的实践领域，为人类谋取直接利益的人才[12]。由此可见，应用型创新人才就是具有多元化交叉的知识结构、精深的专业技术能力、强烈的社会责任感、富于批判精神和创新的研究意识，能够综合运用自身拥有的创新思维、创新能力、创新品质和相应的知识直接用于社会生产生活密切相关的实践创新活动过程中，从而为推动整个社会的顺利转型做出突破性贡献的人才。在科学原理转化为产品的过程中，存在两个阶段：第一个阶段是将科学原理演变为工程原理或工作原理，将从事这个阶段工作的人才称为工程型人才；第二个阶段是将工程原理或工作原理应用于社会实践从而将其转化为具体的产品等，该阶段通常包括两类人才：一类主要从事实际操作或具体运作的技能型人才，另一类主要从事组织管理操作活动并处理操作过程中的技术问题的技术型人才[12]。“工程”是科学的某种应用，通过这一应用，使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程，以最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西，属于“应用”范畴[13]。工程型人才主要利用自身系统的知识把学术型人才所发现的科学原理转化成可以直接运用于社会实践的工程设计、工作规划、运行决策等的人才[12]。综上，工程应用型创新人才是介于学术型人才和技术技能应用型人才之间的创新人才，具有宽厚的基础理论知识、专业知识和技术推理能力，具有较强的工程意识、实践能力、自主学习能力和系统思维能力，具有团队协作和沟通交流能力，具有工程设计和创新能力。工程应用型创新人才培养模式的改革与实践人才培养模式是“人才培养”系统中一个最富于变化、最具活力的子系统，也是构成要素最复杂的子系统。所谓“人才培养模式”，是指培养主体为了实现特定的人才培养目标，在一定的教育理念指导和一定的培养制度保障下设计的，由若干要素构成的具有系统性、目的性、中介性、开放性、多样性与可仿效性等特征的有关人才培养过程的理论模型与操作样式[14]。人才培养模式变化实质上都是其构成要素的变化，人才培养模式的创新也主要是对各构成要素的革新或重组。3.1人才培养模式改革思路按照人才培养模式中的目的要素、内容要素和方法要素对其进行综合改革。具体来说，3.7完善的实践教学环境和工程经验丰富的师资队伍建设具有国际背景的、工程经验丰富的、学校-企业双向交流的专兼职教研统一教学队伍。完善和整合实验室，构建“四平台、一基地”实践教学环境，是落实“强化实践、教研统一”人才培养理念的重要保证。3.7.1建设具有国际背景的、工程经验丰富的教研统一团队具有一定工程素质的高水平师资队伍是提高工程应用型创新人才培养质量的关键因素之一。按照“教研统一”人才培养理念，通过引进和培养、“学校—企业双向交流”的专兼职相结合的、具有工程经验丰富的教研统一团队，加强团队的教学能力，保证学生工程实践能力的培养。企业工程技术人员和管理人员担任兼职教师，直接为学生授课或指导学生进行实习、实训，参与企业项目实践。学校每年都组织专任教师“走出去”，了解企业需要的人才类型和最新技术知识；系统安排青年教师在企业进行“实训”；新入职的博士通过企业挂职，进行1年以上的企业实际设计经验。同时，通过主持或参加科研项目培养教师的工程实践能力，鼓励专任教师将科研成果转化并成立公司，积累了深厚的工程经验。引进留学归国人员充实师资队伍，强化了团队的国际背景。通过这些措施，提升教师的教学水平和研发能力，建立一支专兼职相结合的工程应用型创新人才培养师资队伍。3.7.2建设多样化按照“强化实践”的人才培养理念，构建完善的实践教学环境是顺利实施实践教学体系中教学内容的保障。以集成电路设计与集成系统专业为例，经过多年建设，建成了省级工程中心、省级实验教学示范中心、部级重点实验室、省级创新实验区、校企联合实验室等多样化的实践教学环境。通过完善已有实验室，构成“基础实验平台-专业实验平台-工程训练实验平台-创新实验平台”和实习基地等多个校内外实习基地，覆盖“课内实验-课程设计-工程训练-创新实践”四个层次的实践教学。