新工科“五新”背景下IT 人才创新创业能力培养体系探索

2020-07-09奚雪峰张兄武付保川吴征天

计算机教育 2020年6期

奚雪峰，张兄武，付保川，吴征天

（苏州科技大学，江苏苏州 215009）

0 引言

随着“中国制造2025”等系列国家战略的推进实施，科技与产业发展对工程人才面临着全新的需求，这对新时期工程人才培养改革也提出了迫切的要求。为此，教育部自2017 年2 月以来，先后发布《关于开展新工科研究与实践的通知》[1]《高等学校人工智能创新行动计划》等指导政策[2]，同时也在多所高校召开重要推进会议，分别形成“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等系列行动指南，积极推进“新工科”建设[3]。

正是在此背景下，在教育部相关政策指导下，面向地方高校IT 人才创新创业能力培养需求，我们从培养目标、教学内容、培养模式、育人平台和质量保障等多方面构建人才培养体系，并以苏州科技大学信息类部分专业人才培养作为试点，开展初步实践探索。

1 概述

自1999 年起国家实施高等教育扩招，信息类专业人才培养规模迅速扩大，但同时人才培养质量问题也伴随左右。为此，近十年来教育部先后实施多项政策，进一步提升工程人才培养质量。如2006 年推行工程教育专业认证试点，2010 年推动实施“卓越工程师教育培养计划”等。这一系列措施目的都在于建立高校与行业企业的协同合作，探索创新人才培养模式，建立高水平创新教育师资队伍，推动工程教育国际化接轨。随着2016 年国际工程教育《华盛顿协议》组织正式接纳我国工程教育加入，标明我国高等工程教育标准和认证体系质量得到国际认可，这也为进一步推进新工科教育质量提升夯实了基础。

信息类人才的培养一直是工科培养的重要组成部分。当前我国产业结构升级调整，面临的主要问题是新兴领域产业人才需求与传统工科专业培养学生创新能力不匹配的矛盾，直接导致传统工科毕业生就业难，而新兴领域如人工智能、大数据等产业又面临人才荒的错位局面。针对这种情况，高校迫切需要改革培养模式，大力推进创新创业人才培育，为国家产业转型升级和新经济发展提供重要的人才支撑[4]。

在这样的改革实施中，地方高校资源有限，但是社会却蕴藏着无穷的资源。因此，如何有效地利用地市、产业、企业及高校内部各专业联合优势，合理地构建创新创业教育所需要的多方协同培养机制，更有效地培养信息类大学生创新创业能力，是本文主要研究探索的问题。

具体而言，需要考虑以下几点。

（1）如何构建多方协同培养机制。创新创业能力培养涉及高校、企业、政府和研究所等多种组织机构，如何协同多方资源，为培养创新创业人才发挥综合作用，围绕创新创业能力培养的不同途径与方法，研究如何构建信息类不同专业创新创业人才的多方协同培养机制。

（2）如何构建多方协同教育模式。创新创业教育有别于传统专业教育，因此原有的课堂教学模式以及课外实践模式并不都能适用，有必要探索多元化的合作创新教育模式，以解决信息类专业创新创业人才的教育模式匮乏问题。

（3）如何搭建多方协同实践平台。创新创业教育的主体责任者是高校，但地方高校在实践过程中又面临资源有限的困境。因此，迫切需要会同企业、政府等，协同调用各方资源为创新创业教育服务。而这样的资源有效整合，必须通过搭建有效的多方协同实践平台来加以实施。

面向培养新形势下的创新工程人才，“新工科”建设主要探索或建立人才培养“新理念”“新结构”“新模式”“新质量”和“新体系”等“五新”要素。自新工科建设实施以来，教育部提出建立多主体协同模式、多学科交叉融合模式、新工科人才创新创业能力培养等模式，旨在改革大学教育方式，深化产教融合，为人才培养提供更好的发展空间。

