賀辛亥，劉江南，王俊勃，徐潔，劉松濤

(西安工程大學機電工程學院，陜西西安710048)

基于5+X產(chǎn)學研合作CDIO模式培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的探索

賀辛亥，劉江南，王俊勃，徐潔，劉松濤

(西安工程大學機電工程學院，陜西西安710048)

分析我國高校產(chǎn)學研合作教育現(xiàn)狀及存在的問題，基于西安工程大學“5+X”學科群對接產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)學研合作創(chuàng)新模式提出將CDIO大工程理念引入本科教育，設(shè)計了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)教學體系.結(jié)合材料成型及控制工程專業(yè)建設(shè)實踐，給出了實施產(chǎn)學研合作CDIO工程教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基本思路和具體方案.

“5+X”產(chǎn)學研合作教育;CDIO模式;創(chuàng)新型人才

創(chuàng)新型人才是指具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新實踐能力，擅于發(fā)現(xiàn)和解決新問題、開創(chuàng)新領(lǐng)域能力的人才.高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心問題是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)又主要是創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)［1］.產(chǎn)學研合作教育作為一種教育思想與教育模式在國外已有上百年歷史，在實踐教學探索中收效顯著，是創(chuàng)新意識和實踐能力培養(yǎng)的主要途徑.但也應看到，我國高校產(chǎn)學研合作教育歷史較短并仍面臨一些困境［2］.例如：高校人才培養(yǎng)與行業(yè)需求脫節(jié);高校發(fā)展與地方經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合點偏少;互利互惠原則在實踐中很難直接體現(xiàn)，企業(yè)因未嘗到合作帶來的甜頭，積極主動性不足;企業(yè)的人才培養(yǎng)意識淡薄，尤其是缺乏創(chuàng)新人才的培養(yǎng)意識;高校的社會實踐缺乏充足的經(jīng)費保證，合作的規(guī)模與方式受限.因此，高校應轉(zhuǎn)變觀念，努力走出去，依靠教育創(chuàng)新，在產(chǎn)學研合作教育中尋找恰當?shù)那腥朦c和突破口.

本文基于西安工程大學(以下簡稱我校)“5+X”學科群對接產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)學研合作多層次人才培養(yǎng)平臺，將CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育理念創(chuàng)新地應用到人才培養(yǎng)實踐中，為解決產(chǎn)學研合作當前所面臨困境給出了實用的模式和出路.并結(jié)合材料成型及控制工程專業(yè)建設(shè)實踐，給出了實施產(chǎn)學研合作CDIO工程教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基本思路和具體方案.

1 合作人才教育模式

針對目前高校人才培養(yǎng)與行業(yè)需求嚴重脫節(jié)，高校發(fā)展與地方經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合點偏少的現(xiàn)狀，我校在整合紡織服裝優(yōu)勢特色學科群特點的基礎(chǔ)上，以服務行業(yè)科技進步和學科融合發(fā)展為目的，提出了特色學科群對接產(chǎn)業(yè)集群構(gòu)建“5+X”產(chǎn)學研合作人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式［3-5］.其中的“5”是指我校紡織服裝學科鏈中紡織工程、服裝工程、紡織機電、紡織信息與控制、紡織營銷與管理等5大特色學科群，“X”是指各特色學科與行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)合作建立的創(chuàng)新研究平臺(如圖1所示).通過與行業(yè)龍頭企業(yè)共建創(chuàng)新研究院，使我校優(yōu)勢學科專業(yè)群直接對接產(chǎn)業(yè)集群，提高了高校科學研究智力優(yōu)勢與地方經(jīng)濟和社會發(fā)展的結(jié)合度.并以創(chuàng)新研究院為依托，實現(xiàn)人才培養(yǎng)、科學研究、成果轉(zhuǎn)化、觀念互動等四大功能，著力打造多層次的人才培養(yǎng)平臺.這種模式將合作創(chuàng)新研究院建在企業(yè)，將學校的智力資源與行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢融合，培養(yǎng)工程技術(shù)人員和青年教師，為企業(yè)解決技術(shù)難題.同時以企業(yè)項目為載體培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，以參與企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生實踐能力，為學生就業(yè)創(chuàng)業(yè)奠定了基礎(chǔ).這種模式改變了傳統(tǒng)的教學、科研和企業(yè)的功能與組織分離，各自為政，三者之間缺乏良性互動的現(xiàn)狀，實現(xiàn)了以學校為中心的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式向校企合作人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變.

