新工科产教融合下多样化人才培养体系研究与实践

摘 要：新时代教育办学风潮兴起以来，政府、学校和企业基于新工科背景携手共进，多主体协同形成产教深度融合、强化工科创新教育环节、人才培养与产业实际需求挂钩的培养计划。依托五邑大学超低能耗空调系统实践与科研平台，深入探讨研究产教融合下的创新型人才培养方案，探索多元多样的创新型人才培养体系，加强校企协同育人在创新人才培养工作中的作用，实现学生创新能力分层次、分阶段、全过程多维度的有效培养。

关键词：产教融合；新工科；创新教育；人才培养；科研平台

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）23-0151-04

Abstract： Since the rise of education in the new era， multiple entities have collaborated to form a deep integration of industry and education， strengthening the engineering innovation education process and talent cultivation and industrial cultivation plans. Relying on the ultra-low consumption air-conditioning system practice and research platform of Wuyi University， we explore a diversified innovative talent cultivation system， strengthen the role of school-enterprise collaborative education in innovative talent cultivation， and achieve effective multi-dimensional cultivation of students' innovative abilities.

Keyword： integration between industry and education; new engineering; innovation education; talent training; scientific research platform

产教融合是工科高等教育大系统结构优化的要旨。在加快建设和完善高水平人才培养体系的新工科背景下，积极推进“以能力培养为目标，深化产学研用融合，扎实推进产教融合教育体系”的内涵建设，依托实践与科研平台，学校、企业、行业多主体协同创新，秉承“校企合作，协同育人”的理念，以培养大学生创新精神和综合能力为宗旨，以改革人才培养模式和教育教学模式为重点，强调实践教学为主导，全面提升工科学生的实践能力，重点打造智能领域学科与校外企业合作，共建跨学科的实践平台，打破学科专业壁垒，实现跨学科、跨专业培养学生较强的综合性业务水平，为区域产业高水平人才培养和高新产业发展提供实践平台。

五邑大学超低能耗空调系统实践与科研平台不仅是一个研发项目，而且还是一种全新的学校公共区域空调配置方式，也是一种基于产业多方协同多类型人员共同研发、应用并持续改进的超低能耗空调系统平台，是一个新技术融合聚集的技术创新教育平台，是新工科产教融合背景下，培养创新型人才的实践平台。

一 产教融合理念

“产教融合”理念并不是新生事物，国内外均有一些可以参考的实践模式，可以借鉴国内外相关研究和实践经验，形成符合自身特点的应用方法。比如，美国的“合作教育”模式，将理论知识学习、职业技能培养和实际工作经验相结合，以让学生更好地在复杂多变的工作场景中生存和发展；德国的“双元制”模式，让学生拥有高校学生和企业员工的双重身份来参加学科的实践活动；日本的“产学官”模式中，政府深度参与到人才培养当中。我国的“产学研”模式，根据企业的用人需求来确定教学目标以及制定人才培养方案；“工学交替”模式，让企业参与学校人才培养的全过程当中协同育人；“订单培养”模式，由企业承担学费，减少学校的培养成本。这些实践模式可以为我们提供有益的启发，从而形成一种符合本学科在工科领域中解决实际工程问题的实践教学方式。

本文主要研究在新工科背景下的产教融合人才培养模式，需要着力解决人才培养的行业创新性不足的瓶颈，致力于建立“课程、项目、平台、科技创新活动等”多样化的创新人才训练体系，充分利用优质资源，以协同育人机制整合教学资源，构建真实教学情境，实现高新产业发展所需综合型人才的有效培养。

二 新工科背景下产教融合人才培养模式特点

产教融合既是资源共享、优势互补，更重要的是，其能够激发出更多高质量、创新型人才，为实现可持续发展提供新的动力，因此，必须建立完善的协同育人机制，以促进产教融合的全面推进。在新时代的背景下，基于新工科的产教融合主要在人才培养和校企合作两个维度里体现出新的时代特质。

（一） 人才培养规划层面

依托平台开设的实践课程内容，以培养学生实践能力和创新能力为核心，依托高度透明、开放、直观、直觉和鲜活的平台，构建“基础、综合、创新”三层次，覆盖四年的多样化人才培养体系，如图1所示。树立起创新科技强国的理念，对社会飞速进步、经济完成快速转型具有实际意义。

（二） 校企合作领域

互利共赢是产教融合应用转型的基础。在新工科背景下，企业应当主动深入参与育人体系建设，明确主体责任与高校建立深层次交流，全面发挥企业自身特色和优势。此外，除了加强与学校交流，还需积极与行业专家、政府部门建立起长效交流平台，共同建立产教融合的人才培养机制，增强产教融合的活跃度，确保人才培养领域的科学合理性。

