工程教育視角下地方高校人才實踐能力自我成長培養模式創新

周振雄，麻丹丹，辛 平，王洪希

（北華大學 電氣與信息工程學院，吉林省 吉林市 132021）

隨著第四次工業革命的來臨，工程實踐的多樣性、復雜性、綜合性及時變性特征日益明顯，導致地方院校電氣信息類專業人才實踐能力培養越來越不適應社會的需要，也不能滿足應用型工程教育認證的相關標準要求。未來新興產業和新經濟的發展需要大批具備工程實踐能力、創新創業能力、國際競爭力的高素質應用型工程技術人才。因此，地方院校須建立新工科專業人才培養體系，以滿足國家、社會對工程人才的需求[1-3]。

1 工程教育認證視角下地方高校工程教育中存在的問題

國際工程教育認證是具有國際標準和規范的工程技術人才培養體系。該體系的基本原則是要求人才培養堅持“以學生為中心、以成果產出為導向，持續改進”的原則，切實提高工程技術人才的培養質量，其核心是以產業和社會發展需求為導向，以專業工程認證為載體推動工科專業改革，培養高質量高素質的工程技術人才，以滿足國家“中國制造2025”“互聯網+”“人工智能2.0”“一帶一路”等重大戰略需求。

地方高校人才培養目標大多是服務于經濟社會發展的應用型技術人才。筆者曾先后到遼寧工程技術大學、長春工程學院、東北電力大學、長春理工大學、中北大學等8 所地方院校進行工程教育開展情況的實地教學調研。結合以工程教育認證為引領的有效融合專業認證規范和新產業需求下的新工科專業人才培養要求，調研分析發現地方高校在工程教育方面主要存在以下問題。

1.1 教育供給與社會需求的供需系統性失調

地方高等院校工程教育在社會、學校、學生構成的大系統中，學校供給與社會需求的融合度不高。一是學校與學生不能及時準確把握社會的深層需求，培養人才的規格與社會用人的標準不一致；二是學校與學生不能有效適應企業快速變化對人才的需要，造成畢業生能力與社會需求脫節問題[4-7]，導致培養的學生不能很快適應工作崗位的要求，需要較長的過渡期。

1.2 高等工程教育人才培養模式的結構性缺失

在地方高校工程教育人才培養理念體系、方法體系與支撐保障條件建設上普遍存在要素缺失與協同性不高的結構性缺失問題。首先，在學校教育理念以及層次體系上，缺乏先進性、科學性和系統性，導致學生培養方向不夠明確，加之社會不良思潮的侵蝕，導致了理念、方向、目標、動力以及主觀能動缺失；其次，缺少培養學生自我學習、自我管理、自我實踐、自我改善等個性化的方法，因而影響了工程教育以及學生成長的效率和效果；最后，學校的保障條件缺少有效的支撐，導致學生工程實踐能力培養的效率以及質量不能滿足企業的需要，難以快速融入企業價值系統，形成了畢業生“就業難”與企業“用人難”的兩難窘境[8-9]。

2 基于工程教育認證視角的地方高校應用型工程人才培養模式改革

根據工程教育認證的要求，高校人才培養體系可遵循圖1 所示的工程教育認證基本架構，突出以學生發展為中心、以學生學習為中心、以學習效果為中心的人才培養理念，還應遵循“成果導向”（OBE,outcome-based education）的教學設計流程，貫徹持續改進的機制，其中包括人才培養目標的確立、畢業要求的制定、課程體系的建設、支撐體系的完善和基于質量評估評價體系的持續改進機制的完善等研究內容[10-11]。

我校電氣工程及其自動化專業以工程教育認證為背景，首次系統性提出了基于工程教育的應用型人才自我成長教育理念體系。該體系在戰略、戰術兩個方面做出了系統、科學、有效、明晰的定位，并與CDIO（conceive，design，implement and operate）工程教育相結合，構建了“5S+CDIO”應用型工程人才自我成長培養模式。建立了獨具特色、富有鮮明時代特征和較強融合性、適應性的校園文化“聚力場””。

圖1 工程教育認證基本架構

2.1 “5S+CDIO”應用型工程人才自我成長培養模式的構建

“5S+CDIO”應用型工程人才自我成長培養模式（見圖2）由3M（M 指mission 使命，即做人、做事、創造價值）人才理念、3T（T 指target 目標，即快速適應力、自我成長力、價值創造力）策略目標、5S（S指self-growth 自我成長，即設計、學習、實踐、管理、改善）自我成長路徑三部分構成，兩側指學生個人需求和企業需求兩個需求側。5S 自我成長規劃要求明確的長期、中期、短期發展目標，通過日常實施，不斷朝著規劃方向和階段性目標努力，最終實現戰略性方向與目標的達成。

