
能力牵引 数智协同:教育数字化背景下信息通信技术领域卓越工程博士能力模型构建与实践
徐 坤

党的二十届三中全会指出,要加快建设国家战略人才力量,着力培养造就卓越工程师;强化企业科技创新主体地位,加强企业主导的产学研深度融合。习近平总书记在2024年全国教育大会上再次强调,要以科技发展、国家战略需求为牵引,完善高校人才培养模式;强化校企科研合作,让更多科技成果尽快转化为现实生产力。
为积极响应教育强国、科技强国、人才强国建设对高水平人才供给与高质量校企合作的重大战略需求,北京邮电大学(以下简称北邮)自2023年入选国家卓越工程师学院建设高校以来,始终坚持以培养国家急需的信息通信技术(Information and Communications Technology,以下简称ICT)全产业链卓越工程人才为使命和核心,聚合校企双主体最优资源,致力于建设政产学研用深度协同的卓越工程师培养“样板间”、信息通信行业卓越工程人才培养的“孵化器”、学校工程类专业硕博士学位教育改革的“试验田”。北邮卓越工程师学院与中国星网、三大电信运营商、华为、中国电子学会、中国通信学会等12家头部企业、学会组织建立了紧密的合作关系,面向新一代信息通信技术、关键软件、网络安全、人工智能、半导体等国家战略急需领域,联合推进工程硕博士培养改革专项试点工作,构建了产教融合人才库、项目库、知识库、导师库和理论库。其中,ICT领域卓越工程博士能力模型作为理论库核心成果,是北邮对卓越工程师培养改革实践经验的凝炼,为教育数字化背景下卓越工程人才的全面发展提供了系统培养支架。
一、研究背景:面向未来、破局谋新
步入数智时代,我国深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,统筹推进教育、科技、人才体制机制一体改革,这既对人才培养提出了新的挑战,更为高等教育改革发展提供了新的机遇。历史上,每一次科技重大发展与创新,都会深刻影响甚至改变教育。当前,ChatGPT、Sora掀起了新一轮人工智能发展热潮,为智能技术和教育融合创新提供了强大推力,对传统教育的教育目标、育人方式、办学模式、保障能力等产生全方位影响。华为技术有限公司2022年发布的《中国ICT人才生态白皮书》显示,目前全球有超过170个国家发布了数字战略,50多个国家发布了人工智能战略,企业数字化、智能化转型方兴未艾。面向未来的产业发展亟需大量的ICT高端人才,但高等学校对高端工程人才的培养在数量和质量上均难以满足产业界的需要。加快服务ICT等国家关键领域的高层次人才供给,关键在于面向未来、破局谋新。
卓越工程博士的定位是能够开辟新赛道新领域、勇闯工程创新“无人区”的潜质人才。从全球ICT产业人才缺口和我国强国战略需求前景看,当前国内的卓越工程博士培养存在以下几个重点问题:培养目标重知识、轻能力,对人文素养、人工智能素养重视不足;培养环节重理论、轻实践,产学合作资源未实现整合共享;培养质量评价与中华优秀文化结合不够紧密;培养环境中智慧教育尚未发挥基础支撑作用等。解决以上问题需要跳出现行培养框架,分析面向未来的卓越工程人才需求,重新思考卓越工程博士培养的能力定位与构成要素,保障其培养质量能够更好地适应并引领未来ICT领域工程技术的发展,形成有国际竞争力的ICT领域高端人才供给新优势。基于此,北邮的卓越工程师培养改革遵循两个基本思路:一是牢牢把握战略需求导向,将深化学生能力培养作为根本追求;二是牢牢把握时代发展方向,将深化智能技术赋能作为改革动力。
二、能力牵引:ICT领域卓越工程博士培养的“北邮方案”
(一)ICT领域卓越工程博士能力模型的构建基础
一是ICT产业界对卓越工程人才的能力需求。结合文献研究、案例分析、深度访谈、专家论证等方法,本研究围绕ICT领域龙头企业、小微专精创新企业对卓越工程人才的需求进行充分调研,梳理出ICT企业内部多样化的人才发展路径(见图1)。从基层员工到基层管理者或业务骨干,再到高级管理者或业务专家,最终成为企业的领军人物和思想领袖,企业内部有着不同的职业路径和晋升渠道,不同岗位的能力要求呈现差异化。从校企协同育人角度看,卓越工程博士旨在培养既具备深厚专业知识又有强大实践能力的工程博士,使他们在未来的工程领域中发挥领导作用。