目前，我校已合作建立“漢麻高值特種生物資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”、“寧夏羊絨產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”和“廢舊紡織品綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”等3個國家級產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟.與南山集團、山東如意科技集團、浙江潔麗雅、深圳匯潔、廣東宏杰等行業(yè)龍頭企業(yè)建立了5個協(xié)同創(chuàng)新研究院.另外，還與西安金源電氣股份有限公司、深圳影兒時尚集團有限公司等十余家企業(yè)對接，共建創(chuàng)新研發(fā)平臺和卓越工程師培養(yǎng)基地.通過這些產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺建設(shè)，建立起多層次的人才培養(yǎng)基地，承擔生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計等實踐性環(huán)節(jié)，對工程技術(shù)人員、青年教師和學生進行創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng).

CDIO是由美國麻省理工學院、瑞典哥德堡查爾姆斯技術(shù)學院、瑞典皇家技術(shù)學院和瑞典林克平大學等4所大學于2001年開發(fā)的一項工程教育改革計劃，它是最近十余年來國際工程教育的一種創(chuàng)新模式，高度概括和體現(xiàn)了“做”中“學”、“學”中“做”以及項目化教育教學，強調(diào)以主動、實踐、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程，因而受到國內(nèi)外工科教育界的普遍認可［6-7］.2005年顧佩華院士首次將CDIO教學理念引入中國，2008年我國專門成立了《中國CDIO工程教育模式研究與實踐》課題組，組織開展了CDIO工程教育模式試點工作.我校基于CDIO工程教育理念和學科群對接產(chǎn)業(yè)集群“5+X”多層次的人才培養(yǎng)平臺立項開展了“材料成型及控制工程專業(yè)CDIO人才培養(yǎng)模式研究與實踐”教學改革工作.

圖1 學科群對接產(chǎn)業(yè)集群“5+X”多層次的人才培養(yǎng)基地

2 實施CDIO工程教育基本思路

材料成型及控制工程專業(yè)是教育部1998年進行高等學校本科專業(yè)調(diào)整時設(shè)立的一個新設(shè)本科專業(yè)，涵蓋了原來的鑄造、鍛造、焊接等材料加工類老專業(yè)的工藝及設(shè)備內(nèi)容［8］.我校2005年設(shè)立材料成型及控制工程專業(yè)，并將專業(yè)培養(yǎng)目標定位為工程應用型人才，以機械學科和材料學科為基礎(chǔ)，重在培養(yǎng)學生的實踐動手能力和綜合素質(zhì).近年來不斷完善該專業(yè)培養(yǎng)方案，在修定專業(yè)實踐教學體系中，注重采用項目驅(qū)動、能力遞進的培養(yǎng)方法.下文圍繞材料成型及控制工程專業(yè)實施產(chǎn)學研合作CDIO工程教育實踐提出一些基本思路.

2.1 構(gòu)建突出學生工程能力培養(yǎng)的實踐教學體系

產(chǎn)學研合作CDIO教育模式的主體思路是以項目為教學開展的主線，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、分析問題與解決問題的科研公關(guān)能力、獲取新知識的能力、理論聯(lián)系實際和實踐動手能力等.因此，根據(jù)材料成型及控制工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，實踐教學體系總體上應設(shè)計兩條路線：以課程實驗→專業(yè)綜合實驗→生產(chǎn)實習→課程設(shè)計→畢業(yè)實習→畢業(yè)設(shè)計等課內(nèi)學習為主線，強化選題的針對性，設(shè)計內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，強化材料成型生產(chǎn)所要求的學生動手能力的綜合訓練;以學生科研創(chuàng)新→技能訓練→學科競賽→社會實踐→課外科技與創(chuàng)業(yè)等課外實踐活動為輔助，主要強化學生的創(chuàng)新知識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