创新性人才培养的长期性、系统性、重要性，决定了推动创新创业教育，需要政府、企业、社会和高校4 个创新创业教育主体协同行动，形成合力。创新创业能力培养是一个系统化的复杂过程。一方面需要高校在专业课程体系、实践实训环境、创新型的师资队伍建设等方面进行改革；另一方面通过学校与产业的紧密结合来整合社会资源，建立创新创业教育的软环境，为创新型人才的成长提供平台与环境支撑。地方高校作为培养创新创业应用型人才的主力军，未来的教学研究与改革需要紧密结合产业发展对人才的需要，从综合培养环节，通过与产业相结合，探索研究创新创业人才培养的模式和培养机制。

2 创新创业能力协同培养体系

针对信息类大学生创新创业能力培养所面临的多方协同问题，兼顾多主体利益诉求，通过“建立校企合作长效运行机制”和“健全新工科育人环境”两个主要抓手，对人才培养目标、培养内容、培养模式、培养机制和质量保障等进行系统化的研究，构建提升创新创业能力的协同培养体系结构图（如图1 所示）。

2.1 换位思考，对接需求，培养目标重定位

从市场及国家战略需求角度审视教育、评估人才，可以把现代创新人才观整理归纳为“知识”“能力”和“素质”3 个维度上。所培养的人才类型可以视为由三个维度所张起空间的不同映射，即原来培养的科研型人才更多地偏重于对知识的掌握和运用，而培养创新创业应用型人才则更多偏重于能力和素质的养成。“加权CDIO”的人才培养目标重定位理念，并将其映射到由创新创业人才成长要素张起的人才成长空间（参见图2），以此来反映需求的动态变化。即根据社会需求的变化动态调整CDIO 各主要环节的比重，该理念在信息类专业2013 培养方案中得到落实并付诸实践。

在三个创新要素维度中，创新能力将直接在职业生涯中长期发挥作用，需要在大学期间重点地、专门地、连贯地培养；创新素质对职业高度起重要决定作用，需要及早并长期地养成；创新知识则通过在理论和实践教学中有意识地倾斜侧重学习。

图1 多方协同的创新创业能力培养体系结构图

图2 创新创业人才成长空间示意图

根据对苏州及长三角地区主要的IT 企业总体现状和需求分析，通过大量调研与企业研讨，整理归纳出面向苏州及周边地区的信息类人才需求状况。将创新创业人才培养定位于从事“创新技术研发人才”“创新设计开发人才”以及“创新产品服务人才”3 种类型。在此基础上，将国家及地方经济转型对创新人才的需求植入、嵌入、融入培养方案，并在培养模式、培养途径和培养方法等多个方面得到贯彻落实。

能力要求：对前沿创新技术问题，要有识别和辨别能力；要有移植、改造、适配的应用能力；要有集成设计、实现能力、信息获取能力及其与问题的匹配能力。

知识要求：对数学等纯理论，要有从创新研发技术角度的认识、直觉和联想；对专业基础知识，要有和先进应用技术的连接和适用；对相邻方向、相邻领域和相邻专业，甚至相邻行业，要有关联和影响的认识和思考。

素质要求：具备良好的沟通交流能力和团队协作能力；对事物持续保持兴趣的个性；持续并深度钻研的个性。

2.2 立足需求，强化应用，教学内容重建构

基于上述人才培养目标的重定位思路，将加权CDIO 理念引入培养体系，构建起反映创新创业要素的层次模型[5]，以此描述创新创业人才成长规律，也就是将人才要素空间具体化，设计并重构了进阶式创新创业能力教学内容。面向“课堂与课外互补、校内与校外联合、个人与团队协同”，我们以实践教学环节为实施主线，以实际工程应用需求为主要教学内容，在能力、知识、素质三个维度进阶式地贯彻创新创业应用型人才构成要素的培养。

首先，形成由“基本实践能力、专项运用能力、综合应用能力、工程创新能力”所构成的创新能力层次模型。

其次，将该模型映射为实践主导的“通识教育与基础实践、专业基础与专项实践、专业综合实践、应用与创新实践”四大教学模块，从而实现进阶式创新创业能力教学内容重建构，如图3所示。

