新工科背景下数学应用型人才协同培养模式研究

许可 宫华 刘芳

【摘要】 在新工科背景下，产学合作、协同育人是使专业符合地方区域经济建设和行业产业需求的重要手段.而数学统计类专业受学科领域限制，仍存在诸多不足.为了破解数学人才培养与产业人才需求之间的不适应，本文在深入分析数学应用型人才培养面临的困境的基础上，针对数学统计类专业特色，以大数据应用、人工智能等产业需求为导向，从产学协作、协同育人出发，在方案制定、课程体系建设、模式创新、效果评价等方面探讨了如何构建校企合作的数学应用型人才协同培养模式.

【关键词】新工科;数学应用型人才;协同育人

【基金项目】沈阳理工大学本科教学改革研究项目（SLGJG2019041）;辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目（2018）

伴随着国家和地方实施“中国制造2025”“互联网+”等重大发展战略，以新技术、新产业、新业态为特点的新经济蓬勃发展.而科学技术与经济社会发展的新形势、新任务对应用型本科高校的人才培养提出了迫切的变革要求.自2017年2月以来，中华人民共和国教育部相继召开了高等工程教育发展战略研讨会、工科优势高校新工科建设研讨会、新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议，公布了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》，提出要把新工科建设作为引领高等教育改革的有力抓手，助力高等教育强国建设.

2018年3月15日，中华人民共和国教育部在产学合作、协同育人项目中设置了“新工科建设专题”，指出了新工科建设的基本任务是产学合作、协同育人;新工科建设的核心目标是主动面向未来，面向国际，面向地方经济建设和行业产业需求，推动教育改革，进一步发挥高等教育对经济社会发展的适应服务与支撑引领的功能;新工科建设的理念是培养应用型、复合型、创新型技术人才服务产业转型升级.这些都要求我们要问产业需求建专业，构建专业新结构;要问技术发展改内容，更新人才知识体系;要问学生志趣变方法，创新教育方式与教学手段.

一、新工科背景下培养数学应用型人才面临的问题

应用型本科院校以建设应用型学科专业、培养高层次应用型人才为目的.应用型学科专业是新工科建设的重要载体，不仅包括工科专业，还包括面向应用型人才培养的理科专业.信息与计算科学、应用统计学等数学统计类专业受传统培养模式的影响以及学科领域的局限，仍存在与企业联系不足、人才培养与企业需求不匹配、学生实践能力与创新能力薄弱等问题，主要体现在以下几个方面.

1.专业在培养应用型人才的过程中对如何认识和处理学科建设与专业建设、基础学科与应用学科、专业口径的宽与窄、专业技术教育与综合素质教育、教学科研与社会服务等关系上出现认识不一、路径不明等难题.

2.专业人才的培养方式还存在与行业、产业需求不相适应的问题.协同创新与服务社会的能力仍然不足.

3.虽然专业与企业有一定形式的产学合作，但仍存在校企双方积极性冷热不均、校企合作对象点对点、校企合作形式单一、校企合作程度表面化和形式化等难题.

因此，为了破解数学人才培养与产业人才需求之间的不适应，使信息与计算科学、应用统计学等数学统计类专业建设凸显服务产业特色，高等院校必须依据应用型本科院校办学定位，依托相关企业丰富的IT资源和产业积累，结合专业实际情况，面向大数据、人工智能等新兴产业的全产业链需求，推动产学合作、协同育人培养模式贯穿共同组建教师队伍、共同制定人才培养方案、共同构建课程体系、共同参与教育教学过程、共同评价教育教学质量等人才培养的全过程.

二、构建校企合作的数学应用型人才协同培养新范式

新工科背景下的数学统计类应用型人才协同培养应该以大数据应用、人工智能等产业需求为导向，有效利用校企双方的优势资源，以学校为主体进行专业共建的全面合作.企业将工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系引入专业，推进专业开展新工科研究与实践的探索.校企双方共同确定培养目标和培养标准，共同制定培养方案，共同实施培养过程，共同考核培养效果，以满足学生对未来职业的诉求，如图1所示.

1.合理确定培养目标

围绕国家对大数据应用、人工智能技术的战略发展规划与地方产业布局，学校应依托企业加强对IT人才的需求调研，及时掌握行业最新的人才能力需求，依据产业结构与人才需求及时调整人才培养目标，对专业进行升级改造，使其符合新工科背景下数学应用型人才的要求.校企双方以“行业、产业、企业、职业” 所需能力为导向，修订人才培养方案，以实现与人才市场和企业需求的无缝对接.

2.科学设置课程体系

校企双方应以产业需求调研分析为基础，结合人才未来发展趋势，培养学生在大数据、人工智能等产业发展背景下所需的可持续竞争力.基于普通高等学校本科专业类教学质量国家标准，高等院校调整专业学生所需的知识能力体系和素养，通过校企课程共授，优化课程体系，以企业需求为导向，开发新技术课程，建设学科交叉、专业融合的信息技术课程群.

