基于复杂适应系统的卓越工程师多主体培养关系协同全过程耦合机制研究

孔凡校 叶燕帅 张成涛

（广西科技大学机械与汽车工程学院,广西 柳州 545006）

1 卓越工程师教育培养计划概述

工业技术和信息化的迅猛发展急需大批卓越工程技术人才，世界上大多数国家已经把高端工程技术人才及其创新能力的培养提升到战略高度。我国坚持以新型工业化道路和战略性新兴产业发展为核心，先后发布了《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》和《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》等一系列文件及配套实施措施[1-3]，着力实施卓越工程师教育培养计划1.0和2.0。在教育部、中国工程院、高校及行业、企业的大力支持和推进下，卓越工程师教育培养计划的实施，培养了一大批适应新工科专业技术发展要求的创新型工程技术人才，有力地支撑着新型工业化和创新型国家战略，促进了多主体共建产业学院和未来技术学院的特色发展，涌现了一大批具有中国特色的工程教育认证专业[4-5]。然而，卓越工程师教育培养计划实施过程中仍然存在一些突出问题亟待解决：（1）参与卓越工程师教育培养计划的企业、高校、政府部门、学生等多主体目标的差异性及其协调机制的构建和研究尚不成熟；（2）多主体共建协同育人的培养体系及其制度保障措施有待进一步优化；（3）基于专业特色的卓越工程师培养效果及其评价机制有待完备。这些问题突出反映在多主体培养卓越工程师过程中的关系协同矛盾上，因此如何建立适应多主体复杂适应系统的关系协同模式和机制，是当前卓越工程师教育培养计划优化和创新发展的关键点[6-8]。

基于此，本文致力于对适应多主体关系协同模式的复杂适应系统理论和资源优势互补理论的分析，结合高校、企业、政府部门、行业企业和卓越人才自身在培养过程中协同要素的探索，通过对各参与主体的协同关系和生成维度的剖析，以及卓越工程师在培养全过程的关系耦合研究，尝试建立深度融合、利益协同、资源优势互补的多主体复杂适应系统关系协同全过程耦合机制。

2 复杂适应系统与资源优势互补理论

根据卓越工程师教育培养计划的组织实施原则，需要高等学校、企业、政府部门和行业协会按照各自的功能和职责，充分发挥各自的资源和能力优势开展合作，协同培养工程技术人才。再考虑到作为培养对象的卓越人才，即学生自身，卓越工程师教育培养计划所涉培养体系是多元主体参与的复杂系统。由于各主体在利益诉求、资源优势、角色定位等方面的差异，导致其在卓越工程师培养过程中的异质特征，因而传统的系统和方法难以准确反映各主体在协同育人培养体系中的本质属性。

2.1 复杂适应系统理论

美国Santa Fe研究所的John Holland教授提出的复杂适应系统理论（Complex Adaptive System，CAS）把系统演化的驱动力归功于系统内部相关构成主体的相互作用，着眼于研究系统的内在要素及其相互作用，基于对客观对象描述基础上的成因及其演化历程分析[9]。

2.1.1 理论核心

复杂适应系统的核心在于把系统的参与主体成员看成具有主动适应能力的交互主体，强调主体在系统内部持续交互过程中的主观能动性和持续进化性，能够在不断地交流、学习和经验积累的基础上，通过自我激励实现自身结构和行为方式的演变和进化。CAS理论认为构成系统的主体都是活跃的、动态的、适应性的个体，主体通过其主动性以及其与系统环境的持续、反复的交互作用不断改变自身以及周边环境，成为所构成系统持续发展和进化的基本驱动力，亦即其理论的核心思想——适应性产生复杂性。