图3 进阶式创新创业能力教学内容

再次，打造团队，剖析案例，实施创新创业教学内容。将面向创新创业应用的教学内容纳入实践教学体系。从专业基础理论课和专业基础实验课开始，经过专业课和实践教学环节的承接和延续，直至毕业实习和毕业设计环节，全面回归创新实践。对于知识，挖掘其湮没的创新技术本源，看重其在工程技术中的运用，强调实用技术与课程知识的相互投射；对于能力，不再单一或者重点强调科研能力，而是重视工程能力、实践能力、创新创业能力等综合训练与培养；对于素质，注意创新创业思维的养成。

2.3 精耕细作，协同育人，培养模式多样化

立足重建构的教学内容，营造创新创业育人实境，实施多样化培养模式，提高与企业人才需求的匹配度。我们将进阶式培养体系通过创新创业能力层次模型转化为与之匹配的实践教学体系，以“仿真”“逼真”“全真”的手段，让学生通过“工程实境”的不断浸润，在创新知识、创业意识、企业文化等方面，切身感受到真实的创新创业氛围，通过企业“工程实境”的熏陶，使创新创业素质、能力和工程知识得到全面提高。

在人才培养的具体实践过程中，分别采用了如下几种主要的培养模式：基于校企联盟平台的嵌入式培养模式，基于“微项目”的课内外一体化培养模式，跨专业多主体协同培养模式。

嵌入式培养：根据校企双方联合制定的人才培养方案，企业全过程参与学生的培养，如职业素养教育、部分主干专业课程、设计与实训实践类课程，由企业方实施的课程作为本科教学的一部分，从而将企业的优质教育教学资源嵌入到人才培养计划中，学生在4 年的学习过程中，在企业工程师的指导下接受工程化教育的熏陶。同时，学校教师参加企业组织的相关技术培训和课程资源建设，提升教师的工程能力。经过嵌入式模式的培养，学生的综合实践能力明显提高，在就业与硕士研究生考试和复式中竞争力明显增强，成效显著。

2）基于“微项目”的课内外一体化培养模式。

微项目：对于大企业而言，科研力量大多集中于中大型的重点项目，对于一些时效性强、技术含量不太高、重复劳动的微小项目希望以低成本方式外包。因此，教师和工程师在经常性的共同合作中，将这些项目分解为相应的“微项目”让学生去完成。学生则通过竞标方式取得“微项目”，然后在企业项目经理和学校老师的指导下来共同完成。通过这些项目的锻炼，学生的创新实践能力能够得到全面的提升。在我院成立的学生研究中心（SRT）主要负责和企业联系，共同指导学生团队完成相应的微项目。

首先，学生根据兴趣爱好，通过招投标方式，申请微项目。学生通过营造的模拟市场情境尽早地激发、发现对信息类专业的兴趣，聚焦主题以尽可能稳定且持久维持兴趣，在情境和主题不断交替的过程中，促成学生在创新创业领域具有某种特长。这一模式要注意设计好环环相扣的递进、连贯且聚焦的教学链，激发、发现、提升和培育兴趣，最后将兴趣发展成具备初步集成能力的特长，并通过参与微项目的方式，形成从入学到毕业的以实践教学环节为主的“兴趣特长递进式培养链”雏形。

其次，学生进入企业在校内设立的微型部门实施微项目。例如，我院与江苏国贸酝领智能科技公司联合设立的“远程联合运维中心”作为设立在校园里的“校企联合实验室”之一，从设计和建设开始就吸引优秀学生参与，在投入运行后则由企业工程师带领部分学生值班，完成维护和售后服务工作。该中心几乎完全按照企业模式运转，比如要求准点打卡到岗和离岗、用户报修记录和响应时间、上门维修记录和反馈记录、每日工作汇报和周例会等。这样方式的较长时间参与，学生除了获得实用技术的应用机会以外，还得到对企业工作性质的体会、和用户之间人际交往的处理以及严格规范化工作的强化训练。

