高职院校新工科专业教学实训设备的配置途径探索

摘要：目前，在高等职业院校新工科专业建设过程中，实训设备的配置环节仍然比较薄弱。针对这一现状，以珠海市的高等职业院校为例，针对新工科专业建设过程中在实训设备配置环节所存在的突出问题，提出了“以转变观念为前提，以重复利用为基础，以市场购买为主线，以自我开发和合作开发为辅助”的新工科实训设备配置新途径，并给出了具体的操作方法。

关键词：新工科;高职院校;实训设备

中图分类号：G718    文献标识码：A    文章编号：1672-5727（2021）01-0028-05

随着人工智能、大数据、云计算、新一代信息通信技术等新兴产业的快速发展，新一轮的科技革命席卷全球[1]。新兴产业的不断发展和壮大需要大量的新型技能型人才的支撑，但目前很多高等职业院校的工科专业很大程度上已经不能适应新时代新经济的发展需求，因此作为承担培养技能型人才重任的高等职业院校，在专业建设上不断向新兴技术领域拓展，在此背景下“新工科”的概念出现了[2-3]。很多高等职业院校通过改造现有传统工科专业或者增设新专业，积极开展新工科专业建设[4]。正当各高职院校如火如荼地开展新工科专业建設的时候，“新工科专业教学实训设备”的配备问题却一直没有得到足够的重视，甚至被忽视，日益成为阻碍新工科专业建设的焦点问题。教学与实训相结合是高等职业院校最基本的教学模式，如果没有配备合适的实训设备，其教学就变成了理论讲授，也就不能发挥职业院校在教学上的优势，更无法达到培养技能型人才的目标。因此，提高对教学实训设备问题的重视，并积极对实训设备的开发和应用进行研究，成为当前高职院校新工科专业建设的重要环节和当务之急。

一、高职院校新工科专业实训设备的新要求

与传统的工科专业教学相比，新工科的专业教学课程设置都要发生很大的变化，而对高等职业院校而言，这就意味着重要的教学载体—实训设备也要进行升级或换代。高等职业教育最大的特点就是要培养具备知识和技能并重的就业型人才，体现在教学上就是通过各种各样的实训设备来模拟实际的工业生产过程和现场，来对学生进行技能训练。新工科对应的是新兴产业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等，这些专业领域的教学若使用传统的工科专业实训设备，则远远不能满足人才培养的需求。鉴于新工科融合性和创新性的特点，为了更好地适应新时代背景下新兴产业的发展需求，高职院校新工科专业建设过程中在实训设备配置环节应更加注重以下新特点：

第一，跨界融合性更强。与传统工科专业实训设备相比，新工科的实训设备需要满足多学科的技能训练需求。以工业控制系统信息安全专业为例，该专业跨界融合工业控制和信息安全两个领域的知识，因此，对应的实训设备就应是满足培养学生多学科综合技能的组合型设备。

第二，信息化水平更高。新一代信息技术的发展和制造业的转型升级，工业化和信息化融合的加快，大数据和人工智能等新技术逐步被应用于新兴产业，这些领域需求的是掌握更多的现代信息技术的复合型人才。因此，职业院校的新工科专业教学实训设备必须具有更好的信息化水平。

第三，智能化水平提升。随着智能技术在工业和工程领域的逐步渗透，生产设备和生产过程的智能化水平也越来越高，而作为将来在这些领域就业的高职学生而言，必须要经过智能化实训设备的训练才能适应新时代的就业需求。传统工科领域中占比较大的机械式或者电子式的实训设备已经不能满足对新型技能型人才的培养需求，必须配备智能化水平更高的实训设备才能满足智能制造和工业互联网等新兴产业需求的技能型人才的培养要求。

二、高职院校新工科实训设备配置中存在的问题

广东省珠海市目前共有3所高等职业院校，其中1所为艺术类，2所为理工综合类，新工科专业主要在这2所理工类高职院校中开设，具体包括大数据技术与应用、云计算技术与应用、人工智能服务技术、工控安全技术、工业机器人5个专业。以这5个新工科专业为研究对象，对其教学实训设备的配置情况进行细致的调研和分析，发现绝大多数是处于起步阶段，基本上仅仅满足部分教学需求，而像工控安全技术专业，在实训设备的配置方面可以说是 “零”，还没有与该新工科专业相匹配的完整成套的教学实训设备。究其原因，有以下几个方面：

第一，存在认识上的误区。在新工科专业规划阶段和建设阶段都不重视实训设备的配置，认为需要时对外采购就可以了，有钱就能买到，不需要单独考虑，严重忽视了教学实训设备市场供给侧的现状。由于新工科专业刚刚兴起，相应的教学实训设备还没有形成统一的标准（主要是操作和功能），更没有产生大批量的需求，因此很多教学设备公司还没开发或者说还不知道怎么开发新工科专业的实训设备。所以，对于高职院校而言，如果不提前谋划，就要面对“有钱也买不到实训设备”的现实。

