新工科產教融合與項目實踐教學相結合的探索與實踐

于倩 張璇 王杰 朱銳 郁湧

摘?要：新工科是基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向。產教融合是推進“新工科”建設，提高人才培養質量的主要措施之一，在新工科背景下，結合產教融合模式是把產業與教學密切結合，相互支持，相互促進發展的一種新思想、新趨勢，是高校與企業相互融入，共同介入人才培養的方法。本文介紹了在新工科概念指導下，我院結合產教融合模式，使用項目實踐教學方法在“軟件工程概論”課程中進行的探索與實踐，實踐證明產教融合模式的教學改革確實能夠收到良好的教學效果。

關鍵詞：新工科；產教融合；項目實踐；教學改革

新工科專業是以互聯網和工業智能為核心，包括大數據、云計算、人工智能、區塊鏈、虛擬現實、智能科學與技術等相關工科的專業［1］。未來新興產業和新經濟需要實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才［2］。為實現新工科人才培養“厚基礎、強交叉、寬視野、高品位”的定位，我院大力推進產教融合模式，以產業需求為導向，學科交叉融合，教學方面從“以學科為基礎”向“以市場為導向”轉變，面向未來主動布局，綜合全面突出創新的基本理論［34］，“產教融合、校企一體”，注重復合型新工科人才培養。

我院與云南南天電子信息產業股份有限公司合作推進產教融合的辦學模式，在“軟件工程概論”中探索與實踐了產教融合模式的項目實踐教學方法，即從育人、工業融合、人才培養三個體系展開；以課程設置、實踐教學、院企合作、師資培養與使用、管理與運行機制六個方面探索與實踐，促進人才培養與社會產業結合，以培養學生終身學習能力為重，培養符合社會和企業需要的軟件高級人才［56］。

一、教學探索與實踐

現在以及未來新工科專業建設路徑是：“預測未來人才市場需求——改造升級現有專業——調整完善現有學科”，從“以學科為基礎”向“以市場為導向”的轉變［7］，這將成為高校各類學科專業人才培養的共識。為了提高人才培養質量，我院積極踐行該建設路徑，通過產教融合，由企業實際生產需要為學生通過真實的項目構思、設計、實施和運行的工程教育環境，學院根據企業生產需要改進教學計劃和教學大綱，這種產業和教育界深度融合，相互促進，形成帶正向反饋的從產業中來到產業中去，且促進科技創新的人才培養模式。這種模式既讓學生學有所用積累寶貴的實踐經驗，又讓學生掌握系統的專業知識，同時也促使學生在企業真實工程教育環境下，參與新產品和新系統的開發，提高學生自主學習能力，激發學生對知識的渴望，讓學生在真實工程環境中不斷實踐和探索，能逐漸培養學生的創造能力、創新思維和創新能力，這也契合了當前教育改革的重點和新方向。

我院根據軟件工程專業特點，結合產教融合思想，與云南南天電子信息產業股份有限公司合作，以產業界實際項目開發為切入點，教師負責基礎知識和項目實現過程講解，企業工程師親自入校負責產業實際項目設計和實現進行指導把關，共同完成了“軟件工程概論”課程的教學。

結合下圖，具體實施辦法如下。

產教融合實踐流程圖

（一）分析產教融合痛點，完善產教兩界育人方案

產教融合實踐和探索過程中的痛點。首先，校企雙贏之間的矛盾。學校希望學生能夯實專業基礎并在技能方面逐步接手項目的時間越多越好；然而企業希望生產過程中，項目完成質量越高越好，完成時間控制在工期內，而學生工作經驗少，技術水平差異大，多數無法保證產品高質量按時完成；其次，學校希望通過真實工程環境培養職業工程師獨具的能力，如項目設計能力、團隊合作能力和人際交往和溝通能力等，而在企業工作任務劃分時，多是盡可能在小組內完成的工作任務，和企業人員交流和合作的機會較少。

以前的策略主要是學生走進企業，接受企業的指導和文化熏陶，為了解決產教融合痛點，需要雙方以開放的胸懷，包容的策略共同努力協同并進，多層次合作模式和專業培養方案融合積極推進產教融合。

對于低年級的實踐項目，合作方式采用企業專職工程師或項目經理帶著企業真實已經交付的項目走進課堂，和學院負責此課程的教師一起參與指導學生進行項目設計和開發。對于高年級學生，合作方式采用學生走進企業，參與實際項目的設計與研發。企業把參與企業項目的學生當作為企業自己培養優秀員工，學校改進教學大綱和課程設計，不斷優化并改進人才培養方案，做到為企業培養優秀人才，既注重“厚基礎”，又“重實踐、強能力”。為此，我院做了以下幾個方面的工作。

1.構建科學合理的知識群課程體系

學校和企業把真實產業項目引入教學，學生需要根據軟件工程課程教授的理論、方法與基本技能，結合工程項目技術需求，自學必要的技能，我們讓學生在完成課程基礎課的學習及基本技能的訓練之后，再進行主干項目的完成，目的是為培養學生終身學習的能力。我們將主干課程的學習劃分為四個知識群，分四個階段實施。

