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高水平特色大学卓越工程人才培养模式的研究与实践
发布时间:2011-07-08    文章录入:    点击:[]

来源:《中国高等教育》  2011年第6期

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》将“卓越工程师教育培养计划”作为新时期高等教育改革和发展中具有战略性意义的一项重要任务,旨在通过教育和行业、高校和企业的密切合作,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型优秀工程师,适应经济社会快速发展、满足科学技术和工程应用国际化要求。无疑,这是对我国高等教育,特别是高等工程教育提出的更高的要求和挑战。面对国家经济社会发展对人才的需求,作为服务于国民经济快速发展的行业特色院校,理应肩负起责任和任务,发挥其支撑和引领作用,培养满足国民经济发展中行业急需的创新型工程人才。

一、培养人才中的问题及卓越工程人才培养的质量标准

随着经济全球化的深入发展,国力竞争日趋激烈,科技发展不断综合化及加速化,中国实现跨越式发展,建设创新型国家,呼唤大批工程领域的优秀人才和拔尖创新型人才。而现行的高校学生创新精神的培养和实践能力薄弱,不能满足行业飞速发展对人才培养质量的需要。以高水平行业特色型大学为例,其工程型人才培养中存在的问题。主要表现在四个方面:一是课程体系设置不能满足培养创新人才的要求。专业主干课程薄弱,有机衔接不够,注重单门课程的系统性、特殊性和具体规律,忽视各课程之间的关联性、整体性和普遍的规律,对知识的整合、集成应用欠缺,不能满足创新人才知识体系的需求。二是人才培养模式单一,培养方式落后。特别是教学模式和教学方法仍然以“灌输式”为主,以教师为主导、以学生为主体的研究型教学模式还没有完全建立;在操作层面的有效实施不足,推动的力度不够,学生被动学习多,主动参与少,这种知识传授方式禁锢了学生的思维和发展,不能有效地激发学生的学习兴趣,造成了学生主动性不够、奋发的活力不够。三是全面素质教育仍需加大力度。在能力培养上,学什么设计得多,而为什么学、怎么学设计得少,缺少对学科和科学研究方法的系统教育,缺少科学研究的系统训练;在工程素质培养上,从专业、职业的角度进行工程素质训练的整体设计不足;实践环节仍显薄弱。四是工程教育中产学联合培养不足。特别是高等教育体制改革、行业高校划转,行业企业不能有效地参与人才培养过程,造成了工程性实践的缺失。

针对人才培养中的问题,实施“卓越工程师教育培养计划”,探索高水平行业特色型大学卓越工程人才培养模式,一方面,要抓住人才培养模式创新的关键性要素作为切入点,推进改革和建设。其中,发挥学校办学特色,科学定位人才培养目标,顶层设计好本科人才培养方案是关键。着力推进教学模式、学习模式等重要环节的改革与建设是核心。另一方面,要从机制与政策人手,构建和企业密切合作的平台,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,为人才培养模式创新提供支撑。

明确卓越工程人才的培养质量标准,即解决培养什么人的问题。这是高等工程教育的首要问题。高等工程教育所造就的尚不是“卓越工程师”,而是打造“卓越工程师”潜质,构建好基础。这里所谓的“卓越”,是一种理念追求,是一种发展的质量标准。其基本特征应体现在人才培养目标、培养规格、组织过程和途径方式等教育的重要要素中。可以归纳为:体现素质教育的目标观。要把传统的知识质量观以及一度流行的能力质量观转变为包括知识、能力在内的全面素质质量观。即人才培养的着眼点以促进学生的全面发展为最高目的。体现多元化的定位观。作为高水平行业特色型大学其卓越工程人才培养的规格定位,不仅要培养各类工程型创新人才,还要培养学术型、培养工程与管理等学科交叉复合型的拔尖创新人才,要满足行业与企业的发展需要,适应国家经济社会发展,乃至国际化和全球化的需要。体现“以学生为本”的模式观。在达成各种外在人才培养目标、规格定位的同时,还必须把促成学生的自我发展作为核心,实施多元化的培养模式,突出学生的主体地位,促进学生个性专长、促进学生自主发展。体现办学特色的途径观。有特色高水平大学不但要将创新人才培养作为根本任务.更应该体现学科发展,突出科学研究与社会段务鹅功能紧紧地围绕人才培养开展;要以科研之泉引教学之木,将基于研究的培养途径贯穿于人才培养的全过程。倡导“努力拼搏、敢为人先”,提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。