第二，缺少学校层面的顶层制度的支撑。学校层面对新工科专业建设缺乏统一的规划，没有制定针对新工科专业建设的基本制度。因此，在新工科专业建设过程中，涉及实训场所的规划，教学实训设备的采购、使用和管理等问题时面临着“无制度可依，无程序可走”的状况，在任何一个环节的推动上都是阻力重重、步履维艰。

第三，缺少资金支持。这是新工科专业建设过程中在配置实训设备时遇到的最大问题，有规划，有需求，但是没有资金。

第四，缺乏统筹管理。新工科实训设备配置的具体操作上，没有统一的组织机构和专门人员进行统筹管理。承担新工科专业建设的二级学院在实训设备的配置上，找不到统一的对口管理部门和专门负责人员，各个专业都是“散兵游勇”的状况，无法形成合力。

第五，配置方式单一。在新工科专业建设过程中，针对实训设备的配置始终坚持“外部市场采购”的做法，如果外部市场没有供给，那就“等和靠”，等待市场上的教学设备公司能够开发出相应的实训设备，缺少积极探索配置方式多元化的主观能动性。

第六，缺乏全面把控能力。对新工科专业课程的实训需求没有全面把握。在课程体系没有完全定型和对所有课程的实训需求没有全面分析和掌握的情况下，就购买了实训设备，结果实际使用时发现不能用或者只能部分功能适用。还有一种情况就是，针对部分多学科融合的新工科专业，采购回来的实训设备操作复杂，连本专业教师都很难掌握，更谈不上让学生熟练使用。这些情况都造成了实训设备的闲置浪费，使新工科专业建设的成本大幅提升。

三、高职院校新工科专业教学实训设备的配置途径

在高等职业院校新工科专业建设过程中，对于实训教学设备的配置要紧紧围绕着“新”字做文章，与传统工科专业的实训设备配置相比，新工科专业在实训设备的开发和应用上需要做出创新性的变革思考和探索实践。在具体操作上要结合本校实际情况，走“以转变观念为前提，以顶层制度为支撑，以重复利用为基础，以市场购买为主线，以自我开发和合作开发为辅助”的新路子。

（一）思想观念要转变

实训设备是高等职业院校进行教学的重要载体和工具，是实现高职院校人才培养目标的基础保证，在任何时候任何情况下都要高度重视实训设备的配置问题。新工科专业主要是针对新时代新经济业态下的新兴產业，目前还处于起步阶段，大多数的新工科专业建设还处于不断探索和实践过程中，这也决定了新工科专业实训设备的供给侧与需求侧的不平衡，市场供给远远不能满足高职院校的需求，甚至部分专业领域只有需求还没有供给。与传统工科专业相比，时代背景发生了变化，所以新工科专业在规划之初就必须要全面把握新时代背景下新工科实训设备市场的供求情况，把实训设备的配置作为新工科专业规划的基础环节，从思想上高度重视，从行动上积极谋划，坚决纠正“有钱就能买到”的认识误区。

（二）制度建设要先行

新工科专业教学实训设备配置需要学校层面顶层制度的支撑。要从学校最高的发展层面上明确新工科的优先发展地位，要有学校层面的统一规划，这是新工科专业建设的制度保证，是实施新工科专业建设的基础环节，即“制度先行”。特别是在专业设置、资金投入、实训室规划、实训设备采购和管理等具体操作和实施方面都要有方向性的指导文件和基本操作流程，只有这样才能“有制度可依，有流程可走”，才能顺利的推进实训设备配置的各项具体事宜。以珠海城市职业技术学院为例，学院明确把新工科的优先发展地位纳入了学校“十三五”发展规划，抢抓机遇、积极谋划，对接产业结构调整，加强工科专业建设;紧紧围绕着本地区新时代的发展需求精准布局新工科专业建设，探索建立服务区域新产业、新业态、新技术发展的产业学院、实践基地。有了类似的“顶层设计”，在实训设备的开发与应用的各个具体操作环节上才能够顺利的推进。

