新工科产教融合与项目实践教学相结合的探索与实践

于倩 张璇 王杰 朱锐 郁湧

摘 要：新工科是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的我国工程教育改革方向。产教融合是推进“新工科”建设，提高人才培养质量的主要措施之一，在新工科背景下，结合产教融合模式是把产业与教学密切结合，相互支持，相互促进发展的一种新思想、新趋势，是高校与企业相互融入，共同介入人才培养的方法。本文介绍了在新工科概念指导下，我院结合产教融合模式，使用项目实践教学方法在“软件工程概论”课程中进行的探索与实践，实践证明产教融合模式的教学改革确实能够收到良好的教学效果。

关键词：新工科；产教融合；项目实践；教学改革

新工科专业是以互联网和工业智能为核心，包括大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等相关工科的专业［1］。未来新兴产业和新经济需要实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才［2］。为实现新工科人才培养“厚基础、强交叉、宽视野、高品位”的定位，我院大力推进产教融合模式，以产业需求为导向，学科交叉融合，教学方面从“以学科为基础”向“以市场为导向”转变，面向未来主动布局，综合全面突出创新的基本理论［34］，“产教融合、校企一体”，注重复合型新工科人才培养。

我院与云南南天电子信息产业股份有限公司合作推进产教融合的办学模式，在“软件工程概论”中探索与实践了产教融合模式的项目实践教学方法，即从育人、工业融合、人才培养三个体系展开；以课程设置、实践教学、院企合作、师资培养与使用、管理与运行机制六个方面探索与实践，促进人才培养与社会产业结合，以培养学生终身学习能力为重，培养符合社会和企业需要的软件高级人才［56］。

一、教学探索与实践

现在以及未来新工科专业建设路径是：“预测未来人才市场需求——改造升级现有专业——调整完善现有学科”，从“以学科为基础”向“以市场为导向”的转变［7］，这将成为高校各类学科专业人才培养的共识。为了提高人才培养质量，我院积极践行该建设路径，通过产教融合，由企业实际生产需要为学生通过真实的项目构思、设计、实施和运行的工程教育环境，学院根据企业生产需要改进教学计划和教学大纲，这种产业和教育界深度融合，相互促进，形成带正向反馈的从产业中来到产业中去，且促进科技创新的人才培养模式。这种模式既让学生学有所用积累宝贵的实践经验，又让学生掌握系统的专业知识，同时也促使学生在企业真实工程教育環境下，参与新产品和新系统的开发，提高学生自主学习能力，激发学生对知识的渴望，让学生在真实工程环境中不断实践和探索，能逐渐培养学生的创造能力、创新思维和创新能力，这也契合了当前教育改革的重点和新方向。

我院根据软件工程专业特点，结合产教融合思想，与云南南天电子信息产业股份有限公司合作，以产业界实际项目开发为切入点，教师负责基础知识和项目实现过程讲解，企业工程师亲自入校负责产业实际项目设计和实现进行指导把关，共同完成了“软件工程概论”课程的教学。

结合下图，具体实施办法如下。

产教融合实践流程图

（一）分析产教融合痛点，完善产教两界育人方案

产教融合实践和探索过程中的痛点。首先，校企双赢之间的矛盾。学校希望学生能夯实专业基础并在技能方面逐步接手项目的时间越多越好；然而企业希望生产过程中，项目完成质量越高越好，完成时间控制在工期内，而学生工作经验少，技术水平差异大，多数无法保证产品高质量按时完成；其次，学校希望通过真实工程环境培养职业工程师独具的能力，如项目设计能力、团队合作能力和人际交往和沟通能力等，而在企业工作任务划分时，多是尽可能在小组内完成的工作任务，和企业人员交流和合作的机会较少。

以前的策略主要是学生走进企业，接受企业的指导和文化熏陶，为了解决产教融合痛点，需要双方以开放的胸怀，包容的策略共同努力协同并进，多层次合作模式和专业培养方案融合积极推进产教融合。

对于低年级的实践项目，合作方式采用企业专职工程师或项目经理带着企业真实已经交付的项目走进课堂，和学院负责此课程的教师一起参与指导学生进行项目设计和开发。对于高年级学生，合作方式采用学生走进企业，参与实际项目的设计与研发。企业把参与企业项目的学生当作为企业自己培养优秀员工，学校改进教学大纲和课程设计，不断优化并改进人才培养方案，做到为企业培养优秀人才，既注重“厚基础”，又“重实践、强能力”。为此，我院做了以下几个方面的工作。

1.构建科学合理的知识群课程体系

学校和企业把真实产业项目引入教学，学生需要根据软件工程课程教授的理论、方法与基本技能，结合工程项目技术需求，自学必要的技能，我们让学生在完成课程基础课的学习及基本技能的训练之后，再进行主干项目的完成，目的是为培养学生终身学习的能力。我们将主干课程的学习划分为四个知识群，分四个阶段实施。