（1）第一個知識群是教師教授軟件工程基礎知識，學會軟件工程UML建模以及學習編程的基本原理。

（2）第二個知識群是小組項目選擇和學習項目實現必要技能，必要技能即每個項目的完成所需的技術棧各不相同，各小組需要根據各自所選的項目自學相應的技術棧，具體做法為工程師向學生提供了四個產業界的實際項目課題供學生選擇，四個項目實踐核心主要針對分布式系統搭建、Neo4j編程、Linux操作系統實踐和微服務架構搭建，工程師提供了四個課題的項目說明、實現所需的技術、可提供的數據、預期交付的產品和完成項目的人員評估等。各個項目都是為了同學們能夠掌握各自項目的實踐核心技術，項目的各組學生需要根據自身的興趣，選擇合適的項目，充分考慮了學生的主觀學習興趣，選定想要完成的項目后，各小組同學需要根據實現項目所需技術，分組自學相關知識，包括理清技術架構，實現項目的流程等。此次產教融合的項目難度對于本科二年級的同學們來說，實踐難度會略高于現階段的軟件工程本科生的要求，而正也是我們需要分組完成項目的初衷，在實踐過程中通過分組的形式，因為項目實踐難度相較于以往的提高，能進一步挖掘各位同學的學習潛能，而不拘泥于老舊技術的學習和使用，而是學會技術之后運用技術進行創新和拓展，例如，以往同學們接觸的技術和編程語言多偏向于Java，html5等，很多同學對Python、Golang、Neo4j、Redis、Spring?Cloud等技術都未學習過，而此次我們通過其中一些項目讓本科二年級學生學會微服務和分布式系統搭建，不僅更符合目前產業界實際開發的需求，而且拓展了他們的思維，不讓知識只停留在書本上，需要讓同學們能真真切切地把這些技術應用起來。

（3）第三個知識群是項目實現，在該過程中工程師提供相關數據，并在項目實現過程中，工程師直接進入課堂，將真實工程項目架構相關知識教授給學生，對學生項目給予指導，包括具體的功能需求、非功能需求在工程項目里面對用戶的不同意義，具體技術對項目的應用方法（包括微服務的實際應用、技術架構里面不同項目不同技術的差異等），并及時完成同學們的答疑。

（4）第四個知識群是項目交付，在學生分組完成項目之后，工程師和教師聽取學生們的項目匯報，并完成項目交付，學生提供包括工程代碼一套、操作手冊、測試用例、需求規格說明書、建設方案和匯報PPT等。每個階段的學習完成之后進行嚴格的考核，最終在每個階段都完成之后才能達到課程合格標準，確保每個人和每個環節都必須過關。

2.實現“融合”，學業工業兩手抓

我院多年來一直與云南南天電子信息產業股份有限公司合作，從最初的校企合作形式，逐步轉變為現在的“產教融合，校企一體”合作形式。在“軟件工程概論”課程中，通過與南天工程師合作，配合一名助教、工程師為同學們提供了公司實際生產中的四個產品（四個軟件系統），學校教師負責基礎知識講解，指導和同學們的答疑工作，工程師負責項目細節講解和實現把關，助教負責使用網絡平臺發布實訓報告和關于項目的校企雙方溝通工作，分工明確，合作有序，最終完成了“軟件工程概論”這一門課程的教學工作。

3.突破“融合”，新工科人才輸送

在課程完成后，工程師通過評估項目完成度和匯報情況，對符合企業發展的人才，可以和學校進行人才輸送合作，將真正優秀的軟件工程開發人才帶入優秀企業中實習或就業，真正做到實際投入能夠實地產出。

我們通過此次產教融合的實踐和我院軟件工程人才培養方案，在課程結束之后從12個培養目標出發，通過10分滿分的評分制形式，形象地展示了產教融合學生在學習前掌握知識和參加項目后掌握知識的對比，以突出產教融合的優勢。

（二）核心目標的評分情況

（1）在工程知識方面，在參與項目前，每位同學基本上都可以將自己所學的基礎知識運用到工程問題中，可是每位同學所學知識有局限性，面對復雜工程問題，解決的方法有限，而參與項目后，小組之間可以達到互補的效果，通過不同學生的知識掌握程度，互相學習，提升知識面以分工解決復雜問題。

（2）問題分析方面，我院學生都能很好地識別和分析問題，在參與項目后，針對復雜問題能達到更好的效果。

（3）在設計/開發解決方案方面，參與項目前，每位同學單獨進行分析和設計，思維局限性被放大，不能聚焦需求，達不到最佳設計效果，而參與項目后，立足于項目本身，每位同學能夠在團隊中各抒己見，一方面能聚焦需求，一方面能優化設計方案。

