金石 曹向辉 刘志远 陈扬 王若宇 | 全链创新 交叉融汇——“项目制”卓越工程师人才培养模式探索
发布时间: 2025-03-20 访问次数: 12
在当今世界百年未有之大变局的时代背景下,各国都在积极调整教育体系布局,应对日益增长的高素质人才需求。我国工业基础良好,是全球唯一拥有所有工业门类的国家,但面临工程师数量不足、能力有限的瓶颈,某些战略领域长期受到制约。卓越工程师是推动科技进步和社会发展的重要力量,是高素质、复合型的创新推动者和行业引领者。卓越工程师培养是习近平总书记亲自部署的人才工程,是高端人才自主培养的“国之大者”。传统的单一学科教育模式已无法满足培养卓越工程师的多元化需求,亟需与时俱进。探索形成中国特色、世界水平的工程师培养体系,成为以中国式现代化全面推进强国建设新征程上的关键课题,需要教育界、产业界深入掌握卓越工程师培养的内在规律,充分发挥高水平研究型大学与行业领军企业的优势,围绕国家战略急需,聚焦体系重构、流程再造、能力重塑、评价重建,加快构建标准体系,着力建强培养核心要素,以“新”促新、以“智”提质,闯出一条切实可行的卓越工程师培养路径。“项目制”人才培养模式强调以实际项目为导向,注重实践训练,帮助学生在真实环境中锻炼技能,在参与实际项目中获得丰富的工程经验。这一模式以其独特的优势,正在成为卓越工程师培养改革的重要方向。
一
“项目制”培养理念
(一)概念
“项目制”是指以实际工程项目培养创新型卓越工程师的制度,涉及的“项目”是实际的工程项目,由高校科研导师团队和企业工程师共同确定的科研课题汇集而成。“项目制”旨在突破传统单一学科和形式僵化的培养模式,坚持问题导向、需求导向、目标导向、实践导向,是一条全新的卓越工程师培养路径,能够有效解决传统高等教育人才培养中存在的理论与实践相脱节、学生综合解决复杂工程问题能力弱的问题。“项目制”作为工程教育改革的重要手段,在工程教育界得到广泛应用。
(二)总体思路
“项目制”将提升学生工程能力、解决关键领域工程问题作为根本目标,强调实践性、跨学科性和产教融合,需要突破院系和学科之间的界限藩篱,组建由院士和高层次人才组成的指导团队,汇集不同专业的研究生,与行业领先企业紧密合作,直面国家重大战略行业和新兴产业对“高精尖缺”人才的需求。
在“项目制”框架中,项目为主线、学生为主体、教师为主导,学生在校企导师的共同指导下围绕项目开展课程学习、实践训练,完成毕业成果。卓越工程师培养涉及学校和企业两个主体,因此,需在充分遵循教育教学规律的前提下,推进培养体系重塑和培养流程再造,激发高校和企业“双向奔赴”积极性,落实有组织科研和有组织人才培养,有机结合头部工科高校,行业龙头企业在人才、技术、平台等方面的资源优势,促进工学一体、产教融合、科教交汇,发扬工科集群优势,建设融合发展平台,实现人才培养与科学研究、技术开发与成果转化的有机联动,为推动工程领域的创新发展提供强有力支持。
二
国际工程师教育中的“项目制”雏形
国际工程师教育的发展历程大致可以追溯到19世纪,欧美等国率先建立了系统的工程教育体系,强调理论与实践相结合,注重培养学生的创新能力和实际操作技能。随着科技进步和社会需求的变化,到20世纪中叶,项目制学习逐渐成为一种重要的培养模式。在该模式下,学生通过参与真实工程项目,合作解决实际问题,从而提升综合素质和职业能力。这种以项目为载体的教育方式在欧美国家取得了显著成效,成为全球工程教育改革的重要趋势。工程师教育是各国科技发展和工业进步的重要基础,欧美国家在这一领域采取了多样化的“项目制”模式。
(一)德国:“双元制”工程师教育