三 新工科背景下产教融合人才培养方案

（一） 建设创新型活动平台

在新时代背景下，将人才培养目标转向为创新型、应用型和综合型应用人才，培育新时代青年的创新意识和实践能力。

1）依托平台，以项目为载体，吸引学生参加实践教学活动。充分发挥多主体的优势资源，结合超低能耗空调系统实践与科研平台所采用的技术，多开发创新实践项目。首先，吸收跨学科学生，介绍与引导平台现有的科研成果，将产业工程的原设计思想融入到学生的基础知识培训中，培养学生的综合思维能力。其次，经过双向选择后，学生进入感兴趣的项目组。结合平台专业基础知识的引导，进一步把工程设计思路融入教学培训中，并指引学生深度参与到实际工程训练项目中，进一步强化学生的综合实践能力。再次，学生根据前期研究的成果，继续深入开发研究，并将研究成果应用于现实工程的生产实践中，提高学生的实践创新能力，同时向创业项目转化，可以进入校内孵化基地，从事创新创业实践活动。强化学生的专业技能、创新意识、工匠精神和综合业务水平，培养学生有一定的专业素养和解决工程问题的能力。最后，将综合实践环节与对平台的研究相结合，不断深化与改进，根据学生自己的选择，可以继续其之前的实践项目，或者直接进入校内孵化基地，从事创新实践活动。

依托平台，经过全面不间断地创新实践教育培养，学生学以致用的学习热情得以提升，学生的“双创”能力也得以稳步提高。“双创”能力由专业能力和商业能力两部分组成。

2）以重点学科竞赛为引领，增强学生创新实践能力。以赛促学，培养创新实践生力军，平台重点支持学生参加各类高水平的大学生学科竞赛，充分发挥大赛对大学生创新实践教育的支持和促进。

以赛促创，促进成果转化。推动参赛作品的成果转化和产学研用紧密结合。以创新引领创业、以创业带动就业。

（二） 建设创新型人才培养方法

新型人才培养方法主要采用集中讲授、分散实践、案例教学、体验式学习、分组讨论和线上线下混合式教学等教学方法。

主要以学长指导为主，企业工程师、校内指导教师答疑为辅。在理论部分，强调学生自主学习、合作意识和小项目研究性探索，不断激发学生的创新意识，摆脱乏陈无味的“灌输式”教学，突出以学生为中心，提高互动教学的应用水平，加强网络互动、师生互动、生生互动，提高学生课程学习兴趣。企业工程师、教师角色由单一知识教授者转变为创新思维启发、研究型学习指导、创新能力培养的引路人。通过面向过程的综合成绩评价方案，能够充分挖掘学生潜力，评价方式科学客观。同时结合多媒体设备等教学辅助工具进行线上教学，打造沉浸式教学体验，践行工程师培训、教师指导、学长辅导的“三位一体”创新型培养模式。

（三） 建设新型教学服务

学校结合学科建设、专业发展和人才培养需求，借助地方、企业技术力量和资源优势，由校企共同研发超低能耗空调有利于空调节能，同时可以为人才培养和科技研发提供很好的创新平台。一方面，教师把研究成果转变为课程内容，转变为教案，转变为讲义，为学生提供最前沿的学科知识；另一方面，鼓励本科生参与到项目研究当中，培养学生的创造精神和创新能力，将产教融合贯穿于人才培养全过程。

教师和学生作为实践主体参与平台建设，同时还有具有丰富工程经验的企业主体参与，与相关企业工程师一起对创新型人才的综合能力进行协同培养，以实现优质教育资源的积聚与共享。

教学改革的成果首先在匠能实验室团队中进行推广应用，并在合适的情况下，可以向全校其他团队及其他高校进行推广和应用，其应用范围和潜在受益面可以涉及当代高校的创新教学平台。

（四） 完善产业融合人才培养机制

为实现产教融合，企业的主体作用至关重要，可从以下几个方面进行：明确产业系统与教育系统的异同，解决内部矛盾，探索校企双主体管理体系；校企双方要形成高质量人才的共同培养目标，营造优化美化的学科育人环境，并制定有效的评价办法，完善并持续改进人才培养机制。企业与学校的深度合作是高质量人才输出的前提，学校也要根据区域经济发展导向，融合培养过程与生产过程，融合培养目标与行业需求标准，以促进产教融合，为社会服务更多技能型人才。因此，高校应按照本学科专业背景与特色，与行业企业建立紧密的联系，为学科产业转型升级提供更多有效的支持。

四 新工科背景下产教融合创新型人才培养实例——基于中央空调多模态能效数据融合的节能控制系统

在凝练项目的过程中，匠能实验室学生充分发挥多主体的作用，通过教师与学生及企业工程师与空调系统的使用者互动挖掘用户需求，通过空调系统的使用者参与提出使用需求到技术研发与验证的全过程，推动科学技术进步和应用创新，为形成项目提供技术支持。

（一） 大一阶段为“萌芽”期

结合专业基础课程的引导，把创新创业基础教育思想融入匠能实验室大学一年级学生的基础实践课程，培养学生的创新精神和创新意识。通过通识性项目训练，学生认识了解五邑大学超低能耗空调系统实践与科研平台，教师引导不同专业的学生跨学科组成项目研发小组，探讨提出基础性科技创新课题。