（1）第一个知识群是教师教授软件工程基础知识，学会软件工程UML建模以及学习编程的基本原理。

（2）第二个知识群是小组项目选择和学习项目实现必要技能，必要技能即每个项目的完成所需的技术栈各不相同，各小组需要根据各自所选的项目自学相应的技术栈，具体做法为工程师向学生提供了四个产业界的实际项目课题供学生选择，四个项目实践核心主要针对分布式系统搭建、Neo4j编程、Linux操作系统实践和微服务架构搭建，工程师提供了四个课题的项目说明、实现所需的技术、可提供的数据、预期交付的产品和完成项目的人员评估等。各个项目都是为了同学们能够掌握各自项目的实践核心技术，项目的各组学生需要根据自身的兴趣，选择合适的项目，充分考虑了学生的主观学习兴趣，选定想要完成的项目后，各小组同学需要根据实现项目所需技术，分组自学相关知识，包括理清技术架构，实现项目的流程等。此次产教融合的项目难度对于本科二年级的同学们来说，实践难度会略高于现阶段的软件工程本科生的要求，而正也是我们需要分组完成项目的初衷，在实践过程中通过分组的形式，因为项目实践难度相较于以往的提高，能进一步挖掘各位同学的学习潜能，而不拘泥于老旧技术的学习和使用，而是学会技术之后运用技术进行创新和拓展，例如，以往同学们接触的技术和编程语言多偏向于Java，html5等，很多同学对Python、Golang、Neo4j、Redis、Spring Cloud等技术都未学习过，而此次我们通过其中一些项目让本科二年级学生学会微服务和分布式系统搭建，不仅更符合目前产业界实际开发的需求，而且拓展了他们的思维，不让知识只停留在书本上，需要让同学们能真真切切地把这些技术应用起来。

（3）第三个知识群是项目实现，在该过程中工程师提供相关数据，并在项目实现过程中，工程师直接进入课堂，将真实工程项目架构相关知识教授给学生，对学生项目给予指导，包括具体的功能需求、非功能需求在工程项目里面对用户的不同意义，具体技术对项目的应用方法（包括微服务的实际应用、技术架构里面不同项目不同技术的差异等），并及时完成同学们的答疑。

（4）第四个知识群是项目交付，在学生分组完成项目之后，工程师和教师听取学生们的项目汇报，并完成项目交付，学生提供包括工程代码一套、操作手册、测试用例、需求规格说明书、建设方案和汇报PPT等。每个阶段的学习完成之后进行严格的考核，最终在每个阶段都完成之后才能达到课程合格标准，确保每个人和每个环节都必须过关。

2.实现“融合”，学业工业两手抓

我院多年来一直与云南南天电子信息产业股份有限公司合作，从最初的校企合作形式，逐步转变为现在的“产教融合，校企一体”合作形式。在“软件工程概论”课程中，通过与南天工程师合作，配合一名助教、工程师为同学们提供了公司实际生产中的四个产品（四个软件系统），学校教师负责基础知识讲解，指导和同学们的答疑工作，工程师负责项目细节讲解和实现把关，助教负责使用网络平台发布实训报告和关于项目的校企双方沟通工作，分工明确，合作有序，最终完成了“软件工程概论”这一门课程的教学工作。

3.突破“融合”，新工科人才输送

在课程完成后，工程师通过评估项目完成度和汇报情况，对符合企业发展的人才，可以和学校进行人才输送合作，将真正优秀的软件工程开发人才带入优秀企业中实习或就业，真正做到实际投入能够实地产出。

我们通过此次产教融合的实践和我院软件工程人才培养方案，在课程结束之后从12个培养目标出发，通过10分满分的评分制形式，形象地展示了产教融合学生在学习前掌握知识和参加项目后掌握知识的对比，以突出产教融合的优势。

（二）核心目标的评分情况

（1）在工程知识方面，在参与项目前，每位同学基本上都可以将自己所学的基础知识运用到工程问题中，可是每位同学所学知识有局限性，面对复杂工程问题，解决的方法有限，而参与项目后，小组之间可以达到互补的效果，通过不同学生的知识掌握程度，互相学习，提升知识面以分工解决复杂问题。

（2）问题分析方面，我院学生都能很好地识别和分析问题，在参与项目后，针对复杂问题能达到更好的效果。

（3）在设计/开发解决方案方面，参与项目前，每位同学单独进行分析和设计，思维局限性被放大，不能聚焦需求，达不到最佳设计效果，而参与项目后，立足于项目本身，每位同学能够在团队中各抒己见，一方面能聚焦需求，一方面能优化设计方案。