德国工程师教育通常以高等职业教育和大学教育相结合的方式进行。工程师教育的核心在于应用科学和技术,强调理论与实践的结合。德国的工程师通常需要完成包含学术学习和工程实习的综合性课程。其特别强调“双元制”,这一模式结合了大学课程和职业培训。学生通常需要在企业和学校之间轮换,进行实际项目的开发和实施。例如,学生可以在汽车制造、机械工程或信息技术等领域的企业中工作,同时在学校学习相关理论课程。学生在企业实习的同时,参与具体项目的实施。这种实习通常是强制性的,且占据学业的重要部分。学生在项目中不仅能够获得实践经验,还能将课堂所学应用于解决实际问题。学校与企业合作开展跨学科项目,促进学生在不同专业间的合作与交流,使学生在实际项目中接触到多种工程学科的知识,增强综合素质。德国的许多大学,如慕尼黑工业大学、亚琛工业大学等都设有“双元制”项目。此外,德国工程师协会也积极参与制定行业标准和教育政策,确保工程师教育与行业需求相符。
(二)法国:“精英式”工程师教育
法国工程师教育中的项目制学习十分常见,巴黎综合理工学院和巴黎中央理工学院等名校均采用“项目制”模式。学生需要通过项目学习,将理论知识与实际操作结合起来,以提升工程实践能力。一般而言,学生在校期间需要参与多个跨学科的综合性项目。这些项目通常是企业或研究机构提出的实际问题,由学生在指导教师的引导下进行研究和解决。法国的工程师教育尤其注重团队合作,学生往往需要组成小组,共同完成项目任务。这种模式不仅增强了学生的沟通能力,还提升了团队协作意识。项目通常与行业紧密相关,学生通过解决实际问题,提升自己的创新能力和工程思维,而学校与企业之间的合作也为学生提供了更多的实践机会,确保学生的项目实践能够贴近产业需求。
(三)美国:“能力型”工程师教育
美国工程师教育同样强调项目制学习,麻省理工学院和斯坦福大学等知名院校均将“项目制”作为课程的重要组成部分。美国大学大多设有创新实验室,学生可以在这里进行项目开发,完成从设计到实现的全过程,培养他们的实际动手能力。美国的工程师教育同样鼓励跨学科的项目合作,学生可以与其他专业的同学共同解决复杂问题,同时注重与工业界的紧密联系,确保课程内容与行业需求相符,从而增强就业竞争力。
三
国内“项目制”卓越工程师培养实践:以东南大学实施路径为例
我国首批国家卓越工程师学院建设单位中部分高校正在创新性开展“项目制”卓越工程师人才培养实践。东南大学面向国家重大战略和世界科技前沿,以产教融合、科教融合为手段,设立以培养工程专业实践能力和工程技术创新能力为核心竞争力的专业学位研究生培养项目(以下简称卓工项目),旨在充分聚焦先进产业集群和重点产业链,构筑重要人才中心和创新高地,为国家重大战略行业、战略性新兴产业培养亟需的“高精尖缺”专业技术人才。
(一)东南大学卓工项目建设情况
根据“师资互通、课程打通、平台融通、政策畅通”和“共同招生、共同培养、共同选题、共享成果”(即“四共四通”)的要求,东南大学在“项目制”实践中,以建设校企共同体为着力点,构建互利互惠的资源共同体破解校企科研供需不匹配的难题,构建校企合作利益共同体联通校企合作,构建开放包容的学术共同体打通跨学科学院联合科研阻碍,构建“知识传授+能力训练+实践塑造”全过程育人、“校内培养+企业项目+社会活动”全方位育人、“校内导师+企业导师+管理人员”全员育人的“三阶递进”培养体系,特别是针对工程硕博士培养体系与实践相脱节的困境,将学生放在项目上培养,确定人才培养目标与准入条件,形成了“项目牵引、研学一体、资源融通、全程保障”的卓越工程师培养特色。