2.2 構(gòu)建課內(nèi)學習研究型實踐教學模式

綜合性、設(shè)計性實驗能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，初步掌握科學研究的思維方式、一般步驟和解決問題的方法.實踐教學模擬科研或工程項目的研究過程，創(chuàng)造競爭氛圍，激發(fā)學習潛能，學生“樂于廢寢忘食”.因此，需要加大綜合性、設(shè)計性實驗的開發(fā)力度，尤其要將企業(yè)、科研機構(gòu)以及教師科研中有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的部分及時轉(zhuǎn)化為實驗內(nèi)容.實現(xiàn)課堂教學與設(shè)計同步，設(shè)計與就業(yè)并行.即在完成課程教學的同時，布置設(shè)計內(nèi)容，由學生在設(shè)計前完成理論設(shè)計，在設(shè)計期間完成實踐環(huán)節(jié)，重點抓好畢業(yè)設(shè)計.

2.3 構(gòu)建課外實踐學習型創(chuàng)新團隊

構(gòu)建學習型創(chuàng)新團隊是高效率地掌握知識的重要途徑.組建創(chuàng)新型學習團隊，可為學生創(chuàng)造良好的溝通氛圍.良好的溝通可以使信息交流更加充分，知識理解更加深刻、迅速，減少了矛盾和沖突，汲取大家的智慧才是現(xiàn)代人取得成功的先決條件.因此，需要創(chuàng)造條件設(shè)立學生科研項目、自主創(chuàng)新實驗項目.為學生參與項目研究和其他創(chuàng)新活動提供便利的實驗設(shè)備條件及外部環(huán)境.在政策鼓勵、硬件條件、教師指導和經(jīng)費支持(尋求企業(yè)、科研機構(gòu)、學校及教師科研經(jīng)費支持)下，讓學生在大學一、二年級即開始參加科學研究和創(chuàng)新實踐活動，在學生中形成積極濃厚的課外學術(shù)科技活動氛圍.

2.4 強化“5+X”校外實習基地的針對性

通過校外實習，讓學生有機會到實際工作中去實踐，對于提高學生的實踐動手能力是非常有幫助的.在實際工作環(huán)境中，不僅可以使學生所學的理論知識得到檢驗，而且有助于進一步幫助學生對材料成型工作的整體環(huán)境和整個工作過程有一個更為深刻的印象.同時，通過建立企業(yè)實習基地可以與企業(yè)合作和研究經(jīng)濟領(lǐng)域的課題，為企業(yè)人員后續(xù)教育進行培訓，提高企業(yè)人員的素質(zhì)，使學校和企業(yè)達到雙贏效果.因此，需要充分利用好我校“5+X”多層次的人才培養(yǎng)平臺，以合作項目為載體，實現(xiàn)本科生、研究生、青年教師、企業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的聯(lián)動機制.通過與多家企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，逐步發(fā)展成以材料成型、模具制造為核心的現(xiàn)代工程實踐，實現(xiàn)學生從設(shè)計、工藝、制造到管理全方位綜合、創(chuàng)新實踐的目標.

2.5 創(chuàng)新實踐課程考核形式

課程考試是評定學生學習成績的常規(guī)方式，對學生具有較強的約束力，并成為學生學習的指揮棒，還具有規(guī)范、導向、促進、反饋等作用.合理科學地進行課程考試成為督促學生掌握所學知識，重視實踐教學，培養(yǎng)實際能力的重要途徑，是提高教學質(zhì)量和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效手段.因此，為了在實踐教學中能充分調(diào)動學生的學習積極性，應增加實踐環(huán)節(jié)的學分，將實踐教學環(huán)節(jié)考核成績納入學科成績，并制訂實踐教學考試規(guī)范，嚴格執(zhí)行考試制度.

