民办高校应用型新工科人才培养模式的研究与实践

一、成果背景

2017年2月，教育部在复旦大学举行了新工科建设研讨会，同年4月，在天津大学举行，由此形成了新工科建设三部曲“复旦共识”和“天大行动”、“北京指南”，应运而生。新工科建设已经成为高等教育发展的广泛共识和积极行动。同时，高等教育工程教育也在不断的发展和革新，在新的社会主义经济形态下，国家、社会、高校都在积极的推进新工科建设规划。作为地方院校，针对社会的发展趋势和经济需求，要结合自身的办学特色，准确定位，积极推进教育教学改革，结合地方特色和自身的办学优势，对接企业、产业需求，服务于地方社会区域经济的发展。

民办院校作为重要的教育实体，具有转型快和办学机制灵活等优势，开办新工科具备良好的基础。我校根据河南省社会产业发展需求，分别于2018年、2019年申报机器人工程、智能制造工程两个新工科专业，2019年、2020年分别开始招生。但存在师资力量薄弱，招聘高层次师资困难；教学设备更新不及时，跟不上行业技术发展；校企合作不紧密，实践教学基地匮乏；缺乏对学生创新和工程实践能力培养等问题。为了切实有效地提高应用型新工科人才培养的质量与水平，郑州工业应用技术学院课题组根据实际情况，做好顶层设计，通过调查、行动研究、经验总结、院校间学习考察等方法，自2018年起，针对培养目标与应用型人才契合度不高等问题，以 “实践育人”为抓手，通过长达多年的探索与实践，逐步构建、完善和验证，形成了一种“1231”民办院校新工科应用型人才培养新模式。

二、主要需要解决的问题

问题1：如何解决师资力量薄弱，招聘高层次师资困难的问题。

问题2：如何解决教学设备更新不及时，跟不上行业技术发展的问题。

问题3：如何解决校企合作不深入，实践教学基地匮乏的问题。

问题4：如何解决缺乏对学生创新和工程实践能力培养的问题。具体研究如下图民办高校应用型新工科人才培养模式研究路线图所示

图1 民办高校应用型新工科人才培养模式研究路线图

三、成果解决问题的方法

1.广泛调研论证，凝练特色，构建了1个“实践育人”的新工科应用型人才培养方案

在传统的人才培养过程中，大多数学校课堂教学主要以理论讲授为主，理论课程所占学时、学分比例大；实践环节学时、学分所占比例小，实践训练机会较少，而且实验大多数以验证型为主，缺乏多学生实践能力、创新设计能力、综合应用能力的培养。同时，期末考核主要采用试卷的形式，进一步造成学生对于实践知识的掌握不够重视，基础理论知识理解不透彻，一知半解，背离了应用型人才的培养目标。大多数院校在修订人才培养方案时，依据传统，主要参考借鉴国内211、985等名牌大学的人才培养模式，忽视了地方院校学生的构成特点、知识层次和未来的就业方向及就业需求，忽视了当地的社会发展和企业需求，培养出的学生科研、创新能力不高，实践动手能力也没有优势，职业综合素养欠缺，对于知识的应用和解决实际问题的工程实践能力差，无法胜任企业对应用型人才的需求。导致了“学生就业难”与“企业人才不足”的奇怪现象。

该成果中，课题组按照教育部建设新工科文件精神，依据“社会需求、产业需求和学生个人能力发展紧密结合”教学理念，根据我校的办学定位和应用型人才培养目标，对相关的一流专业、新工科专业和应用型本科专业广泛调研，参考相应的新工科专业人才培养方案；面对民办院校生源状况，结合我校校内外资源，聘请省内知名专家；创新、实践环节经过多种实践验证，构建出一种“重实践创新、课程对接职业、专业对接产业、产学互动”的民办院校应用型新工科的人才培养方案。例如：邀请河南省机械工业学会高文生教授、河南科技大学韩建海教授、郑州大学秦东晨教授及相关企业负责人综合论证，修订了我校机器人工程专业应用型人才培养方案并进行了实施。对我校机器人工程专业提出的专业特色为“机器人操作与维修”，按照专业特色设置了理论教学的基础课平台、专业基础课平台、专业课平台和选修课平台；全学程突出了创新和实践能力培养，充分利用校内外资源，设置了创新实践、认识实习、专业实习、毕业实习等实践环节，加上实验课，实践学时达到全学程的40%的实践课程的教学体系。为了满足就业需要，要求学生在全学程内考取1-2门专业技能职业证书。