二是工程师认证通用标准规范的比较视野。具体来说,既包括中国卓越工程师培养联合体的《关键领域卓越工程师培养能力标准》、中国通信学会的《数字卓越工程师能力评价规范》与《信息通信工程类工程能力评价规范(征求意见稿)》、英国工程技术学会的英国皇家特许工程师(Chartered Engineer,CEng)认证标准,也特别覆盖了本研究收集归纳的小型创新企业首席技术官(Chief Technology Officer,CTO)的能力要求。
三是传统文化对卓越工程博士能力模型的影响。中华优秀传统文化蕴含着丰富的思想理念、道德规范和人文精神。2016年5月17日,习近平总书记在哲学社会科学工作座谈会上的讲话中指出:“中华民族有着深厚文化传统,形成了富有特色的思想体系,体现了中国人几千年来积累的知识智慧和理性思辨。这是我国的独特优势。”ICT领域卓越工程博士培养应坚持在文化自信中探索“五育”融合发展,将文化传承与教育发展相结合,德育、智育、体育、美育、劳育共同凝聚通才教育之合力,形成从价值观到技术行为的优秀工程文化氛围。以儒家、道家、墨家等思想为代表的中华优秀传统文化,可以从家国情怀与道德品行层面对卓越工程博士的能力培养起到文化浸润作用,促进未来工程师对中华民族主流价值观的理解与认同。
(二)ICT领域卓越工程博士能力模型的结构
本研究以国内外工程师认证标准中的能力要求等为基础,纳入中华优秀传统文化和ICT产业界对卓越工程人才的能力需求,形成了具有“基本能力+可选能力(高要求)”分层和“通用标准+学科内容”双环结构的ICT领域卓越工程博士能力模型(见图2)。

该指标体系中,基本能力是工程博士阶段的重点培养目标,作为可选项的高级能力代表出色工程博士可能具备的进阶素质(用*表示)(见表1)。

(三)ICT领域卓越工程博士能力模型的层次
本模型是面向ICT领域卓越工程博士培养提出的能力要求,评价对象是工程博士生。根据达成难易程度和需要具备的培养条件,本模型将卓越工程博士宜具备的能力划分为4个层次(见图3)。

