应用型本科电气信息类专业“新工科”建设的研究与实践

2022-12-17林海波段慧达邢顺涛

长春工程学院学报（社会科学版） 2022年2期

郑文,林海波,段慧达,张卓,邢顺涛

(长春工程学院，长春130012)

第四次工业革命和产业变革蓬勃发展，不仅引发了世界格局的深刻调整，重塑了各国在全球竞争中的位次，而且颠覆了原有产业的形态、分工和组织方式，重构了人们的生活、交流和思维方式[1]25-29。为顺应经济社会发展与科学进步，满足国家战略和新兴产业发展需求，教育部多次组织高校开展“新工科”建设研讨会。对高等教育来说，这既是改革发展的重大机遇，同时也面临重大挑战。高等教育只有把握新形势，不断创新，及时调整培养目标、毕业要求、课程体系、培养模式和评价机制等，才能培养出满足经济社会发展需求的高级专门人才。本文以我校应用型本科电气信息类专业为例，通过分析“新工科”的内涵及三个层次，确定“新工科”建设的定位，从专业改造升级内容和途径、课程体系优化与重构、校企协同人才培养模式等角度，对“新工科”建设进行了探索与实践，取得了一定的成效。

一、“新工科”建设的三个层次分析

2017年2月，教育部在复旦大学召开高等工程教育发展战略研讨会，达成“我国高校要加快建设和发展新工科”的“复旦共识”。4月，教育部公布了《“新工科”建设行动路线》，提出了新工科建设的目标和内容，强调高校作为新工科建设的主要阵地，要充分发挥办学自主权，利用新工科建设主动设置和发展一批新兴工科专业，推动现有传统工科专业的改革创新。6月，教育部发布《新工科研究与实践项目指南》，为新工科建设指明了方向，确立了“新工科”专业[2]。

“复旦共识”提到，“新工科建设一方面要主动布置和发展一批新兴工科专业，另一方面要推动现有工科专业的改革创新。”“新工科”建设包含“新生工科” “新兴工科” “新型工科”三个层次，即创办新工科专业，如人工智能、大数据、新能源、新材料等；现有专业的交叉融合，如理工融合、医工融合、文理渗透、管工贯通等；传统专业的转型升级，如互联网+、人工智能、大数据、云计算、物联网等深度融入传统专业中[1]25-30。一般来讲，综合性高校，面向未来，应用理科延伸，建设“新生工科”；工科优势高校，面向当前和未来，工科交叉复合，建设“新兴工科”；地方高校，面向地方，升级传统工科，建设“新型工科”。由此可见，“新工科”建设，不仅仅是要适应新经济发展需求而创设一部分“新生”或“新兴”的工科专业，而且还要对现有工科专业进行改造、升级与转型，建设成为特色鲜明的“新型工科”专业[3]。

二、“新工科”建设定位的研究

我校电气信息类专业源于1953年创办的长春水利发电工程学校的水力发电工程专业，具有近70年为电力、冶金、建筑、汽车和信息等行业培养应用型人才和技术服务的历程。现已建有具有行业背景的应用型本科电气工程及其自动化专业、智能电网信息工程专业、自动化专业和电子信息工程专业。在长期的办学历程中，逐步形成了“以应用能力和工程素质培养为主线，培养德智体美劳全面发展、安心基层、基础扎实、实践能力强、职业素质好、具有创新精神和创业能力的应用型高素质专门人才”的专业人才培养特色，构建并实施了基于“产出”的应用型人才培养体系，创建了支撑应用型专业特色发展的高水平学科和实践教学、创新创业能力培养平台，依托行业形成了产教融合校企协同培养满足行业企业需求的应用型人才培养模式。

作为具有行业特色的应用型本科院校的电气信息类专业，“新工科”建设必须把培养满足行业当前和未来需要的“跨界”“解决复杂工程问题”的应用型、创新型工程技术人才放在首位，合理定位，错位发展，充分利用社会和企业资源，发挥自身优势，遵循工程教育规律和“新工科”建设规律，以一种新的理念、新的行动加快专业改造升级，建设“新型工科”专业，培养服务行业和区域经济发展的应用型人才。在“新工科”建设过程中，必须研究和思考如下三方面的问题：