同时通过电子设计自动化（EDA）工具与云计算技术创新整合，采用云计算技术实现了计算机软件、硬件资源的开放共享，在技术上采用了互联网的云接入，实现了“任何时间、任何地点、通过任何终端设备”可以使用云平台上的EDA工具进行相关的实践教学与实习活动，从而实现了实验室全天候开放。3.8保证教学质量的高效培养制度人才培养制度是与人才培养过程紧密相关的各种规章制度及其实施的体系，是人才培养得以按规定实施的重要保障与基本前提。培养制度中除了基本制度和日常教学管理制度外，应制定与教学模式改革相适应的制度，如我校电子工程学院制定《教职工参与教学改革的奖励制度》、《专任教师到企业挂职培训的制度》、《兼职教师的聘任和管理办法》等教学相关制度，有效促进教师开展教研工作的积极性和主动性，制定《学生参与科研项目的管理办法》、《课外八学分实施办法》、《学生到企业学习和实践的规定》等鼓励学生参与科研项目和实践活动，极大地调动学生主动学习的积极性。3.9建立有效的工程应用型创新人才培养评价体系培养评价是“依据一定的原则建立的与培养目标、培养方案、培养过程、培养手段相适应的评价方法与标准,以保障培养目标的落实、完成”。教学质量保障体系是保障教学水平和人才培养质量的重要手段，是一项全方位、全程性的质量管理系统工程，为人才培养评价提供有效的途径。构建由质量标准体系、质量监控体系、质量信息及分析体系、质量改进体系四个子体系为主的闭环形式的教学质量保障体系，推动教学质量管理的科学化、规范化、信息化，进而提高教学质量和人才培养质量。评价过程中的原则就是培养质量标准，建立以人才培养目标为最高纲领，以人才培养方案为基本依据，以日常教学规范为行动准则，涵盖本科教学活动主要过程的质量标准体系。形成全方位全过程的教学质量监控体系，从多个方面对教学质量进行评估和监控。通过质量信息及分析体系评价人才培养质量，同时为质量改进体系提供依据。人才培养模式改革实践效果电子工程学院是西安邮电大学深化综合改革的试点学院，学院以人才培养为根本，以本科教学为中心，特别对人才培养模式改革进行了深入的探索与实践，取得了良好的效果。电子工程学院深入开展专业综合改革，极大的提升了专业建设水平。其中集成电路设计与集成系统专业和光电信息科学与工程是陕西省专业综合改革试点专业，集成电路设计与集成系统专业是国家级和省级特色专业。专业建设成效显著，教学成果丰硕，建成2个省级教学团队、1个（省级教学团队+省级科技创新团队）、2个省级应用型人才培养模式创新实验区、3个省级实验教学示范中心、4门省级精品课程、1项省级优秀教材一等奖、1项省级优秀教材二等奖，“基于工程能力与创新能力培养的电类系列课程教学改革与实践”获得2013年陕西省教学成果二等奖、“物联网系列教材建设的探索与实践”获得2013年陕西省教学成果奖二等奖。通过人才培养模式的综合改革，学生综合素质和创新能力得到极大提高，多样化和全开放的实践教学环境、工程经验丰富的教研统一团队，为学生的创新实践活动奠定了坚实的基础。通过教学科研协同、学校企业协同的项目驱动式教学，学生工程实践能力和创新能力明显提高。学生积极参与课外科技创新活动，参与覆盖面大而广，学科竞赛成绩突出。近三年，参加各类学科竞赛获奖407项，其中国家级奖99项。近年来，本科生就业率一直保持在90%以上，就业率和考研率在学校名列前茅。据麦可思数据有限公司发布的《西安邮电大学社会需求与培养质量年度报告（2014）》中统计光电信息科学与工程专业在全校各专业毕业半年后就业竞争力为全校第一名。我校工程应用型创新人才培养模式改革得到省内外同行的认可，尤其是电子工程学院微电子技术实验教学中心的建设得到省内外同行的高度认可，该中心是长安大学、陕西科技大学、西安科技大学等兄弟院校的学生参观实习基地。其中“集成电路设计与集成系统工程应用型人才培养的探索与实践”获得2013年陕西省教学成果一等奖。结束语西安邮电大学作为普通地方高等学校，承担着为行业和区域经济社会发展培养工程应用型创新人才的任务。如何培养社会需求的工程应用型创新人才，提高人才培养质量，是我校本科教学的当务之急。