以上分层也为面向领军人才的卓越工程博士培养提供了层级化实现路径。ICT领域卓越工程博士能力的“基础”“中阶”层次是在校工程博士能够正常达到的能力水平,高等学校提供的培养条件基本能够支持其实现,同时也需要企业提供基本的实践机会。“高阶”层次是在企业实践中接受了项目锤炼的优秀工程博士能够达到的水平,需要博士生本身具备一定的技术领导力、系统思维、产品意识、国际视野,通过校企紧密合作为工程博士生提供良好的产业环境和真实的工程项目。“领军”层次是卓越或具备领军潜质的博士生达到的水准,需要博士生本身表现出领军人物潜质,企业在校企深度合作中为其核心能力培养提供关键岗位和不可或缺的锻炼机会。
该能力模型的特色亮点可概括如下:一是体系完整,结构优化。分层细化能力目标,给出详尽的描述,方便应用和评价。二是突出了中华优秀传统文化对人才培养的要求。例如,A3突出了中华优秀传统文化对道德品行、坚毅精神的要求。三是针对ICT领域技术研发的特点构建。例如,B4突出了跨学科知识,C2突出了跨领域合作。四是突出卓越人才应具备的战略思维、商业能力和产品意识。例如,D2突出了风险管理,D4强调了商业洞察能力,F1强调开拓创新和战略眼光,F2突出价值判断。五是对评价对象进行了分层,明确了人才培养的阶段目标和要求。该能力模型分为基础、中阶、高阶和领军4个层次,给出了有潜力的工程博士向领军人才发展的路径。
三、数智协同:数智赋能卓越工程博士能力模型的“北邮实践”
卓越工程师自主培养必须紧跟时代变革,要强化数智赋能,推动智能技术与工程教育进一步深度融合。北邮充分发挥能力模型对人才培养评价范式变革的反哺作用,针对每项能力目标精准制定举措,推动实施以数智协同为特点的“北邮实践”。
(一)产教融合的ICT领域卓越工程博士培养模式变革
北邮积极探索“产业范式”工程教育新模式,力争在国家卓越工程师学院将不同企业的创新要素聚集落地,深化ICT领域卓越工程博士能力标准,形成具有北邮特色的人才培养模式,培养懂学术研究方法、了解产业运行规律、具有成果转化能力的“桥梁式”人才(见图4)。

“北邮模式”将工程博士培养环节分为高校和企业联合培养两个阶段。其中底层模块代表以高校为主导的培养环节,上层模块代表以企业为主导的培养环节。在博士培养的第一年,主要由高校承担学生相关知识的培养。第二年,企业逐步参与培养环节,承担学生工程实现能力和科研成果转化能力的培养,而此时高校承担学生理论运用能力的培养。从第三年开始,企业培养的比重逐步加大并占主导。以上各环节由学校和企业联合培养、共同实现,充分体现了卓越工程博士培养的产教融合导向。
(二)能力牵引的ICT领域卓越工程博士课程体系重构
北邮根据工程教育专业认证的基于学习产出(Outcome Based Education,OBE)理念,以“学生中心、成果导向、持续改进”为指导思想,以目前研制的能力模型为培养目标,重构校企共商的卓越工程博士人才培养课程体系。设计的课程、教学、实践等在内容组织上打破了传统的学科界限和知识体系壁垒,强调从基础理论到实践应用、从专业知识到职业能力提升的连贯性和系统性,以多层次、系统化的培养方式高度支撑卓越工程博士能力发展。
北邮以6个维度的能力培养为牵引,统筹考虑不同阶段人才培养目标和要求,设计了不同层次的课程。课程强化校企协同建设,强化数理基础、学科交叉、思维方法、实践能力和领导力培养;要求所有博士生必选系统科学理论与方法,鼓励跨学科、跨领域选修课程,培养ICT领域工程博士的高阶能力和领军潜质(见表2)。