2.1.2 特征要素

CAS理论把复杂适应系统作为一个由系统规则描述的具有交互作用的自适应主体组成的动态演变和进化系统。系统的构成主体在持续学习、演变和进化过程中，不断地改变自己的规则、结构和行为，适应环境变化。这种系统的演变和进化包括所衍生新层次的产生、分化和多样性呈现，以及聚合而成的新主体的涌现。复杂适应系统中任何一个特定的适应主体都处于系统中其他适应性主体所构成的特定环境条件之中，该主体与环境的相互作用通常都遵循刺激-反应模型，即任何主体在系统及其环境中的所有努力都是为了更好地适应其他适应性主体及其所构成的系统，这一主动适应性特征是CAS理论复杂动态模式的基础。尽管不同复杂适应系统会因其所处领域和环境的不同而有各自的独有特征，但大体都呈现出一些共有的基本特征：（1）由多个适应性主体所构成。主体自身有其目的性、活跃性和主动性，能够自动调整自我状态并与其他主体合作、竞争、共存和延续自我利益，这种适应性特征促进了系统的演变和进化，也导致了系统的复杂性。（2）多主体的协同演化和发展。各主体的演化和发展不是孤立的行为，而是在系统内外部因素的交互作用下相互合作、竞争、协同演化和发展，这种协同性是复杂适应系统得以延续的重要驱动力量。（3）趋向混沌边缘。多个适应性主体从有利于自我存续和发展需求出发，在与其他主体合作过程中主动调整自己的区界，使整个系统在协同演化和发展过程中向混沌的边缘发展。（4）新生事物、结构或模式的多层次涌现。复杂适应系统及其适应性主体在其规则框架范围内的演变和发展会不断产生新的事物，发展新的结构和模式，这些新事物、结构和模式始终处于动态发展和层次叠进变化之中，即在简单事物、结构和模式涌现的基础上再生成更高组织层次的涌现。

2.1.3 基本特性

CAS理论基于适应性主体提出复杂适应系统模型的七个基本特性，并将其归结为聚集、非线性、流、多样性四个通用特性和标志、内部模型、积木三个有关个体与环境交流机制的概念。

（1）通用特性。聚集，包括两个方面的含义：一是相似主体的聚集成类及其相互作用，这是适应性主体聚集的基础条件；二是简单主体聚集和交互作用涌现出新类型、更高层次主体的演化与发展，这是聚集产生的涌现后果。非线性，指的是适应性主体及其属性的演化和发展是一种各主体相互作用、相互影响、相互纠缠的主动适应性关系，而非简单、线性的被动因果关系。流，包括适应性主体与其他主体和环境之间的物质流、能量流、信息流等信息交换，可以是单向、双向流，也可以是网络流，是复杂适应系统信息和资源共享的促进剂。多样性，是复杂适应系统及其适应性个体动态演化和发展的结果，也是适应性主体与主体之间、层次之间及其与环境之间非线性耦合关系稳定性的保障。

（2）其他要素。标志，是复杂适应系统理论中为了聚集和区界生成而存在的机制，能够促进适应性主体与环境之间选择性交互作用的识别与选择。内部模型，指适应性主体在接收输入时，选择相应模式去响应并最终凝固为特定功能的机制及其结构。积木，也可以称之为模块化，即将某一层次的多样性个体的内容、规律和结构等作为一个内部模型进行封装，将这种封装后的模块作为一个积木单元，忽略该积木内部的具体细节，着重研究该积木与其他层次积木之间的交互作用、相互影响和协同关系。

2.2 资源优势互补理论

卓越工程师教育培养计划的参与主体在协同培养过程中，总是存在主体与其他主体和环境的各种资源的共享和交换，因此如何更大限度发挥资源优势的互补和倍增，满足相互的资源需求是项目实施的关键。Milgrom等于1990年提出资源互补性理论，认为一种孤立资源发挥的效益有限，而当这种资源与其他资源相互交换和配合时，才能发挥更大的效益。很多学者基于组织间关系及资源交互特性提出了多种资源优势互补理论，其中比较典型的有基于市场结构的资源基础理论（Resource-Based View，RBV）以及由其所衍生的基于市场结构的资源优势互补理论和基于系统网络关系的资源优势互补理论。

