【改革之道】方敏等:未来技术领军人才培养模式改革与实践

  • 发布单位:高教所
  • 发布时间:2024-12-03 10:47:46
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摘要:新一轮科技革命和产业变革浪潮中,自主培养拔尖创新型人才成为国家核心竞争力重要战略资源。针对传统人才培养学科设置、培养模式、产学研联动等方面的问题,西安交通大学将未来技术学院作为创新人才培养模式改革“试验田”,坚持项目驱动建设原则,孵化高精尖缺技术引领方向,实施校企联合招生模式,构建本研贯通培养方案,落实校企协同双导师制,校企共建产学研深度融合创新联合体,积极构建未来技术领军人才项目制驱动培养方案、促进科技创新有机结合,在充分发挥本校传统学科优势基础上,培养未来技术领军人才和新时代拔尖创新人才。

关键词:未来技术学院、项目驱动、人才培养

一、引言

 为扎实推进新工科建设再深化、再拓展、再突破、再出发,推动高校加快体制机制创新,做好未来科技创新领军人才和新时代拔尖创新人才前瞻性和战略性培养,抢占未来科技发展先机。教育部2020年印发《未来技术学院建设指南(试行)》(《建设指南》),明确提出未来技术学院要“着力培养具有前瞻性、能够引领未来发展的科技创新领军人才”“探索专业学科实质性复合交叉合作规律,探索未来科技创新领军人才培养新模式”。[1] 党的二十大报告提出“全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才。”

 西安交通大学未来技术学院(“西安交大未来学院”)主动承担党和国家赋予的使命,破解学科交叉、产教融合、协同育人共性难题,探索新型人才培养模式,打造四链融合和成果转孵化平台,成为四链融合的示范区,为国家培养一批未来技术领军人才。开拓智能制造、医工交叉、储能科学与工程等新兴专业方向,从课程内容、授课主体、授课方法角度,探索“产教融合、项目驱动、协同育人、共建共享”新模式。

 在对传统工科人才培养学科设置、培养模式、产学研联动现状总结基础上,对西安交大未来学院项目驱动制创新人才培养模式、改革举措,以及项目驱动制人才培养改革经验进行介绍。旨在为各高校面向未来产业发展与未来技术领军人才培养,提供新思路、新方案、新动能。

二、未来技术领军人才培养现状

 面对世界百年未有之大变局和第四次工业革命浪潮,中国高等教育正发生深刻变革,传统院系办专业模式难以适应现代化产业体系及高新技术产业对于高层次人才的需求。研究型高校应对创新人才培养面临的突出问题,瞄准未来10-15年前沿性、革命性、颠覆性技术,突破常规、突破约束、突破壁垒,培养有前瞻性、能引领未来发展的技术创新领军人才。亟需解决以下问题:

 (一)传统学科设置对未来技术发展缺少强支撑。为顺应新经济发展需求、促进现代化产业体系构建,首先要在战略上明确人才培养方向。要求研究型高校依据国家总体发展战略、紧跟行业重大需求动态变化及学科前沿进展,不断调整和更新专业人才培养要求。通过与区域经济发展紧密结合,优化高校专业布局。传统工科院校学科设置具有领域覆盖广、实用性与应用性强、层次分明等特点,高校课程多基于专业需求构建,以理论知识为主,课程体系知识面窄、交叉融合性弱,难以满足技术高速迭代的复杂工程实践环境人才需求。未来技术强调技术革命性突破、数字技术及科技创新和产业发展相结合,既包括原始性创新技术,也包括对已有先进技术的创造性集成。[2] 因此,当前人才培养原创性、交叉性和颠覆性方面仍存在明显短板。

 (二)人才培养模式整体滞后于未来技术领军人才素质结构。传统教育理念过度强调专业化,不符合人才培养客观规律。未来技术领军人才培养,创新是核心要素,基础和先导靠教育,通过教育培养未来技术领军人才。前沿交叉科学和未来技术领军人才培养不同于现有技术人才培养,存在教学内容不确定性、人才培养目标高定位、人才培养标准模糊性、教师经验有限性等特点,需要多角度、全方位、宽领域探索,逐渐摸索行之有效且能真正实现培养目标并达到培养标准要求的人才培养模式。未来技术学院作为人才培养改革“试验田”,离不开育人理念、培养机制、资源配置等方面创新,需破除一切限制创新人才成长的壁垒,打通颠覆式、创新性人才培养关键点。在此过程中,必然涉及对传统人才培养模式和体制机制的全方位改革。[3]