具体而言,传统的工科研究生培养模式往往以学科为基础,注重在某一学科领域的深入研究,通常是导师根据科研需求提出课题,学生掌握基础理论和技术知识,锻炼科研能力和学术思维,研究成果主要通过科研论文等学术形式呈现。这一过程虽然也有来自实际工程实践的需求,但科研课题和具体实践相结合的程度比较有限,甚至存在专业学位研究生和学术学位研究生培养环境相同的现象。而“项目制”培养坚持“有组织、促贯通、强协同、真场景”的改革理念,直接面向实际工程项目,以解决实际问题为目标,着力破解工程人才培养堵点。“项目制”和传统模式的本质区别在于:针对院系制学科化人才培养无法适应工程需求的问题,建立长期稳定的产教合作关系,将企业真实项目引入培养过程,进行企业项目贯通培养,突破院系界限藩篱,引导学生参与企业技术研发;针对现有课程体系滞后的问题,创新施行“一生一策”培养方案,为每个学生量身打造符合其发展潜力的培养计划,做到课程设置与学生成长高度匹配;针对企业实践阶段学生状态难掌握的困境,创新建立工学交替管理体系,进行标准化入企培训,精细化、信息化实践管理,制度化实践评价;针对实践成果多元化的实际情况,创新学位申请评价模式,更加注重学生在实践中的实际成果和创新表现,明确8类实践成果可纳入认定范围,5类实践成果可申请学位,授予学位不再“唯论文”,不断推动改革落地见效。东南大学国家卓越工程师学院围绕卓工项目,打造类企业级别的仿真环境及工程技术实践平台,现已筹建网络通信安全、穿戴式健康医疗、能源动力系统智能运行与优化控制等9大实训平台;开发工程案例,分场景建设工程案例库,9大场景入选教育部工程案例库,其中“电力安全守卫”被中国卓越工程师培养联合体评为优秀案例;设计“交叉融通、通专融合”的高质量课程体系,参与教育部关键领域工程硕博士核心课程建设,统筹关键领域核心课程设置,牵头组织其他高校和企业联合建设新一代信息通信技术专业领域13门课程,现已上线发布;设立强电板块、弱电板块、机电板块、土建交板块、江苏板块等5大板块,改变以往学院与企业分散商讨的合作模式,以“板块”为单位,与重点企业开展深度合作,打造校企联合培养品牌;邀请多家央企、国企和行业龙头企业共建卓越工程师技术中心,结合东南大学多个工科学院特色,将“一院一企一中心”的布局逐步扩展为“一院多企多中心”,面向多个领域建设校企卓越工程师技术中心,推动解决企业急需科研难题,截至2024年9月,东南大学国家卓越工程师学院已与近60家企业达成培养合作协议,部分已建设校企联合的卓越工程师技术中心;围绕校企合作“主旋律”,东南大学国家卓越工程师学院聚焦国家战略和江苏省“1650”产业体系进行“订单式育人”,建设“大信息”“大医工”“大海洋”等卓工异地专项,推进电子产业集群、生物医药集群、智慧能源集群等产业化发展,与国家和省区市各级政府部门、龙头企业深度联合,打造校地合作标杆;定期举办卓越工程师培养论坛,汇聚教育资源与产业智慧,促进行业联盟建设和行业标准制定,增强学术与产业之间的互动;此外,东南大学国家卓越工程师学院还致力于拓展学生的国际视野,积极引入法国工程教育与企业实践资源,参与法国国立路桥学校(Ecole des Ponts ParisTech) 双硕士项目、巴黎高等电信学院(Télécom Paris) “4+2”项目、巴黎电子与计算机信息工程师学院(Efrei Paris)整建制项目,与巴黎中央理工学院(Ecole Centrale Paris, ECP)共建双硕士项目,主动对接国际工程教育强校,推进中法工程教育合作,全方位推进中国特色、世界一流的卓越工程师人才培养。
(二)东南大学卓工项目的立项原则