3 卓越工程师教育培养计划的复杂性及多主体协同机制的维度

3.1 卓越工程师教育培养计划的复杂性

卓越工程师教育培养计划是一个多主体参与的复杂系统，表现在多主体性、组织复杂性、利益诉求多元性、 动态发展性、多层次性、偶然性等方面，如图1所示。

图1 卓越工程师教育培养计划复杂性的表现

3.2 多主体关系协同机制及其生成维度

从传统观点来说，高等教育的本质是科学知识和文化的传承、批判、创新、选择与发展，企业则是以盈利为根本目的，从事有关产品或服务的生产经营活动，服务社会需求的经济组织。高校和企业存在的意义不同而又可以相互补充，创新型国家和新型工业化需要大批创新能力强、适应社会经济发展需求的高质量工程技术人才，卓越工程师教育培养计划顺应这一历史潮流，构建从高校到企业的校企合作、协同育人培养机制。对这一培养体系来说，协同的结果在于各方收益，实现整体效益之和大于各主体部分收益简单加和的效果。而对各参与主体来说，其核心在于突破各自的原有边界，实行多方共享、分工协作的深度参与联合培养模式。

关系协同机制不仅包括各方主体的彼此协调、彼此信任和共同愿景等软件要素，还包括构成协同体系的组织机构、信息平台和运行条件等硬件要素。李成龙等从信息、知识交换与互动的系统耦合理论出发，提出产学研创新平台关系协同系统的物理系统耦合、知识系统耦合、管理系统耦合和文化价值耦合四个生成维度[10]。张立等考虑到培养全过程的多元主体合作与协同问题，增加培养过程耦合，建立了五维度耦合系统[11]。然而，卓越工程师的培养不仅仅在于参与主体的物理和价值体系耦合，还必须考虑主体各方基于系统整体或自身利益角度的关键决策和利益诉求。另外，大多数学者进行卓越工程师培养体系研究和实践过程中，极少考虑作为被培养对象的卓越工程师本人，即学生自身，作为培养体系中的最深度参与者，却往往是被忽视的对象。与企业生产的产品和服务不同的是，卓越工程师培养对象是人，是具有强烈自我意识和思想的群体，其自身的目的、利益诉求、主观能动性和参与培养的意愿程度才是卓越工程师教育培养计划实施的最核心要素。因此，本文在进行卓越工程师培养的校企合作关系协同机制构建时，提出高校、企业、政府部门、行业、培养对象五主体深度参与的关系协同机制及其耦合。

3.3 全过程耦合的卓越工程师培养关系协同机制

关系协同的实质在于通过系统内各组织和流程的有效沟通协调实现系统内知识、信息、物质流的无黏滞共享和流通，充分发挥各主体的资源优势，保障系统在协同创新条件下的长期、高效、持续和稳定运行。

3.3.1 组织机构与信息平台耦合

卓越工程师教育培养计划是在政府有关部门和行业协会的共同指导下，由高校和企业联合进行卓越人才培养的项目。高校作为卓越人才培养的主阵地，系统的主要机构应在各方协同的基础上成立专门的项目管理和培养办公室，总体协调管理各方的职责和功能。各主体内部根据职责和功能，充分发挥自身资源优势，成立相应的专门机构，以协调卓越工程师培养的具体事宜。由于各主体在组织机构和实体属性上的显著差别，为了提高协作效率，还应建立专属的信息交流协作与资源共享平台。卓越工程师教育培养计划组织机构和信息平台耦合关系如图2所示。

图2 组织机构和信息平台耦合关系

3.3.2 培养过程耦合

卓越工程师教育培养计划实施过程中，需要各参与主体发挥自身资源优势，按照各自的角色、定位和职责共同履行协同关系。根据任务的性质，可以将卓越工程师协同培养的过程分为协作准备、培养实施、质量反馈、持续发展和过程控制五个阶段，其中过程控制阶段为全培养过程的动态调整与控制。各阶段在培养全流程中相互依存、有机衔接，具体流程如图3所示。

图3 培养过程耦合关系

高校与企业、行业协会：负责卓越工程师培养的多方主体协作准备、培养项目实施、培养质量的评价与反馈，根据培养执行过程中存在的问题和经验进行总结，推进卓越工程师教育培养计划的持续、稳定、高效发展。

