“产教科”融合破解高职集成电路人才培养难题的探索与实践
摘要:发展集成电路产业的关键是人才。针对高职集成电路人才培养中存在的“行企优质育人资源不足,教师实践教学胜任力不足,学生真项目技能训练不足”等问题,深圳信息职业技术学院深入探索并创新实践了产教科“深融互助”体制机制,建设了混合所有制特色产业学院;以卓越“双师”培养为关键途径,通过构建“多模块分层级”课程体系,实施“联产承包”教学模式改革,有效破解了难题,取得显著育人成效,获得2022年职业教育国家级教学成果奖一等奖。
一、问题的提出
国务院印发的《国家集成电路产业发展推进纲要》指出,集成电路产业是信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。近年来,国家出台了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》等一系列文件,发展集成电路产业已经上升至国家战略。
发展集成电路产业的关键是人才。《中国集成电路产业人才发展报告》显示,预计到2023年前后,全行业人才需求将达到76.65万人左右,其中人才缺口将达到20万人。目前,国内高校培养的集成电路专业人才不到3万人/年,人才匮乏已经成为制约集成电路产业发展的关键因素。从现有从业人员的人才结构分析来看,我国在除高端人才尤其是领军人才缺乏外,复合型人才(跨技术领域,适应集成电路产业多个岗位),骨干型人才(具备多年技术积累,能够带领技术团队)和工程型人才(精通某一岗位技术技能,熟练操作软硬件设备)的数量也严重不足。
作为现场工程师人才培养的主力军,高等职业院校(以下简称“高职院校”)在集成电路人才培养的数量(据统计,截至2019年,仅有22所高职院校开设了集成电路相关专业)和质量上与产业需求还有极大差距,存在“行企优质育人资源不足,教师实践教学胜任力不足,学生真项目技能训练不足”,成为高职集成电路人才培养的“卡脖子”难题。
(一)行业企业优质育人资源不足
集成电路人才培养具有技术复杂、工程实践要求高、人才成长周期长等特点,仅靠高职院校自身教学资源已无法满足人才培养需要。受限于高职院校人才支撑不足和技术服务能力欠缺问题,集成电路企业参与高职集成电路人才培养的动力不足,校企难以有效对接,产业的新技术、新工艺、新材料、新设备难以导入成为教学资源。而教学内容与产业需求偏离、教学过程与生产过程脱节,使得人才培养质量不高,导致集成电路的职教领域出现产教融合“负循环”问题。
(二)教师实践教学胜任力不足
一方面,新入职的教师大多是高校毕业后直接就进了校门,接触企业工程项目或到企业一线工作的机会较少,缺乏掌握先进的工程技术和一线生产方法的工程实践能力。另一方面,集成电路产业技术迭代更新快,即便具有企业工作背景的“老”教师,如果长期脱离企业工作环境,工程经验与技术无法得到更新,与产业技术发展脱节的现象不可避免。这些都导致教师在实践教学方面胜任力不足,影响了人才培养的质量。
(三)学生真项目技能训练不足
一方面,由于半导体行业的生产设备精密昂贵、生产计划周密、产品良率要求高,企业不愿接受学生“工学交替”入企实践,校外实训基地学生观摩多、实践少。半导体设备价格高、投入大,高职院校难以自建生产性实训基地,普遍采用“仿真”代替“实操”。另一方面,由于校企合作不深,真实的企业案例匮乏,教师实践教学能力又欠缺,导致学生接受真实生产项目的训练不足,与产业所需真实技能要求差距甚大。
二、依托专业建设项目,探索破解难题新思路
为破解这一难题,深圳信息职业技术学院(以下简称学校)依托国家、省级等专业建设质量工程项目,进行了多年探索。
2011年,学校依托“国家示范性高等职业院校建设计划”骨干高职院校项目,探索以“专业工程中心”为主体的二级机构改革,优化微电子技术专业方向,建设电子设计自动化(EDA)工程中心,实施课程经理负责制。
