王小岗,朱晓菊
(台州学院,浙江 台州 318000)
为推进高等工程教育改革创新,促进以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的国家新经济形态的蓬勃发展,2017年教育部相继推出了新工科建设的“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等举措。新工科研究和建设也逐渐从理论层面深入发展至实质性的实施阶段。在“新工科”的理念下,地方高校如何主动对接地方产业发展和人才培养需求、对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用成为目前的研究热点和重要实践内容之一。
笔者以台州学院无人机本科技术人才培养模式的探索路径为例,试图解决三方面的问题:(1)在制度层面探索解决新工科协同育人过程中,科教结合、产学融合、政企校合作涉及的多方利益及矛盾问题;(2)从教学实施过程和资源整合角度,解决新工科专业教学过程与生产过程结合途径,以及师资、设备、场地等资源瓶颈问题;(3)通过学校组织创新和教学管理改革,适应能力导向工学结合要求,解决学校评价管理和企业评价管理结合问题。
为了提高工程教育质量,加速我国从工程教育大国向工程教育强国奋进的步伐,2010年我国启动了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)。“卓越计划”旨在引导高校将工程人才的培养纳入学校的中心工作、激励和引导高校再次将注意力和重心转移到工程人才的培养、转变工程人才培养模式、深化教育教学改革,进而提高工程人才培养质量。“卓越计划”的实施对于扭转当时我国工程教育“科学范式”进一步深化的势头、让工程教育“回归工程”起到了非常关键的作用,促进了我国工程教育的发展。[1]
然而,“卓越计划”的实施并未从根本上改变长期困扰工程教育的问题:(1)培养目标较为单一,毕业生适应面窄,且实践能力和应用能力不足、创新型人才缺乏。(2)发展逻辑固化。在我国现行的高等教育体系中,地方高校由于办学历史短、基础薄弱、本科办学经验不足而沿袭传统研究型大学的办学模式,自身缺少“身份认同”,主要体现为学科专业发展不契合区域产业结构需求、人才培养“同质化”及服务地方能力较弱[2]。(3)校企多方协同的运行模式中,因不同主体的利益不同,且缺乏有效的引导与疏通,校企合作往往流于形式、缺乏实效。同时,企业的积极性和主动性得不到保障,缺乏企业参与的可持续发展机制。(4)缺乏高水平的“双师型”师资,教师队伍的实践经验和实践能力有待加强。同时,由于现有运行机制和体制的制约,富有经验的企业人员较难充分发挥其在校企协同中的作用。
上述问题的解决,需要树立工程教育新理念,重构学科专业结构和工程教育体系,探讨创新型、综合化、全过程的人才培养模式,提升工程教育质量和国际竞争力[3]。“新工科”即指“以立德树人为引领,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程人才”[4]。
“镇校融合”的“镇”指建设中的位于台州湾循环经济产业集聚区的“台州国际航空小镇”。航空小镇以“高端制造+通用航空技术研发”为核心产业,规划形成“一廊四区”的特色小镇(一大创新走廊,智能研发、航空生活、教育培训、国际航展四大功能板块)。“镇校融合”的“校”指以台州学院为主体,协同北京航空航天大学构建的教育共同体。“镇校融合”的目标,就是在台州市政府主导下,本着“区域发展、国家战略、合作共赢”原则,发挥北京航空航天大学的办学优势和台州产业与沿海开放优势,聚焦航空新兴产业,按照“教产学研融合、政企社校协同”的路径,推动协同创新,深化校地合作;三方以台州学院为主体,围绕航空小镇北航台州通航产业园等项目,成立北航台州学院航空工程学院,共同打造产学研用一体化的北航台州平台,培养具有国际视野、高素质、应用型的优秀航空人才。
台州学院是一所综合性普通本科高校,多年来学校深入落实地方性、应用性办学定位,围绕地方经济社会发展需求,努力打造高素质应用型人才的“主产地”、企业技术创新的“便利店”,产业转型升级的“助推器”,呈现出了较为鲜明的办学特色,人才培养质量稳步提升。