 (三)产学研融合与协同育人联动有待增强。党的二十大对人才培养提出了新的挑战,要求高等教育探索并实施项目驱动式创新型人才培养模式。从师资看,校内为主的单一教学团队难以支撑多元化教学迫切要求。我国高校授课以校内教师为主,多局限于同一教学团队,缺乏与其他学科交叉融合,校外导师难以深度参与人才培养各环节,不足以支撑多学科交叉的未来技术领军人才培养需求,理论教学与产业实证各行其道,不足以支撑新工科背景下高素质复合型人才培养的课程改革要求。工业制造一线和实体经济主流领域缺少复合型创新型人才,学校教育与企业人才需求间存在缺位空位,人才知识理论与实践应用结合出现脱节错位。如何实现教学内容及时更迭,增强教育端、产业端、企业端的市场敏锐度,提升专业教学、课程建设、教材建设,需要各高校思考和提升。

三、项目驱动制创新人才培养模式

 人才培养方面,西安交大未来学院坚持以立德树人为根本任务,以“未来科技牵引、学科交叉支撑、产学研融合驱动、开放探究教学”为理念,依托“四主体一联合”研发平台,构建工程化研发环境,建立“双师”队伍,积极开展项目驱动为主要特征的人才培养模式改革,围绕人才培养目标,提出系列切实可行改革举措。

(一)建设目标

 未来技术学院总体目标是破解产学研融合、协同育人共性难题,探索新型人才培养模式,打造四链融合与成果转孵化平台,成为四链融合的示范区,政产学研资一体化特区,为国家培养一批具有前瞻性和全球视野、能引领未来技术发展的创新型科技领军人才。具体而言,要实现四方面目标:

 (1)孵化前瞻性、颠覆性、革命性新方向。面向国家重大需求、核心科学技术重大关切,尤其是“卡脖子”技术领域,以需求为导向,把基础研究和先进技术前沿领域融为一体,开拓具有前瞻性、革命性和颠覆性重大技术,培植新的、切合需求的若干学科专业方向。

 (2)培养双创新人才。以多方面、多维度培养学生解决实际科学技术问题能力为指导思想,采用导师引领、项目驱动、开放研讨、协同合作培养模式,个性化培养学生系统思维、创新创业意识及实践能力[4],培养一批基于未来技术的创新创业人才。如首批招生的人工智能方向,人才培养定位是面向国家“创新驱动发展战略”与“新一代人工智能发展规划”重大需求,培养扎实掌握人工智能基础理论、基本方法和应用技术,熟悉人工智能相关交叉学科知识,具备突出科学素养、创新能力、系统思维能力与国际视野,未来能在我国人工智能技术与产业发展中发挥领军作用,有潜力成长为国际一流工程师、科学家和企业家的优秀拔尖人才。

 (3)产出原创新成果。未来技术学院围绕创新链布局产业链,以AI+、储能科技、智能制造、医工学等专业为切口,创建跨界融合、产学研融合、科教融合、军民融合育人平台,孵化若干前沿性、革命性、颠覆性新专业,建立政产学研用融合创新中心,打破传统校企合作模式[5],形成基础研究、技术开发、成果转化全流程,创新产业链条,将挖成果、用成果和育成果统一,推动科技成果有效转化。[6] 具体而言,从体制机制建设入手,不断革新校地、校企合作模式,建立一套更加市场化,更具合作竞争力的校地、校企科技成果转化联合运营模式。同时,助力校地、校企在核心领域重大问题上提供支持,疏通科技创新与产业发展的脉络,打破传统匹配模式,通过创新型成果转化路径,促进高质量发展、达成高强度战略、催生高水平科研,从根源上解决科创成果难落地问题。

 (4)培育科技创新主体。立足本土经济建设和科技发展方向,利用一切可利用资源,实施有效创新举措,加强投融资制度保障,重点扶持一批、合作推动一批、鼓励建设一批“高精尖缺”引领技术型企业,形成一批坚实成果转化载体。

(二)改革举措

 围绕上述人才培养目标,未来技术学院在招生选拔、培养方案、教学管理、师资队伍、实践平台、协同育人等方面提出了一系列以项目为牵引、推动产学研融合协同育人的改革举措。

 (1)实施项目驱动的校企融合招生模式。招生选拔方面,革新选拔理念、创新选拔方式。以“志向远大、品学兼优、兴趣使然、身心健康”为原则,采取笔试、综合面试、项目实践等多维考察方式[7],除跨学科专家外,引入企业专家、创投专家。未来技术学院首批在人工智能、储能科学与工程、智能制造工程、医工学四个方向招收本科生和研究生。本科生着重考查学生创新创业综合素养,根据学生德智体美劳综合素质和个人志趣、发展规划,从进校新生中选拔符合要求的学生,同时实行动态进出机制。研究生招生通过项目整体形式统筹招收各类硕博研究生,入选研究生依托项目实行学科交叉、校企“双师型”导师团队指导,聘请院士等领军人才为责任教授,引入行业领军企业人才为创新创业导师共同参与指导。