二、高水平特色大学卓越工程人才培养的模式探索

培养卓越工程人才关键还在于怎么培养什么人的问题,即采取什么样的培养模式和培养途径,重点是培养目标定位、培养方案及培养模式要素的设计与创新。结合实施“轨道交通卓越工程师教育培养计划”,北京交通大学针对高水平特色型大学卓越工程人才的培养模式,进行了积极探索。

1.科学设定人才培养目标

人才培养目标和定位是实施人才培养的纲领,北京交通大学按照卓越工程人才培养质量标准的内涵,提出其整体目标定位是:坚持“通识教育、按类教学、倡导探索”的教育理念和“宽口径、厚基础、重个性、强能力、求创新”的本科人才培养整体目标要求。培养具备健全人格,知识、能力、素质协调发展,自主学习能力强,适应社会与经济发展需要,具有创新创业精神和强烈的社会责任感,具有国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力,德智体美全面发展的栋梁人材。在此基础上,瞄准轨道交通行业对创新人才的迫切需求,紧密追踪轨道交通前沿,围绕线桥隧站、动车组与重载列车、牵引供电、通信信号、运营调度等轨道交通关键技术和集成化技术与管理要求,大力培养工程型、复合型、研究型创新人才。其中“轨道交通卓越工程师教育培养计划”工程型创新人才的目标定位为:培养造就具有土木工程、机械工程及自动化、电气工程及自动化、自动化、计算机等专业学科背景,满足轨道交通各类关键技术领域需要,基础宽厚、视野开阔、个性突出、发展潜力大、创新意识强、工程素养突出、综合素质优秀,掌握轨道交通系统理论和轨道交通工程领域的专门知识与关键技术,具有能够引领轨道交通科技与管理发展潜质和国际竞争力的卓越工程人才。

2.系统构建人才培养方案

人才培养方案是实施教育理念,落实人才培养目标的重要教学文件,是人才培养模式设计和培养过程设计的蓝图,更是学生大学学习和专业兴趣发展的指南。行业特色型高校的工程型创新人才培养方案要突出行业特色,依托与行业长期的产学研合作基础,发挥双方优势,共同科学系统地设计课程体系内容、培养过程模式、乃至学生自主学习与发展个性的途径。从高校视角,重点是要把握人才培养和成长的规律,系统设计和考虑工程创新人才的培养过程、培养环节和理论实践教学内容。为此,“轨道交通卓越工程师教育培养计划”的人才培养方案在课程内容体系上,重点强化三个突出:

一是突出轨道交通领域工程素质培养。加强工程师素养的基础教育,注重环境保护、可持续发展方针、政策、法规教育,使学生具备工程师的基本品质;建立工程基础教育课程体系,培养轨道交通领域工程人才必备的自然科学和相应学科工程基础理论知识与实践能力;设置轨道交通系统理论与实践综合性系列课程,使学生建立轨道交通大系统工程的整体知识框架,逐步形成轨道交通领域工程师应具备的系统性、综合性和创造性的思维品质。

二是突出工程实践能力培养。设置轨道交通系统工程专题课程群、综合实践类课程和工程应用类课程。轨道交通系统工程专题课程群由培养轨道交通复合型工程人才要求的涵盖轨道交通主要技术领域的综合性课程构成,使学生建立轨道交通系统的整体概念,了解轨道交通系统的建设、运营和管理的基本理论和前沿技术,培养学生在掌握轨道交通关键技术的同时,具有进行轨道交通系统总体规划、设计和运营管理的能力。针对轨道交通的通信信号、运营调度、工务工程、牵引供电等关键子系统。采取现场实践和课堂教学相结合的方式,进行工程系统集成理论与实践的训练,强化工程实践和工程应用能力。