图2 教师多方学习、调研，制定应用型人才培养方案

2.广纳良才，集中优势，内联外培，加强“师资和教材”两个保障体系建设

①引进与培养相结合，加快师资队伍建设

对于大多数地方院校和民办高校，教师招聘时基本为应届博士、硕士毕业生，教师整体的工程实践能力较欠缺；同时任课教师教学过程中大多数注重理论教学课堂的把控，对实践教学缺乏重视和自身能力培养，导致自身实践教学经验不足、指导能力弱。进一步造成学生在实践过程中无法获得必要的指导。而行业人才作为企业的中坚力量，机动时间较少，长时间到校兼职任教难度较大。所以，地方高校师资队伍整体面临教学经验少，行业知识欠缺、实践经验不足,工程实践能力弱，专业理论知识不足等问题。同时与企业相比，教师工资待遇总体偏低、导致教师流动性强，如果学校不够重视，将会进一步造成多数具有工程实践能力的教师流失。

针对新工科师资匮乏问题，我校专门出台了A类博士年薪40万元的《博士引进暂行办法(2020年修订版）》、《郑州工业应用技术学院 2021 年人才招聘公告》、《弹性高层次科研人才引进办法》等人才招聘政策。在两个新工科专业，招聘A类博士研究生1人，弹性博士5人；针对教师年轻化、实践经验少等问题，招聘新教师9人，其中教授级高工1人，高级工程师3人，工程师2人，硕士研究生3人；为了实现学科、结构融合，加强教学管理和专业建设，根据机器人工程和智能制造工程两个新工科专业的社会需求和专业特点，我校优选校内机械、电气、控制方向的骨干教师成立了智能工程教研室。为新工科开展理论教学和实践教学奠定基础,我校加强了“双师型”教师队伍建设。例如：调集校内学历高和教学效果好的优秀教师外出培训，委派张竹青等3名教师到高校挂职锻炼学习智能制造工程和机器人工程等专业课程；委派许洋洋等5名教师参加2021年河南省工业机器人应用编程“1+X”证书师资培训；委派王婷等15名教师参加人社部组织的职业技能等级证书，基本实现了新工科教育“双师型”教师队伍的建设目标。双师型教师企业实践经验丰富、熟悉企业运作流程和操作模式，在对学生进行理论知识指导的同时，还能对学生进行社会实践、生产实践、管理实践的指导。同时我校邀请大拖公司、轩明实业等企业的专家担任学生毕业设计校外指导教师、实践课程指导教师，前沿课程、创新创业课程的任课教师。

图3 “双师型”师资队伍建设成果图

②选择与自编教材相结合，加强课程建设

新工科与传统工科相比，是在结合社会需求和产业发展的基础上进行的升级和改造而成的，重点面向产业需求，学科交叉部分较多。例如，由机械设计制造及其自动化升级而成的智能制造工程专业。随着新工科专业的不断增长，课程体系、教学方法、教学手段也在不断完善；教学资源不断丰富；教学条件不断改善。教材是高等教育教材在新工科人才培养中也发挥着至关重要的作用，如何选用合适的“新工科教材”也是教学过程中需要重点考虑的一部分。目前，新工科教材使用过程中存在的问题主要体现在以下几个方面：（1）教材质量不高、编制体系不合理，内容知识点多而杂，系统性不强，缺乏指导性。（2）多数院校在选取教材时只是一味的参考学习重点院校，忽略了自身培养的学生的特点，选用教材难度过大。（3）“新瓶装旧酒”，虽然标注为新工科应用型教材，但是知识点没有更新，与现代企业技术脱节，内容还是传统工科。

本成果中，项目组按照新工科国家质量标准和应用型人才培养目标，结合基础课、专业基础课、专业课和专业选修课设置，优先选用国家规划教材；与企业积极对接实训课程，选择合适的培训教材，对于先进的仪器设备和企业专门的实习环节，按照教学内容和课时，积极联系机械工业出版社、兵器出版社编写教材或自编讲义，为学生的动手实践和解决实际的工程问题提供有效的参考和导引。

图4 课程及教材建设成果图

3.深化产教融合，协同创新，夯实3个实践育人平台

①坚持普及创新教育为引领，在“项目式”的创造环境下实践育人

目前，教育部正在积极推进新工科建设，旨在培养“多元化”、“积极性”、“战略性”和“创新性”的人才。“新工科”建设背景下如何解决校企合作不紧密，实践教学基地匮乏的问题，如何解决缺乏对学生创新和工程实践能力培养的问题已经成为困扰新工科发展的重要因素。我院的创新教育可以追溯至2015年-创办机器人协会开始，协会由学生自主管理运行，学生可以利用业余时间进行课外知识学习和产品制作。由于缺乏必要的活动场地和设备，只有个别学生参与，学生的积极性不高，创新教育效果不好。

