新工科背景下专业集群建设思考
时间：2023-02-21 17:30:06 来源：千叶帆 本文已影响人
李 丹，叶树江，刘柏森，孙远涛，张王乐元
(黑龙江工程学院 教务处，哈尔滨 150050)
高等院校是国家人才强国战略实施的主要阵地，青年人才作为这场战役的主力军，走在推动科技发展的最前沿。为了应对新一轮科技革命与产业变革，支撑“中国制造2025”等一系列国家战略，为科技驱动注入源动力，教育部2018年发布《关于印发〈高等学校人工智能创新行动计划〉的通知》，要求推进“新工科”建设[1-3]。新工科专业主要是指包含新技术的相关专业，这些专业以互联网和智能驱动为建设核心，同时融合人工智能、区块链、大数据和虚拟现实等新技术。在新的社会发展形态面前，国家针对本科及高职院校发展状况提出了本科院校“双一流”建设战略并印发了《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》(以下简称“双高计划”)。“双高计划”提出要集中力量建设一批引领改革、支撑发展、中国特色、世界水平的高职学校和专业群，吹响了中国高等职业教育全面现代化的时代号角[4]。在新工科背景下，多学科交叉融合是综合大学发展的立足之本。专业集群建设是新工科建设的重要“载体”，高等学校在专业建设与规划过程中，顺应时代发展需求，力争打破传统学科之间的屏障，加强专业群建设，促进基础学科与应用学科交叉融合[5-6]。
文中以黑龙江工程学院专业集群建设实践为例，探索了专业集群建设的路径，梳理专业集群的建设脉络，具有一定的实践指导意义。
“专业”这个词最早出现在《后汉书·献帝记》中“今耆儒年逾六十，去离本土，营求粮资，不得专业。”南朝梁刘勰《文心雕龙·养气》：“至如仲任置砚以综述，叔通怀笔以专业，既暄之以岁时，又煎之以时日。”从这些记载中可以将专业理解为主要从事的某种学业或职业[7]。在现代化进程中，专业可以理解为“高等学校或中等专业学校根据社会分工分成的学业门类”[8]。具体来说，专业是教育部门与教育工作者在审视社会发展需求以及事物发展客观规律的基础上，依据受业者学业与技能提升而划分的学科门类，是高等学校培育学生最基本的组织单位。专业集群是在借鉴产业集群的发展经验上提出来的。集群(cluster)，顾名思义，是利用一定的技术手段将一类或者共同具有某种特殊属性的事物组成一个集合体，通过核心软硬件设施进行协同调度，以低成本、低功耗的代价，达到效益和效率的最大化。“产业集群”是指在特定产业中互有经营联系的公司或机构聚集在特定地理位置的一种现象[9-10]，位于产业集群中的企业或机构能够依据明细的产业分工、专业的技能支撑和丰富的资源共享，实现产业群的互利互惠与合作共赢。这种合作模式普遍存在于几乎所有的发达国家与地区。专业集群最初应用于高等职业院校，之后国家对普通本科高校向应用型高校转型做出指示，要求实现“校企合作的专业集群全覆盖”。专业集群指的是针对区域内的某一支柱产业或者相关的产业链，合理调整高等院校的专业结构与资源，形成相关专业、共性专业的集群式、链条式发展模式，实现深度的校企合作，协同育人，服务区域经济发展。
目前，对专业集群内涵的界定有多种认识。有学者认为，“专业集群是指由若干个专业技术基础相同或紧密相关，表现为具有共同的专业技术基础课程和基本技术能力要求，并能涵盖某一技术或领域的、由若干个专业组成的几个专业集群”[11-13]。还有学者认为，“将专业集群界定为将产业集群的内涵由经济领域延伸到教育领域，具体是指在一定区域内的教育机构间形成的具有相同或紧密相关专业技术基础的多个专业和学科的集合[14-16]。由于高校专业集群建设水平参差不齐并各具特色，笔者认为，在新工科背景下，正确的专业集群方式有如下几个特征。
1.1 专业集群建设具有区域指向性