政府部门：重点在于全培养过程的指导监控和培养目标、计划和政策的动态调整与质量控制。

3.3.3 知识体系耦合

卓越工程师培养知识体系与传统校企合作的显著区别在于全过程知识体系的深度贯通化耦合，即多主体在资源知识充分共享和协调融合的基础上，以卓越工程师人才为知识流动媒介，在培养目标、培养知识、课程体系、实训实践和创新发展等方面坚持高校与企业的深度合作，突出创新型工程技术人才培养的技术知识与职业能力贯通培养的本质特色，而避免流转于传统的以高校为主体、企业实训实践为辅助的校企合作模式。与传统工程技术人才培养相比，卓越工程师培养知识体系的耦合主要涉及以下要素，图4所示。

图4 知识体系耦合要素构成

培养目标：多主体共同愿景的终极体现，在充分满足各主体意愿的基础上，联合培养适应创新型国家和新型工业化发展需要的本行业和企业高级工程技术人才。

知识与课程体系：需要打破传统的高校育人模式和组织壁垒，建立企业、高校和行业协会协同的开放性产业学院、特色专业和知识与课程体系，摒弃原有的以学术和理论研究为主的学科制知识与课程体系，建立服务企业生产、跨学科知识与课程、注重知识流动与应用的职业能力与知识培养体系。

实训实践：改变原有的“理论教学—课程实践—生产实训”的理论与实践脱节的教学模式，强调知识学习、掌握、运用相结合的“理论+实践/实训”一体化学习模式，把学习的主战场从教室转移到实训室和生产车间。

职业能力与创新：卓越工程师人才的培养，不是以单一学科知识为体系的学术型人才的培养，而是突出强调创新型国家和新型工业化所需要的高质量工程技术人才的培养，其重点在于工程技术人才的职业能力培养和创新能力的发展。

3.3.4 运行系统耦合

传统工程技术人才培养管理运行系统耦合度不高，各组织和内容相互脱节，而卓越工程师协同培养需要构建多主体深度参与培养的全过程耦合培养管理运行体系，其主要建构如图5所示。

图5 运行系统耦合建构

管理组织：多主体复杂适应系统持续、稳定、有效运行的核心在于各主体间基于各自资源条件和功能要求通过协商所达成的统一管理机构和组织结构，该机构应隶属于多主体构成的卓越工程师培养系统，而并非高校或企业的单独机构，因此需要形成多元组织管理架构的管理组织及协同机制。

导师管理：摒弃原有的高校理论课教师、实习指导老师和企业实习导师的传统导师结构，突破原有的高校和企业组织边界，组建多主体共聘的校企教学、实践、实训一体化双导师体制，在导师的评聘上弱化单一学科知识、强化工程技术人才职业能力综合素质的要求，减少各教学环节的知识界限和节点，实现学习、实践、实训和生产环节的贯通式教学模式。

过程控制：强调卓越工程师培养过程中知识流、信息流、物质流等资源配置过程的协同与耦合，充分发挥资源共享的效益倍增效应，实现高质量工程技术人才培养的全流程耦合。

质量评价：卓越工程师多主体共同参与的协同特征，必须突破原有的在高校中进行课程评价、在企业中进行实训评价的阶段式单主体质量评价模式，要在培养体系、课程体系、导师管理等全过程耦合的基础上，发挥多元主体相互监督、相互促进的功能，建立多主体联动的一体化质量评价与监控体系。

3.3.5 价值体系耦合

以高校和企业为核心的多主体组织，在卓越工程师培养过程中，面临各自组织战略、育人理念、文化价值和社会责任感等方面的耦合，表现在各主体在卓越工程师教育培养计划中合作愿景的协同。然而，不同主体在这些方面的合作愿景有所差异，因此构筑这些合作主体之间的价值体系耦合是多主体复杂适应系统的多主体实质性协同合作的重要保障，如图6。

图6 价值体系耦合

3.3.6 决策与利益协同耦合

作为卓越工程师教育培养计划中各方资源与利益的交汇点，只有基于多主体的资源优势，实现核心竞争力的融合与互补，才能达到合作共赢的根本目的。合作各方的利益不仅涉及培养经费、国家补贴、科研收入、知识成果收益等显性的物质收益，还包括知识产权归属、论文著作、社会声望等隐性的非物质收益。各主体在利益分属过程中应遵循平等公正、互惠互利、协商一致、风险共担、集体决策的原则，根据参与主体的综合投入度量产出分配，实现参与主体的利益协同和动态调整，达到整体利益最大化的目标。