3.创新培养模式

为了解决专业培养人才与行业企业实际需求的脱节问题，高等院校采用“一能力、两平台、三阶段”的渐进式应用实践能力培养新模式.“一能力”是指分析解决问题与实践动手的工程能力.通过课程实验、课程设计、项目实训、科技竞赛、企业实习、毕业设计等多种实践教学环节，以扎实的数理和专业知识为基础，以职业素养和创新创业为愿景，在不同学期循序渐进地培养学生的工程能力.“两平台”是指校内学习平台和企业校内外实践基地.平台以培养学生的工程能力为主要目标，采用混合式模式开展相关课程的教学与实践，通过校内考核、企业实习准人、实习鉴定、项目实践等环节优化评价.“三阶段”是指“基礎—实践—应用”的培养模式.第一阶段为专业启蒙与数理基础;第二阶段为专业与综合工程能力的培养，通过项目实训和项目开发，培养学生从基本知识能力到工程实践能力再到岗位职业能力的过渡;第三阶段为职业素养与创新工程能力的培养，这是应用型人才培养的重要实战环节，由企业实习和毕业设计构成.

4.构建专业人才培养质量标准

在课程理论教学和实践教学的过程中，对通识课、专业基础课等基础能力培养环节，校企双方采用以过程为导向的评价机制;对方向课程、创新实践周、企业实习、毕业设计等以项目为驱动的综合工程能力培养环节，校企双方采用以成果为导向的评价机制.

（1）课程要形成以“学”为中心的质量评价标准，建立教学目标与学习成果的闭环体系.

（2）建立校企评估—反馈—改进的培养过程优化闭环机制，通过分析培养标准、培养方案、实习用人单位评价，构建校企协同育人的评价机制.

（3）完善毕业生跟踪机制.收集学生从毕业到中期发展的过程数据，评价培养目标与毕业要求的达成度，并邀请杰出校友返校走进教室和实验室进行交流与讨论.

5.加强师资队伍建设

校企双方共建教学资源，建设“双师型”教师队伍.学校为企业工程师提供到校进行职业素质培训、专家讲座等;企业为学校教师提供前沿技术培训、项目实战演练、企业顶岗实习等.

三、搭建校企协同育人实践平台，系统培养工程实践能力

基于企业丰富的大型IT项目开发经验，结合信息与计算科学、应用统计学等数学统计类专业的特色，学校以算法设计、大数据分析技术为主线，以工程实践能力和创新能力培养为核心，与合作企业共同构建并完善工程岗位实践、专题培训与实践、在企业全程做毕业设计的“三段式”企业阶段培养方案，完善基于能力的培养模式.校企双方通过建设协同育人的实践平台使专业学生具有算法设计与应用、大數据分析与处理的基本能力.

1.校企双方联合组建“创新合作平台”，实现校企协同育人实践平台的可持续发展.同时，校企双方讨论信息快速发展时代以学生为主体的创新创业工作方向，对符合开展创新创业活动的项目进行政策指导和技术指导，商讨创新创业项目的激励机制.

2.在校内相关基础培训中心，学校主要对学生开展数学软件基本操作、算法设计、运筹方法、数值分析和数学建模、数据挖掘、深度学习、图像识别等实践培训.

3.在企业建立相关实训中心之后，教师可以帮助学生结合企业产品开发或生产实际，开展大数据技术、Android/IOS移动应用开发、WEB前端开发、UI设计、PHP网站开发等方向的工程岗位实习、专题培训与实践、毕业设计等，培养学生的创新能力和实践能力，激发学生的创新创业思维.

4.建立开放共享机制

校企双方联建的创新合作平台不仅面向校内开发，而且面向相关专业的学生开发，对其创新创业活动予以指导，使实践基地成为大学生创新创业实践项目的孵化平台.

四、建立校企合作保障措施

为了保证校企合作的顺利实施，校企双方应从合作机制、师资力量、制度等方面开展保障工作，具体体现在以下几个方面.

1.合作机制保障

校企双方应设立校企联合的产学合作、协同育人指导机构.同时，校企双方应对工作的方向、工作重点进行把握，审核组织结构和人员构成，建立管理机制、发展规划与年度工作计划，指导双方合作（学院共建、专业共建、校企合作强化班等）的各项工作.机构还要设置具体的校企合作工作中心，安排各项具体工作，包括制定各项管理机制、发展规划、工作计划，落实校企合作的各项具体工作，定期向指导委员会汇报各项重点工作的进展，分别在企业和学校设立工程实践教育中心办公室、实践教学部、学生管理部等.人员由企业、学校人员各自组成，建立双方的沟通机制，做到职能互动、充分融合，切实履行各自的职责.

2.师资保障

师资队伍主要由学校专职教学人员、实验员和企业专业技术人员组成.学校专职教学人员具有较强的理论基础和讲课经验，但在工程经验方面存在不足.针对这一情况，学校应组织教师到企业进行工程实训，并由企业派出具有丰富工程经验的技术人员对教师进行工程训练，鼓励教师参与到企业实际项目的研发和生产中.

3.制度保障

学校应从教师考核制度、教师聘任制度、企业兼职教师聘任制度等方面制定有关工程型教师职称评聘、业绩考核、工程教师的培养与引进等相关文件和政策，以保证工程型教师队伍建设.

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