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本文作者:楊超 葉霞飛 杜豫川 單位:同濟大學交通運輸工程學院
國內外現狀分析
卓越計劃是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》實施的高等教育重大計劃。為此,教育部的“教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見”中關于“產學研合作教育研究與實踐”有如下的建議:著力推動基于問題的學習、基于項目的學習、基于案例的學習等多種研究性學習方法,加強學生創新能力訓練,“真刀真槍”做畢業設計;本科及以上層次學生要有一年左右的時間在企業學習,學習企業的先進技術和先進企業文化,深入開展工程實踐活動,參與企業技術創新和工程開發,培養學生的職業精神和職業道德;卓越計劃高校要有計劃地選送教師到企業工程崗位工作1~2年,積累工程實踐經驗。要從企業聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員和管理人員擔任兼職教師,承擔專業課程教學任務;或擔任本科生、研究生的聯合導師,承擔培養學生、指導畢業設計等任務。
同濟大學作為首批進入卓越工程師專業的學校,在2010年的本科教學質量報告中提出了構建并實施全過程、遞進式實踐教學體系。該體系可以用三個層次來概括,即:基本技能、綜合實踐和創新訓練。第一層次為強化基本技能,主要對象為大一和大二的學生,包括基礎實驗和技能訓練課程。第二層次為培養綜合實踐能力,對象為大三、大四的學生,主要指綜合性設計性實驗、課程設計、專業實習、畢業設計等,目前學校含綜合性、設計性實驗的課程比例為87.5%,2010年學校結合實際的畢業設計課題占89.6%。第三層次為參與創新實踐,讓盡可能多的學生通過參與創新性實踐,體驗創新過程。高等工程教育專家清華大學工程教育研究中心林健教授認為,我國工程師系列目前采用的專業技術職稱體系是對工程師等級的劃分而不是對工程師類型的劃分。
工程技術人才按照初、中、高三個級別,分為技術員、助理工程師、工程師、高級工程師和教授級高級工程師五個層次。這種參照高校教師專業技術職稱的劃分有利于促進工程師隊伍的建設、工程師積極性和創造性的激發。但這樣的劃分在各行各業中缺乏統一標準,缺乏從工程師培養和成長的角度衡量其知識、能力和素質等綜合因素。為此,他提出可以將我國工程師的類型分為服務工程師、生產工程師、設計工程師和研發工程師四種類型。而由美國麻省理工學院、瑞典皇家工學院、瑞典查爾摩斯工業大學和瑞典雪平大學于2004年共同創立的工程教育改革模式CDIO,旨在培養2020年和未來的工程師。CDIO代表著構思(conceive)、設計(design)、實施(implement)和運行(operate)四個工業產品或工程項目全壽命周期的構成要素,是CDIO工程教育理念培養工科學生工程能力的載體。CDIO與林教授提出的分類從構成要素上存在著高度的相似性。同時,他提出985高校應該培養研發工程師和少量設計工程師。這與同濟大學提出的培養具有“工程基礎、科學精神、人文素養、國際視野”四個方面的綜合特質的高級專門人才和拔尖創新人才是一致的。但如何使培養模式和培養計劃兼顧高級專門人才和拔尖創新人才的培養,則是目前急需解決的問題。