东南大学卓工项目的设置遵循以下原则:一是服务国家。针对国家重大战略行业、战略性新兴产业对“高精尖缺”人才的需求,精心组织和设计卓工项目,快速响应国家对“高精尖缺”人才的紧迫需求。二是扎根地方。通过提炼特色和树立标杆,综合规划东南大学国家卓越工程师学院和江苏省卓越工程师学院建设,致力于将江苏省建设成为全球重要的人才中心和创新高地,增强产业集群的竞争力与产业链的韧性,同时针对苏州、无锡、南通等地产业特色实施卓工专项。三是复合交叉。项目聚焦国家战略、新兴产业以及重大工程的关键技术,汇聚来自不同专业和领域的创新人才,形成跨学科的合作团队,共同攻克技术难题。四是产教融合。通过深入实施产教融合,依托导师团队承担的科技研发项目,发挥企业在协同育人方面的关键作用,促进人才培养与产业需求的有机结合,建设工程师技术中心、校企联合研发中心、联合培养基地和实习基地,推动优质企业全方位参与人才培养各环节,提升卓工项目研究生的实践创新能力和职业发展潜力。
(三)东南大学卓工项目的具体环节
东南大学卓工项目立项前需进行评审,通过评审后方可招生并开展“项目制”培养,培养环节包括培养方案制定、课程学习、校企导师指导、企业实践、成果评价等方面,过程考核包括开题报告、中期考核、企业实践答辩等环节。“项目制”硕士研究生的培养周期为3年,其中在企业科研实践累计不少于1年,“项目制”博士研究生的培养周期为4年,其中在企业科研实践累计不少于2年。每个卓工项目的存续期为3年,经过立项并年度考核合格的卓工项目可连续3年招生(见图1)。
1. 项目评审
各专业学院组建高质量校企导师团队申报,卓工项目申报由一个学院牵头,多个学院参与建设,聚焦“卡脖子”问题,面向新兴产业需求,面向江苏省产业发展布局及东南大学学科交叉试点建设任务要求,这奠定了卓工项目跨学科、跨领域协同育人的基础。国家卓越工程师学院组织多方审议,重点考察企业关键工程问题提炼、交叉团队设置、学生课题清单、校企合作基础、培养方案合理性等多方面情况,经校内外多轮项目遴选后,择优确定立项项目,将招生指标单列,作为各学院导师团队的增量指标。原则上,卓工项目应有与知名企业共建的工程师技术中心、校企联合研发中心或研究生联合培养基地,且企业已与学校实质性开展校企联合研发、研究生联合培养工作。
2. 招生
东南大学国家卓越工程师学院组织校内团队联合企业,基于企业大项目群提炼工程关键问题,组建由院士或国家级高层次人才、企业总工领衔的学科交叉团队,梳理学生课题清单,申报卓工项目。卓工项目需要具有鲜明主题、卓越团队、高度协同、产教融合基地、特色化培养方案。立项申请书提交后,需进行校内外4轮评审,由现行卓越工程师培养体系的高校教师与企业专家从项目总体目标、必要性与可行性、研究方向与导师团队、人才培养与科学研究、质量管控与评估等方面进行论证遴选。2024年共有28个项目团队进行了跨学科、跨学院的申报,最终评选出16个立项项目,覆盖了8大工程类别的12个专业,招收项目制专业学位研究生290人。卓工“项目制”招生也给本科生带来了新的升学选择方向。国家卓越工程师学院已面向校企师生开展近百场的线上、线下宣介会,各试点进行卓越工程师推免招生工作的卓工项目团队与专业学院均积极配合,圆满完成首届45名推免生的招生工作,进一步充分吸引优质生源。
3. 培养方案制定
总体而言,培养方案第1学年主要为课程学习,学生须按照培养方案完成指定课程学习并取得规定学分,方可进入企业专业实践阶段,不符合培养要求的学生,由校企双方共同确认后及时分流。第2学年应根据校企合作项目开展学位论文选题,选题应具有较强的技术创新性,具备充足的工作量。第2学年需进行时长为1年的专业实践,专业实践须基于校企合作项目的研发任务开展,实践成果可认定为中期考核成果。第3学年学生基于专业实践内容,完成学位成果,进行答辩。