2016年,学校依托“广东省一流高职院校建设计划”项目,试点二级学院改革项目,建设混合所有制创新研究院,探索混合所有制办学,凝聚科研力量,提升技术服务产业能力,以科研带动专业建设,形成了“产教科”“深融互助”体制机制。同时构建模块化课程体系,试点“承包制”教学改革,形成了“联产承包”的育人新模式。
2017年,在国务院办公厅《关于深化产教融合的若干意见》等文件精神指引下,学校通过广东省一类品牌专业建设(2018年)进行创新实践,建设混合所有制特色的“芯火”产业学院,全面深化教育教学改革,打造教师教学创新团队;在2019年“双高计划”高水平专业群(微电子技术专业为移动通信技术专业群重点建设专业)和2021年广东省第二批省高职院校高水平专业群高水平专业群(微电子技术专业群)建设中持续创新并不断提升,促进了集成电路领域的产业链、创新链、教育链、人才链“四链融合”育人,有效解决了难题,取得了显著育人成效。
三、创新“产教科”融合新机制,实施协同育人新模式
(一)以“产教科”深融互助体制机制,构建特色产业学院,提升协同育人动能
为破解集成电路人才培养难题,学校深入探索产教协同育人,综合校企各方优势和利益诉求,以“共赢”为目标,逐步构建起“产教科”深融互助的育人体制机制(图1)。
学校依托专业教师(团队),校企共建“协同创新中心”平台,教师技术攻关帮助解决产业技术难题,吸引企业协同育人,汇聚人才、需求、资源、环境等创新要素。头部企业提供“教师工作站”,开放教师参与工程实践,提升教师实践教学胜任力和技术服务能力。企业受益学校“智力服务”,主动捐赠软硬件设备,共建生产性实训基地,提供高水平工程师参与实践教学,共组“混编”教学团队。学校得益于企业参与专业建设的“物力支持”和协同培养的卓越“双师”,开展“真环境、真项目、真产品”的实训教学,使学生获得“真技术、真技能、真本领”,批量培养高质量集成电路现场工程师人才,满足了企业用人需求,使产业获益,进一步强化了产教融合深度,实现了校企合作的“正循环”。
1.混合所有,共建“芯火”产业学院
产业学院是多主体融合的产学研共同体,混合所有制将是未来产业学院的发展方向。学校与深圳微纳研究院(国家工信部“芯火”深圳平台)、华大九天(EDA国家工程研究中心)、国家集成电路设计深圳产业化基地等多家半导体行企共同成立了“芯火”产业学院(图2),校企“混合所有”,成立理事会,设立产教融合办公室和教学指导委员会,落实双主体办学,建设集成电路工程中心,打造人才培养示范基地,成立深圳芯火科技服务有限公司进行企业化运营,保障“造血”功能,形成了“产教科深度融合、校企互助发展”的命运共同体。
2.六位一体,有效监测协同育人成效
为持续提升校企合作生命力,首创了“行企资源投入、生产服务效益、技术服务能力、案例转化能力、教师岗位胜任力、人才培养质量”六位一体的指标体系,通过细化分解和量化评分,动态监测协同育人成效,做实“三教”改革(图3)。
3.互助机制,搭建三大平台实现互惠双赢
第一,建设协同创新中心研发平台,提升教师技术服务能力。以产业学院为载体,将有相同科研志趣、不同专业背景的教师凝聚在一起,校企共建了教育部第三代半导体应用协同创新中心、智能芯片设计工程中心和先进光学制造研发中心。专任教师通过平台,在人工智能芯片、光学镜头、氧化镓晶圆生长、高端测试装备等方面与企业协同进行技术攻关,取得了突破性成果,助推企业发展和产业升级,增强了学校技术服务能力和企业协同育人动力。
第二,建设生产性实训资源平台,培养学生真岗位技能。通过学校提供技术服务和优质人才供给助力企业生产和发展,吸引头部企业深度参与专业建设并捐赠先进软件或设备,共同打造集实践教学、真实生产、技术服务和社会培训于一体的产教融合实训基地——芯片“快封”中心,解决了实践教学的生产化教学场景需求,有效落实学生真岗位技能培养。依托生产性实训基地,以“长岗优酬”制度,吸纳企业高水平工程师担任“产业教授”,与专任教师混编教学。