（1）3M 是回答培養什么人的問題，位于培養模式的最高層，其核心內涵是：做人是基礎、做事是手段、創造社會價值是人生的根本意義所在，而每一個學生關于究竟創造什么價值的選擇，必須來自社會、企業以及工程的需要與自身需求的融合與思考。3M既是教育的目標，也是途徑，是教育、學校、企業以及社會的需要，是實現個性化人才培養、提高教育效率及效果的選擇。該理念的確立，明確了學校整體工作方針和指導原則，對教師與學生內在潛能與主觀能動的挖掘與發揮產生顯著而無形的“聚力效果”，為工程教育及人才的培養提供了堅實而有效的思想基礎。

（2）3T 是實現3M 的策略性理念，位于中間層（策略層），其核心內涵是：以價值創造為決策與行為的基本準則；準確定位社會、企業及學生的長期需求，從戰略的視角出發，設計、規劃并構建學生的自我成長力。在瞄準長期方向及目標需求的同時，關注短期、眼前的需求，做好每一天、每一件事，創造每一天應有的價值，以此構建學生的快速適應力?？焖龠m應力是形成自我成長力的基礎，而知識、品質、能力、績效的提升是實現3M 理念和3T 目標的基本要素，由此實現確定的人才培養目標。

（3）5S 與當前工程教育中的成功范例CDIO 教育模式有異曲同工之處。CDIO 教育模式是由MIT 和瑞典幾所大學在Wallenburg 基金會的資助下完成的，于2004 年推出后很快被世界各國采納并展開試點，并獲得工程教育界的廣泛認同。對比CDIO 教育模式，5S體系涵蓋了CDIO 的構思與設計，其實踐涵蓋實施和運行?？紤]到學生及工程師在學習過程、管理過程以及創新實踐過程的具體情況，在5S 系統中比CDIO 系統增加了學習、管理、改善三個獨立的子系統，更完整地反映了工程的各個方面，更有利于培養和提高學生的學習、管理、創新三個方面的素養和能力。因此，具有良好的5S 訓練和素養的學生將能夠更好地適應未來社會以及工程實踐對于學習、管理、實踐以及創新等各方面的需要。

圖2 “5S+CDIO”應用型工程人才自我成長培養模式

圖3 面向生產一線自動適應社會系統結構圖

2.2 基于“5S+CDIO”自我成長型工程教育理念的人才培養體系改革實踐

2.2.1 “5S+CDIO”人才培養體系結構

構建了面向生產一線的“5S+CDIO”個性化人才培養體系。該體系由內環和外環雙閉環組成，以“5S+CDIO”自我成長工程教育為理念，核心以“自我成長力+快速適應力+價值創造力”三力為內驅力，其原理源于自動控制原理。外環由控制器、檢測器、給定目標組成，通過外環控制將應用型人才按社會的能力需求來培養，具體以企業生產一線所要求的工程實踐能力作為給定目標, 即人才培養目標。通過外環社會和用人單位的檢測器調整培養方案，其輸出作為內環的輸入。內環由控制器、檢測器、執行器、被控對象組成，內環控制是多層個性化的，通過內環自動控制，其輸出即為社會所需的創新創業能力強的人才。內環控制過程是通過由校內的督導組、實踐考核和學生信息員組成的檢測器檢測，調整教學系統的各個環節。通過教師、培養方案、教材和實驗設備作用到被控對象學生，所培養的學生成為適合生產一線需要的、具有創新創業能力和素質的、能與企業良好對接的高級工程應用型人才。通過雙閉環自動適應社會教學系統，使校企雙方深度融合，解決應用型工科與社會人才多樣性需求脫節的問題。面向生產一線自動適應社會系統結構如圖3 所示。