在這方面,美國MIT的Gordon計劃可資借鑒。該計劃是麻省理工學院(MIT)作為美國最頂尖的理工類院校為提高工程和科技教育的質量、培養學生的領導力,于2007年開始實施的Gordon工程領導力計劃。Gordon計劃中本科生實際上可以有三條可能的成長路徑。第一,大一的學生不分專業,完成基礎課程,其中有一部分項目課程,學生需要組成團隊,完成老師指定或者自選的項目。這些項目主要是為了讓學生親自動手參與一些簡單的項目,培養他們對工程學科的興趣。大一結束后,學生確定了自己的專業,從大二到大四每年都有至少一門圍繞本專業基礎知識的項目課程,訓練學生解決專業相關問題的能力。有的課程跨度為二到三個學期,使學生有充分的時間完成相對較大的工程項目。學生在完成各個專業四年的課程和實踐項目后,獲得工學學士學位。第二,通過高級的課程和跨學科的項目讓大部分MIT的工科學生對工程發明、創新和實踐有實質性的認識。在各專業的課程之外,工程學院大二學生要參加“本科生實踐機會”項目,通過一年的培訓、輔導、參觀以及暑期的實習,使學生在課堂以外的實驗室和企業實踐課堂內學到知識。在大三、大四時,學生要參與至少兩門短期課程,這些課程包括以課堂教學和團隊項目為主的高級課程,以及暑期實習的要求。
學生完成了UPOP項目、兩個短期項目、一次工程實習以及領導力評估報告,可獲得“Gordon工程師”資格證。第三,少數工科學生參與的核心項目,旨在培養他們成為未來工程發明、創新和實踐的領袖。這條路徑是Gordon計劃的核心內容。學生不僅要完成前兩條路徑的所有內容,還要參加工程實踐項目、進入“工程領導力實驗室”,選修領導力課程,接受工業界導師的指導,完成額外的企業實習。通過這一系列的活動,學生在畢業時能夠具備比較全面的工程領導能力,獲得“Gordon工程領袖”資格證書??梢钥闯?,Gordon計劃是一個分階段分層次培養人才的培養模式。該模式中的一些要素在目前同濟大學的本科生培養中大多數都有,比如UPOP、專業實習等。但目前我們的培養模式還不夠清晰,使得學生也不明確自己的發展方向。如何向Gordon計劃學習,將高級專門人才和拔尖創新人才的培養有機結合,合理制定培養計劃,將學生“知識、能力、人格”教育落到實處,是保證卓越計劃取得成功的關鍵,也是本文需要研究和探索的關鍵問題。綜上所述,在產學研合作教育研究與實踐環節,國外的經驗值得借鑒和學習,國內的探索和嘗試也都各有特色。如何構建交通工程專業創新及應用人才兼顧的產學研培養新模式則需要系統化的研究和分析,在已有經驗和已有模式的基礎上優化和改革,以適應新的需求和新的形勢,從而保證卓越計劃的成功。
面臨的主要問題分析
對于構建交通工程專業創新及應用人才兼顧的產學研培養新模式問題,我們認為需要從以下幾個方面入手。在校企聯合培養環節中,部分高校進行了有益的嘗試,比如以工程技術為主線轉變人才培養理念,在國家標準和行業標準的基礎上結合自身特點制定新的培養標準。建立以能力系統為依托的應用型人才培養體系,校企3+1的培養模式,按照基本技能層、綜合應用能力與初步設計能力層、工程實踐與創新能力層的“三層次”培養目標,循序漸進地培養學生的工程實踐能力。精心設置企業學習階段的訓練項目和訓練內容。在青年教師能力提升方面,培養計劃的落實始終離不開教師能力的提升。一項針對464名工科青年教師的問卷調查顯示,有44.4%的青年教師認為最主要的困難是實踐經驗少、實際操作能力弱,這是目前工科青年教師在教學上最大的缺陷和困難;只有13.6%的青年教師在課堂上能夠進行雙語教學;絕大多數教師沒有參加過教學研究活動、沒有發表過教學研究論文、沒有主持過教學改革的項目。對工科青年教師的培訓與培養還需要工程界、教育界、企業、政府等多方的合作,需要在不斷借鑒國際經驗的基礎上,不斷創新與改革,才能培養出適合中國國情的卓越工程師。#p#分頁標題#e#