此外，基于案例教学和项目驱动教学方法，推广微项目。在课堂理论教学、课程设计实践周、综合设计实践周教学以及课外科研项目实践中，营造仿真的产品研发环境。由校企联盟企业的工程师充当需求方，由学生充当设计方，由学校任课教师充当咨询方。首先是选择具有实用性、先进性和挑战性的微项目，突出其主要功能，适当降低难度，作为综合设计和创新设计题目。其次是模拟产品研发的角色化组织模式。从需求方提出要求和指标，通过招投标，设计方领受任务并在咨询方帮助指导下，组织团队开发——设计——制做——调试，到最后由需求方验收。第三是总结教训，从元器件耗散功率、功能模块之间的联结协议或标准不匹配、替代部件在参数上达不到要求，没有考虑用户需求等工程角度分析总结原因，对学生创新创业意识的建立具有较强作用。角色化的实验组织实施模式被证实更能调动学生积极性，更有助于学生萌发创新创业冲动，也更利于志同道合学生的互相激励和开展合作。

3）跨专业多主体协同培养模式。

ZHAN Qian, HUANG Ting, WANG Tie-gong, PENG Wen-jia, CHEN Lu-guang, SHAO Cheng-wei

跨专业协同培养：电子与信息工程学院目前拥有覆盖计算机科学与技术、电子信息、电气控制类共6 个本科专业，形成了软硬件相互支撑、强弱电彼此联合的多专业融合体系。同时，面向实践创新创业应用的企业产品研发，也有需要多专业联合协作开发的需求。结合上述特点，我们建立了跨省市、跨学校、跨院系和跨专业的覆盖面较广的团队协作关系，整合不同层面的资源，最大化资源利用率，有利于学生创新实践知识的全方位提升。例如以我院为发起单位创建了全国性的智能建筑专业的多校企联合毕业设计，每年我们都将有5～10 名学生，共2～3 个团队参加联合毕业设计。

工程化师资团队：围绕专业核心课程群，构建企业工程师进课堂和教师进工程一线的“双进”机制，提升师资团队工程化教学能力；引进和派出双管齐下，开拓教师队伍的国际化视野；聘请企业高端师资开设 “百企讲堂”系列课程，促进学生工程意识养成。

2.4 整合资源，创建环境，育人平台工程化

借力企业对优质人才的需求这一原动力，利用社会和政府的力量，整合校内外优质资源，将校内外各种教育资源打造成适合工程创新创业人才成长的产教融合育人平台。

通过建立校企合作联盟，成立由30 多家企业组成的校企合作联盟，协调学工团队、实验室工程师团队、专业教师团队，共建 “校企联盟创新育人平台”（见图1）。育人平台以“校企联盟”为基础，以功能体为主要构件，部分功能体设置在校内，如谷歌公司高校合作部；也有功能体设置在企业，如国贸酝领智能建筑运维技术联合研究中心。在运行过程中，把平台基础内部各利益主体之间和主要构件之间紧密而牢固粘合。育人平台这个教育教学生命体的组成构件——功能体，所起的作用是把创新创业人才所需具备的要素维度要求，分阶段循序地承担起来，对学生而言就是分阶段地加载上来。育人平台不满足于校企合作及相关机构的形式上的搭建，也不满足于松散的校企联系，更不满足于走马看花式的实习、参观、实践。基于此理念，已经把育人平台建成了“利益”驱动的多功能体互动的教育教学生命整体。

实践实习教育基地：与一批知名企业共建多个人才实践实习基地或工程教育中心，主要接收人数较多批次较多学生，开展参观、认识实习、专业基础阶段实践类课程、企业讲座以及企业专项培训等的教学。此类基地为学生提供创新创业能力训练所需的基础软硬件环境，为创新实践能力形成提供基本保障，具有较全面的打基础的功能。