2.2.2 構建以工程實踐能力為主線多層次個性化立體式實踐體系

該體系以培養“5S+CDIO”自我成長工程實踐能力（內環控制部分）為目標，實現價值創造力的內在驅動。以工程實踐能力培養為主線，以基礎層、單項綜合層、群綜合層、工程實踐層、創業層等為階梯，從認知能力、基本技能、單項綜合實踐、專業能力、工程實踐能力、自主創新創業能力等方面，以課程實驗、集中實習、課程群綜合實踐、自主工程實踐、團隊自主創業等方式對學生進行工程應用創新創業能力培養，使學生具有較強的內驅動力，與社會工程能力需求無縫對接。一條主線多層次個性化立體式的實踐體系如圖4 所示。

圖4 一條主線多層次個性化立體式的實踐體系

（1）基礎層。側重基礎技能訓練，主要由單門課程知識點為載體，加強基礎知識的深入理解，培養學生觀察問題、分析問題的能力。在實驗中，通過有趣的工程項目激發學生的工程意識，提高學生對工程項目的興趣。

（2）單項綜合層。主要以單門課程綜合集中實習為載體，側重單門課程專業技能訓練，將單門課程知識點綜合形成知識線，著力培養學生的綜合實踐能力。以CDIO 為手段，由導師或項目組高年級學生帶入小工程項目。

（3）群綜合層。主要以課程群的專業綜合實習為載體，側重專業工程能力培養，將不同專業方向的多門課程綜合化，形成課程群的專業方向知識面，著力培養學生的專業方向CDIO 綜合實踐能力，主要在工程環境的實踐基地進行，并帶入工程項目。

（4）工程實踐層。主要以畢業設計、創新競賽、工程項目為載體，依托在學院創新基地和企業實習基地開展工程項目實踐，由導師指導，以產品的周期性為基礎完成單個工程項目的整個過程，側重學生工程實踐能力的培養。

（5）創業層。主要以創新與素質拓展為載體，通過競賽、項目等，面向工程實際，培養學生自主創新創業能力。以該理念為基礎，構建“3M—3T—5S”三維立體式個性化人才培養模式，創建學生網絡創業平臺。企業層的創新實踐活動是在創新基地、創業平臺或企業，以團隊做工程項目的方式完成。

3 自我成長型工程教育理念下應用型工程人才培養模式改革的實施成效

經過長達10 年的改革探索與實踐，以高校與企業深度融合“5S+CDIO+創造價值”為指導思想，以快速適應力、自我成長力、價值創造力為目標，以自我成長方法為特色，通過教育理念、方法、體系及評價的研究與實踐，特別是借助于CDIO 工程教育體系的先進性、適用性，并結合中國的實際情況與特殊需要，構建了“5S+CDIO”工程教育應用型自我成長人才培養模式。經多年的研究與實踐證明，在該模式下學生在做人、做事與創造價值三個維度上的培養效果是明顯的。

（1）理論成果豐富，層次較高?！?S+CDIO”工程教育應用型自我成長人才培養模式的理論成果獲國家教學研究項目8 項、省精品課43 門，開發MOOC、微課等17 門，入選國家規劃教材等19 部，發表教研論文48 篇，較好地展示了成果的理論水平。

（2）實踐成果鮮明，育人效果好。成果應用于電氣工程及其自動化專業后，該專業獲得國家特色專業及第一批吉林省高等學校本科品牌專業（2014 年）、教育部專業綜合改革試點項目（2012 年）、吉林省地方本科高校轉型專業群（2015 年）、省高等學校卓越工程師培養計劃試點專業（2015 年）、教育部第二批產學合作協同育人項目2 項（2017 年）等，2013 年入選省教育廳人才培養模式創新實驗區、2019 年獲得國家首批一流本科專業建設點（首批“雙一流”專業）等。學生獲得各類競賽獎位居省內同類院校之首，打造出“物聯網”“電子競賽”等特色學科競賽品牌，獲吉林省首屆省長獎1 項，全國物聯網大賽一等獎1 項，全國大學生“恩智浦”杯智能車大賽國家一等獎1 項、二等獎4 項，全國大學生電子競賽二等獎10 項，共獲省級以上獎500 余項。

（3）社會聲譽高，社會影響顯著。研發的5S 自我成長實踐平臺，被江蘇大學等12 所院校應用。近年來，國內外50 多所高校，2 000 多人次來我校進行實地考察。

4 結語

我校電氣工程及其自動化專業以工程教育認證為契機，積極探索新工科專業人才培養體系，推動現有傳統專業的升級改造，實現專業內涵建設，提高專業排名，培養具有創新能力的人才，滿足地方經濟和社會發展需求，助力“中國制造2025”，為相關專業改革發展提供有益的實踐經驗。