(三)数智协同的一体化智慧教育创新平台建设
北邮坚持系统观念和平台思维,汇聚网络设施资源、基础算力资源、行业数据资源、产业需求资源、工程方法资源,加快推进一体化智慧教育创新平台建设,着力打造既有教育数字化普遍特征,又能充分彰显北邮“大通信观、大网络观、大数据观、大安全观”教育理念的数智北邮新生态。
第一,加强资源协同,开辟人才培养新空间。学校加快整合教育、产业、社会等力量,开展以打破教与学、学与用边界为重点的未来学习中心“UNETS”平台建设,打造以“码上”智能教学应用、“邮谱”智能学习应用、“智链”创新实践应用为代表的教育数字化应用矩阵。“UNETS”平台以构建“无边界大学”为目标,以算网一体、产教融合、模型赋能、共享生态为特色,初步实现了对网络连接、算力支撑、数据整合、模型交互、问题分解、场景创设、知识学习、产学互动、成果转化、国际交流、生态建设、示范推广等能力的系统整合与实践应用,为卓越工程人才培养提供了一个资源自主调度、知识交互学习和教学全时在线的教育新空间。
第二,加强数智应用,激发贯通培养新活力。学校发挥全通信领域研究优势,打造了由8个基础共性数智化实践平台和5个关键领域产教融合实训平台构成的本研进阶式信息通信行业全产业链实践实训体系,开展虚实结合、跨域互联、异地共享的数智化无边界实践育人。依托国家卓越工程师学院,建立了多层次校企协同机制,在校企师资资源、课程资源、实践资源等方面实现了融通共享,切实推动了有组织科研与人才培养深度结合,全面保障高层次卓越工程人才培养质量。
第三,加强开放共享,构建数字育人新生态。发挥信息科技特色优势,坚持“错位匹配、协同发展”理念,深化教育数字化开放办学实践,联合国内外行业特色高水平大学、ICT领域头部企业等,打造“信息科技+N”的教育数字化协同生态,围绕数字经济产业关键需求,联合开展人才培养和科技创新,加快推动“数字化学科”与“学科数字化”的双向赋能。探索校企协同共建的数字化核心课程、教学案例和教材资源,通过线上平台,实现校企之间课程互选、教材互通和学分互认,提升工学交替模式的灵活度和校企协同培养的弹性值。坚持数字教育“引进来”和“走出去”融合发展,依托“一带一路”倡议、“中阿高校10+10”合作计划和海外孔子学院建设等交流机制,打造数字教育出海的北邮品牌,为加强国际数字经济人才培养,缩小地区数字鸿沟贡献了北邮力量。
四、关于教育数字化背景下卓越工程博士培养改革的思考
教育数字化转型已成为学校顺应时代潮流,创新人才培养、科技创新和社会服务,构建高质量教育体系的关键变革举措。推进卓越工程博士培养改革是一项系统工程,要求我们加强前瞻思考和全局谋划,从整体工作层面看要把握好三个方面。
一是促进卓越工程人才培养与国家重大战略紧密结合。当前,各国正通过增加投入、推出前瞻性研究计划和重大项目,加强关键技术研发、市场布局和高端人才培养,抢占科技制高点和产业主导权。建议打造海外产教融合联盟,依托联盟的教育资源和产业资源双重优势,加快推进数字化智能产教平台建设,运用智能技术手段变革人才培养和技能培训方式,促进国与国之间教育资源的一体联动。通过数字教育“出海”行动,培养我国具有全球视野的卓越工程人才,突破共建国家间专业技能人才的认证、评价和流动瓶颈,为就业创业提供有力支撑,推动实现以应用型人才供给带动人文交流和经贸合作的良性互动和协同发展,更好服务“数字丝绸之路”高质量发展。
二是深化工程领域专业学位教育与产业发展深度融合。当前,我国工程博士教育虽取得了一定成效,但在职业认证体系与高校教育之间的衔接上仍存在不足。一方面,高校工程博士培养与工学博士培养模式存在趋同现象;高校工程博士培养与卓越工程师职业能力评价尚未主动有效对接。各领域职业资格认证的管理机构众多,认证标准各异,导致职业资格证书的权威性和认可度存在较大差异。特别是在培养卓越工程师的工程博士领域,尚未形成与之相匹配的职业资格认证制度。因此,需要行业、学术界和相关管理机构共同努力,推动行业协会与高等院校在工程博士培养中建立统一资历框架,形成有效的互通认证方式,以更好满足国家对高层次工程人才的战略需求。
三是探索实践导向的卓越工程人才培养质量评价标准。既要坚持“破五唯”,优化入口评价,不拘一格选拔培养好苗子,又要改革出口评价,探索培养成效考核新办法。例如,如何建立精准对接产业需求的工程人才培养能力评价体系?怎么跳出传统论文评价导向,使用工程实践成果、应用验证成效和领域同行评价等新的考核指标?一系列新问题新挑战摆在我们面前,需要做进一步探索与回答。