王鸿 曹原 赵海涛
摘 要:产教融合是面向现代信息技术产业需求培养创新型人才的重要途经,在“双一流”建设高校通信工程专业的建设中扮演着重要角色。该文阐述产教融合背景下通信工程专业人才培养面临的教学内容滞后、师资建设不完善等问题。针对上述问题,南京邮电大学通信与信息工程学院充分发挥长期积累的校企合作资源优势,在通信工程专业的培养方案制订、教学体系规划、教学资源建设、项目式教学实施和师资队伍建设等方面探索产教融合人才培养的新路径。实践证明,所开展的创新举措在专业建设与人才培育质量、教改成果与课程建设、创新创业教育等方面取得显著成效。
关键词:产教融合;通信工程;人才培养;实践教学;校企合作
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)20-0025-05
Abstract: The integration of industry and education is viewed as an important way to cultivate innovative talents in order to satisfy the needs of modern information technology industry, which plays a vital role in constructing the communication engineering specialty in "Double First-Class" universities. This article points out the main problems in talent training in the context of industry-education integration, such as the sluggishness of teaching contents and the unbalanced development of teacher teams. In order to deal with the aforementioned issues, the School of Communications and Information Engineering of Nanjing University of Posts and Telecommunications fully leverages the long-term advantages of school-enterprise cooperation, and explores a new path for talent training of the Communication Engineering specialty under the background of industry-education integration from five aspects, including training scheme determination, teaching system planning, teaching resource construction, project-based teaching implementation, and teacher team development. It has been demonstrated by practice that the adopted innovative measures have obtained significant achievements in three aspects, including the major construction and talent training quality, the educational reform and curriculum construction, the innovation and entrepreneurship education.
Keywords: integration of industry and education; communication engineering; talent training; practice teaching; school-enterprise cooperation
信息与通信技术是当今社会发展最快的领域之一,很多新技术、新工艺层出不穷。然而,许多高校通信工程专业的教育教学内容存在一定的滞后性,难以满足行业内顶尖企业对高层次、复合型专业技术人才的需求。为了进一步推动高校主动适应区域经济社会与产业发展的新需求,实现教育链、人才链与产业链、创新链的深度融合,产教融合成为“双一流”建设高校通信工程专业创新型人才培养的重要途径。产教融合的概念首次在国家层面被提出可以追溯到2014年国务院发布的《关于加快发展现代职业教育的决定》,要求职业院校结合办学特色进行产教融合[1]。2017年,国务院办公厅发布《关于深化产教融合的若干意见》,要求教育部门深入实施产教融合和校企协同育人,从此产教融合正式成为国家重大的教育教学改革措施[2-3]。