要指定或设置专门机构和专门人员统筹管理。实训设备的配置涉及到实训室场地、资金、采购、管理、维护、人员等诸多方面的问题，为了更好地进行实训资源的优化配置，必须要有专门的部门和专门人员进行统筹规划，在具体操作上进行统一指导和管理。只有这样，才能保证整个学校的新工科专业实训设备的开发和应用保持步调一致，从而保证在实训场地使用、设备资金利用，实训设备维护和管理等方面做到效益最大化，保证操作流程的规范性和统一性，有效避免各个新工科专业“单打独斗”造成的实训资源的浪费。以珠海城市职业技术学院为例，学院专门指定“质量管理办公室”统筹负责新工科教学实训设备的规划和具体操作事宜，牵头建立了由人工智能学院、机电工程学院和海洋航空工程学院三个二级学院组成的“新工科专业联席会议”机制，在实训设备的场地分配、采购、开发、设备管理和使用等方面进行统一规划，在具体操作上由三个二级学院具体协商，采用“共建共享”的新模式来推进新工科实训设备配置工作。从目前的实施情况来看效果良好，特别是智能电网、大数据、云计算、新能源汽车等新工科专业在实训设备的开发和应用上进展顺利。

（三）多措并举筹资金

多渠道筹措资金，加大财政支持力度。国家教育部在日前发布的《职业教育改革方案》中明确提出，“在5～10年内将推动职业教育由政府举办为主向政府统筹管理、社会多元化办学的格局转变”。在这样的国家政策指导下，新工科专业教学实训设备的资金来源也应该积极向多元化渠道拓展，要在“政府、行业、学校、企业”上创新合作模式，寻求新突破，通过各种措施进一步激发行业和企业参与新工科专业建设的内生动力，推动高等职业院校和行业企业形成命运共同体，从而保证有足够的资金进行实训设备的配置。以珠海城市职业技术学院为例，学院积极向政府、行业和企业多方寻求资金支持，资金来源逐步多元化。在学校每年的市级财政预算申请中，把新工科专业实训设备资金作为专项进行重点申报，各二级学院组织专人对申报材料中的各项内容进行认真填写和严格审核，保证做到有规划、有执行、有考核，按照科学化、精细化管理要求，切实履行财政资金使用、管理及监督检查职责，从而保证能够最大限度地申请到政府财政资金的支持。2019年，学院在实训设备资金上争取到了1 200万元的政府财政支持，相继完成了大数据分析、智能电网、云计算和工业互联网信息安全4个新工科专业部分课程的实训设备配置，有力推动了本校的新工科专业建设。在与行业和企业的合作上，基于目前新兴产业领域企业对新型技能型人才需求日益增多的现状，从需求侧出发积极探索共同成立“产业学院”的合作新模式，形成由学校、行业协会（或产业联盟）和企业共同制定教学标准，共同确定教学课程，共同开发教学教材，共同培养学生的“校企联合体”，实行“双师素质”“双师结构”“双带头人”“双向兼职”“共同投入，共同收益”的联合办学模式，形成全方位的校企深度融合，行业和企业的资金投入也为新工科实训设备的配置提供了资金来源。另外，学院还积极主动寻求社会捐赠，2018年申请到本地一家高科技公司和微软公司共计230万元的社会捐赠（其中80万元为直接捐赠的实训设备），专门用于实训设备的采购。

（四）配置方式多元化

多措并举，推进配置方式的多元化。目前新工科专业刚刚起步，其课程体系和教学实训设备均还未完全定型，很多教学设备仪器公司还没有开发或者还未能开发成熟配套的实训设备，因此，市场上新工科实训设备的供给还远远不能满足职业院校的实际需求。基于这种现状，就需要各高职院校努力挖掘自身潜力，除了向外部市场采购之外，还要积极探索“独立开发和合作开发”的新路子。此外，还可以开源节流，对已有的实训设备进行升级和改造，实现二次利用。以珠海城市职业技术学院为例。学校科研部门将新工科实训设备的开发作为科研专项，面向全校教师公开招标，鼓励组成跨专业的研发团队，根据新工科专业的实际需求有针对性地开发实训设备。2018年，由学院不同专业教师组成的3个研发团队分别中标了3个项目，学院在研发场地和项目资金上面给予了大力支持，目前项目进展顺利，取得的部分成果已经用于实际教学。如由电气自动化专业和计算机网络专业的教师共同开发的工业物联网现场测控设备，在开发过程中充分利用了已有的PLC实训设备和工业组态实训设备，既节约了资金降低了开发成本，又提高了实训设备的利用率，满足了新工科专业实训教学的需求。此外，针对部分新工科专业的实训设备市场上还没有厂家开发和供应的情况，学校鼓励新工科专业教师积极走出去，对全国相应领域的行业企业进行全面细致的调研和分析，通过洽谈和协商，选取相应领域内实力较强的企业一起合作开发教学实训设备。如工控网络信息安全实训设备，就是由学院工控网络安全专业和国内工控安全领域某知名企业共同设计开发的，虽然该企业以前从未涉及教学设备开发，而且该企业一般是为电力、国防、石油、化工等领域进行服务，但是其科研实力较强，经过校企双方一年多的联合攻关，开发的教学设备完全满足教学需求。本次合作不但为该企业发掘了新的利润增长点，也解决了学院专业教学的实训设备问题，实现了双赢。