本项目组由自动化、机械控制、电气控制和经济管理等专业的学生组成，通过对空调行业的深入挖掘，对中央空调行业中存在能耗大的一系列问题进行总结，提出以下痛点：①平常中央空调的设计，是在满载的情况下进行仿真分析得到制冷需求值并对中央空调匹数进行选型设计，机房制冷供应量与制冷需求量的供大于求。②市面上出现空调设备厂商所设计的智能控制系统无系统的联动控制体系。③在实际应用环境中，对于像教室这样的大空间，各处的温度可能会不一样，所以各个热区无准确的控制依据。

（二） 大二阶段为“发育”期

结合专业基础课程和专业课程的引导，进一步把创新创业教育思想融入大学二年级专业实践、专业综合实践课程以及创新创业项目实践，进一步强化学生的创新精神和创新意识。

针对“萌芽期”提出的痛点，目标实现的技术如下：①基于Paas物联网平台对中央空调系统进行封装。②多模态分析各区域温度场，提高人体舒适度，如图2所示。③用冷端采用终端控制器提高人体热舒适。

通过综合实践项目训练，引导学生参加创新创业项目以及攀登计划等重要的科技创新活动。

（三） 大三阶段为“开花”期

学生通过前期研究的成果，继续深入开发，结合专业课程的引导，进一步把创新创业思想融入大学三年级专业实践和专业综合实践课程以及创新创业项目实践，提高学生的实践创新能力，同时向创业项目转化，可以进入校内孵化基地，从事创新创业实践活动。如本项目，能培养学生的创新意识、创新创业能力。通过专项项目训练，学生作为主要成员参加重要的科技创新活动，形成重要的科技创新成果。

目前，学生依托平台，积极参加各类创新创业活动，提升了创新能力和解决复杂工程实际问题的能力。已获批大学生创新创业项目14项，申请专利22项，发表相关论文2篇，参加第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛（省赛银奖、进入全国总决赛）、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛（三等奖）、“挑战杯”大学生创业计划竞赛（省赛银奖）等15类竞赛，荣获8个创新竞赛奖；其成果在“智投未来”资源对接会议、第二十四届全国发明展览会、广东省教育装备展及第四届中国（上海）国际发明创新展览会暨上海国际技术进出口交易会等多个展览会展出。

（四） 大四阶段为“成熟”期

学生将毕业设计（论文）等综合实践环节与实际科研项目、创新创业项目实施相结合，并结合项目研究成果进行成果转化，进一步强化自身的创新意识和创新创业能力。通过校企融合项目的有效训练，推动了产业的科技成果的转化。

通过这个过程，不仅可有效地促进高校教师对企业的生产实际了解，而且学生能够及时了解产业的最新动态，也提升了企业为地方经济服务的能力。同时，学生在项目中得到锻炼，有效地实现了能针对具体自动化领域产品项目完成社会需求分析、设计解决方案和学科知识探究，并能对研究结果进行总结分析，获得有效的结论，培养批判性思维和创新能力，达到更好地支撑新版培养方案的目标。

五 结束语

综上所述，产教融合的育人模式，既为高校发展提供了一种新型的发展方向，也为学生的全面发展提供了重要的培养保障。通过构建超低能耗空调系统实践与科研平台，突破传统高等教育中理论教学与实际工程环境差别大的问题，实现高校与企业资源的有效共享，更好地促进课程重构、实训基地建设、师资建设等各方面的改革与发展，在实践产教融合的同时，也有助于提高教育教学质量，利用创新型人才培养方案，建立多元化的人才培养体系，培养出更多具有高素质、兼具德才的创新型、技能型和综合型人才，从而有效推动社会发展。

因此在实践课程教学内容改革上，引入行业企业领域的学科新标准、新知识、新技术和新工艺，把教学内容融入设计或生产过程当中，增强教学内容的先进性、实践性和适用性；在教学方法改革上，以项目式、案例式为突破口，着力培养学生的应用能力和创新能力；在课程实践方面，以技术技能和创新创业能力培养为核心，根据职业能力需求设置课程，构建以实践性课程模块为特征的课程群，强化实践能力和创新能力的培养，产教融合对于提高本专业人才培养质量具有重要意义。

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基金项目：2021年度广东省研究生教育创新计划项目“‘政学研赛’四位一体，构建研究生创新能力培养模式”（2021JGXM109）；2022年度广东省科产教融合实践教学基地项目“智慧空调科产教融合实践教学基地”（GDJX2022005）；广东省高等教育学会实验室管理专业委员会2022年度基金项目“《过程控制及仪表》实验教学改革与实践——依托五邑大学北区教学楼宇超低能耗空调平台”（GDJ20220127）；2021年度五邑大学高质量课程建设与创新创业教育建设改革项目“多主体协同共建跨学科创新创业实践平台——依托五邑大学超低能耗空调系统实践与科研平台”（JX2021036）；2020年度五邑大学教学质量与教学改革工程招标项目“基于产教深度融合新工科的自动化专业实践教学基地建设”（D3）

第一作者简介：李澄非（1971－），女，汉族，河南南阳人，博士，教授，硕士研究生导师。研究方向为图像信息处理、机器视觉、复杂工业过程故障诊断及检测。

*通信作者：谢惠敏（1993-），女，汉族，广东江门人，助理实验师。研究方向为电子与通信技术。