3 構(gòu)建方案

在學習借鑒CDIO工程教育模式的基礎(chǔ)上，需要將企業(yè)急需知識納入培養(yǎng)計劃，共同實施“訂單式”人才培養(yǎng).可采取項目驅(qū)動、能力遞進的培養(yǎng)方法，引導學生自主學習.

3.1 實踐教學體系構(gòu)建

通過用人單位的需求調(diào)研和分析，獲得企業(yè)對畢業(yè)生能力需求，依據(jù)CDIO大綱對工程類學生知識和能力的要求，并將企業(yè)需求轉(zhuǎn)換為學生應具有的幾個主要專業(yè)核心能力，再將這些專業(yè)核心能力設(shè)置成多個一級項目來強化培養(yǎng)和訓練.材料成型及控制工程專業(yè)四年內(nèi)設(shè)置兩次一級項目訓練：第一次設(shè)置在大學一、二年級，以介紹專業(yè)核心內(nèi)容和調(diào)動學生興趣為主要目的;第二次設(shè)置在大學四年級初，以課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計為主要形式，目的在于培養(yǎng)學生核心專業(yè)技能.二級項目主要針對若干專業(yè)技能，可被設(shè)計為3～5個，可考慮在大學三年級完成.用這些項目作為開展能力培養(yǎng)和理論學習的載體，加強專業(yè)核心課程的學習與應用.三級項目主要針對專業(yè)基本技能的培養(yǎng)需求，將專業(yè)基本技能劃分為若干小項目，每一小項目對應一個三級項目，被分散設(shè)置在各個課程的實驗教學環(huán)節(jié)中完成.

3.2 課內(nèi)學習實踐教學環(huán)節(jié)

為達到基于“5+X”產(chǎn)學研合作CDIO的三級項目設(shè)置實踐體系目的，將課內(nèi)實踐教學分為課程實驗，綜合實驗和課程設(shè)計3個環(huán)節(jié).三個環(huán)節(jié)的內(nèi)容應系統(tǒng)劃一，主要對應一些二級和三級項目.結(jié)合課程理論教學設(shè)計出幾套本課程的課程設(shè)計子課題(二級項目)，學生的課程理論學習中要圍繞課程設(shè)計的題目展開，課程實驗(三級項目)的內(nèi)容基本是課程設(shè)計的一個部分，是課程教學中某個知識點在課程設(shè)計題目中的應用，在這個環(huán)節(jié)主要是鍛煉學生分析問題、分解問題的能力，能將復雜的系統(tǒng)分成基本模塊來研究.

綜合性、設(shè)計性實驗能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，使他們初步掌握科學研究的思維方式、一般步驟和解決問題的方法.因此，在課內(nèi)實踐教學環(huán)節(jié)中加大綜合性、設(shè)計性實驗的開發(fā)力度，將來自企業(yè)生產(chǎn)、科研機構(gòu)和教師的部分科研內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實驗內(nèi)容，新增“三維建模與激光快速成型”、“塑性成形與分析軟件的應用”，“三維建模與模具數(shù)字化制造”等CAD/CAM/CAE一體化的綜合性實驗，使學生對最新的、前沿的科學技術(shù)能有所了解并部分掌握.

3.3 課外實踐教學環(huán)節(jié)

以課外實踐促進課堂學習的教學效果，強化學生的工程綜合能力和職業(yè)能力培養(yǎng).在課外實踐教學環(huán)節(jié)構(gòu)建中，著重開發(fā)一級項目.可考慮3種設(shè)項途徑：(1)創(chuàng)造條件設(shè)立學生科研項目和自主創(chuàng)新實驗項目.為學生參與項目研究和其他創(chuàng)新活動提供便利的實驗條件和師資支持.(2)鼓勵學生參加課外科技活動和參與指導教師的科研工作，組織學生參加各類學科競賽.通過課外科技和參與科研工作，可以使學生了解該學科專業(yè)最新研究成果和前沿知識.通過引導、討論、協(xié)作不斷提高學生獨立分析問題和解決問題的能力，不斷發(fā)掘和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力.(3)畢業(yè)設(shè)計結(jié)合科研課題和企業(yè)生產(chǎn)實際選題，鼓勵學生在即將就業(yè)的工作崗位上進行畢業(yè)設(shè)計，在老師和技術(shù)人員的指導下完成實際生產(chǎn)課題和任務，學習所在工作崗位需要的專業(yè)知識.