本着我校“教研统一、开放办学、人文与科学并重”的办学理念，结合工程应用型创新人才的内涵，确立按照“需求引导、项目驱动、强化实践、教研统一、突出创新、全面发展”的培养理念，通过制定适应行业发展的培养目标，构建螺旋式上升能力培养为主线的一体化课程体系、项目驱动螺旋式上升的实践教学体系，形成教学科研协同、学校企业协同项目驱动的研究式教学方法，完善多样化实践环境和建设工程经验丰富师资队伍的保障条件，研究与实践了工程应用型创新人才培养模式，取得了良好的效果。参考文献：[1]吴莉.浅析我国高等工程教育存在的问题及应对策略[J].科教文汇,2014,(4):63-64.[2]顾秉林.大力培育工程性创新性人才[J].清华大学教育研究,2014,(4):1-6.[3]康全礼,陆小华,熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报,2008,31(4):15-18.[4]李素芹.应用型人才相关问题辨析[J].扬州大学学报(高教研究版),2014,18(1):13-17.[5]陈志刚,杨新海,吴健荣,等.地方高校工程类应用型创新人才培养模式研究[J].高等工程教育研究,2012,(1):75-80.[6]邵辉,龚方红,徐萍,等.工程应用型创新人才教育培养活动的思考与实践[J].中国高教研究,2010(9):88-90.[7]张青青,王华,张玲卫.高校创新型人才培养模式研究[J].课程教育研究,2014,(25):20-21.[8]马文姝,白凤臣.基于CDIO理念的创新型工程人才培养模式改革[J].职业技术,2012,(1):34-36.[9]车如山,季红波.应用型创新人才之概念解析[J].高校教育管理,2015,9(1):81-85.[10]李维平.对人才定义的理论思考[J].中国人才,2010,(12):64-66.[11]郑其绪,宋彩风.论创新型人才的素质培养[J].山东理工大学学报:社会科学版,2010,(3):88-92.[12]刘维俭,王传金.从人才类型的划分论应用型人才的内涵[J].常州工学院学报:社会科学版,2006,24(3):98-100.[13]龙芝辉,钟昆明,曾诗岚.对工程专业的人才类型探讨[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2014,(10):163-164.[14]董泽芳.高校人才培养模式的概念界定与要素解析[J].大学教育科学,2012(3):30-36.[15]王雪峰,曹荣.大工程观与高等工程教育改革[J].高等工程教育研究,2006,(4):19-23.[16]曾丽娟,马云阔.大工程观理念下的高等工程教育人才培养[J].中国石油大学学报(社会科学版),2014,30(3):100-103.[17]林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究,2011,6:1l-21.ResearchandpracticeonengineeringappliedinnovativetalentscultivationmodeLIUYouyao，JIANGLin，DUHuimin，ZHANGLiguo，GONGJiamin,LIUJihong(SchoolofElectronicEngineering,Xi’anUniversityofPosts&Telecommunications，Xi’an710121,China)Abstract：Improvingthequalityoftalentscultivationforengineeringappliedinnovativeistheproblemwhichisneededtobesolvedurgentlyinhigherengineeringeducation.Accordingtotheconnotationoftheengineeringappliedinnovativetalents,andthesuperiorityandcharacteri