三是突出工程研究能力培养。建立基于问题式、探索式等“研中学”、“做中学”教学模式,在理论教学、实践教学以及教学内容、方法和组织形式上,强调对学生探索精神的培养;开设研究方法课程,通过大学生科研训练体系,倡导探索,强化实践;实施企业和学校双导师指导,以研究轨道交通领域相关工程实际项目为载体,深入企业参与实践和项目研究,使学生具备工程创新型人才的潜质,切实提升学生的研究能力和创新能力。

3.着力创建体系开放的多元化人才培养模式

培养模式是创新型工程人才培养的关键,高水平行业型特色大学的工程教育和人才培养过程、途径必须突破单一的、课堂“灌输”为主的模式,实行校企联合,向企业开放、向社会开放、向世界开放。产学研结合,联合打造以问题探究式、科研训练式、工程实践式等为中心的多元化培养模式,这是发展学生个性特长,增强学生自主学习、探索研究、工程实践和创新能力,乃至形成国际化视野的基本保证。具体案例包括:

基于开放的培养模式。(1)轨道交通复合型“3+1+2”模式。在行业相关特色专业进行3年的专业教育基础上,选拔优秀学生通过设置的7门轨道交通前沿理论与技术综合性课程,进行1年的轨道交通规划和运营管理理论与实践的学习,选择交通运输规划与管理、交通信息工程与控制、载运工具运用工程、道路与铁道工程等学科专业之一,进行2年研究生阶段的培养,打造“运一建”、“运一车”、“运一电”、“运一控”等轨道交通复合型工程人才,满足轨道交通线桥隧站、机车车辆、供电传动、信号控制、规划与运营管理等关键技术领域的人才需求。(2)校企双导师“2+2+2”模式。在行业相关特色专业进行两年学科基础教育,各学科建立导师组开展学业规划与指导;进入大三后,实施学校导师和企业导师双导师制指导,尽早进行轨道交通专业工程应用和工程实践的学习,本科阶段要求不少于1年的企业学习实践,包括认知实习、课程实验、课程设计、综合实验、生产实习、综合设计和毕业设计7个层次;进入研究生阶段后,在双导师指导下,选择在交通运输规划与管理工程、交通信息工程与控制工程、载运工具运用工程、道路与铁道工程等学科方向进行2年研究生阶段的工程硕士培养。研究生阶段要求不少于1年的企业实践,跟随导师在轨道交通行业相关企业进行实习和工程项目研究。(3)校企“3+1”订单式模式。依托校企合作优势,建设校外人才培养基地,强化基于企业现场实践的本科生产实习、毕业设计及研究生课题的实践研究,加强学生工程实践能力和科研素质的培养。如依托与北京地铁运用总公司共建的“北京市城市轨道交通校外人才培养基地”实施了两届订单式“3+1”模式班,双方共同制定理论与实践综合课程的教学大纲和教学内容,共同实施教学过程,为企业输送了紧缺人才。又如,机械工程及自动化专业(铁路机车车辆)积极承担国内企业高速动车组引进消化吸收攻关课题,掌握了动车组关键技术,对传统铁路机车车辆专业进行提升和改造,在国内率先设置了高速动车组专业方向,与长客机车车辆厂等企业联合,实现了“厚基础、强特色”的“订单式”动车组专门人才培养。(4)国际联合培养模式。一方面,系统设置基础、专业基础和专业三个层次的双语系列课程,借鉴和引入国外优质教学资源,提高课程国际通用程度,提高跨文化交流能力。另一方面,开展与国外高校之间的交流合作与联合培养。依托学校与美国、澳大利亚、加拿大、瑞典、比利时等国各类国际合作项目,设置相关课程学分互认机制,选派学生赴国外高校进行工程学习或开展研究工作,进行为期数月到一年的交流、学习和实践。开展与国外知名企业的合作交流。充分发挥轨道交通“引进消化吸收再创新”发展战略中与德国、法国、日本等轨道交通著名国际企业的合作优势,建立与西门子、阿尔斯通等国际著名企业在轨道交通领域的战略合作伙伴关系,鼓励学生进入海内外跨国企业实习,到著名企业参与工程设计与实践训练项目;定期聘请海外专家学者来校为师生进行工程项目专题讲座,重点介绍大型工程项目的预研、设计、研发、组织及实施等环节的经验。