地方本科高校专业集群建设必须根据区域特色指向，在服务区域经济发展的基础上，加快人才培育步伐。具体来说，专业集群的区域指向有四方面内容：一是构成区域性。地方本科专业在空间上表现为地理位置上的集聚，是在一定区域范围内，相近学科类别的专业和专业群的“抱团”式发展。二是服务区域性。专业集群必须很好地对接产业集群，专业集群的建设必须以区域内某一支柱产业或特色产业为依托，着眼为地方经济社会提供人力资源支撑，有指向性地设计学科专业结构和学生培养方案。三是资源区域性。基于区域内产业结构与技术调整升级，地方高校通过整合区域内的资源配置，实现教学资源共享，来搭建教学专业集群布局与设计。四是管理区域性。专业集群的建设不应该是地方高校单方面的责任，其必须在地方政府管理部门和社会各界力量的支持下，统筹安排，科学实施。
1.2 专业集群建设要实现动态发展
由于专业集群是基于地方区域产业集群建设，很多高校在进行专业集群建设时经常会忽略建设的时效性，容易出现专业结构设计大大滞后于区域产业结构的现象。因此，高校在制订专业集群建设规划前应对区域产业进行详细而细致的调研，动态而超前地调整专业建设结构和人才培养计划。这种动态调整主要体现在：第一，专业规划与布局的动态调整。为了应对区域市场经济的多变和高速发展，在专业集群建设前，高校必须组织专家学者就与专业群对标的产业进行详尽调研，除了了解产业当前的发展状态外，还需前瞻性地预见区域产业内部结构的发展趋势，为学校专业集群建设布局提供依据。第二，专业教育教学资源建设动态调整。教育教学资源的动态调整不仅限于对教学硬件设施、教学技术手段的调整，还应该对教师队伍进行在职培训，强化教师队伍的职业技能。第三，专业课程内容的动态调整。课程是知识传授的载体，也是专业建设的主要手段。高校在制定教材的过程中应该重视课程内容的更新换代，在把传统基础知识讲好的基础上，更多地引入尚不成熟，但有巨大利用潜能的新型技术。
1.3 专业集群建设要能够统筹兼顾
在区域产业链发展动态、易变和复杂的环境下，高校专业集群建设工作任重道远。统筹兼顾是推动地方高校专业集群形成和发展的重要机制。鉴于区域经济发展复杂多变的特点，政府对地方高校专业集群建设进行统筹安排，合理规划，形成最大效力的人才培育环境。政府对高校专业集群建设进行干预，重点在于对高校教育发展实行顶层设计。第一，政府职能部门根据区域经济发展需求，统筹规划地方高校的专业结构与布局；
第二，宏观把控地方高校的集群式发展。合理配置地方教学资源，实现地方高校对接区域经济的明确分工，避免出现部分高校专业集群建设同质造成的资源浪费或专业集群异步导致效益差的问题。
1.4 专业集群建设要能够集约并包
集约是经济学中的术语，指的是充分利用一切资源，合理利用各种技术，以提高工作效率的一种形式。通过上面的分析，集约与集群在概念上有很大的相通。从宏观上看，无论是产业集群还是专业集群，都体现了集约性，即最大限度地发挥资源的价值，达到效益的最大化。从微观上看，产业集群主要是依靠资源自身的整合能力，通过集约化优化资源配置，提高资源利用率，降低生产成本，达到效益的最大化。专业集群是站在人才培养的角度，将院校内相关专业的教学资源共享，通过校企合作，将企业资源引进来，集约化地为社会经济发展提供充裕的高质量的全新人才资源，实现人才培养与区域经济发展的双丰收。
在新工科背景下，教育部要求高校秉持“立德树人”理念，以学科交叉、学科融合以及学科创新为主要抓手，培养新时代全面、多元化、具有国际视野的综合型科技人才。专业集群建设重点在于瞄准专业间的共性与继承性，树立大专业群建设意识，在新技术的串联下，以共性带个性发展，以个性促大专业集群发展，加速专业的相互贯通与渗透。专业集群建设是新工科背景下教育模式的一种新范式，以服务地方或区域经济、输送综合型科技人才为根本目的，符合新工科工程教育教学的基本要求。以新工科建设特征为基本遵循，文中对专业集群建设机制构建及实施途径进行了有益的探索。
专业集群的建设应对标区域重点产业，立足于学校办学定位与自身的专业优势，建立科学的动态调整机制，层次分明，分工明确，实现政府统筹规划、高校贯彻引领、二级学院执行落实和学科组实践探索。
2.1 建立对标区域重点产业的专业集群建设长效机制