一是对接地方主导产业发展,积极推进应用型专业体系建设。现有47个专业中,工科专业超过40%,已经形成医药化工、材料工程、生物环保、机械工程等10个与地方产业发展紧密对接的专业集群。现有国家特色专业2个,省级重点(建设)专业9个,省优势专业2个,省新兴特色专业7个,市区域优势特色专业3个,专业结构不断优化,专业内涵不断充实。
二是精准定位人才培养目标,分层探索应用型人才培养模式。在面上,实施“双核强化、校企协同、学做相融”的培养模式,把创新创业教育贯穿人才培养的全过程。12个专业主动对接卓越人才培养计划,实施“3+0.5+0.5”人才培养模式改革。在点上,开展专业综合改革试点,完善教产学研融合、政企社校协同育人机制,推动育人模式从工学结合到产教融合转变,并已取得初步成效。
三是应用型专业学科建设相互促进,全员育人格局不断完善。学校教师依托校内近百个基层组织开展应用型专业和学科建设,不少教师或团队被誉为企业需求“工具箱”、产业升级“助推器”。校内外各类基地每年能为3 400名左右学生提供2个月以上的实习实训活动。学校着力构建全员育人格局,积极营造优良学风,人才培养质量得到有力保障。
四是应用型人才培养质量稳步提高,并得到社会的广泛认可。近3届毕业生平均就业率达到94.73%,就业专业相关度屡屡进入全省本科院校前十,用人单位满意度逐年提升。学生竞赛获奖数量和层次逐年提升,A类竞赛获奖年增长率为38.2%。8项优势竞赛项目获奖排名进入全省高校前列。
在新工科背景下,地方院校如何充分发挥自身优势、主动对接地方经济发展和产业需求,是“新工科”建设的要求,也是高校融合政产社研多方力量、创新协同人才培养机制、提高工程教育质量所需研究的重要课题。
台州以制造业为主,主要包括医药化工、汽摩配件、模具塑料、缝制设备、家用电器五大主导产业行业以及汽车及零部件、通用航空、模具与塑料、医药健康、智能马桶、缝制设备、泵与电机等“七大千亿”产业,其中与航空领域紧密相连的模具、机电等基础性产业在全国具备影响力,为无人机专业产业发展提供了资源与平台。台州现有已注册或开展业务的航空相关企业20多家,其中涉及通航制造业的企业16家,年产值10亿多元。多家企业直接或间接为航空产业提供配套,其中2家已进入航空配套认证体系并保持着稳固的合作关系。例如,浙江玉环天润航空机械制造厂生产的飞机舱门锁块集成占国内市场份额的70%以上;浙江华荣航空有限公司为哈飞集团提供飞机模具、工装、夹具等飞机零部件产品,在飞机特种材料加工上具备生产优势。在通航经营方面,2018年有台州海陆空通用航空、仙居通航机场有限公司等2家通航企业正申请筹建。
此外,台州正致力于打造国家通用航空产业集聚示范区,无人机产业高地正在形成。2016年3月3日,台州市政府与中国航天空气动力技术研究院签署合作框架协议,携手在台州湾循环经济产业集聚区布局无人机生产基地;5月26日,双方进一步签订了“彩虹”无人机项目合作建设协议。6月16日,台州又与北航投资有限公司、北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所签署合作协议,三方将在台州湾经济产业集聚区共同建设无人机产业基地,还将共同建设航空专业教育学院,培养从事飞行器研发人才。2016年12月31日台州市人民政府与北京航空航天大学签订全面合作协议。目前,航天科技十一院(南洋科技)、北航、中航工业611所、中航飞机、深圳光启、飞虎雄鹰等部分重点企业已经落户或正准备落户;航天科技集团彩虹无人机生产基地已开工建设,北航台州通航产业园首架长鹰无人机今年9月下线;斯洛文尼亚蝙蝠牌飞机制造基地已明确落户台州;深圳光启、国家海事局海事无人机服务基地、国家电网无人机巡检基地等项目正积极引进;中航工业翼龙无人机系列、中航飞机“新舟”支线飞机系列正在积极洽谈。中航、北航和飞虎雄鹰三大航空产业基地集聚发展的“台州集群”正在形成。