基于探索研究的教学模式。其一,基于项目的“研中学”、“做中学”模式。在工程基础课程和工程专业主干课程教学过程中。将全面探索基于项目的研究性教学模式,采取以问题为导向,以大作业、专题研究报告、文献综述报告、研究性实验报告等为载体的探索式学习,强化培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣。其二,工程和科研实践训练模式。设立贯穿人才培养全过程的科研训练体系,依托校内轨道交通学科优势、国家重点实验室、国家实验教学示范中心以及轨道交通各类特色实验室,开设“实验室学术前沿讲座”、“实验室科技案例”等开放性课程;开设学科科学研究方法论系列课程,对学生进行科学研究的系统学习和训练;通过“大学生创新计划项目”和学科竞赛,组织学生系统参与专题研究和科研实践。不断提升学生独立解决实际问题的能力与创新精神。其三,学科联合的集成化项目运作模式。从大系统工程观出发,从科学系统性和人才素质综合性的高度,强调对学生创新团队的培养,建立多学科联合的集成化项目运作模式。即打破学科和专业界限,以一个综合性、集成化的项目为龙头,在课外科技活动、课程设计、毕业设计等课内外教学中,组织学生以团队形式进行学习、实践和创作,各子项目分工协作。相互配合,最终完成一个大的集成项目的研制工作。培养学生工程系统集成观念,从工程全局出发,综合运用多学科知识、各种技术和现代工程工具解决工程实际问题的综合素质,训练其在大工程环境中解决复杂问题的工程能力和沟通协作能力。

对于高水平行业特色型大学,有效实施卓越工程人才培养,还必须健全质量保障体系,其中最核心的要素是基于产学研合作,创建校企联合人才培养的长效机制,形成高水平的、适应卓越工程人才培养的队伍平台、实践平台和质量管理运行平台。

1.构建校企双导师指导队伍

高校教师工程背景是制约高等工程教育改革特别是卓越工程师培养的瓶颈,为此可从学校有工程背景的教师队伍和构建由企业工程专家和技术人员组成的指导队伍两方面着手构建。

学校指导队伍建设。首先,遴选学术水平高、科研实力强,具有多年工程实践经历和丰富工程背景的教师,强化结合学科发展前沿和工程实际应用指导学生学习;其次,制定相关管理办法,保证受聘的授课教师,每年能够有一定的时间开展现场实习或指导现场实习、参与企业相关项目开发、在企业现场挂职等工程实践;第三,加强培养,有计划地安排中青年教师到国内外著名高校学习交流、到国内外著名企业进行现场考察、交流互访、挂职锻炼,鼓励教师到企业进行挂职锻炼或顶岗工作、参加企业科研课题等多种形式,提高教师的工程实践能力,强化工程背景,逐步形成工程实践能力强、教学经验丰富、技术储备强、集科研、教学和工程应用为一体的专业师资队伍。

企业指导队伍建设。按照“卓越计划”学生企业阶段学习的需要,企业教师应分为四个层次:企业实习教师,主要以生产一线的工程师为主,主要指导学生实习工作;企业授课教师,需拥有较为深厚的工程实践背景,具备大学本科学历的工程师及以上职称或中高层领导,主要结合工程实践经验,为学生授课;企业导师,应是具有较为深厚宽广的工程实践背景。具有大学本科以上学历的高级工程师或企业中层领导,对工程实践具有全面、系统性的掌控能力,主要指导学生开展企业工程实践和完成毕业设计或相关研究;企业顾问,应是企业的技术专家、工程管理专家或中高层领导,学校将其聘为教学指导委员会成员和校董事会董事,参与卓越工程人才培养方案的制定、管理运行的决策等。