面对庞大多变的区域产业链，高校在专业集群建设中会遇到规划滞后、课程知识更新慢、人才供应脱节等突出问题。因此，高校应立足于学校办学定位与自身的专业优势，建立对标于区域重点产业的专业集群建设长效机制。依托区域重点产业链建立专业集群是一项道阻且长的长期工程，很多高校不能贯彻落实国家对专业集群建设的客观要求，只追求眼前的成效。建立校企合作的二级特色单位机制，组织相关集群专业的老师学生与区域对标重点企业的人员建立二级单位，如特色学院、研究院、创新创业学院、产业学院等机构，制定深化校企合作的管理机制；
建立专业集群内招生与转专业机制，给集群专业内学生更大、更灵活的发展空间，最大化地利用集群资源；
建立重大产业项目的申报与立项机制，鼓励校内外合作申请重点产业项目，做好项目要素保障和评估工作；
建立科研与教学成果推广应用机制，除了输送高素质新工科人才之外，高校还需将科研和教学成果及时地应用于企业生产，搭建学校与企业资源流通、技术共享的平台，推动学校向应用型高校转化。
2.2 建立专业集群动态调整机制
新一轮的科技革命与产业革命推动着区域市场经济结构与创新版图的大变革，例如合成生物学、人工智能、脑科学、再生医学等新技术正在不断冲击传统产业，带动传统产业新型化转型进程。随着信息流、资金流、人才流与技术流的加速融合，产业革命大变革具有范围广、程度深与变化快的特点。在这个错综复杂的大环境中，高校专业集群建设必须建立科学的动态调整机制才能顺应时代的潮流，服务区域经济发展。第一，建立专业集群动态管理机制。为了应对高校专业集群建设内容的深化与泛化，高校需建立一个以校内专家、校外资深企业家及管理人员为主体的专业集群动态管理组织。该组织要定期对区域产业结构与经济构成进行调研，支撑院校专业集群专业结构与布局动态调整。第二，建立可持续发展机制。通过专业群的管理、评估、审核、讨论、改进等各项措施，持续拓宽专业群建设的广度与深度，实现高校专业群建设的可再生发展。此外，高校在专业群建设的可持续发展过程中，要遵循循序渐进的原则，摸着石头过河，有节奏、有计划地改进专业群建设内容，全面提升专业群建设水平。第三，建立反馈机制。以区域产业链动态发展为依托，高校建设专业集群不仅要“铆足干劲，加油干”，也要注重总结反思。高校专业集群建设必须建立反馈机制，其中，正反馈能为集群建设校正方向，负反馈可以保持专业集群建设稳步推进。高校要组织专业人员对专业集群建设阶段性成果进行检查审计，二级学院或学科组向学校定期做年度或季度工作总结报告，构建科学的正负反馈机制。
2.3 建立层次分明的专业集群建设机制
为了有序高效地推进地方高校专业集群的建设，在这个信息爆炸的时代有必要建立层次分明、分工明确的专业集群建设机制。具体来说，主要是政府统筹规划、高校贯彻引领、二级学院执行落实和学科组实践探索。政府部门在高校专业集群建设过程中扮演着宏观调控的角色。相关政府部门应该对区域内的产业需求和人才培养适应性做详尽地调研，在飞速发展的社会变革中，紧抓区域支柱产业和特色产业，统筹规划区域高校的专业集群建设布局和方向，实现区域内人才链与产业链的顺利对接。地方高校要在政府的统筹下，着眼自己的办学目标和定位，依据高校特色，贯彻地方政府的相关文件要求，积极引领办好本校特色专业集群。二级学院是教学的基层单位，要发挥自己的教学主体作用。二级学院要依靠学院的特色专业，在学校大文件的设想下，执行落实专业集群建设的细则，建立相应的专业集群激励鼓励机制。除了服从学校的引领文件，二级学院应该有自主的举一反三能力，开创性地建设专业集群。学科组是专业集群建设的最小单位，对接的是老师与学生。在学科组内建立培训学习管理机制，学科组间进行交叉学术交流与教学研讨，挖掘学科间的可融合元素，丰富专业集群建设内容。学科组还应该切实了解老师与学生对专业集群建设的意见与建议，了解集群建设过程中最真实的困难，并跟踪解决。
新工科背景下，人工智能和互联网技术进入快车道发展阶段，为了适应新工科发展的时代需求，专业集群建设结构布局、模式及方法都应针对性地做出优化调整，在实现专业链协调有序发展的情况下，同时满足产业链的现实需求。
3.1 加强专业集群建设顶层设计