在創新基地建設方面,目前國家、地方和高校都有相應的創新項目支持學生進行創新實踐,并有相應的鼓勵措施,而大量的投入在項目支持和基地建設上。問題是如何建立評價機制,完善各種管理制度;如何培養學生的創新精神和創新意識,增強學生對產品開發及專利申請的意識,開發他們的創新思維和創造潛能;如何改變教學方法,由學生自主開放地進行創造,為學生提供較大的時間和空間自由度。在國際化人才培養方面,如何借助國際優質教育資源,制定適合我國工程師要求的培養方法,合理安排國外學習時間和內容,增加與國外文化和工程實踐交流的機會,都是需要根據目前的經驗進行總結并提出改革的。在制定卓越工程師培養標準、培養計劃的基礎上,同濟大學交通運輸工程學院就交通工程專業的培養方案及課程體系進行了系統的梳理和調整,對培養模式進行了優化。然而,結合國家需求、學校愿景和專業特點,我們認為在卓越人才培養中需要落實和解決的問題有:高級專門人才的培養模式:同濟大學作為985高校,其定位是研究型大學,為此提出了培養高級專門人才的目標,這和國家提出的應用人才在要求上更高。因此,必須研究高級專門人才培養的特殊模式和方法;高層次網絡型的校企聯盟建設:培養高級專門人才需要高層次的校企聯盟,需要吸引具有國際競爭力和自主研發能力的企業參與人才培養的工作中,而目前校企聯盟多數是一對一模式,無法充分發揮各自優勢,如何依托卓越工程師聯盟這一高校聯盟的優勢,構建網絡型校企聯盟,將資源利用最大化,是需要研究的問題;高水平的實驗創新基地建設:實驗創新基地如何服務拔尖創新人才的培養,需要對其內涵進行擴展,不僅是實驗室軟硬件的建設,還要有人、有項目、有制度保障和激勵措施,這需要系統的思維和探索性的嘗試;具有國際競爭力人才的培養方法:從人才大國到人才強國的發展,必定要面對國際競爭,如何培養具有國際視野、不同文化交流溝通能力的人才,需要新的思路和方法。
我們認為交通工程專業創新及應用人才兼顧的產學研培養新模式的核心是校企聯盟基地的建設,以此為依托從培養體系、教學實踐、高校教師工程實踐能力、企業兼職教師、國際化人才培養等幾個方面全面展開,從而形成卓越工程師培養的新模式和新體系。我們提出交通工程專業創新及應用人才兼顧的產學研培養新模式的目標為:面向國家需求、立足同濟愿景、結合專業特點,構建交通工程專業創新及應用人才兼顧的產學研培養新模式。結合同濟大學定位,在應用人才的培養上瞄準高級專門人才的培養;充分發揮學院學科優勢,建設高層次的校企聯盟實踐基地,建設高水平的實驗創新基地,培養具有國際視野的創新人才。根據上述目標,提出以下的主要建設內容:交通工程專業創新及應用人才產學研培養框架研究:對國內外交通工程及相關專業的人才培養方式和模式進行資料收集和整理歸納,找出共性和特點,并結合同濟大學和本學院的特點,面向交通工程專業,符合跨行業、綜合交通體系要求,提出創新及應用人才結合的產學研培養的主要內容、參與主體、培養過程和保障措施。本科生實踐教學體系研究:以校企聯盟實踐基地的企業為對象,成立產學研聯合教學指導委員會,制訂培養目標、課程體系、教學內容,評價培養質量,實踐環節以企業為主實施培養,將一年級的認識實習、二年級的專業實習、三年級的企業實習統籌考慮,構建全過程、遞進式實踐教學體系。在培養方案中落實基于項目的學習、基于案例的學習等多種學習方法,深化進企業和事業單位做畢業設計的方案,教師能力的提升和教學方式的改革。校企聯盟實踐基地建設:交通工程是一門工程實踐性很強的專業,單純依靠校內的生產實習難以滿足卓越交通工程師的培養要求。
交通工程專業的校企聯盟實踐基地建設中重點探索符合跨行業、跨部門應用需求的校企聯盟體系??紤]在不同專業方向及政府管理、規劃設計、企業運營等不同環節中選擇有代表性的企業或部門建立30個左右的校企聯盟基地,選擇可覆蓋主要專業方向和多重應用環境的校企聯盟單位爭創國家級的教學實踐基地。通過基地,落實學生在企業學習期間的各項教學安排,包括提供實訓、實習的場所與設備、安排學生實際動手操作。在條件允許的情況下,鼓勵學生參與企業技術創新和工程開發。聘請企事業單位高級工程師任兼職教師的遴選原則、授課方式、激勵及保障機制研究:在校企聯盟實踐基地建設的基礎上,探索如何建立校外指導教師隊伍。