台州通用航空产业的蓬勃发展以及“制造之都”建设的深化,将对本土化的人才培养、技术研发、经营管理等提出迫切需求,共建航空工程学院已经成为台州千亿通用航空产业发展的迫切需求。
无人机产业是国家战略性新兴产业。无人机的设计制造及应用技术,涉及控制科学与工程、航空宇航科学与技术2个核心学科,以及机械、电子、计算机科学以及信息与通信工程等多个紧密支撑学科。在专业设置,目前只有教育部新增设的“无人驾驶航空器系统工程”本科专业(082009T),无人机产业具备“新工科”特质。“镇校融合”的无人机技术人才培养模式探索与实践,正是地方高校主动对接新兴产业战略部署,借助“特色小镇”建设契机,按照“教产学研融合、政企社校协同”的应用型人才培养路径,在政府强力引导、产业大力支持、名校全力扶持下,按照点线面结合、逐层递进、专项推动的步骤,构建高度开放、深度融合、多元协同、有效适应的高等工程人才培养生态系统的有益探索和尝试。
成立台州学院航空工程学院,首先是政府主导。台州市人民政府已与北京航空航天大学签订合作协议,下一步是如何有效落实协议要求,展开多方位、多层次合作;其次,要发挥台州学院的本土优势。作为台州唯一的地方高校,如何对接台州新兴产业战略部署,按照新工科建设要求,整合现有学科专业结构,优化布局,合作办学,开放办学,提高水平和实力,实现创新发展、跨域发展是当务之急;再次,要发挥名校示范引领作用。北航长鹰无人机项目落户台州,这是北航推动重大科技成果产业化的重要举措。北航以台州学院为桥头堡,联合共建飞行学院(或航空工程学院、智能制造学院),既可为无人机产业提供本土化人才支撑,又可为成立北航台州无人机研究院搭建政产学研平台。北航如何在台州国际航空小镇中占得先机,如何在推动国内通航产业发展中发挥示范引领作用,也是开展“双一流”建设的重要课题。
新工科建设是基于新产业、新技术、新模式、新业态的快速发展,从理念、模式、结构、体系、质量等多层面进行的全面改革。积极打造和推进以高校为主体、政府大力支持、社会共同参与的工程教育共同体是当前新工科建设与改革发展的重要内容,“镇校融合”则提供了专业建设、机制创新和促进协同发展实效的新路径。
新工科教育改革包括两个大的方面:一是建设新工科专业或专业方向,二是根据新工科教育范式的框架改造现有专业[5]。搭建新生专业平台既可以是传统的院系实体模式,也可以是由构成新生专业的相关院系和学科专业相互关联形成的多学科交叉融合、非实体的新型组织架构[6]。
根据无人机技术人才培养需求和台州学院作为地方高校及台州地方经济与企业发展实际,基于“镇校融合”的无人机技术专业平台建设采用由多学科交叉融合的非实体组织架构向实体院系组织逐步推进的建设模式。具体包括以下专项实施项目:
挂靠相关二级学院成立非实体无人机学院,不断深化专业内涵建设。(1)模块化课程建设。在机械电子工程、电气工程及其自动化2个专业率先启动无人机模块课程建设,即在机械电子工程专业基础上,增加流体力学与空气动力学基础、飞行器结构设计及其CAE、飞行器制造工艺基础、无人机传感检测及控制技术、方向课程设计(无人机方向课程设计)、技能绿卡(无人机飞控技能训练)等模块课程;在电气工程及其自动化专业基础上,增加无人机原理与构造、航空电气设备与维修、无人机导航技术、自动飞行控制系统等模块课程。(2)无人机专业方向师资建设。 主要通过以下途径建设:整合现有相关学科专业师资,承担部分学科基础课、专业课和实践环节教学和指导任务;选派一批相关专业青年教师赴南方科技大学、北京航空航天大学及其它无人机专业培训机构进修培训,提升无人机应用技术研发水平,取得无人机操控指导师等资格;聘请台州湾循环经济产业集聚区的相关企业和科研院所的工程技术人员任兼职教师;引进从事无人机技术研究及应用开发的专业人才;与北京航空航天大学合作共享师资。(3)实验实习实训基地建设。一是整合校内现有的机电工程、计算机与信息技术、电子电气工程等3个实验教学中心资源,承担无人机学院部分专业基础实验、专业实验、课程设计、实训创新等实践环节教学。二是在台州市政府主导下,北航飞行学院、台州学院及台州通航企业多方协同,共建北航台州通航产业园。