一是要从“新的工科专业”和“对工科的新要求”两个方面去认识“新工科”建设的内涵和理念，不同类型、不同层次的院校及其专业要选择不同的层次去建设“新工科”。

二是要从综合改革的角度开展“新工科”建设，要将工程教育认证标准和“学生中心、产出导向、持续改进”的理念融入“新工科”建设中，要将“新工科”建设看作是一个系统工程，必须与专业综合改革紧密结合。

三是要充分考虑人才培养模式，要利用社会和企业的人力、技术和设备等资源，建立引入、利用社会和企业资源的机制，设计明确的、可操作的社会和企业参与和支持方案，创建产学合作的组织机构和制度保障体系，形成有效的产教融合校企协同人才培养模式。

三、电气信息类专业改造升级的探索与实践

开展“新工科”建设是高等工程教育内涵发展的必然要求。为了推动专业改造升级，我校电气信息类专业面向当前和未来技术以及产业发展需求，深入思考“工科的新要求”，聚焦应用型人才培养，强化专业内涵建设，以工程教育专业认证为抓手，按照工程教育专业认证通用标准和电子信息与电气工程类专业补充标准构建人才培养标准和质量保障机制，培养适应“新要求”的高级应用型人才。

(一)“新型工科”建设的基本思路和路径

我校电气信息类专业以电力、冶金、建筑和信息等行业为工程应用背景和服务对象，培养德智体美劳全面发展，具备职业素养、创新创业能力、国际视野和社会责任感，胜任系统设计研发、安装调试、维护检修、信息处理和项目管理等工作的高级应用型人才。在对比研究“新工科”内涵、工程教育认证标准以及应用型人才特征的基础上，基于“专业+人工智能”模式，“新工科”与工程教育认证理念有机结合，以产业转型升级带来的新技术及其人才需求变化为导向，以培养工程实践能力、创新创业能力和工程素质为主线，以校企深度合作共建专业与人才培养为途径，通过课程体系与教学内容改革、教学方法与教学手段改革、校企合作教学与质量监控机制建设、实验室与创新创业教育体系建设和多元化师资队伍建设，打造“应用型”与“新型工科”建设特色，实现人才培养与产业升级和经济转型紧密对接，形成了校企共同制定培养目标、共同编制培养方案、共同开展专业建设、共同开展实验室建设、共同实施人才培养、共同实施师资队伍培训的“六共同”专业改造升级的路径。

在“新型工科”建设中，坚持“学生中心，产出导向，持续改进”的工程教育认证理念。在培养主体方面，充分考虑国家、社会、学生、企业等多主体需求，特别是用人企业的需求，进而提高人才培养的契合度。在培养环节方面，遵循高等工程教育规律和应用型人才成长规律，全方位、螺旋递进式培养学生的工程实践能力和创新创业能力。在培养体系方面，实现师资队伍、教学平台、课程体系、教学方法与评价标准、毕业要求的全面整合提升。注重将工程伦理和职业道德教育融入学生发展过程，培养学生在工程实践中能够考虑社会、经济、环境、健康、安全、法律、伦理等制约因素。

(二)课程体系优化与重构的研究

课程体系的优化与重构包括两个方面的内容：一是按照“对工科的新要求”，删减传统课程陈旧过时的内容，改造升级传统课程；二是删减陈旧过时的课程，重新设置具有“新型工科”特征的新课程，从而进一步优化课程体系和教学内容。

第一，对课程体系进行了整体优化，总学分由185学分调整到175学分。按照工程教育认证标准，数学与自然科学类课程，工程基础、专业基础和专业类课程，工程实践与毕业设计(论文)，人文社会科学类通识教育课程等学分占总学分的比例满足要求。

第二，开设了人工智能与大数据、创业基础、创新方法与实践、工程伦理、环境科学概论、学习筑梦、工程项目管理、工程经济学等跨学科课程。同时，对原有传统课程教学内容进行了删减，增补了课程思政内容，重新编写了课程教学大纲。