（五）师资建设要同步

建立专业化的新工科专业实训教师队伍，吃透课程的实训要求。新工科专业的最大特点是“跨界、融合、创新”[5]。这实际上也对新工科专业的教师提出了更高的要求和挑战，传统工科专业的知识结构和实训操作技能已经不能满足新工科的实训需求。以笔者亲身实践的工控网络安全专业建设为例，从专业转型前后的专业核心课程对比来看，转型为新工科专业之后，增加了工业互联网方面的课程，如表1所示。这些课程对于传统的工业控制专业的教师来说是个巨大的挑战，意味着必须重新学习知识和实操技能。

还有一点就是在进行新工科实训设备的开发之前，必须对专业课程体系进行固化，明确该专业需要讲授哪些课程，吃透每门课程的实训要求，以学生为中心，本着“易操作、够用和适用”的原则，充分利用现代化的信息技术手段进行实训设备的开发。还需要负责实训教学的专业教师仔细研究和学习实训设备的使用、维护和管理等方面的知识，达到全面掌握熟练使用的程度。为此，就需要学校建立相应的培训制度和考核机制，对所有的新工科专业教师进行实训设备操作技能提升培训，最好是建立考试认证制度[6]，实行“持证上岗”，倒逼新工科教师专业实训教学水平的提升。对此，珠海城市职业技术学院制定了专门的教师轮训制度，要求新工科专业的教师必须接受规定学时的新工科领域的知识培训，熟练使用负责课程的实训设备，并经过考核合格后才能满足年度考核要求，与绩效挂钩，而且还与国家级的专业认证机构合作，对新工科专业教师的专业知识和实操技能实行专业资质认证，获得证书才能上岗，以此来提升教师对自身适应新工科专业的积极性，逐步建立适应新工科专业实训教学需求的专业化师资队伍。

（六）积极寻求国际合作

由于新工科具有创新性、开放式的特征，因此，在新工科实训设备的配置上，我们也要大胆地走出去，拓宽视野，寻求国际合作，通过合作办学或联合培养等方式，充分利用国外院校已经配备的实训设备进行国内学生的培养。欧美发达国家为了应对本国经济的衰退，从上世纪90年代开始就已经对工程教育领域进行了改革，着力培养基于未来产业需求的新型技能型人才，实际上就是对新工科的提前布局。经过多年的发展，在许多新工科领域，国外一些院校在课程体系和实训教学等方面都已初步成型，因此，在新工科专业的实训教学环节，我们完全可以借鉴和利用。以珠海城市职业技术学院为例，从2017年开始与英国伯恩茅斯大学和美国阿肯色州立大学进行合作，共同建设智能制造和大数据技术与应用两个新工科专业，对中国的学生进行联合培养，由中、美、英三国的学校共同设计开发培养方案和课程体系，共同教学。建立“3+2”的专本衔接培养机制，在高职院校培养3年，然后到美国和英国的本科院校学习2年，部分核心专业课程的实训教学环节全部放到英国和美国的两所院校来进行，毕业后可以拿到国内高职院校和国外本科院校颁发的专科和本科毕业证书。从实际的招生和培养情况来看，生源火爆，教学效果良好。

新时代新经济业态下的新工科专业建设，对于高等职业院校来说既是机遇更是挑战。机遇是因为目前新兴产业和先进制造业发展迅速，加快工科专业的转型，着力培养符合未来发展需求的新型技能型人才，是高职院校的时代使命。而挑战则是因为目前在新工科专业建设方面还没有一套成熟完备的理论和方法可以借鉴，只能在实践中不断探索。

参考文献：

[1]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017（2）：26-35.

[2]黄兆军.高等職业院校新工科专业建设的探索与实践[J].南方职业教育学刊，2019（1）：33-39.

[3]顾佩华.新工科建设发展与深化的思考[J].中国大学教学，2019（9）：10-14.

[4]高松.实施“新工科F计划”，培养工科领军人才[J].高等工程教育研究，2019（4）：19-25.

[5]李荣强，李波，杜国宏.基于新工科的学科交叉实验教学研究[J].西南师范大学学报（自然科学版），2019（7）：156-160.

[6]王世斌，顾雨竹，郄海霞.新工科教育创新发展的三维度结构解析[J].中国高教研究，2019（10）：68-74.

[7]黄兆军.高职院校新工科专业建设的探索与实践——基于国际工程教育认证标准[J].职业教育研究，2019（5）：57-62.

（责任编辑：张宇平）