基于5+X產學研合作CDIO模式培養創新型人才的探索

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)

基于5+X產學研合作CDIO模式培養創新型人才的探索

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)

分析我國高校產學研合作教育現狀及存在的問題，基于西安工程大學“5+X”學科群對接產業集群產學研合作創新模式提出將CDIO大工程理念引入本科教育，設計了創新型人才培養教學體系.結合材料成型及控制工程專業建設實踐，給出了實施產學研合作CDIO工程教育培養創新型人才的基本思路和具體方案.

“5+X”產學研合作教育;CDIO模式;創新型人才

創新型人才是指具有創新精神、創新實踐能力，擅于發現和解決新問題、開創新領域能力的人才.高校創新人才培養的核心問題是創新能力的培養，而創新能力的培養又主要是創新意識和實踐能力的培養［1］.產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，是創新意識和實踐能力培養的主要途徑.但也應看到，我國高校產學研合作教育歷史較短并仍面臨一些困境［2］.例如：高校人才培養與行業需求脫節;高校發展與地方經濟發展結合點偏少;互利互惠原則在實踐中很難直接體現，企業因未嘗到合作帶來的甜頭，積極主動性不足;企業的人才培養意識淡薄，尤其是缺乏創新人才的培養意識;高校的社會實踐缺乏充足的經費保證，合作的規模與方式受限.因此，高校應轉變觀念，努力走出去，依靠教育創新，在產學研合作教育中尋找恰當的切入點和突破口.

本文基于西安工程大學(以下簡稱我校)“5+X”學科群對接產業集群產學研合作多層次人才培養平臺，將CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育理念創新地應用到人才培養實踐中，為解決產學研合作當前所面臨困境給出了實用的模式和出路.并結合材料成型及控制工程專業建設實踐，給出了實施產學研合作CDIO工程教育培養創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與行業需求嚴重脫節，高校發展與地方經濟發展結合點偏少的現狀，我校在整合紡織服裝優勢特色學科群特點的基礎上，以服務行業科技進步和學科融合發展為目的，提出了特色學科群對接產業集群構建“5+X”產學研合作人才培養創新模式［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領軍企業合作建立的創新研究平臺(如圖1所示).通過與行業龍頭企業共建創新研究院，使我校優勢學科專業群直接對接產業集群，提高了高?？茖W研究智力優勢與地方經濟和社會發展的結合度.并以創新研究院為依托，實現人才培養、科學研究、成果轉化、觀念互動等四大功能，著力打造多層次的人才培養平臺.這種模式將合作創新研究院建在企業，將學校的智力資源與行業領軍企業的技術優勢融合，培養工程技術人員和青年教師，為企業解決技術難題.同時以企業項目為載體培養學生的創新能力，以參與企業生產環節培養學生實踐能力，為學生就業創業奠定了基礎.這種模式改變了傳統的教學、科研和企業的功能與組織分離，各自為政，三者之間缺乏良性互動的現狀，實現了以學校為中心的傳統培養模式向校企合作人才培養模式的轉變.

目前，我校已合作建立“漢麻高值特種生物資源產業技術創新戰略聯盟”、“寧夏羊絨產業技術創新戰略聯盟”和“廢舊紡織品綜合利用產業技術創新聯盟”等3個國家級產業戰略聯盟.與南山集團、山東如意科技集團、浙江潔麗雅、深圳匯潔、廣東宏杰等行業龍頭企業建立了5個協同創新研究院.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對接，共建創新研發平臺和卓越工程師培養基地.通過這些產學研協同創新平臺建設，建立起多層次的人才培養基地，承擔生產實習、畢業設計等實踐性環節，對工程技術人員、青年教師和學生進行創新能力和工程實踐能力的培養.

CDIO是由美國麻省理工學院、瑞典哥德堡查爾姆斯技術學院、瑞典皇家技術學院和瑞典林克平大學等4所大學于2001年開發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新模式，高度概括和體現了“做”中“學”、“學”中“做”以及項目化教育教學，強調以主動、實踐、課程之間有機聯系的方式學習工程，因而受到國內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?；贑DIO工程教育理念和學科群對接產業集群“5+X”多層次的人才培養平臺立項開展了“材料成型及控制工程專業CDIO人才培養模式研究與實踐”教學改革工作.

圖1 學科群對接產業集群“5+X”多層次的人才培養基地

2 實施CDIO工程教育基本思路

材料成型及控制工程專業是教育部1998年進行高等學校本科專業調整時設立的一個新設本科專業，涵蓋了原來的鑄造、鍛造、焊接等材料加工類老專業的工藝及設備內容［8］.我校2005年設立材料成型及控制工程專業，并將專業培養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，重在培養學生的實踐動手能力和綜合素質.近年來不斷完善該專業培養方案，在修定專業實踐教學體系中，注重采用項目驅動、能力遞進的培養方法.下文圍繞材料成型及控制工程專業實施產學研合作CDIO工程教育實踐提出一些基本思路.

2.1 構建突出學生工程能力培養的實踐教學體系

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

2.2 構建課內學習研究型實踐教學模式

綜合性、設計性實驗能激發學生的創新意識，培養學生的創新能力，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，創造競爭氛圍，激發學習潛能，學生“樂于廢寢忘食”.因此，需要加大綜合性、設計性實驗的開發力度，尤其要將企業、科研機構以及教師科研中有利于培養學生創新能力的部分及時轉化為實驗內容.實現課堂教學與設計同步，設計與就業并行.即在完成課程教學的同時，布置設計內容，由學生在設計前完成理論設計，在設計期間完成實踐環節，重點抓好畢業設計.