第三,建设教师企业工作站跟岗平台,协同培养卓越“双师”。联合知名企业共建,专任教师全员轮岗,深度参与企业工程项目,联合技术攻关,助力企业解决创新难题;在项目载体中,有效提升教师实践指导、教学案例提取、教学资源转化和应用服务创新等能力。确保专任教师的“双师”素质,助力卓越“双师”培养。
通过创新的“产教科”深融互助体制机制,学校培育了优质师资团队,打造了微电子技术省级优秀教学团队,立项建设集成电路国家级教师教学创新团队,培育了全国先进工作者、“万人计划”教学名师、广东省特支计划教学名师、南粤优秀教师、珠江学者等5人;取得了突出的科研成效,建有教育部第三代半导体应用协同创新中心1个,近年来,完成国家自科基金4项,省市自科基金、教改课题32项,承担技术服务项目37项,科研项目经费总计1 920.5万元;同时带动全校联合领军企业共建了产教科“深融互助”的产业学院12个,培养校级卓越“双师”51名。
(二)创新“联产承包”育人模式,破解集成电路人才培养难题
依托“芯火”产业学院,企业全程参与人才培养,以“岗”定“标”共定人才培养方案与课程标准、以“技”建“课”共建项目化优质教学资源、“联产承包”共组教学团队,保障了教学与生产紧密耦合、技能与岗位真实对接。
1.以岗定标,构建模块化课程体系
依据岗位类别设置多模块化课程体系,制定培养标准。基础课程模块夯实专业基础知识培养;专业核心模块聚焦岗位核心技能培养,分方向开发了芯片设计、封装、测试、应用等多模块课程(图4),按照岗位技能需求分层级设计课程,实现“岗课证融通”;同时,开设新技术、创新创业等拓展模块,满足学生专业深造、高薪就业或自主创业等个性化成才需求。依托“芯火”产业学院,校企共建项目化、数字化课程资源,实现专业核心课程线上线下混合教学的全覆盖。建设了丰富教学资源,包括国家级教学资源库课程3门,出版教材38部,其中,国家规划教材9部、全国电子信息类优秀教材1部、基于企业真实案例的高本衔接立体化教材16部。
2.四项联产,实现教学要素与生产过程紧密耦合
校企在生产服务和人才培养方面实行“联产”双赢(图5):联合共建芯片封测生产线,实现了教学场景生产化;联合生产+实训,既服务中小企业“快封”诉求,又实现了教学过程项目化;联合技术攻关,解决产业共性难题,同时提升了教师工程素养;联合共建教学资源和实施技能教学,确保人才培养精准度,满足了企业对高质量技术技能人才的需求。
3.四项承包,实现技能培养与岗位需求真实对接
第一,组建卓越“双师”教学微团队。以具备一个模块所有专业核心课程理论授课和实践教学能力的卓越“双师”与企业工程师共同组建教学微团队,全程负责“真环境”实训场景的搭建和“真项目”课程资源的组织,在“真产品”联合生产+实训中注入工程素养,培养工匠精神,落实立德树人。
第二,承包四项全程培养责任。教学微团队对“实训场景、课程资源、技能培养、高质量就业”四项实行“全程包干”,从学生大一期末自选方向开始,承担科技社团、技能竞赛和双创指导,结合实训、竞赛、社团等多维手段,承包学生全程和知识技能素质的全面培养,丰富学生工程实践,跟踪学生学习情况,落实“真技术、真技能、真本领”的人才培养高质量,确保学生考取高端证书,精准入行,顺利就业(图6)。
第三,改革绩效考评方案。学校构建教师分类成长发展体系,打通卓越“双师”成长渠道,并将毕业生高端证书考取率、集成电路产业就业率、就业薪酬等指标纳入教师绩效考评,“优绩优酬”,激励教师提升自身能力、改进教学方法,提高学生学习效果,切实保障学生就业质量。
实施育人模式改革以来,学校累计为集成电路产业培养了专科生1980名,联合培养本科生156名、工程硕士12名。在国家级职业技能大赛中获奖 14 项(包括金牌1项、一等奖 4 项),省级赛项获奖 31 项,在“集成电路EDA设计精英挑战赛”等高水平行业赛中,与“双一流”大学学生同台竞技、同登奖台。毕业生在中芯国际、聚飞光电等知名企业高薪就业,发展后劲强劲。
四、总结与展望