近几年，在新工科教育的引领和院领导的大力支持下，学院整合传统人才培养资源、凝练出专业发展特色，明确了人才培养新目标、适应经济发展新需求，以专业竞赛为引领，采用项目式教学，通过打造“大学生科技创新平台”，组建创新项目组，重点培养学生的创新精神，通过近几年的培育和发展，取得了良好的效果。例如：我校在建设和扩充现有的大学生创新工作室的基础上，在校内专门规划1000平米场地，合理使用河南省专业奖补资金150万元经费，购置33台套高新技术产品，打造了一个全天候开放的大学生创新创业实验室。实验室分别建设了逆向工程设计与制造项目组、激光加工与创新制作项目组、三轴数控雕刻项目组、飞思卡尔智能车项目组、激光制导运载车项目组、服务和工程机器人编程项目组、科技摄影项目组、航模项目组等8个创新项目组。同时加强其机构组织和运行机制建设，引导教师、学生积极参与创新创业活动。在新的人才培养方案设置创新学分，教师和学生全员参与，将大学生课外创新实践活动常态化，作为课程实践环节的延伸，完善了实践课程体系。学生预约时间使用设备，平台管理人员记录使用时间，核定学分，促进学生在课余时间参加创新活动。并与学校的大学生创业孵化园相接轨，以各类创新实践活动和竞赛为牵引，开展多样化的创新创业活动，形成良好的自主学习氛围。

图5 坚持普及创新教育为引领，在项目式的创造环境下实践育人成果图

②加强校企合作，引企入校，在合作式的校内实训环境下实践育人

传统教学过程中，教育主体主要为高校，人才培养模式和教师队伍建设主要在高校进行，与企业脱节。虽然学生被安排有一定的认识实习、生产实习，但时间较短，大多数为参观、浏览性质，学生的实践能力并没有得到锻炼和提高。虽然目前部分地方院校认识到了这个问题，提高了实践学时和时间比例，但往往流于形式，实践内容与产业脱节；同时由于大多数院校学生的实习时间已在期初安排好，不能随企业的生产而调整，也造成了学生实习过程中不能深入体验生产。

针对新工科发展过程中出现的以上问题，我校瞄准与河南省、郑州市等地方经济社会发展的结合点，与 优质企业建立合作机制，引企入校，建设专业对口的产业学院，在合作式的校内实训环境下实践育人。

在项目实施过程中，我院与河北兴润车桥有限公司共建“汽车零部件智能制造产业学院”，由公司提供汽车零部件设计图纸和汽车零部件市场，学生对接产品进行实训，掌握数控编程技术；与河南耿力智能装备有限公司共建“智能装备产业学院”，该公司投入技术人员、产品和运行240万元经费，学校提供场地和加工设备，学生通过合作式教学实习，参与实际生产，掌握数控加工技术，提升了职业素养；与河南轩明实业有限公司建立“机器人应用产业学院”，由公司提供9台机器人培训设备，学校提供场地，组织学生开展工业机器人系统操作员培训，578名同学通过考试并获得河南省人社厅职业资格证书，为学生就业提供了有效的职业资质。

为了进一步提高校内实习实训设备技术水平，对接社会发展需求，学校通过广泛调研，充分论证，制定了具有国内先进水平的机器人-智能制造校内实训平台方案，学校筹集经费760万元，为两个新工科专业量身定做了“工业互联网、工业机器人实训平台和智能制造无人值守生产线”等设备，提升了新工科专业教学设备的先进水平。广泛与企业深度合作，积极开展产教融合，推进协同育人工作，获批教育部产教融合协同育人项目7项。

图6  加强校企合作，引企入校，在合作式的校内实训环境下实践育人成果图

③寻求优质企业合作，在参与式的校外实习环境下实践育人

随着教育部对普通本科院校向应用型转变的引导和政策支持,校企产学合作的数量也在不断增多,但整体来说合作质量不高,大部分的合作仅仅停留在形式上或项目申报层面上,校企合作实践发挥的作用不够理想。我校每年也一直安排学生进行认识实习和生产实习，由于时间限制，实习时间短，实习内容多为参观性质。大学生实践能力培养方面与用人单位的要求没有对接上，已落后于市场对人才的要求。同时和大多数院校一样，建立的校外实习基地在校企合作、产教融合方面处于浅层次、自发式、低水平状态。校企双方在专业设置和教学改革方面缺乏深入研讨，实习时间和企业生产节拍不符，导致教学过程学生参与生产程度低。学生学习的专业知识、具备的能力和素质与社会的需求存在一定的差距。因此，建立“参与式”的校外实习环境下实践育人环境尤为重要。