2.3 構建課外實踐學習型創新團隊

構建學習型創新團隊是高效率地掌握知識的重要途徑.組建創新型學習團隊，可為學生創造良好的溝通氛圍.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代人取得成功的先決條件.因此，需要創造條件設立學生科研項目、自主創新實驗項目.為學生參與項目研究和其他創新活動提供便利的實驗設備條件及外部環境.在政策鼓勵、硬件條件、教師指導和經費支持(尋求企業、科研機構、學校及教師科研經費支持)下，讓學生在大學一、二年級即開始參加科學研究和創新實踐活動，在學生中形成積極濃厚的課外學術科技活動氛圍.

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，通過建立企業實習基地可以與企業合作和研究經濟領域的課題，為企業人員后續教育進行培訓，提高企業人員的素質，使學校和企業達到雙贏效果.因此，需要充分利用好我?！?+X”多層次的人才培養平臺，以合作項目為載體，實現本科生、研究生、青年教師、企業技術人才培養的聯動機制.通過與多家企業建立良好的合作關系，逐步發展成以材料成型、模具制造為核心的現代工程實踐，實現學生從設計、工藝、制造到管理全方位綜合、創新實踐的目標.

2.5 創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，培養實際能力的重要途徑，是提高教學質量和培養學生創新能力的有效手段.因此，為了在實踐教學中能充分調動學生的學習積極性，應增加實踐環節的學分，將實踐教學環節考核成績納入學科成績，并制訂實踐教學考試規范，嚴格執行考試制度.

3 構建方案

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

3.1 實踐教學體系構建

通過用人單位的需求調研和分析，獲得企業對畢業生能力需求，依據CDIO大綱對工程類學生知識和能力的要求，并將企業需求轉換為學生應具有的幾個主要專業核心能力，再將這些專業核心能力設置成多個一級項目來強化培養和訓練.材料成型及控制工程專業四年內設置兩次一級項目訓練：第一次設置在大學一、二年級，以介紹專業核心內容和調動學生興趣為主要目的;第二次設置在大學四年級初，以課程設計和畢業設計為主要形式，目的在于培養學生核心專業技能.二級項目主要針對若干專業技能，可被設計為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和理論學習的載體，加強專業核心課程的學習與應用.三級項目主要針對專業基本技能的培養需求，將專業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，被分散設置在各個課程的實驗教學環節中完成.

3.2 課內學習實踐教學環節

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

綜合性、設計性實驗能激發學生的創新意識，培養學生的創新能力，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，在課內實踐教學環節中加大綜合性、設計性實驗的開發力度，將來自企業生產、科研機構和教師的部分科研內容轉化為實驗內容，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、前沿的科學技術能有所了解并部分掌握.

3.3 課外實踐教學環節

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能力培養.在課外實踐教學環節構建中，著重開發一級項目.可考慮3種設項途徑：(1)創造條件設立學生科研項目和自主創新實驗項目.為學生參與項目研究和其他創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最新研究成果和前沿知識.通過引導、討論、協作不斷提高學生獨立分析問題和解決問題的能力，不斷發掘和培養學生的創新意識和創新能力.(3)畢業設計結合科研課題和企業生產實際選題，鼓勵學生在即將就業的工作崗位上進行畢業設計，在老師和技術人員的指導下完成實際生產課題和任務，學習所在工作崗位需要的專業知識.

3.4 實踐教學環節考評

為鞏固實踐教學成果，必須要強化學生的綜合能力考核，將實踐教學環節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 結束語

我?！?+X”產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”，而且強調將合作創新研究院建在行業龍頭企業，以企業需求帶動實踐教學，以課題項目為載體，全方位、一條龍式培養了學生、青年教師和企業技術人員等3個層次的人才.解決了學校教育與社會需求脫節的問題，縮小了學校與社會對人才培養與需求的差距，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建設中，基于“5+X”學科群對接產業集群產學研合作人才培養平臺，將CDIO工程教育理念應用到人才培養實踐教學環節中，能使“5+X”產學研合作這種創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的多元化提供了新思路.

［1］魏發辰，顏吾佴.創新型人才的能力構成及其修煉［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.貫通產學研合作機制，培養高層次創新型人才［J］.中國高等教育，2008，407(22)：40-41.

［3］劉江南.特色學科群對接產業集群，服務行業科技進步——西安工程大學構建5+X產學合作創新模式的探索［J］.西安工程大學學報，2012，26(1)：127-131.

［4］劉江南.審時度勢，科學制訂學校“十五”發展規劃［J］.西安工程大學學報，2011，25(2)：268-272.

［5］劉江南.美國高等教育國際化動向及其戰略意圖［J］.中國高等教育，2011，9：60-62.

［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模式探索［J］.高等工程教育研究，2008，1(1)：12-20.

［7］彭易菲.CDIO教育理念對我國實施卓越工程師教育培養計劃的啟示［J］.現代企業教育，2011，375(2)：143-144.

［8］畢鳳陽，王百成，黨躍軒，等.CDIO指導下材料成型及控制工程專業人才培養模式研究［J］.價值工程，2010，29(11)： 166-167.

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計及成型技術等方面的研究.E-mail：he_xinhai@163.com