新工科双创人才培养的实践教学范式

张干清 郭磊 向阳辉

摘 要：新工科建设是当前高等工程教育改革的时代使命。为解决产教之间的结合松散问题，提出让人才供给侧的教育与岗位供给侧的产业同时参与变革的新方法，构建使校企融于一体的“合作主体”新观念，以此调动产业的主动性，撬动新工科的建设，使外延后的产业与教育相互渗透，不仅实现企业的教育化，烙上“教育”这块牌，也使高等教育无缝对接产业而彰显特色，从而为跨界教育的创新创业实践教学提供根基。以合作主体为条件、场境线为情境、实训线为方法、课程线为途径、能力线为目标，系统性地构建“主体双重、并进多线、教学做工”一体化的创新创业实践教学范式，通过虚实互补的实践课程体系、阶梯递进的实践实训策略、三主互动的实践教学基地、双向驱动的实践教学团队，全面提升学生的双创能力。

关键词：新工科；创新创业；人才培养；实践教学

新工科为高等工程教育改革提供了“中国方案”，它以继承与创新、协调与共享、交叉与融合为主要途径，其推进需重点把握的三大任务是学与教、实践与双创、国际化与本土化[1]，它是继转型发展与产教融合之后，再次使中国高等教育由注重技术与科学向关注实践转变的重要举措，实践教学的火焰进一步高涨。万众创新，大众创业，通过创新来创业，在创业中不断去创新，才能让人力资源转化为人力资本，才能使“人才尽显创新，工作充满业态”。创新，关键在于人，创业，实践是必经之路。为培养创新型人才，从教育供给侧进行的高教改革[2]，只意识到了产业的人才需要，却忽视了其也是岗位的供给侧，势必导致改革的不彻底性。校企融合的方式[3]，始终没有改变企业的“参与者”身份，高校因无法避免自身的“求助”而使得这场合作最终沦为“单相思”，校企合作难以深化。为主动响应新工科的时代需求，面向当前与未来产业发展急需，自觉研究并推行新工科的理念，从实践培育的角度如何让分别作为人才与岗位供给侧的教育和产业同时参与变革，使之相向而行而构建一个“合作主体”，使产教融于一“体”，从本质上调整产业自身的主动性与积极性，以此撬动新工科的建设，探索使人力资本的结构发生根本性转变的新范式，培养促进并引领新经济与社会发展所需要的创新创业人才，是当前高等工程教育改革的时代使命与亟待解决的重要课题。

一、构建一体化的实践教学范式

走新工科交叉与融合之道，使产教各自对应的岗位与人才供给侧同时参与改革，让企业以“合作主体”而不是“参与者”的身份构筑共同体，实现产教融于一体。为了建设新工科，培养创新创业人才，技能的培养无疑不能停留在单纯的动作层面，务必要培养出更高层次的智慧技能与创造技能[4]。根据技能的形成规律，本文拟在实践教学团队这一螺旋桨的推动下，以合作主体为条件、场境线为情境、实训线为方法、课程线为途径、能力线为目标，构建起“主体双重、并进多线、教学做工”一体化的创新创业能力培养实践教学范式，如图1所示。

（一）能力线是指通过分解实践岗位的技能指标所形成的目标递增线，它包括基本能力、专项能力、综合能力和创新创业能力。其中，基本能力以岗位所必备的基础知识与技术为主，对于机电类专业（下同），有基本工具的使用、电子元件的辨识、机械图样的绘读等；专项能力以单项技术的应用为主，如数控加工、车磨加工、设备拆装、系统装调等；综合能力指综合运用多种技术来制作工件，如常见零件的加工，常用装备的装调、维修与保养等；创新创业能力是以创建合乎社会需求方向的新产品，通过创新来创业的能力，如3D打印这一颠覆制造业的成功研究与推广。

（二）课程线是将工作任务上升为实践性课程，实现由工作领域向学习领域的转变。依据能力的提升，实践课程包括锻炼基本技能、专项技能、综合技能和创新创业技能的实践课程。其中，基本技能实践课程，即融合专业领域中的基本理论与技能，通过技术过程的综合来培养学生的基本能力，如机械绘图、电工技术等；专项技能实践课程，即将专业领域中某一技术与方法融成一体，通过技术过程的实现来提升学生的能力，如机械装备的安装调试、传感检测等；综合技能实践课程，即将典型的工作过程案例化或项目化，通过技术的综合性应用来提升学生分析与解决工程问题的能力，如发动机维修、机器人调控等；创新创业技能实践课程，即将专业领域中创新性思维与创新方法通过创行的社会实践来实现的过程，强调技术与方法的创新性与可创业性，对学生创新创业能力的提升，如工业机器人。