为了缩短与企业需求距离，提高大学生就业率，近几年，项目组积极主动对接与专业相关的信誉良好的大型企业，充分利用校外教学资源，建设校外实习基地，开阔专业视野，利用学校和企业双方优势，聘用企业专家做指导教师，共同培养大学生实践动手能力。近年来，我校新工科专业建立校外实习基地达到16个，开展认识、专业和毕业实习2500人次，这些深度融合的校企合作,一方面让培养过程更贴近工程实际,提升了学生的工程实践能力,也缩短了学生进入企业后的培训实习期,另一方面也解决了企业的技术难题和技术革新问题,提高了教师的工程实践能力,取得了多赢的效果。

例如：近两年机电工程学院与中国一拖集团大拖厂联合建设了农机制造校外实习基地，在拖拉机装配生产线开展了340人为期四周的毕业实习，最初由于实习时间长，部分学生不理解、排斥，但随着个人能力和专业技术水平的不断提高，学生的积极性不断提高。同时，在生产中大拖厂的工程师和学校的教师共同指导学生选择毕业设计题目，开展毕业设计，设计贴近生产，提高了学生毕业设计的实用性。实习过程中，学生表现优秀，获得一拖集团好评，一拖集团大拖厂对实习优秀的同学进行了表彰，获得一等奖3人，奖金9000元，二等奖7人，奖金7000元，三等奖10人，奖金5000元。2021年与江苏奇瑞捷豹路虎公司开展合作，开展100人为期4个月的专业实习，学生实习工作态度受到公司好评，设立优厚待遇，鼓励学生在企业就业，由于学生实习表现优秀，公司奖励两辆汽车，用于学生驾驶教学实习，考取驾照。截至目前，约500名大学生参加了大型拖拉机装配线和捷豹路虎汽车生产线的毕业实习，多名学生在实习中在技术人员的指导下选取了题目开展毕业设计，120名学生在跟岗实习中受表彰，216多名同学在国有大中型企业就业，学生的实践能力和服务社会能力明显提升。

不仅实践技能和毕业设计水平得到提高，学生就业门路也得到了扩展，据统计，2021年机电类工科专业初次就业率92.5%，全校排名第一。

图7 寻求优质企业合作，在参与式的校外实习环境下实践育人成果图

4.深度融合，双轮驱动，三级递进，形成了“1231”新工科应用型人才培养模式

依托学校经济优势、政策优势，以应用型技术人才为培养目标，通过启发、引导、激励和荣誉等方式，有效解决创新实践、课程实验、技术实训和跟岗实习的问题，调动学生学习的积极性，提高学生的实践能力。凝练了1种创新教育与专业教育深度融合，学科竞赛与专业训练双轮驱动，“师资”和“教材”双重保障，创新实践、校内实训和企业实习三级递进的“1231”新工科应用型人才培养模式。研究成果通过进一步强化实践育人效果，提升了人才培养对区域经济发展的贡献度。在民办院校和公办院校推广和应用过程中，成果显著。

图8 “1231”民办院校应用型新工科人才培养模式构成图

四、成果的创新点

1.凝练专业特色，构建以结果导向教育核心理念的新工科应用型人才培养方案

坚持“社会需求、产业需求和学生个人能力发展紧密结合”教学理念，明确提出“机器人操作与维修”为机器人工程新工科的专业特色，强化实践教学的主体地位，确定学生的能力培养目标和标准，考取1-2个职业资格证书；构建专业和实践课程新体系，实践课程比例占总学时40%以上。通过实施和验证，形成了具有示范作用的机器人工程和智能制造工程两个新工科应用型人才培养方案，研究成果在其他传统工科专业推广应用也获得显著成效。

2.营造“项目式、合作式、参与式”育人环境，提升大学生实践能力

充分了解企业对大学生知识和技术能力需求，利用专业建设资金购置新设备，建设校内创新实验室。学生利用校内创新实验装备制作产品，参加专业大赛，培养创新能力。

引企入校，利用与企业共建的产业学院设备开展实训，考取职业资格证书；共享技术资源和生产资源，利用校内工训中心设备和工业互联网、工业机器人实训平台和智能制造生产线，开展实践教学，构建校内培养大学生实践能力的实践平台。

主动对接地方企业，建设优质校外实习基地，构建与企业共享性的真实生产场景，拓宽大学生的就业渠道。利用企业生产线锻炼实操能力，提高就业能力。学生参与企业产品设计、加工、质量检测等生产全过程，通过开展参与式的实践，达成了面向企业真实生产环境的技术能力培养，为学生就业奠定良好基础。