具体而言,各项目培养方案须体现明确的育人目标和项目主题,凸显工程技术基础扎实、工程技术创新能力拔尖特色,明确研究方向、课程信息、开题报告要求、中期考核要求、毕业成果要求,在普通专业学位研究生培养方案的基础上进行强化拔高。以“6G移动通信”项目为例,该项目设置了基于实训平台及专有数据集的算法实践环节,为切实做好实训培养奠定基础。
4. 课程学习
“项目制”课程体系主要包括公共通识课、卓工必修课、专业基础课三大类别。其中,公共通识课培养家国情怀、道德修养、工程伦理;卓工必修课主要拓展工程技术和产业发展视野、强化动手实操;专业基础课融入工程课题,注重对专业领域的知识进行理论与实践两个维度上的交融,确保理论知识与实践技能的有机结合。核心课程建设强化校企联动、学科交叉、数理基础、思维方法和实践能力培养,实现“高阶性、交叉性、挑战度”目标, 部分专业基础课由企业专家到学校授课,注重建设实训平台、开发工程案例,坚持让卓工项目研究生在实践中学、在工程中练,切实夯实培养基础。
5. 校企导师指导
“项目制”培养采取校企导师组指导制度,学校与企业共同承担培养工作,学校、企业组建专家委员会,遴选双导师。学校导师和合作企业技术专家组成校企双导师,根据科研项目需要,明确联合培养学生需求、联合培养任务与工作计划等内容,共同负责研究生全过程培养,要求研究生每月至少汇报1次在课程学习、专业实践、学位论文及项目研究等阶段的进展情况,并根据实际情况,协商解决培养过程中的具体问题,为研究生课程学习、项目研究、学位论文撰写等提供切实有效的指导。学校导师应具有较强的知识水平、扎实的工程基础,通过导师资格年审,同时与联培企业有科研合作项目。企业导师由重要工程或科研项目负责人,且仍在工程技术或科研一线工作的技术专家担任,原则上应有本专业领域硕士研究生以上学历和高级专业技术职称。
6. 企业实践
“项目制”入企实践具体实施过程中,校企应共同制定实践计划,明确实习目标与任务,并安排与专业对口的、有挑战性的岗位,以确保学生得到充分锻炼。同时,加强实习过程的指导与管理,确保学生获得良好的实习体验,有效激励和引导卓工项目研究生深入工程实践一线,为未来进入企业工作及职业资格认证打下坚实基础。为有效实施和保障卓工项目研究生入企实践,校企双方要建立健全联合培养的长效机制,明确各自的权利与责任,提供全方位支持。校企双方需签署联合培养合作协议,学校、企业、导师、研究生四方还应签订实践协议,明确企业在学生实习期间的责任,包括发放报酬、购买商业保险、提供实践条件和食宿,并要求学生遵守保密协议、知识产权保护及竞业禁止等条款,规定在学生管理、合作内容、条件保障、经费分担、人身安全、成果考核、导师聘任及知识产权保护等方面的权利与义务。实践结束后,卓工项目研究生需进行实践成果答辩,答辩通过方可获得相应学分和提交学位申请的资格。
7. 毕业成果评价
学位授予方面,“项目制”以培养工程技术创新创造能力为核心,促进卓工项目研究生成果评价体系改革。“项目制”明确发表学术论文不再作为申请硕士和博士学位的强制性条件,明确工程新技术研究、重大工程设计、新产品开发、新装置研制等作为研究生毕业和学位授予的重要依据,鼓励学生以真实工程项目的论证、设计或实施为基础,进行毕业设计或撰写学位论文。东南大学国家卓越工程师学院筹建工程硕博士学位评定分委员会,制定卓越工程师学位评定分委员会章程,根据学部设置,分设工程与材料学部、信息与电子学部、智能计算学部、土木交通学部、医学与生命科学部等5个学部级学位评定小组,制订毕业成果要求和学位授予标准,切实发挥成果评价在卓越工程师培养过程中的“指挥棒”作用。
(四)东南大学卓工项目的制度保障