 (2)构建项目牵引的本研贯通方案。培养方案和课程体系方面,全面革新培养方案、课程体系和教学内容,以项目为牵引,构建本研贯通培养方案。本科课程体系方面,整合实验实践实训环节,适当压缩学分,建立纵向贯通式项目课程体系与横向衔接的理论课程体系;研究生课程体系方面,打造多学科融合、项目驱动的系列核心课程,组建跨学科课程教学团队,建立创新创业与综合素养通选课程库,鼓励采用采集式学习、自学、实践方式学习等符合项目达成要求的灵活多样的学习方式。以项目为中心构建跨学科课程学习内容,2016年美国麻省理工学院开展的新工程教育改革就得到应用。[8] 项目课程是以项目为基础或以项目为中心进行建设和组织实施的课程,以解决项目问题为目标。[9] 未来技术学院的项目主要源于两方面:一是未来技术学院师生自主创新成果;二是导师开展的未来技术创新研究项目。围绕这些项目建设和组织实施的项目课程,可以在项目开展过程中较好培养学生创新能力和综合素质。

 未来技术学院创建了一套有效衔接的项目驱动式课程体系,成立以来,建立了以“设计思维”“以创新创业大赛为核心的创新创业实践”课为代表的创新创业类课程,依托各类实验实训平台,邀请企业参与共建,可以实现从课程设计到科研创新、从成果转化到创业训练的转变。如智能制造方向,已利用高端装备研究院建立精密加工智能产线、智慧核电典型实验环境、航空发动机制造服务融合平台、智能设计-制造-运维-调度的实验环境等一系列智能制造创新中心平台,支撑“智能制造工艺与装备”“智能制造系统开发、调试与运维”等项目课程建设。又如储能方向,新建物理储能、化学储能实验、能源互联网综合储能等系统平台,可以支撑“储能装置设计开发”“储能装置监测系统设计”“电力储能系统应用”等项目课程建设。在不增加原培养方案总学分前提下,重构面向未来的专业课程体系,将全部实验实践实训学时学分整合为项目课程体系,按需删减课内实验,依据培养目标和未来技术需求进行系统设计,补充更新前沿知识,按项目驱动式学习特点创新教学方法、改进授课方式,增加启发和研讨环节。课程体系包含纵向贯通的项目课程体系,以及与项目课程横向融合的理论课程体系,包括公共必修课程、数学与自然科学课程、专业课程、通识类创新创业与人文社科课程等。项目课程体系和理论课程体系既培养学生创新创业能力,又涵盖主修专业的专业核心知识。未来技术学院本科生课程设置对传统课程设置的优化方案比较如图1。

图 1  未来技术学院本科生课程与传统课程比较

 (3)落实项目导向“教学管”培养改革模式。培养模式方面,落实“教学管”三大改革。“教师的教”方面,采取团队化、模块化、自主式教学方式,实施项目驱动的自主式、研讨式、探究式教学法,通过项目实战化培养,提高学生创新实践能力,实现从教师中心向学生中心转变;“学生的学”方面,培养方案适当压缩学分,不以获取学分为目的,保证学习成效。实施采集式、自主式、研究式、探讨式学习方式,以问题为导向、项目为牵引,注重发现、分析和解决问题,实现被动学习到主动学习转变;“学校的管”方面,探索过程跟踪式、非标准答案式、综合考评式、团队评议式等课程考核方法,建立能力导向、成效导向、贡献导向的评价体系,实现学生评价从单一分数评估向过程性综合考核转变。未来技术学院本科生项目制课程体系如图2。

图 2  未来技术学院本科生项目制课程体系

 (4)实施校企协同“双导师”制度。作为未来技术领军人才培养和未来技术探索与研发平台,未来技术学院建设需要一支学科交叉、结构合理、创新能力强,在前沿交叉科学和未来技术领域具有重要影响的高水平教师队伍。[10] 西安交大未来学院依托校企重点建设“科学家+工程师”队伍,共同制定人才培养方案,共同构建项目实战驱动的“理论+实践”课程体系,共同指导学生完成项目和论文。目前,“双导师”制取得实效,已建成一支由院士、领军学者、拔尖人才、青年优秀人才组成的校内导师队伍,一支由龙头企业、一流科研机构、投资机构专家组成的企业导师队伍和具有丰富创业经验或投资经验的创投导师队伍。未来技术学院围绕重大项目,形成了“校内主导师+校内合作导师+企业导师+创投导师”研究生导师团队,联合攻关企业关键技术问题。