3.创新实践，凝练出“1231”民办院校新工科应用型人才培养模式

运用“崇尚创新、强化能力、注重实践、勇于探索”的理念，通过广泛调研，专家论证，凝练特色，构建的新工科应用型人才培养方案，经过实践检验，推广应用，形成的“1231”民办院校新工科应用型人才培养模式，在全学程、多环境和广参与的情况下，培养学生的创新精神、实践能力、就业和创业能力，初次就业率达到92.5%，有效提高了民办教育应用型工科教学质量，为获批一流专业、虚拟仿真实验项目和学科专业资助项目奠定了良好基础。

五、成果的推广应用效果

1.实践育人改革成效显著

主动对接地方企业，建立校外实习基地16个，与企业共建4个产业学院，聘请企业技术人员指导毕业设计，开展认识、专业和毕业实习2500人次，郑州工业应用技术学院与中国一拖共建的智能农机制造实习基地评为河南省大学生校外实践教育基地，江苏奇瑞捷豹路虎汽车公司赠送两辆汽车用于教学驾驶实习。河南轩明实业公司提供9台机器人培训设备，用于学生培训和考试，578名学生和15名青年教师获得河南省人社厅颁发的机器人职业资格证书。约500名大学生参加了大型拖拉机装配线和捷豹路虎汽车生产线的毕业实习，多名学生在实习中在技术人员的指导下选取了题目开展毕业设计，120多名学生在跟岗实习中受表彰，216名同学在国有大中型企业就业，学生的实践能力和服务社会能力明显提升。

按照新工科实验实训需求，学校出资760万元，建成一个技术先进“工业互联网+智能制造+工业机器人”校内实训室，机器人工程专业获批郑州市“急特需”专业（建设经费30万元）。申报的1个品牌专业和2个河南省学科专业建设项目获得300万建设经费。与企业深度合作，推进协同育人工作，与企业合作立项教育部高教司“产学合作，协同育人项目”7项。

2.创新教育成绩斐然

深入开展创新创业教育，150万元建设成一个全天候开放的大学生创新创业实验室。学生参加各类专业竞赛，获得国赛奖励10项，省赛奖励50项，国家级大学生创新创业训练计划项目1个。创业训练项目《“火海灯塔”火灾自救定位装置》获得2021年国家级大学生创新创业训练计划项目和重点支持领域项目。

3.教师队伍素质不断提升

项目实施过程中，全体教师直接参与实验、实习、实训教学工作，聘请企业优秀技术人员为兼职教师，全体教师直接参与实验、实习、实训教学工作，每学期有3名教师参加挂职锻炼。新工科教师团队中有1人荣获国务院特殊津贴，有3名教师考取博士生，5人荣获校级优秀教师。项目组成员发表教研论文8篇，出版应用型教材5部，立项编写教材4部。获批河南省虚拟仿真实验教学项目1项，获软件著作权1件。“应用型民办本科院校课堂教学模式探索与实践”获河南省教学成果二等奖。机械工程和电气工程教研室荣获河南省优秀教学基层组织。

4.项目成果获得广泛推广和应用

取得的研究成果在我校机械设计制造及其自动化、车辆工程和电气工程及自动化等传统工科专业应用，获得了良好效果。项目检验期，机械设计制造及自动化专业获批河南省一流专业建设项目，河南省大学生校外实践教育基地、郑州市工程技术研究中心。

项目成果以“全面深化教育改革 创新实践育人模式”为题在河南日报发表，河南电视台国际频道《看见河南》栏目以“秉持初心促发展”为题介绍了我校应用型新工科人才培养模式的研究与实践经验。2020年10月，我校应用型新工科人才培养模式改革经验在河南省民办高校骨干教师培训班做典型经验介绍，与20多所兄弟院校进行经验交流，引起重大反响。

项目研究内容除在本校应用外，在郑州西亚斯学院、郑州经贸学院、河北农业大学现代科技学院和邢台职业技术学院等多所兄弟院校进行了推广，也取得了显著效果，充分验证了该研究成果价值。成果通过多个专业、多名学生在不同企业生产环境的实践验证，获得了丰富的实践经验，在公办和民办院校推广都起到示范作用。

坚持以点带面，协同发展，2021年12月，我校承办了河南省热处理年会、新工科和产业学院研讨会，邀请多家高校专家学者广泛交流，对我校应用型新工科人才培养模式给予了高度赞誉。

图9  成果的推广应用图