学校通过打造“产教科”深度融合的特色产业学院,增强企业协同育人动能,解决了实践教学资源难自足、教学内容与产业需求契合度不高问题;通过打造“互助”双赢的校企合作平台,解决了专任“双师”素质难提高、“双师”结构难优化的问题;通过构建“多模块分层级”课程体系和实施“联产承包”教学模式,多途径解决了学生真实岗位技能训练不足、可持续发展后劲不强问题。在体制机制、育人模式、课程体系等方面实现了创新突破,获得了2022年职业教育国家级教学成果奖一等奖。
(一)体制机制创新
产业需求驱动,科研双向赋能,促进“产教科”深融互助育人体制机制的创新。首创的“六位一体”指标体系确保产教有效互动,提升了校企合作生命力,丰富了产教融合理论。
面向集成电路产业人才支撑和技术创新需求,联合头部企业共建“芯火”产业学院,校企联合攻关,在人工智能芯片、光学镜头、氧化镓晶圆生长、高端测试装备等产业技术前沿取得突破性成果,增强学校技术服务能力和企业协同育人动力。企业获益,主动捐赠芯片设计、制造、封测等软硬件设备,共建校内优质生产性实训基地,反哺学校批量培养产业急需集成电路人才;学校通过技术服务产业,提升专任教师的实践教学和科研创新实力,培养卓越“双师”,获得企业“真环境、真项目”实践教学资源,促进了产业、创新、教育、人才“四链”融合育人。
(二)育人模式创新
依托产业学院,通过协同创新中心、教师企业工作站、生产性实训基地三大平台,施行四联产+四承包育人新模式,破解了集成电路人才培养难题。
以校企联合共建芯片封测生产线、联合生产+实训、联合技术攻关、联合共建教学资源和实施技能教学四项联产,实现校企双方“智力”和“物力”的优势互补,互助互惠,汇聚生产化教学场景、项目化课程资源、高工程素养专任教师和企业高水平兼职教师等优质育人资源。校企共建卓越“双师”微团队,实施承包制教学,全方位负责组织实训资源、打造实训项目、承担课程教学,以“师徒传授”方式,为学生提供从进入专业方向到毕业就业的全过程培养与产出服务。知识、技能、素质全面培养,“一包到底”;课堂教学、实践能力、高端证书、就业质量全程绩效考评,校企师资责任共担。形成了精准对接产业人才需求、精细落实模块教学、学生高质量就业的人才培养新模式。
(三)课程体系创新
依托产业学院,获得集成电路产业典型工作岗位,按岗位职责→岗位能力→培养标准→课程标准,“以岗定标”重构多模块分层级课程体系,按照岗位技能分层级设计课程,学生自选方向,助力个性成才。校企共同开发项目化、立体化教学资源和“集成电路版图设计”等职业技能等级证书,教学内容与行企需求精准接轨,实现“岗课证”融通,助力学生高质量就业,有力支撑了深圳及珠三角集成电路产业发展。
产教融合是职业教育高质量发展的必由之路。新时代以来,教育部印发《关于2013年深化教育领域综合改革的意见》明确提出“完善职业教育产教融合制度”,“产教融合”首次被正式确定为国家政策用语,上升为国家意志。2019 年10月25日,《中国特色高水平高职学校和专业建设计划》指出,要创新高等职业教育与产业融合发展的运行模式,精准对接区域人才需求,提升高职学校服务产业转型升级的能力,推动高职学校和行业企业形成命运共同体。深圳信息职业技术学院为破解产教融合“合而不深”、校企合作“校热企冷”问题,以校企“互助双赢”为目标,以卓越“双师”培养为纽带,以教师技术服务能力和实践教学能力达成为支撑,加强有组织的科研,以产业需求为导向凝聚优势科研力量,构建了“产教科”融合的新生态,达成了高水平项目化教学的高质量人才培养。
党的二十大报告强调,“推进职普融通、产教融合、科教融汇,优化职业教育类型定位。”为满足国内集成电路产业对各类人才的“井喷式”需求,促进职业院校在集成电路领域的高质量发展,高职集成电路人才培养仍需要在校企协同育人机制、科研创新服务、教学模式改革等方面进一步探索。作为中国职业技术教育学会微电子技术专业委员会秘书处所在单位,深圳信息职业技术学院将依托“产教科”深融互助的“芯火”产业学院,进一步推进高水平师资队伍建设,建成一流的开放共享教学资源,为中国特色世界一流职业院校建设提供“产教科”融合体制机制和育人模式借鉴。
中国职业技术教育2023-10-8