（三）实训线是指根据实践课程的教学内容及其环境所采用的教学手段。对于基本实践课程，通常在实验实训室中采用实验平台的验证实训，或在模拟实训室中采用虚拟平台的模拟实训；对于单项实践课程，通常在校内实训企业中采用实践平台的项目实训；对于综合实践课程，通常在校外实训基地采用实境平台的顶岗实训；对于创新创业实践课程，往往在创新创业实训基地采用现实创新平台的创业实训。

（四）场境线是指依托“合作主体”，建立各种切合企业生产实际、紧密匹配各种实践课程所创设的实践教学情境，包括普通实验实训室（如电子实验室、发动机折装实训室）、模拟实训室（如LabVIEW虚拟实训室、汽车虚拟实训室）、引企入校的校内实训企业、校外实训基地及创新创业实训基地等。

由图1可知，能力线、课程线、实训线及场境线，线线向创新创业转化，最终迈向新工科的顶层设计。同时，合作主体的作用力，途经场境线、实训线与課程线，一步步传递给能力线，从而形成一个纵横交错的一体化人才培养范式，最终完成新工科所设定的使命，实现创新创业能力的培养。其中，课程线的各种课程与能力线的四种能力之间的对应关系如图2所示。由此可知，能力的达成，实践课程的设置很重要，内嵌于实践课程的案例和项目是培养双创能力的强力引擎。

二、创建虚实互补的实践课程体系

创建孵化创新创业能力的实践教学体系，课程资源的建设是核心，按照新工科的途径，采用虚实互补的课程理念，以实际作业的课程资源为主，辅之以“互联网+”的虚拟资源，将校企双方的实际资源与虚拟资源有机结合起来，实现课程资源的互补性与可选择性，以此推动两供给侧改革。

（一）基于能力级提升的实际课程资源

在实际工作环境下，遵循新工科的理念，将对应专业的实践课程同产业实际紧密结合后，形成基础课程、拓展课程与双创课程三个能力级提升的板块，以基础课程板块为条件，围绕方向构建拓展课程板块，再以提升双创能力为目标，开设双创课程板块，并对教师进行相应板块定位，由每一板块的教师策划与开展实践教学，实现校企双方共建共享的目标，一同建设并践行课程资源。对于机电类专业，如果所设方向为先进制造、工程机械、汽车检修、工业机器人，则其基于能力级提升的实际课程体系如图3所示。

（二）基于“互联网+”的虚拟课程资源

在“互联网+”环境下，新工科专业实践课程的开发，是基于课程教学的实际需要、学生对实践操作与虚拟仿真的实际需求，可开发具有学校与企业双重属性的数字化学习空间。以互联网+实践课程为着力点，以长短相济，齐头并进为目标，革新课程内容及其教学模式。基于翻转课堂与娱乐化的方式，学生可在业余时间观看学习空间多样化、立体化的微课、MOOCs与SPOCs，改变传统课堂单一的学习方式，弥补课堂教学时间的不足，延伸学习的时间和空间，便于巩固或提前学习，培养学生自主学习能力，也便于按需查询，全面提高学习成效。

三、建立递进式实践课程实训策略

按照新工科的途径与任务，推动教育与岗位两供给侧同时改革，依托“合作主体”所创建的校内与校外实训基地，按照素质与能力的形成方式，开发与实践从“实验平台验证实训——虚拟平台模拟实训——实践平台项目实训——实境平台顶岗实训——创新平台创业实训”的五阶梯递进式教学模式，实现从验证实训→模拟实训→项目实训→顶岗实训→创业实训的能力提升过程，如图4所示。

第一阶梯：实验平台验证实训。根据一般实践课程的教学计划，按照与对应理论课程相衔接的原则，验证实训先后相继安排在第1-6学期，主要在实验实训室进行，其主要通过实验导向性学习方法，解决简单技术问题，通过验证实训所夯实的分块化能力，为集成性创新创业能力提供点面结合的扇形辐射所必备的促成性条件[5]。

第二阶梯：虚拟平台模拟实训。根据一般实践课程的教学计划，模拟实训安排在第4-6学期，为期4周，主要在模拟实训室进行。采用虚拟软件如LabVIEW、VMSim等教学，使学生在仿真环境中进行较全面的模拟训练，了解并熟悉实际工作流程，基本具备独立解决问题的能力。

第三阶梯：实践平台项目实训。根据单项技能实践课程的教学计划，项目实训安排在第5-6学期，为期4周，主要在“校内实训企业”开展如发动机与底盘拆装、维修保养等真实性项目实训，通过真实任务的导向性学习，锻炼并培养学生的技能与思维，使其实现从学生到职员角色的初步转变，在“工与做”中培养学生的操作技能、维保技能和职业综合素养等。

第四阶梯：实境平台顶岗实训。根据综合实践课程的教学计划，顶岗实训安排在第7学期，主要在新工科专业的对口企业，如机械制造公司、工程机械企业、汽车公司、机器人公司等校外实训基地。通过顶岗实训的实际导向性學习，增强学生的岗位责任意识，培养其职业素养。