建立无人机专业实体院系,并与国际航空小镇共建共享无人机创新产业与教育实践平台。在市政府主导下,聚焦航空新兴产业,联合北航,依托台州学院,积极整合校内7个智能制造专业链专业,组建航空工程学院(智能制造学院),完成无人机专业实体院系和教学机构设置。围绕台州国际航空小镇产业链的延伸以及台州航空港建设,台州学院与北航在充分论证的基础上,进一步创新办学模式,积极推进协同创新,深化校地合作,培养具有国际视野、高素质、应用型的优秀航空人才,共同打造产学研用一体化的北航台州平台。如:与国际航空小镇共建共享无人机教育实践基地;以为双方共建点台州飞行学院为依托,在台州设立通用航空飞行技术人员培训基地,主动承担航空小镇教育培训功能;积极筹备成立台州无人机研究院,以发展智能制造为主轴,深度融入台州无人机、高端装备、汽车制造等主导产业,建立协同创新和产业服务平台,推进地方相关产业链发展。
传统工程教育协同人才培养模式下,由于各协同主体间存在价值观、思维模式、行为规范、利益诉求等方面的差异以及制度弊端,高校之间、高校与研究院所之间人才资源流动存在困难,高校与企业之间亦难于实现高效的创新人才流动,这些机制壁垒造成教产学研融合不深、政企社校协同不足等问题。
“镇校融合”无人机技术人才培养模式,集聚了政府、名牌高校、地方院校、科研院所、企业、社会等多方力量,“增设专业模块-共建二级学院-共建协同创新和产业服务平台”的专业建设路径,在打破传统工科学科壁垒的同时,逐步打破了原有的机制壁垒。同时,新工科背景下的“镇校融合”不仅关注各协同主体的个体需求,而且更重视协同主体间的资源整合与共同发展,这就要求创新协同主体的组织管理体系。构建多方参与、资源共享、机制灵活、责权明晰的运行管理机构(理事会)或平台(公共科技服务平台),解决创新资源分散、封闭、低效问题。例如,可借鉴现代企业股份制运行模式:(1)成立理事会,实行理事会领导下的中心主任(政府委托授权履行行政管理职责)与首席科学家(负责技术支持与科技服务)“双总师”负责制;[7](2)实行企业股份制的管理模式,各协同单位按照具有实际贡献的人才和技术投入占有股份,进行资源配置与绩效考核。(3)采用行政与技术支撑体系相结合的全员服务模式,可根据单位优势和任务导向建设交叉式分平台,承担科技服务工作,实行绩效管理等等。
传统工科教育的评价主体单一,对教师的评价主要以科研和职称为导向,对学生的评价以结果性评价为主,同时,对学生的评价内容主要聚焦于知识、能力和素质三个层面。显然,传统教育的评价方式和评价内容已不适应“新工科”的人才培养需求。
工程人才的培养,除了传统的理论知识、实践技能外,新工科更加强调和重视学生实践能力和创新创业能力的培养。新工科不仅要求工程技术人员具有足够的专业水准,同时还应具有“学科交叉融合”的能力;在解决实际工程问题上,不仅能运用本专业的知识,也有能力自主学习新知识、新技术,甚至是其他专业领域的知识,解决未来发展中可能出现的问题,并且对专业领域的发展做出预判,以此对未来技术和产业起到引领作用[8]。因此,建立和完善适应“新工科”要求的评价机制,将引导各协同主体加大教学和科研投入,提升工程人才培养质量。
基于“镇校融合”无人机技术人才培养质量的评价需重视三个方面的工作:一是建立人才培养质量标准。参照“卓越计划”的质量标准体系,基于“镇校融合”无人机技术人才培养质量标准包括国家标准、产业标准和学校标准。根据“新工科”引领和超越未来产业和经济发展趋势的特质,各类质量标准的制定应具有引领性和前瞻性。二是改革和重塑教师评价标准。对教师的评价要逐步走出现有高校管理制度和评价制度的局限,着眼于制定符合“新工科”特点的教师评价标准与教师发展机制,强化教师的工程背景和实践创新能力,重视教师创新成果的转化和应用,建立系列的评价体系和评价制度,引导教师在教学、科研和实践创新中增大投入,提高自身和高校服务地方的能力。三是完善对学生的评价机制。主要包括重视过程性评价,倡导多主体参与的多元化评价方式,以及在政府主导下建立基于有较高公信力的行业与用人单位共同组成的第三方社会组织评价。同时,评价要有针对性,要针对每个教学环节的目标要求且将评价结果及时地用于质量持续改进。