东南大学国家卓越工程师学院为确保“项目制”行稳致远,坚持将培养标准制度建设贯穿全要素全流程,围绕卓工项目“校—企—师—生”四方主体,制订了《卓工培养项目实施细则》《卓越工程师培养项目专业学位培养方案》《卓工培养项目校外指导教师聘任办法》《卓越工程师技术中心管理办法》《卓越工程师联合培养基地和实习基地建设管理办法》《卓越工程师培养项目专业实践管理规定》《知识产权分配工作指南》《卓工学院专项奖助学金分类办法》《工程硕博学位评定分委员会章程》《卓越工程师培养项目申请硕士学位时成果考核标准》《卓工项目硕士研究生专业学位授予管理办法》等多个政策文件,筑牢培养标准基石。此外,还针对卓工项目年度考核制订了专项工作方案和评分标准。
四
“项目制”卓越工程师培养的挑战与对策
总体而言,“项目制”是卓越工程师人才培养的创新路径,成效显著。但在“项目制”的实际操作过程中,不可避免地会遇到一些问题,需要具体问题具体分析,在实践中加以解决。
(一)立项前
此阶段的突出问题是校企需求差异导致项目匹配难。对此, 学校和企业应避免“形式主义”合作,充分沟通明确双方需求,以产业导向为优先,高校应充分发挥灵活性与探索性,在相关领域积累经验、把控方向,挖掘真需求,找出真问题,产生真合作,以确保产教融合的有效性。企业也可以结合自身经营特点,主动引导高校科研团队的课题方向,以“工程需求对接会”“揭榜挂帅”的形式,如中国研究生电子设计大赛,与高校导师团队进行课题匹配,进而真正促进双方交流,提升合作意愿,实现校企优势互补,赋予卓越工程师产教融合培养实际意义。
(二)立项时
此阶段的主要问题是产教融合培养实质性创新举措落地难。对此,产教融合需顺势而为、谋势而动,在校企合作初期,双方应设立专门的实体部门,紧紧围绕国家战略需求、学科与产业交叉情况、校企合作基础、人才培养条件、培养方案特色和预期培养成效等方面下功夫,筛选高质量的项目,将问题前置解决,做好产教融合培养的前期准备。双方应共同制定标准化的产教融合实施流程,包括学生培养方案、导师队伍体系、工程实训平台、实训课程建设和工程案例开发等关键要素,根据学生在工程技术研究、工程设计能力和产品装置开发等方面的表现,建立符合工程硕博士的评价标准考核体系,深化企业在联合培养中的参与程度,切实加强产教融合培养实效。
(三)立项后
项目立项后,人才培养质量的保障机制不健全是面临的主要挑战。对此,我们应系统性制定“项目制”年度考核办法,明确项目申报、项目管理与考核评估机制,建立健全培养质量监督和保障体系:一是牵头单位必须具备工程能力和工程经验;二是企业导师必须经过遴选和定期审核;三是培养计划必须通过校企双方共同论证;四是工程课题必须源自企业实际项目;五是落实学生在企业工程环境中的实践不少于1年;六是确保学校实训条件必须与企业工程项目的要求相匹配。
(四)完成后
如何通过项目实施提高服务区域经济社会发展的能力是一个关键问题。对此,我们应自觉融入地方经济社会发展大局,充分配合地方各级政府建设“政校企地”育人聚合体, 实现资源整合共享。打造校地合作示范区,按照“1校1地多企”共建卓工技术中心;围绕特色产业发展布局,构建工程硕博“政校企地”联合培养新范式;打造跨区实践交流中心,与产业科技创新人才培训机构合作,围绕产业关键技术构建产业链上下游创新联合体系,更好融资源、聚合力。
作者简介
金石,东南大学副校长、国家卓越工程师学院院长;曹向辉,东南大学国家卓越工程师学院副院长;刘志远,东南大学国家卓越工程师学院副院长;陈扬,东南大学国家卓越工程师学院党委副书记、副院长;王若宇,东南大学国家卓越工程师学院人才培养办公室工作人员。
文章来源:金石,曹向辉,刘志远,陈扬,王若宇.全链创新 交叉融汇——“项目制”卓越工程师人才培养模式探索[J].大学与学科,2024(4):47-56.