第五阶梯：创新平台创业实训。根据创新创业实践课程的教学计划，创业实训安排在第7-8学期或毕业后，主要在校企绵延一体的新工科专业创新创业实训基地。通过创业实训的导向创新功能，增强学生的创新创业意识，催化其创新创业能力。

四、创建三主互动的实践教学基地

按照新工科思路，通过构建“合作主体”，彻底解决行业产业与高等教育之间长久以来的游离状态或结合松散问题，实现产教一体，协同发展。一方面，将企业外延到校内，在校内开设适用于教学的校内实训企业[6]，实现企业的教育化，烙上“教育”这块牌，拓宽企业的生存与发展空间；另一方面，使高等教育无缝对接产业而具有行业背景，通过接地气与学会讲本地话，彰显高校“特色”。这种深度融入行业发展，校企一体共建共享以学生主体、学校主导、企业主训为内容的“三主互动”实践教学平台，实施创新竞赛教学，四年不间断实习机制，构建实习就业直通车，即便是变革两供给侧，推动新工科建设的重要途径之一。

（一）统筹规划，优化校内外实践教学基地

按照分类创建、层次有别的思想，变革实践教学基地及其创建方式，将其创建为校内实训基地、校外实训基地与创新创业实训基地，在创建方式、实训模式及培养目标上，校内实训基地可按项目形式创建，主要在教、学、做的结合过程中，以赛证嵌入的方式，通过项目化或案例化实践教学、技能竞赛、职业资格考试、创新创业教育等活动，培养新工科专业学生的基本技能、专项技能和创新思维；校外实训基地则按照专业方向创建，在教、学、做、工的结合过程中，主要以“做中学”的方式，围绕专业方向实现认识实习、社会实践、顶岗实训、毕业设计等，培养学生的综合技能与创新意识；校企绵延一体即创新创业实训基地则按任务使命创建，在工、做、学并进的过程中，以工做学一体的方式，紧绕创新工作、创业萌动与创业兑现，将实训基地从校内绵延到校外，建立校企一体且层次有别、功能互补的实训基地，通过优才培养，强化学生创新创业能力。具体形式如图5所示。

（二）对接资格证，衔接实践课程，建立校内实训基地

在校内实训基地实训过程中，无论是现场设备的购置与布局，还是实训的内容、项目及课时均需按“章、需、实”反复规划与论证，切不可草率行事。可创建适度超前，规模得当，切合实际需要，便于理实结合的校内实训基地。以汽车检修方向为例，一方面，要建立训练基本技能与单项技能的实训室，如机械制造实训室、汽车拆装实训室、汽车电器电子控制实训室；另一方面，也要创建对接职业资格证的如汽车维修实训室，用于拓展专业、产学研用及服务社会的如汽车检测实训室等。除此之外，更为重要的是如何建立1个模拟实训室与1个校内实训企业，具体如下。

1.创建具有逼真感的模拟实训室

通过最新虚拟软件，特别是国外优秀软件来变革教育供给侧。凭借软件，学生可虚拟出一个实时反映实体对象变化，并能与其交互作用的三维世界，就能体验并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，培养本土化的国际视野，其逼真性和实时交互性使学生容易融入其中的情景而产生沉浸感，为真实操作提供场境，使学生尽快融入生产过程，缩短工作的磨合期。同时，由于虚拟软件所涉及的均是系统性的而非单方面的知识与技能，使学生容易将相关的知识串联起来而产生内生动力，激发创新创业的灵感。此外，通过虚拟实训所掌握的技术还可参加各种虚拟技能竞赛，为此，机电类专业可创建如工程机械虚拟实训室、LabVIEW虚拟实训室、汽车虚拟实训室等。

2.引企入校，共建一体化校内实训企业

为同时推进两供给侧改革，高校应结合本校实际，引入有代表性的1-2家企业，产业也应以此作为拓展资源与优先揽才的契机，主动迎合需求，这样，高校即可根据校企一起提供或购置的师资、技术与设备来改造工程训练中心，由校企共设同管，按照市场化运作模式创建校内实训企业，统筹校内资源，提高其服务水平与效能。通过校企间环境与资源的整合互动，实现教学过程与课程内容分别对接生产过程和岗位要求，资源的优化配置，“教学做工”的系列目标，使学生体验真实项目的推进和产品的生产，缩短学校与企业之间的距离和学生到员工的过渡时间，实现新工科“工程范式”的思想。