四、产学研深度融合创新联合体协同育人

 学校积极与地方政府、行业龙头企业、科研院所对接,打造突破院系边界的跨学科、交叉融合的项目实践平台[11],实现校地校企课程设计、平台建设、资金投入等方面共同合作。组织学生深入企业生产一线参观学习,实际参与工程项目,凝聚专业学院力量,培养行业急需未来技术领军人才,开创校企合作协同育人新范式。

 利用秦创原政策包,构建产学研融合创新联合体,打造一支“科学家+工程师”队伍,建立开放式、跨学科专业的集实践教学与科研训练于一体的创新平台,围绕企业现实需求和技术难题,师生组队联合企业技术专家共同攻关,培养学生分析问题、解决问题和攻坚克难能力,在解决企业难题过程中培养拔尖创新人才和未来领军人才。

 目前,未来技术学院已与航天四院、海尔集团、中国电信、陕西轨道交通集团等大院大所、龙头企业共建校企融合创新联合体。其中,陕西轨道交通集团与西安交大未来学院共建的“轨道交通未来技术创新研究院”在科研合作、人才培养中发挥各自优势,组建了60余人的“科学家+工程师”队伍、40余名研究生参与33个揭榜挂帅课题,实现了有组织科研的有组织育人,深化科教一体、产教融合、校企协同研究生培养模式改革,培养具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的未来技术领军人才。此外,西安交通大学和中国移动集团共建移动数字政府联合研究院已挂牌博士后科研流动站合作基地、中国西部海外博士后创新示范中心——中国移动合作基地,支撑高层次拔尖新型人才培养及海内外人才招引。已有本硕博逾百名学生参与研究院项目研发,其中学生参与完成国家发明专利编制3项、参与完成EI、SCI等高水平论文8篇。

五、结语

 西安交大未来学院预期将孵化一批应对第四次工业革命挑战的新专业方向,形成以项目牵引为主要特征的高质量生源选拔机制,构建更加完善的本研贯通项目驱动的人才培养体系,坚持以构建未来技术领军人才需求的课程群为依托建成一支校企深度协同的“科学家+工程师”育人队伍,初步探索一条破解产学研融合、协同育人难题的路径,建成一套可支撑项目课程和未来技术创新的实践平台,推动交大特色的“四主体一联合”创新联合体建设,推动解决企业界“卡脖子”技术难题,在为各高校发展新工科、构建自主人才培养体系提供新思路、新方案、新动能。

参考文献:

[1]杨朦晰,代丹,王雅丽. 以创新引领未来:未来技术学院的探索[J].高等工程教育研究,2021(2):1-5.

[2]刘进,李岳璟,林松月. 新工科建设背景下未来技术学院高质量发展研究[J].重庆大学学报(社会科学版),2021(5):263-274.

[3]王树国. 把握“融合”关键要素构建21世纪大学新形态[J].教育研究,2022(3):15-20.

[4]唐浩,杨毅刚,安利强. 工程思维能力的培养:内涵、逻辑与路径[J].高等工程教育研究,2024(2):71-78.

[5]魏承,刘天喜,孙精壹,等. 航天拔尖人才特色班培养模式探索与实践[J].高等工程教育研究,2024(2):60-63+144.

[6]胡德鑫,纪璇. 面向新工科的未来技术学院建设刍议:动因、机理与实践进路[J].高校教育管理,2022(3):91-103.

[7]余玲,彭必友. 地方工科院校教学引导式项目设计与评价方法创新实践[J].高等工程教育研究,2024(2):91-96.

[8]林健. 新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究,2020(1):1-13+24.

[9]林健. 未来技术学院建设:教师队伍建设和未来技术研发[J].清华大学教育研究,2021(3):70-76.

[10]教育部.教育部办公厅关于印发《未来技术学院建设指南(试行)》的通知[EB/OL].[2022-04-15].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/20200

5/t20200520_456664.html.

[11]刘源. 前沿科技领域产学研共同体的构建逻辑[J].高等工程教育研究,2024(2):110-116.

 (作者:方敏,西安交通大学马克思主义学院博士研究生、讲师;马园欣、樊芃,西安交通大学未来技术学院文员;王小华,西安交通大学电气学院教授,博士生导师;来源:《高等工程教育研究》2024年第六期)


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