第三，设置了具有“新型工科”特征的课程。例如：自动化专业设置了包括《工业机器人技术基础》《工业机器人控制和应用》《现代工业网络与控制技术》《机器学习与人工智能》《智能制造信息系统开发》等智能机器人控制系列课程。电子信息工程专业开设了包括《Cortex-M3开发技术及实践》《Android程序设计》《RFID开发技术及实践》《Zigbee开发技术及实践》和《Python机器学习实践》等智能物联系列课程。电气工程及其自动化专业开设了《智能电网通信技术》《微电网技术》等课程。智能电网信息工程专业开设了新能源发电技术、储能技术、物联网技术、嵌入式系统原理及应用等课程。

第四，按照“工程设计或产品开发全周期”“跨界”“解决复杂工程问题”的培养要求，对原有的集中实践环节进行了优化整合，增设了新的集中实践教学环节。例如：自动化专业将《智能控制技术课程设计》和《自动控制系统设计与调试》整合为《运动控制实践》，将《过程控制设计与调试》和《计算机控制系统课程设计》整合为《过程控制实践》，新增了《机器人万能抓手设计实践》《工业机器人集成应用实践》和《机器人与PLC控制实践》等。电子信息工程专业增设了《智能农业大棚项目实训》《无线智能小车项目实训》和《物联网大数据分析系统实训》等。电气工程及其自动化专业增设了《微电网工程实训》《电力安全工作规程培训》《科技写作与文献检索实践》等实践环节。

(三)产教融合校企协同人才培养模式与机制的研究

以“大智移云”为代表的第四次技术革命催生了众多新经济、新业态、新技术、新模式、新产业。行业龙头企业和知名科研院所，或者服务国家重大战略需求，或者引领产业发展方向，是对新技术和市场需求敏感度最高的主体。因此，通过科教结合、校企协同育人，不仅能充分利用企业优质资源，弥补高校在办学资源、办学条件、师资队伍和知识结构方面的不足，还能始终保持人才培养与用人主体的紧密联系，实现学生成长和发展的无缝对接。

我校电气信息类专业紧密对接行业产业转型升级及新兴产业发展，基于“新工科+产教融合”模式，优化校企协同育人机制，实施全方位产教融合。通过与华能吉林发电有限公司、大唐吉林发电有限公司、国家电网吉林省电力公司、中国一汽集团解放公司和青岛英谷教育科技股份有限公司等企业在培养方案制定、课程体系构建、教学内容与课程改革、实践教学项目研发、双师型教师培养、教材教辅研发、学生实习实训和学生创新创业能力培养等全方位深度合作，构筑“新工科”背景应用型人才培养新模式，着力培养具有工程实践能力、创新创业能力和国际视野的应用型高级专门人才。同时，针对学生企业实践教学的特点，制定学生企业实践管理制度、监控办法和考核标准，实施“双导师制”，强化实践教学过程管理和质量监控，形成产教融合、协同育人的运行管理机制。近三年来，先后完成了15人次《工业机器人集成应用》《python程序设计》《人工智能与数据分析》等课程的双师型教师企业培训；校企共同建设了“机器人创新实验室”和“智能物联创新”等实验室，共同研发了实践性、操作性较强的实验项目20个；共同建设了《机器人控制与应用编程》《现代工业网络与控制技术》《Solidworks 零基础实用教程》《工业机器人技术基础》和《工业机器人控制和应用》等线上课程，等等。

四、“新工科”专业建设的成效

我校电气信息类各专业将“新工科”建设与工程教育专业认证紧密结合，深入实施教育教学改革和专业建设，经过五年的探索与实践，取得了一定的成效。

(一)专业建设取得显著成效

电气工程及其自动化专业通过工程教育专业认证，并被遴选为国家级一流本科专业建设点、吉林省特色高水平A类专业和吉林省一流本科专业建设点。电子信息工程专业遴选为吉林省一流本科专业建设点，并在吉林省高等学校本科专业综合评价中被评为优秀(进入前20%)。自动化专业、电子信息工程专业工程教育专业认证申请被受理，并成为吉林省校企合作综合改革实施专业。自动化专业被遴选为学校“专业改造升级”试点专业。建成吉林省一流课程2门、线上线下混合式“金课”2门、精品在线开放课程2门和课程思政学科育人示范课程1门。