2.打造校企互补的高水平实践教学平台

校内高水平实践平台。要对传统实验室进行整体设计、结构调整和布局优化,探索科研、学科、实验室一体化建设模式,整合、改造和新建,形成以多层次的实验教学示范中心为核心的高水平实践教学平台。依托行业特色型高校与行业密切联系的优势,强化校企共建校内实验室,使企业的先进技术设备对接实践教学,形成一批具有行业特色的学生实践平台。以实践教学体系内容和模式改革为核心,以实验室管理机制与制度建设为保障,全面推进国家和省部级重点实验室、工程研究中心等高水平科研平台向本科生开放,实施本科生科研训练一体化方案,形成学生工程与科研训练实践平台。

校外人才培养基地。实质上,这是在原有实习基地基础上的一种具有更广泛意义的人才培养合作平台,是双方受益、共赢的有效载体。对于学校,应在已有的一批稳定的校外实习实践基地建设的基础上,以“产学合作、做学融合、研学融合”的工程教育理念为指导,依托优势特色学科,依托与企业长期合作的基础,把实习实践基地的功能进行扩展,从单纯的输送学生到企业实习,变为企业全方位培养创新人才的载体;对于企业,也可以利用学校教育资源,为其量身定制所需人才,成为企业人力资源输送的有效渠道,同时可以培训企业员工,进行系统化的再教育。在此,高校与企业共同探索产学联合培养模式和机制,使学校与行业的教育资源共享和互补,满足国家和行业对创新型工程人才的需求,实现高校和企业的互惠互利与可持续发展。

3.开创开放共享的科技创新平台

与行业单位联合打造高水平科研平台,并相互开放和共享平台资源,是实现产学研深入发展,培养创新型工程人才的又一重要抓手,也是学校提高对企业科技服务能力的重要基础。对学校而言,共建高水平科技平台能充分发挥并利用好大学既有的人才资源、科技创新、研发平台的优势,激发大学科研机构的创新活力;对企业而言,可使企业通过这一平台,形成科技攻关合力,获得持续创新的能力,避免低水平重复,从而走出一条国家投资少、见效显著的技术创新体系建设道路。重点合作打造的平台包括:支撑相关理论和技术研究的科研创新平台。瞄准国家重大战略需求和世界科技前沿,围绕国家重大基础研究、战略高技术研究、重大科技计划和国家重大工程专项,整合科技队伍、科技资源,联合建立国家实验室、国家重点实验室、国家工程研究中心、国家工程实验室,国家级和省部级其他类型的重点实验室等创新平台。科研成果转化平台。选择具有全局性、战略性的重大工程,集中力量组织攻关,突破核心关键技术,服务产业升级和结构调整,实现引进与消化吸收再创新相结合。行业研发中心和研发基地。把科技资源向行业企业和社会开放,提升高校与社会的资源共享和服务经济社会发展的能力。

4.构筑校企联合人才培养管理平台

科学系统的管理是保障卓越工程人才培养质量的基础。校企联合人才培养不但要有共同的目标和合作意愿,合作双方能够实现优势互补,更重要的还需要有组织管理机构和制度作为保障,推动产学研合作行为机制的形成和正常运作,使双方人才培养的理念、目标、合作意愿等有具体的管理落脚点。第一,构筑统筹协调管理平台。在顶层建立校董事会,借此平台建立与行业企业的高层沟通渠道,为联合人才培养提供良好支撑;在学校和企业中层分别建立校企联席会、教学指导委员会、管理运行执行组三级管理运行体系。建立高校与企业基层管理者和技术负责人等多层次的沟通及运行管理渠道,共同设计、推动和实施联合人才培养、培训、科技服务、科学研究等工作。第二,设立项目拉动模式。设立校企联合培养、校外人才培养基地建设等专项教改研究项目,开展校企联合培养模式的理论研究和实践研究,促进企业由单纯的用人单位变为联合培养单位,探索双方共同设计培养目标,制定培养方案,共同实施培养过程的渠道和方法。第三,建立管理运行机制和配套政策制度。依托校外人才培养基地、合作建设的科研创新平台、科研成果转化平台和行业研发中心,通过制定和实施企业服务方案,建立管理政策和利益机制调整、管理运行工作流程等,形成联合培养机制、教师培训机制、企业技术培训机制、联合攻关机制,最终实现产学研共赢,引领行业技术创新,保障联合人才培养的可持续发展。

【作者:王永生,北京交通大学副校长】