强化顶层设计，确保正确的建设方向。黑龙江工程学院《“十三五”规划及2025远景目标》和《学科专业建设“十三五”规划》等专项规划、《转型发展实施方案》等重大教育教学改革方案都对专业集群建设提出了明确要求，做出了相应部署。一是结合学校办学定位，统筹规划、布局、调整和优化学科专业结构，构建与黑龙江省经济建设和交通、测绘行业发展高度吻合、特色鲜明的学科专业体系。二是以重点建设特色专业为龙头、相关专业为支撑，打造具有特色和竞争优势的专业集群，着力整合优化学校内部专业的配置和推进资源共享。
3.2 整合优化学科专业结构，构建特色专业集群
对接区域经济社会发展和地方产业结构调整、转型升级需要，全面服务黑龙江“六个强省”“433”工业新体系建设，结合自身特点和办学实际，整合优化学科专业结构，构建面向相关产业需求、具有应用型特征的专业集群，实现教育的供给侧结构性改革。重点发展数字城乡建设专业群、智能交通专业群、智能制造专业群、人工智能与信息技术专业群、新材料专业群、现代服务业等专业集群(详见表1)。
表1 黑龙江工程学院专业群设置
3.3 以“双万计划”为牵动，加强专业内涵建设
以国家“四新建设”和“双万计划”为牵动，建立专业认证与产教融合共同驱动的人才培养体系，以“双轮驱动”加强专业内涵建设。服务新基建、新经济、行业产业技术进步和现代化新龙江建设需求，推进新工科、新文科建设布局，调整优化专业结构。本着更新内容与目标、调整内容与范畴、改革方法与手段的原则，整体优化应用型课程体系。推进新工科和OBE视域下的五类一流课程建设。加强教材建设体系、建设规划、质量评价机制等相关问题研究，形成符合学校应用型人才培养目标的特色教材体系。
3.4 以AI+为核心推进新工科建设
以AI+为核心推进新工科建设，提高学生数学化能力。AI+制造，与德国西门子公司和菲尼克斯公司合作，引进德国西门子数字孪生系统，以工业4.0智能制造教育实训中心为基础，以智能制造生产过程为主线，开展数字建模、产线规划、虚拟仿真、数字孪生等科研及社会服务。AI+建筑，联合公路设计院及行业知名BIM企业共建数字孪生BIM实训中心，围绕交通基础设施建设，搭建数字孪生平台。融合物理模拟、工业仿真、人工智能、云计算等技术建立数字孪生应用生态，利用5G技术、BIM等技术进行全域感知、运行监测、全面服务于施工现场管理。
3.5 深化产教融合，推进专业跨界融合
围绕智能交通、数字城乡建设、智能制造、人工智能与信息技术、新材料、现代服务业等新产业领域，建好现代产业学院、未来技术学院，推动西门子数字化转型产业技术研究院建设。探索政产学研协同创新机制，重点解决企业兼职、学校挂职教师评聘机制。支持企业以多种方式参与学校专业规划、教材开发、教学设计、课程设置、实习实训，面向产业需求深化教学内容与课程体系改革，以学科前沿、产业和技术最新发展成果更新教学内容。加快产教融合专业群建设，实现专业与区域产业有效链接，“四链”融合，打造高质量发展的新引擎。
3.6 健全机制制度，保障专业集群建设有序推进
修订《专业建设管理办法》等一系列制度，形成专业设置、预警与退出的动态调整机制。修订了《课程认定及学分转换管理办法》，鼓励支持学生以多种形式修读课程，获得学分。修订《普通本科毕业生学士学位授予工作实施细则(修订)》，多次召开双学位教育工作领导小组会议，积极推进“双学位”工作落实，为学生提供跨学科、跨专业修读的机会，为专业集群建设提供体制机制保障。
新工科背景下的专业集群具有区域指向、动态发展、统筹兼顾、集约并包等特征。专业集群的建设不仅要建立对标区域重点产业的专业集群建设长效机制，而且要建立专业集群的动态调整机制。通过黑龙江工程学院专业集群建设的实践证明：学校有效实现了“传统学科型”专业集群向“产教融合型”专业集群的转型与跃升，专业建设与发展的集群效应更加明显，专业巩固和支撑学校办学定位与高质量发展的效应更加明显，专业内涵建设水平、应用型人才培养能力和质量、服务国家战略和地方经济发展的支撑能力与贡献度不断提升。
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