在产教融合育人模式下,产教关系转变为政府、学校、行业和企业等相关方深度参与的协同育人模式,需要多方合作、资源共享、各尽所长,变革了传统的教育教学模式,各方协同为提升创新型人才培养质量助力,打通教育链、人才链与产业链、创新链之间的壁垒[4-5]。实际上,企业与高校本身存在共性诉求,通过产教融合,可以使高等教育更好地掌握通信产业需求和行业发展的最新趋势,助力高校以“应用需求为导向”生产新知识,根据产业需求调整课程设置和教学内容,从而提高学生在就业市场的竞争力和对信息产业变革的适应度[6-7]。同时,企业与高校本身存在着互补关系,高校储备了大量的科技成果资源,但大多数教师只擅长学术研究,在成果转化方面缺乏实践经验,而企业恰恰需要源源不断的成果转化进行技术革新[8]。如果能够将高校的科技成果资源转化为企业的新质生产力,将大幅提升通信类企业在国内外市场的竞争力。
目前,国内外都已经开展了不同形式和不同程度的产教融合探索与实践。在国外,发达国家有一些比较成熟的产教融合模式,例如,德国的“双元制”模式要求高校和企业协同培养学生,学习者具有在校学生和企业学徒双重身份[9];美国的“以能力为基础的教育(Competency Based Education, CBE)”模式注重学生的职业发展方向,强调学生实践能力的培养与训练[10];英国的“三明治”模式采取半工半读的培养形式,设置学工交叉式的课程培养体系[11]。在国内,结合国外职业院校产教融合的实践经验,彭峰[12]提出了面向企业需求培养创新型人才的改革策略。刘月圆[13]提出了职业院校建设满足产教融合需求的师资队伍的培养方法和激励措施。基于多维协同方法,宋国琴等[14]围绕目标、主体、资源三个层面的协同提出了应用型本科产教融合协同育人的措施。总的来说,目前职业院校对产教融合的教育教学改革已经有较多实践经验,然而对于本科院校,尤其是双一流建设高校,如何根据自身专业特点与办学特色进行产教融合改革还有待进一步探索。
有鉴于此,本文阐述了产教融合背景下通信工程专业人才培养面临的主要问题,以南京邮电大学通信工程专业为研究对象,提出了适应通信技术产业变革的高素质创新型人才培养举措,并通过实践检验了产教融合改革创新举措的成效。
一 产教融合背景下通信工程专业人才培养面临的问题
(一) 教学内容相对滞后,不能完全跟上产业发展节奏
自第一代移动通信商用以来,通信系统基本按照“十年一代”的发展规律进行更新换代,很多新技术、新工艺层出不穷。相对于通信产业的技术变革,通信工程专业教学内容存在一定的滞后性,产业前沿技术难以及时进入课堂,导致高校的教学内容与企业所需的技能脱轨。此外,一些“双一流”高校依然存在不同程度的“重科研、轻教学”现象,很多教师为了完成考核任务专注于自身的科学研究,不愿意将时间和精力用于教学内容的更新,也不愿意投入时间将科研团队最新的科技成果转化为教学项目,导致前沿的通信知识和技术未能进入通信工程专业学生的课堂。
(二) 产教融合深度不够,企业参与热情不高
企业和高校属于相对独立的两套社会系统,在组织架构、评价机制、社会职能等方面存在诸多差异。高校的首要职能在于通过系统的知识传授进行人才培养,而企业的主要目的在于通过高效的资源配置创造更多的剩余价值。在竞争日益激烈的市场环境下,如果通信类企业在产教融合人才培养过程中得不到应有的收益,就不会将资金与最新的通信设备投入于产教融合协同育人,即难以调动企业实质参与产教融合的热情。此外,目前很多的校企合作还是流于形式,合作内容和范围仅限于协议条款,出现了高校参与热情高而实际产教融合程度并不高的现象,从而难以真正培养出具备解决复杂工程问题能力的高素质人才。
(三) 双师型教师建设不完善,校内外教师融合度不高
目前“双一流”高校教师聘任主要关注论文和项目等科研成果,不太注重工程实践经历,导致一些教师很难真正理解企业的实际需求,在实践知识传授和实践教学能力方面较为薄弱。虽然高校鼓励教师到企业参加培训或者挂职学习,但受评价制度和观念等因素的影响,高校教师参加企业培训的意愿并不高。此外,课堂讲授需要教师具备较强的语言表达能力,企业工程师虽然具备很强的实践操作技能,但很多工程师在知识传授和内容讲解方面达不到教师的标准,导致能“站好讲台”的优秀企业教师数量不足。因而,当前形势下企业教师的指导大都还局限于毕业设计和认知实习等实践教学环节,真正能够参加到课堂教学的少之又少。并且,校内外教师负责的教学内容相对独立,双方教师之间的交流互动和融合程度不高,影响了协同育人的效果。
二 产教融合背景下通信工程专业教育教学改革举措
南京邮电大学是国家“双一流”建设高校,通信工程专业是国家一流专业建设点,目前已与嘉环科技、诺基亚贝尔、中国电信和中兴通讯等行业头部企业签订产教融合协议,建立了长期的协同育人关系。校企围绕培养方案制订、教学体系规划、教学资源建设、项目式教学实施和师资队伍建设等方面进行探索,寻找行之有效的实施路径,优化配置教学资源,推进校企协同培养人才,逐步形成专业服务方向明确、特色鲜明的人才培养措施。
(一) 企业参与人才培养全过程,培养方案融入企业资源