学生训练发展中心：学院在校内组建学生科研训练中心与学生创业发展中心，并作为信息类专业“立体化人才培养模式”的有机组成部分，成为打造科研实践、学科竞赛和创新创业的训练平台，开辟了创新创业能力培养和校企协同合作培养新途径。

校企联合实验室：与企业共同组建“联合实验室”，就企业发展中所需的产品研发、技术攻关进行合作，并吸引优秀学生参与产品研发。如在学院设立“移动工场”和“远程联合运维中心”，为本科生和研究生提供了联合创新实践平台。此类实验室具有对有一定发展潜力的学生进行拔尖的功能。

2.5 闭环监控，全程跟踪，构建双环质量保障

构建与人才培养目标相适配的双环质量保障模型(如图4 所示)，并将其贯穿于整个培养过程，是确保人才培养效果的重要措施。质量保障模型由两个环路构成：一是由各个教学环节所构成的教学活动实践环；另一个是对教学活动进行动态监控的教学质量保障环。两个环各自形成闭环且独立运行，并按照质量监控的评价指标和方法对教学活动的效果做出评价。其中，闭环结构体现了两个环上信息流转的基本特征，也为持续性改进提供了契机；前馈结构主要体现在环上主要节点信息的局部循环和减小偏差的作用。

教学活动实践环涵盖人才培养的各个主要环节，包括培养方案制定、课堂教学、课外拓展、综合实践、毕业设计、课程考核和教学过程评价等，对每个环节的实施效果进行评估，是教学质量保障环的主要职能。教学质量保障环涵盖评价指标体系与方法、教学活动信息采集、多主体评价、评价结果反馈和后续跟踪与调整等一系列质量监管活动。

图4 双环质量保障模型图

环与环之间通过相应环节的交互及多主体评价来采集教学活动环上的主要数据，按照既定的评价方法给出评价结果，并将评价结果反馈到教学活动中去。基于评价结果对教学活动的相应环节进行改进与优化，从而为提升教学质量提供制度保障。

2.6 利益共享，责任共担，运行机制长效化

新工科背景下的实践创新创业人才培养是一项复杂的系统工程，必须依靠整个社会多教育主体的联动才能达到预期目标。

近几年，地方高校及学生对教学目的应该面向创新、指向应用的认识和意向越来越明晰，企业、政府和家庭对优质创新创业实践应用型人才的重视均达到前所未有的程度。很多用人单位从最初的在人才交流中心坐等招聘，到被邀请参加校园招聘会，发展到积极投身学校的教学过程，直接传授技术知识，灌输企业文化，考核学生成绩和品质，发现和培养符合企业需求的毕业生。政府从资金、场地、环境与氛围等多方面对创新创业人才提供全方位支持。与此同时，学校也从自身生存和发展的角度，认识到学校资源不仅在数量上有限，而且在属性上有偏离，而创新创业育人理念的落实、新工科育人环境的创建、多样化培养模式的实施，均需要真实工程实践环境的支撑。换言之，学校方面也有与企业深度合作的强烈愿望[6]。

通过整合校企政相关资源，打造新工科创新创业育人平台，我们构建了由学校、企业、政府等多方共同参与，利益共享与责任共担的协同育人机制，简称为“校、企、政、生”多方联动的工程化运行机制，如图5 所示。

图5 四方联动的工程化运行机制

该机制以学生为核心、以学校为主体，通过企业与政府对人才培养过程主要环节的参与，建立起各相关主体之间的联动关系。学生兼具培养及服务对象的角色，学校为学生提供成长的环境与条件，企业为人才培养提供工程化的环境，政府为人才培养提供经费与政策支持，所培养的学生或为企业服务，或自主创业，直接服务于社会。利益共享与责任共担是协同育人机制的前提与基本条件，通过利益共享找到各参与方的关注点，而责任共担则实现了责任与利益的绑定，从而实现了协同机制的长效化。