（4）在研究方面，我們目前的產教融合針對的是本科二年級學生，項目目前多偏向于實際開發與應用，主要為了讓學生盡可能掌握基礎和前沿知識，研究和創新方面會有所欠缺。

（5）在使用現代工具、工程與社會環境和可持續發展、職業規范方面，每位同學在參與項目前后都能很好地做到，在參與項目后，有了團隊的加持，會有更好的效果。

（6）在個人和團隊、溝通、項目管理方面，依托于團隊，每位同學都能夠在一個良性發展的小組中，擔當各自的角色，有效溝通，按質按量完成工作，最終完成一個復雜軟件項目的開發。

（7）在終身學習方面，我們的最終目的是讓同學們能夠養成終身學習的習慣，不論產教融合形式的存在與否，這也是我們的終極目標，而產教融合的存在，幫助我們更好地將終身學習的精神發揚。

二、產教融合的收獲

在新工科背景下，結合產教融合模式是當今教育發展的一種新思想、新趨勢。改革和創新，都是從理想到現實的過程，都是從理論到實踐的過程［8］。產教融合要走向深入，必須認真總結，回顧近幾年的嘗試，我們得到以下一些收獲。

育人效應得到有效顯現，在產教融合的實施過程中，學生的專業技能得到了充分的訓練。教師水平得到有效提升，在產教融合的實施過程中，為教師提供了實踐的平臺。我們的專業教師在與企業工程師的合作當中，獲得了良好的理論聯系實際、提高專業素質的機會。教師們得到了鍛煉和成長，教師專業水平也得到了很大的提高。

育人成本得到有效補充，產教融合的根本目的是人才培養，這是處理產教融合過程中各種問題的基本原則。我們認為產教融合的實施，在現行教育管理體制狀況下，不能外包給校外，專用于產品生產，不管“教”，成為變相的校辦廠；也不能由校內人承包，更不能完全由學校名義來組織。那樣，企業優勢進不來，還將是原來的學校實習工廠。因此，還是要在“結合”上深入研究，探索機制。企業追求經濟效應，我們追求成才效應，兩者“結合”的完善程度，決定著產教融合的總體水平。

結語

通過本課題的研究與實踐證明，產教融合模式可以充分調動學生學習的主動性和積極性、因材施教，在培養學生自主學習和研究性學習方面有很好的效果。我們應注意新工科背景下產教融合的人才培養特點，以產業界實際項目為主，在教學中激發學生的創造力、創新力，注重學生在課堂上的主體作用，同時培養了學生團隊合作能力、人際交往和溝通能力。我院還將不斷地進行分析研究，重視高校教師的現代教育理念和現代教育能力的培養，推進現代教育的進一步發展，為培育信息時代的合格人才服務。

參考文獻：

［1］張昊，王欣，靳瑞霞.基于虛擬教研室的雙線融合教學模式的構建［J］.科技風，2023（02）：9698.

［2］鐘華，谷曼，田春艷，等.“新工科”背景下機械工程專業課程思政建設研究［J］.合肥學院學報（綜合版），2022，39（05）：139144.

［3］孫英浩，謝慧.新工科理念基本內涵及其特征［J］.黑龍江教育：理論與實踐，2019（Z2）：1115.

［4］顧佩華.新工科與新范式：概念，框架和實施路徑［J］.高等工程教育研究，2017（6）：113.

［5］毛新軍，尹剛，尹良澤，等.新工科背景下的軟件工程課程實踐教學建設：思考與探索［J］.計算機教育，2018（7）：58.

［6］陳贛浪.“新工科”背景下軟件工程專業計算機基礎課程的創新與實踐［J］.電腦知識與技術，2020.

［7］余天佐，蔣建偉，任銳，等.基于工程教育認證標準的持續質量改進——以Z大學全國示范性軟件工程專業為例［J］.清華大學教育研究，2015（6）：104111.

［8］李紅梅，張紅延，盧葦.面向能力培養的軟件工程實踐教學體系［J］.高等工程教育研究，2009（2）：8487.

基金項目：云南大學教育教學改革研究項目（2021?Y18）；云南省研究生優質課程《高級軟件工程》；云南省本科教育教學改革研究項目（JG2023179）；云南省教學成果培育項目“《計算機科學技術史》通識教育教學模式創新與實踐”；云南大學研究生高水平科教融合聯合培養項目“云南大學—北京大學軟件工程科教融合研究生聯合培養項目”；云南大學研究生高水平產教融合聯合培養基地建設項目“云南大學—云南南天電子信息產業產教融合研究生聯合培養基地項目”；云南省專業學位研究生教學案例庫建設項目（2022SJALK18）；云南大學教育教學改革研究項目（2022Y09）；云南大學軟件學院本科教育教學提升工程項目“軟件工程示范教研室建設”；軟件學院本科教育教學提升工程項目（2021EI09）

作者簡介：于倩（1975—?），女，漢族，河南湯陰人，博士，講師，研究方向：軟件工程、復雜網絡、機器學習。