在人才培养过程中,以校企深度融合为重要途径,通过企业群支撑专业发展。企业深度参与专业培养方案制订、课程体系建构、实习实践等人才培养环节,发挥企业在培养方案制订工作中的作用,并且重视吸取用人单位和产业界的意见和建议。将专业课程内容与职业标准相融合、将教育过程与生产过程相融合、将毕业证书与行业职业资格证书相融合,创建理论教学、实验实践教学、工程实践训练和学生创新创业教育有机结合的教育教学运行机制。在修订培养方案时,将职业能力融入人才培养方案,注重培养专业技能和创新创业能力,整合专业基础课、骨干课、专业课和实验实践课程,大幅提高了实践课程的比例。此外,通过增设产教融合型课程限选模块,重构人才培养的课程体系。依托中兴通讯、嘉环科技、中国电信等行业头部企业对前沿技术的准确把控,不断更新数据资源、技术标准和人才规格,通过培养方案修订促进通信工程专业人才培养向行业领先地位靠拢。
(二) 校企协同规划实践教学体系,企业深度参与课程建设
通过加强校企间协同合作,构建了三实践(通识基础实践、专业基础实践、专业实践)、二训练(自主个性化学分训练、科技创新与学科竞赛训练)、一融合(产教融合)的“321”实践教学体系,如图1所示。将实验实践教学内容在时间段上从大学一年级一直覆盖到大学四年级,建立了全流程的实践教学模式:一年级工程导学、二年级认识实习、三年级生产实习、四年级毕业设计。按照企业的培养目标,结合在校生的实际情况,保证累计不少于一年的企业工程素质培养和实践能力培训。同时,为保证教学内容紧跟通信企业的发展动态,高校和企业共同参与课程建设,根据企业生产和行业标准革新教学内容,培育一批高标准的产教融合课程和教学案例。根据企业生产项目和产品研发,设计实验教学内容和方法,将企业生产实践中遇到的问题作为学生毕业设计的选题,大幅提升综合设计类实践教学项目的占比。例如,为了掌握5G工业互联网资源优化配置相关技能,带领学生赴中兴通讯5G终端制造流水线开展浸润式实地、实操、实景教学,训练和培养学生专业素质和职业精神,提高通信工程专业人才的培养质量和操作技能,锻炼学生灵活运用所学知识和解决实际工程问题的能力。
(三) 校企联动开发平台、设备和教材等教学资源
充分利用企业和高校的生产基地、研发平台等实践教学资源,建设同时满足实际生产和实践教学功能的大型实训和实习基地。联合嘉环科技、诺基亚贝尔、中国电信和中兴通讯校外实践基地及政产学研合作学生创新创业基地,建设“物联网国家级高校学生科技创业实习基地”。围绕国家信息产业战略需求,建立教学资源和科研成果的双向互动机制。一方面,出台制度性文件激励教师将科研成果融入教材和课堂教学,提升学科建设水平和教育教学质量。依托“面向物联网的电磁感知低轨星座系统体系架构设计及关键技术研究”等科研项目成果,与企业合作研发多款实验箱,丰富了实验教学资源。另一方面,利用嘉环科技、诺基亚贝尔和中兴通讯等合作企业在5G移动通信、人工智能、物联网及工业互联网等领域的科研成果,推动教学资源的多元化建设,引入企业研发的5G通信系统等系统平台,作为培养学生实践能力的重要教学资源。与诺基亚贝尔等企业联合完成了国家科技重大专项“5G多接入融合组网技术研发、标准化与验证”,研制出了支持4G/5G/Wi-Fi的多模通信网关设备,并将其用于实践教学。在教材建设方面,企业工程师和高校教师共同深入生产一线,提炼企业实际生产中的教学项目和教学案例,研讨将其创新性地镶嵌至教材内容中,共同编写便于开展项目化教学的新形态教材。例如,校内教师与企业工程师合编了《路由与交换技术》和《5G承载技术及部署》等教材,在新教材中融合行业案例、行业认知,很好地解决了传统教材与实际应用脱节的问题。
(四) 创设真实问题情境,开展项目式实践教学
将企业的生产实际引入到物联网科技创业实习基地,让学生能够在实际生产过程中锻炼实践能力,将企业生产实际问题作为教学案例,实现真题真做,使学生大学四年沉浸在产业环境中学习实践,锻炼学生的工程实践能力和科技创新能力。以解决企业实际生产和技术革新过程中遇到的问题为目标,深入推进教学方法改革,开展项目式实践教学,注重项目的实践综合性和知识集成性。如图2所示,项目式实践教学主要包含四个环节:在项目设计环节,坚持校企联合人才培养机制,围绕嘉环科技、诺基亚贝尔等通信类企业生产实践中遇到的问题,由校内教师和企业工程师将其设计成多个项目,每个项目分解为多个任务;在项目立项环节,学生根据兴趣和方向选择不同项目,指导教师对学生进行规划和分组,校企共同承担项目实施所需的经费;在项目实施环节,学生按照所选项目在校企实训基地或实验室内进行自由探索与研讨实施,如果遇到未学习或未掌握的专业知识,则自行查阅资料进行探究式学习;在项目评价环节,企业工程师与校内教师根据整个项目实施过程中学生的表现,开展形成性评价,实现客观评价和主观评价相结合,更加关注学生操作技能的养成和创新能力的考核。
图2 项目式实践教学实施流程
(五) 加强“双师型”师资队伍建设,校内外教师协同育人