（三）对准岗位，强化技能，建立校外实训基地

校企双方应依据共同制订的较完善的教育体系对学生进行引导，使其带着问题去实践，将被动实训变成理实结合、创新训练、就业创业于一体的教育实践[7]。在顶岗实训中，通过指导，让学生深入了解并提取相关瓶颈问题，使之上升为研究课题后，以毕业设计的形式让学生展开研究，并在实习基地完成实验与测试，从而让学生实现面向产业的科研训练，让学校实现科研项目的孵化，也使企业完成人才的选择等系列目标，使三方互利共赢，切实实现责、权、利的高度统一。校外实训基地的创建，务必尊重企业的“合作主体”地位，基于岗位供给侧的要求让其亲自参与教学实践，激发其主动性与积极性，履行其责任意识与使命担当。

（四）激励创新，帮扶创业，筹建创新创业实训基地

秉承“激发创新热情、点燃创业梦想”的精神，筹建创新创业实训基地，使学生能将其奇思妙想落地，在创新创业教育中展现成效。创新创业实训基地的建立，从以下三方面着手：第一，务实创新，纳规入章。推行创新学分制，把创新纳入人才培养方案，列入毕业及学位要求，规定每位学生毕业须获得高于6个创新学分；第二，建立项目，重点资助。以问题与课题为导向，以学生为主体开展实验创新，调动其主动性和创造性，催化其创新思维，捕捉其创新灵感，提升其创业能力，形成省、企、校、院多方位的创新创业资助方式；第三，选拔优秀，重点培育。拔尖创新人才，通过多种方式开展优才培养，搭建以互联网+、智能硬件等为代表的高科技创新平台，使其利用所建平台进行创新。

五、打造双向驱动式实践教学团队

优良的教学团队不仅是实践教学的助力器，更是推进实践教学的螺旋桨，为此本项目组以观念改变为前提，课程改革为核心，项目研究为抓手，方法实施为路径，推进两供给侧改革，开辟新工科继承与创新的途径，培养授课者的素质，提高其实践水平。以教师与工程師“双向驱动”的方式，组建合作主体、校企一体的专业教学团队，一是让高校教师走下讲台，融入企业的项目研发，给企业的研发插上理论的翅膀，从而实现教师的工程师化，提高教师的实效；二是让企业工程师走上讲台，融入教学教研工作，给学生的理论学习嫁接明确的对象，从而实现工程师的教师化，为课改导航，提高工程师的成效。可见，这种“科研领跑、双向驱动”的过程，既提高了教学团队的水平，也保障了课改与两供给侧改革的顺利推进与实施。当然，教师的工程师化与工程师的教师化并非一蹴而就，而是长期打造，不断循环培养的过程，其范式如图6所示。

综上所述，校企融合的深度，决定着“跨界教育”实施的可行性及其便利程度。为此，提出让产教的两供给侧同时参与变革的方法，以此构建“双合作主体”的校企融合观念，从而使产教合二为一、融于一体，为创新创业的实践教学提供了保障，也为新工科的建设提供了杠杠。以合作主体为条件、场境线为情境、实训线为方法、课程线为途径、能力线为目标，系统性地构建“主体双重、并进多线、教学做工”一体化的创新创业能力培养实践教学范式，它通过构建的场境，实现了情境教学，同时，也使条件、场境、方法、途径与目标五位一体。通过创建虚实互补的实践课程体系、五阶梯递进式的实践课程实训策略、三主互动的实践教学基地以及由双向驱动所打造的实践教学团队，全面提升学生的创新创业能力，从而为新工科的建设，特别是其创新创业人才的培养提供了切实可行的新方案。由于岗位即人才需求的多样性或非同质性，两供给侧一同推进的综合改革，必然避免了人才培养的同质性，是平衡供求关系，解决人才培养过剩的有效举措。本文阐明了实践课程与能力之间的对应关系，提出内嵌于实践课程的案例和项目是培养学生创新创业能力的强力引擎。在以后的研究中，如何设置内嵌于实践课程的案例与项目，让它去承载所学习的课程，成为催化目标能力生长点的使能技术，即是下一阶段探讨的重要课题。

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] 杨柳群. 基于教育供给侧改革的高校本科创新人才培养模式探究[J].高等教育研究学报，2016（2）：12-16.

[3] 刘峥. 地方应用型本科院校校企合作人才培养模式探索[J].高教探索，2017（3）：41-44.

[4] 王猛，耿淬，王亮伟，等.中职机电类专业实践教学体系的开发与实施[J].中国职业技术教育，2015（16）：67-72.

[5] 吴彬瑛，倪锋. “互联网+”时代高职院校创新创业教育应用研究[J].职教论坛，2017（2）：30-34.

[6] 梁远榕，张伦玠，李洪泳，等.“生产进校园”教学模式的创新与实践[J].中国职业技术教育，2015（8）：105-108.

[7] 李如春，曹全君. 基于“校企互赢”的校外实习基地建设探索[J].实验室科学，2016（3）：150-152.

（责任编辑 赖佳）