（4）在研究方面，我们目前的产教融合针对的是本科二年级学生，项目目前多偏向于实际开发与应用，主要为了让学生尽可能掌握基础和前沿知识，研究和创新方面会有所欠缺。

（5）在使用现代工具、工程与社会环境和可持续发展、职业规范方面，每位同学在参与项目前后都能很好地做到，在参与项目后，有了团队的加持，会有更好的效果。

（6）在个人和团队、沟通、项目管理方面，依托于团队，每位同学都能够在一个良性发展的小组中，担当各自的角色，有效沟通，按质按量完成工作，最终完成一个复杂软件项目的开发。

（7）在终身学习方面，我们的最终目的是让同学们能够养成终身学习的习惯，不论产教融合形式的存在与否，这也是我们的终极目标，而产教融合的存在，帮助我们更好地将终身学习的精神发扬。

二、产教融合的收获

在新工科背景下，结合产教融合模式是当今教育发展的一种新思想、新趋势。改革和创新，都是从理想到现实的过程，都是从理论到实践的过程［8］。产教融合要走向深入，必须认真总结，回顾近几年的尝试，我们得到以下一些收获。

育人效应得到有效显现，在产教融合的实施过程中，学生的专业技能得到了充分的训练。教师水平得到有效提升，在产教融合的实施过程中，为教师提供了实践的平台。我们的专业教师在与企业工程师的合作当中，获得了良好的理论联系实际、提高专业素质的机会。教师们得到了锻炼和成长，教师专业水平也得到了很大的提高。

育人成本得到有效补充，产教融合的根本目的是人才培养，这是处理产教融合过程中各种问题的基本原则。我们认为产教融合的实施，在现行教育管理体制状况下，不能外包给校外，专用于产品生产，不管“教”，成为变相的校办厂；也不能由校内人承包，更不能完全由学校名义来组织。那样，企业优势进不来，还将是原来的学校实习工厂。因此，还是要在“结合”上深入研究，探索机制。企业追求经济效应，我们追求成才效应，两者“结合”的完善程度，决定着产教融合的总体水平。

结语

通过本课题的研究与实践证明，产教融合模式可以充分调动学生学习的主动性和积极性、因材施教，在培养学生自主学习和研究性学习方面有很好的效果。我们应注意新工科背景下产教融合的人才培养特点，以产业界实际项目为主，在教学中激发学生的创造力、创新力，注重学生在课堂上的主体作用，同时培养了学生团队合作能力、人际交往和沟通能力。我院还将不断地进行分析研究，重视高校教师的现代教育理念和现代教育能力的培养，推进现代教育的进一步发展，为培育信息时代的合格人才服务。

参考文献：

［1］张昊，王欣，靳瑞霞.基于虚拟教研室的双线融合教学模式的构建［J］.科技风，2023（02）：9698.

［2］钟华，谷曼，田春艷，等.“新工科”背景下机械工程专业课程思政建设研究［J］.合肥学院学报（综合版），2022，39（05）：139144.

［3］孙英浩，谢慧.新工科理念基本内涵及其特征［J］.黑龙江教育：理论与实践，2019（Z2）：1115.

［4］顾佩华.新工科与新范式：概念，框架和实施路径［J］.高等工程教育研究，2017（6）：113.

［5］毛新军，尹刚，尹良泽，等.新工科背景下的软件工程课程实践教学建设：思考与探索［J］.计算机教育，2018（7）：58.

［6］陈赣浪.“新工科”背景下软件工程专业计算机基础课程的创新与实践［J］.电脑知识与技术，2020.

［7］余天佐，蒋建伟，任锐，等.基于工程教育认证标准的持续质量改进——以Z大学全国示范性软件工程专业为例［J］.清华大学教育研究，2015（6）：104111.

［8］李红梅，张红延，卢苇.面向能力培养的软件工程实践教学体系［J］.高等工程教育研究，2009（2）：8487.

基金项目：云南大学教育教学改革研究项目（2021 Y18）；云南省研究生优质课程《高级软件工程》；云南省本科教育教学改革研究项目（JG2023179）；云南省教学成果培育项目“《计算机科学技术史》通识教育教学模式创新与实践”；云南大学研究生高水平科教融合联合培养项目“云南大学—北京大学软件工程科教融合研究生联合培养项目”；云南大学研究生高水平产教融合联合培养基地建设项目“云南大学—云南南天电子信息产业产教融合研究生联合培养基地项目”；云南省专业学位研究生教学案例库建设项目（2022SJALK18）；云南大学教育教学改革研究项目（2022Y09）；云南大学软件学院本科教育教学提升工程项目“软件工程示范教研室建设”；软件学院本科教育教学提升工程项目（2021EI09）

作者简介：于倩（1975— ），女，汉族，河南汤阴人，博士，讲师，研究方向：软件工程、复杂网络、机器学习。