3.4 實踐教學環(huán)節(jié)考評

為鞏固實踐教學成果，必須要強化學生的綜合能力考核，將實踐教學環(huán)節(jié)考核成績納入學科成績，特別要制定針對不同項目能力訓練的考評方法，可主要采用上機操作和PPT匯報方式來進行考核，并嚴格考試制度.

4 結(jié)束語

我?！?+X”產(chǎn)學研合作教育模式契合了2011年國家教育部提出的“卓越工程師計劃”，而且強調(diào)將合作創(chuàng)新研究院建在行業(yè)龍頭企業(yè)，以企業(yè)需求帶動實踐教學，以課題項目為載體，全方位、一條龍式培養(yǎng)了學生、青年教師和企業(yè)技術(shù)人員等3個層次的人才.解決了學校教育與社會需求脫節(jié)的問題，縮小了學校與社會對人才培養(yǎng)與需求的差距，增強了學生進入社會的競爭力.在材料成型及控制工程專業(yè)建設(shè)中，基于“5+X”學科群對接產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)學研合作人才培養(yǎng)平臺，將CDIO工程教育理念應用到人才培養(yǎng)實踐教學環(huán)節(jié)中，能使“5+X”產(chǎn)學研合作這種創(chuàng)新教育模式在實踐中擁有了更具體的操作性，同時也為高等教育人才培養(yǎng)的多元化提供了新思路.

［1］魏發(fā)辰，顏吾佴.創(chuàng)新型人才的能力構(gòu)成及其修煉［J］.北京交通大學學報：社會科學版，2008，7(1)：79-83.

［2］余為，郭海敏.貫通產(chǎn)學研合作機制，培養(yǎng)高層次創(chuàng)新型人才［J］.中國高等教育，2008，407(22)：40-41.

［3］劉江南.特色學科群對接產(chǎn)業(yè)集群，服務行業(yè)科技進步——西安工程大學構(gòu)建5+X產(chǎn)學合作創(chuàng)新模式的探索［J］.西安工程大學學報，2012，26(1)：127-131.

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［6］顧佩華，沈民奮，李升平，等.從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學工程教育與人才培養(yǎng)模式探索［J］.高等工程教育研究，2008，1(1)：12-20.

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Cultivating innovative talents by“5+X”cooperative CDIO education model

HE Xin-hai，LIU Jiang-nan，WANG Jun-bo，XU Jie，LIU Song-tao

(School of Mechanical＆Electrical Engineering，Xi'an Polytechnic University，Xi'an 710048，China)

The current situation and primary problems about Chinese universities cooperative education of production-teaching-research are discussed.Based on Xi'an Polytechnic University“5+X”discipline group docking industry cluster innovation model，CDIO concept is induced into undergraduate education.This is a new teaching system of innovative talents.The implementation of cooperative CDIO engineering education and training innovative talents of the basic ideas and specific proposals are given on account of construction practice of material forming and control engineering.

“5+X”cooperative education of production-teaching-research;CDIO model;innovative talents

F 279.2

A

1674-649X(2014)01-0111-05

編輯：田莉;校對：趙放

2013-06-17

陜西普通高等學校教學改革研究項目(11BG16);西安工程大學學位與研究生教育“質(zhì)量工程”項目(13YZL10);西安工程大學教育教學改革項目(2012JG06)

賀辛亥(1971-)，男，陜西省大荔縣人，西安工程大學教授，主要從事復合材料設(shè)計及成型技術(shù)等方面的研究.E-mail：he_xinhai@163.com