为了建设一支理论基础扎实、工程经验丰富、富有创新精神的“双师型”教师队伍,利用寒暑假时间安排中青年教师进入通信相关企业进行锻炼和培训,获取相关企业的工程师资格证书,目前通信工程专业60.16%的教师具有工程实践经历。通过校企互通组建混编师资队伍,师资包括了嘉环科技、诺基亚贝尔等合作企业中经验丰富的高级技术专家,他们对本行业具有深厚的专业背景和良好的产业视野,对培养满足行业需要的工程技术人员具有明确的引导作用。除了开展正常的课程内容教学,校内外教师还共同参与课程建设、共同开发教学项目、训练学生工程实践能力和培养学生创新精神等。并且,采用“一课双师”的方式培养学生,真正实现企业工程师与学校教师的协同育人。校内外教师在各自擅长的领域,通过工作紧密协同,开展嵌入式融合,在具体工作中持续提升高校教师的实践教学能力。通过集体备课、随堂听课、试讲观摩、内部培训、教学方法联合创新和教学经验交流等多种教学研讨活动,逐步提高企业工程师的教学能力,不断提高“双师型”教师队伍的教育教学水平。
三 通信工程专业产教融合教育教学改革的成效
(一) 专业建设与人才培养质量显著
南京邮电大学通信工程专业始终坚持“立德树人”根本任务,厚植家国情怀、倡导信息报国,将厚重的红色校史和杰出校友事迹等特色课程思政元素有机地融入教育教学的全过程,围绕通信行业进一步将专业做精做强。通信工程专业在2023“软科世界一流学科排名”中位列全球第26名,通过两轮全国工程教育专业认证,入选国家一流专业和江苏省产教融合型品牌专业。牵头联合重庆邮电大学、西安邮电大学通信工程专业入选首批国家级虚拟教研室建设点,以通信工程为主要依托专业的“现代信息技术产业学院”成功入选江苏省重点产业学院,以通信工程为主要依托专业的“新一代通信与信息技术产教融合重点基地”成功入选江苏省产教融合重点基地。通信工程专业的人才培养质量得到了社会的广泛认可。根据用人单位和企业的调查反馈,毕业生对岗位适应能力强,社会需求适应度高,用人单位对人才培养总体满意度达到97.26%。
(二) 教育教学改革和课程建设成果丰硕
在产教融合教育教学改革过程中,取得了丰硕的教育教学改革成果,凝练出一批有特色的实践育人项目,其中,“三色赋能信息特色创新人才培养改革与实践”获2021年江苏省教育教学成果特等奖,“‘平台+模块‘虚实结合大工程实践育人模式探索与实施”获2021年江苏省教育教学成果二等奖。坚持高标准严要求进行课程建设和改革,获批国家一流课程6门,其中,通信原理入选国家级线上一流课程、国家级线上线下混合式一流课程,光纤通信系统(全英文)入选国家级线下一流课程,光纤通信和数字信号处理分别入选国家级线上一流课程,新一代宽带无线通信全网部署与优化入选国家级虚拟仿真实验教学一流课程。2021—2023年,获批教育部“新工科”研究与实践项目1项、教育部产学合作协同育人项目6项、江苏省高等教育教改研究重点课题2项。
(三) 创新创业教育成果突出
通信工程专业构建了四年一贯制的学生创新创业能力培养和训练体系,覆盖从学生入校到毕业的全过程,目前包含产教融合课程在内的实践类课程占比达到29.7%。每年参加中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生电子设计大赛、“挑战杯”系列竞赛等各类创新比赛的学生人数逐年增加,并取得了优异成绩,创新创业人才培养质量得到了稳步提升。2021—2023年,累计获得国家级和省部级竞赛奖项461人次,培育大学生创新创业项目350项(含省级及以上项目52项)。其中,获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖2项,获得中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金、银、铜奖分别为3项、5项、1项,还获得美国大学生数学建模竞赛特等奖和全球唯一Frank Giordano奖。经过多年的持续培养,还涌现出包含小蓝单车联合创始人、饿了么众包事业部总经理在内的一批优秀的创业人才。
四 结束语
信息技术产业的国际竞争日益激烈,需要培养一大批具备高素质的专业技术人才,产教融合是“双一流”建设高校通信工程专业培养高素质创新型人才的必由之路。针对通信工程专业产教融合面临的问题,本文给出了南京邮电大学通信工程专业在培养方案制订、教学体系规划、教学资源建设、项目式教学实施和师资队伍建设等方面的创新举措。最后,从专业建设与人才培养质量、教育教学改革和课程建设、创新创业教育等方面呈现了产教融合教育教学改革的成效。
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基金项目:江苏省高等教育教改研究重点课题“新工科背景下基于现代产业学院开展新型产教融合育人机制的研究与实践”(2021JSJG081);江苏省高等教育教改研究课题“基于‘三实践、二训练、一融合的电子信息类创新人才培养探索与实践”(2023JSJG290);移动通信国家重点实验室开放研究基金资助课题“基于群体协同优化的MIMO-NOMA融合理论与方法研究”(2023D01)
第一作者简介:王鸿(1989-),男,汉族,江苏淮安人,博士,副教授,院长助理,硕士研究生导师。研究方向为新一代信息技术等。