與聯盟企業共同制定培養方案、實施培養過程,并組織企事業中能勝任人才培養需求的管理人員到同濟大學交通運輸工程學院擔任兼職教師,開設實踐性強的課程、指導學生實習實訓和畢業設計等。探索校外指導教師的激勵機制,考慮支持設立校企聯盟實踐基地的單位提升校外指導教師學歷層次的需求,支持校企聯盟實踐基地的單位對在職工程師的知識更新,積極舉辦在職工程師再教育培訓班。派遣學校教師赴企事業單位工作的組織方式、激勵及保障機制研究:探索通過專職教師到企業培訓,促進工程教育改革的方法。通過建立校企聯盟內的產學研合作機制,在解決企業急需解決的工程難題的同時,提升在任教師的工程實踐能力。創新教師的職務聘任和考核制度,從側重評價理論研究和為主,轉向評價工程項目設計、專利、產學合作和技術服務等方面為主。
本科生創新能力培養模式研究:實施基于問題的學習方法和教學方法,以課程設計為載體,努力結合實際項目,加強學生創新能力訓練,依托人才培養模式創新實驗區培養學生創新意識和創新思維,依托科技創新基地培養學生創新實踐和創新素質。大學生實驗科技創新基地建設:整理實際工程案例,建設案例庫作為創新能力培養的基礎,并通過多種渠道改善和建設軟硬件設施環境,形成穩定的導師隊伍,與企業結合提出實際科研攻關項目,以建設市級創新基地為抓手。具有國際視野的本科生培養方式研究:與國外知名大學簽訂合作協議,積極引進國外先進的工程教育資源和高水平的工程教師,探索靈活學習時間和計劃,開設全英語課程,吸引國外留學生,組織學生參與國際交流和學習、到跨國企業實習,拓展學生的國際視野,提升學生跨文化交流、合作能力和參與國際競爭能力。在交通工程專業創新及應用人才兼顧的產學研培養新模式中,核心是基地建設。圍繞基地建設,提出如下的具體措施。首先,根據每一屆學生的應用能力、就業情況、用人單位的反饋對實踐環節的質量進行跟蹤和調整。有計劃、有步驟地選擇能滿足專業實習教學要求的企事業單位,共同建立同濟大學交通工程卓越人才校企聯盟實踐基地。目前,學院共有實習基地20多個。上海城建集團、上海鐵路局、上海機場集團等都與學院簽訂了長期的實習協議,涉及道路工程、鐵路工程、機場工程、交通規劃、交通控制等各學科專業方向。其次,未來的校企聯盟實踐基地建設中,重點關注基地水平的提升,選擇有條件的專業教學需要的生產實習基地向產學研相結合的教學實習基地升級。結合跨專業的平臺型實踐教學基地的建設,專職教師、兼職教師培訓體系的建立,創建國家級的教學實踐基地。最后,根據每一屆學生的創新能力、創新成果、研究生階段的表現對創新培養的質量進行跟蹤和調整。#p#分頁標題#e#
從工程教育改革的背景出發,對目前國內外工程教育改革,特別是創新及應用人才培養模式方面及目前面臨的主要問題進行分析后,提出了以基地建設為核心的創新及應用人才培養模式。詳細闡述了該模式的目標、原則、內容、主要手段和實施建議。期望以該模式為目標,進行卓越工程師教育改革,建設以與企事業建設產學研合作聯盟、與國內外知名大學企業建立合作聯盟、教學—科研—學科聯動為核心的開放式、立體化“卓越”人才培養模式,爭取實現高級專門人才與拔尖創新人才培養體系,建設形成可持續的卓越人才培養環境,滿足國家對社會緊缺的拔尖創新人才和應用人才的需求。本文提出高級專門人才的培養模式,對于其他985高校以及校內其他卓越工程師專業有一定的借鑒意義。而高層次網絡型的校企聯盟建設則是以同濟大學牽頭的“卓越工程師培養聯盟”高校為基礎,打造強強聯合的高層次校企聯盟來培養高級專門人才,其網絡型的模式則更有利于具有較強地域特點的交通工程專業人才的培養和高等教育資源的共享。所提出的以基地帶動創新人才的培養思路是理論上的突破和嘗試。而探索具有國際競爭力的人才培養則符合同濟大學的人才培養愿景、學院的國際交流基礎和拔尖創新人才培養的要求。提出本科生實踐教學體系和創新能力培養模式根據反饋進行跟蹤和調整,以適應社會和技術的快速發展。