地方本科院校材料物理專業CDIO校企合作模式探索

朱科　張文玉　肖奎　謝忠祥

摘要 文章針對地方本科院校材料物理專業的現狀與存在的問題，以CDIO工程教育思想為指導，從課程設置、實踐平臺建設、教師能力提高等幾個方面開展校企合作，并通過具體協調和保障措施使合作順利、深入進行，以培養高素質的材料工程技術人才。

關鍵詞 CDIO地方本科院校 材料物理專業 校企合作

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.02.033

1地方本科院校材料物理專業的現狀與問題

在現代科學技術中，材料科學是國民經濟發展的三大支柱之一。作為其中一個分支，材料物理是從物理學原理出發研究材料結構、特性與性能的一門新興交叉學科。目前，我國有超過百所高校都開設了材料物理專業，以培養較系統地掌握材料科學的基本理論與技術，具備材料物理相關的基本知識和基本技能，能在材料科學與工程及與其相關的領域從事研究、教學、科技開發及相關管理工作的高級專門人才。在眾多開設材料物理專業的高校中，除了辦學歷史久、實力雄厚的一本院校或研究型大學外，還有相當一部分地方本科院校。這些地方院校由于本科辦學歷史短，專業建設與人才培養方面經驗不足，建設資金匱乏，使專業建設方面存在著一些突出問題：

（1）理論教學方面：課程設置陳舊，教學大綱不符合快速發展的工業技術要求，教師對教學內容、能力層次的把握不準確，沒有兼顧工業、行業實際要求與學生本身的學習能力、興趣，以為追求授課信息量大，內容齊全，不顧深淺。教材建設落后，一些專業課沒有配套教材，而另一些專業教材內容高大全，適合于研究性大學，不適合應用型本科院校。

（2）實踐教學方面：資金缺乏，導致難以購置齊全教學實驗設備和實驗材料，一些實驗項目開不出，實驗項目設置的關聯性與系統性不強；實踐基地與創新基地欠缺，或流于形式化。

（3）師資方面：缺乏懂行業和專業能力，理論與實踐教學技能過硬，能夠指導學生實踐與創新能力的雙師型教師隊伍，導致一些專業課程開不出、開不好，實踐項目不能深入，無法引導學生做中學與創新。

上述問題單靠學校自身難以解決，必須通過與企業深度合作，來彌補高等教育短板，創新人才培養模式，為社會培養出合格的工程技術人才。

湖南工學院是2007年經教育部批準的省屬公辦普通本科院校。根據信息、新能源與光電行業的發展需求，我校2015年新申請設置了材料物理專業。面對材料物理專業建設方面與其他地方院校一樣存在的共性問題，我們引入CDIO教育理念指導校企合作，以期克服專業建設困難，推進材料物理專業教育改革，將材料物理專業辦成高水準的專業。

2地方本科院校材料物理專業CDIO校企合作探索與實踐

2.1 CDIO工程教育模式簡介

CDIO工程教育模式由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學于2000年發起，經過四年的探索研究而創立。CDIO包含構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）四個階段，遵循產品研發到產品運行的生命周期模式，使學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行工程學習實踐。CDIO制定了能力大綱和十二個教育標準，指導工程教育改革。其中CDIO能力大綱從技術知識和推理能力，個人職業技能和職業道德，人際交往技能、團隊協作和交流，企業和社會構思、設計、實施和運行系統的能力等幾個方面對學生的知識、素質、能力提出了要求。CDIO十二個教育標準涉及到教育背景（標準1）、課程發展（標準2，3，4），設計實現經驗和實踐場所（標準5，6），教學方法（標準7，8），教師能力的提高（標準9，10），考核與評價（標準11，12）等幾個方面，全面指導教學全過程，以培養達到能力大綱要求高素質工程技術人才。

CDIO教育與傳統教育的根本差別在于傳統教育以工程實踐作為工程教育的內容，簡單地增加實踐、實習、操作訓練，面向接受已成定論的知識，而CDIO以工程實踐作為工程教育的背景環境，使學生能夠把學到的內容應用于工程實踐，不僅要求學生對技術基礎知識有更深刻的理解，更需要創造必要的環境和方法，幫助學生理解工程實踐并且在工程實踐環境下養成工程人員的思維、能力和行為，創造性地解決問題。

2.2基于CDIO教育思想的材料物理專業校企合作

結合材料科學與技術的發展，緊密圍繞材料物理專業應用型本科人才培養的目標，我們以CDIO工程教育思想為指導，與企業就課程設置、實踐平臺建設、師資建設等方面的合作進行了有益探索，同時通過具體協調和保障措施使合作順利、深入進行，為培養高素質高能力的材料工程技術人才創造條件。

（1）校企合作課程建設。基于CDIO教育標準中教育背景（標準1）和課程發展（標準2，3，4）的要求，即采取一體化課程體系與提供產品、生產流程、系統建構的工程實踐框架的導入課程，使學生獲得產品、生產流程、系統建構技能與團隊協作方面的知識，學校邀請一些省內外光伏企業專家共同編制課程方案。企業可以產學結合、工學交替、頂崗實習的等現代人才培養模式，按照企業人才規格要求設置、開發課程，編寫教材，組織教學。表1所示為我校與晶科能源控股有限公司合作做的課程設置模塊。我們將硅材料、晶硅組件、光伏系統的制造與檢測課程按照企業實際生產流程集成在一起，將幾大專業課知識無縫對接，將課堂置于企業生產線，由企業技術人員與專家授課，學生在觀摩、聽講解、動手操作過程中學習了實際的產品、設備、工藝流程，對光伏產業鏈有一個整體的、明確的認識與理解。此外，專門設置了職業素養類課程，使其熟悉企業文化、環境，初步培養職業能力與素質。這些課程以其生動性與實用性，受到學生的歡迎，整體學習效果突出。

（2）校企合作實踐平臺建設。基于CDIO教育標準中設計實現經驗和實踐場所（標準5，6）的要求，即包括兩個或兩個以上的設計一實施課程，一個基礎，一個高級，并有相應的工程工作平臺和實驗室以支持設計一實施項目的完成，我們在前期工作中已經初步構思了4個一級團隊設計項目和6個二級團隊設計項目，需要實踐平臺的支持來實現。通過與合作光伏企業如共創光伏、能源控股有限公司協商，企業為我校提供硅片、切片機、TCO、太陽能電池組件、太陽能電池充電寶、太陽能路燈等光伏產品與設備，我校提供場地及相關配套設施，共建校內光伏實訓室與創新工作室；企業作為光伏類專業校外實訓基地，其已有的太陽能綜合檢測實驗室為學生實習開放，以充分實現資源共享。同時，企業為專業課的實驗、實訓、專項技能訓練與綜合訓練提供場地、設備、人員等保障。此外，企業為學校提供頂崗實習基地，將學生分布在拉晶、鑄錠、切片、電池、組件及電站等技術崗位進行輪崗實習。企業專家從其研究課題與技術改造項目中提煉出幾個小問題作為一級或二級團隊設計項目，指導學生研究（見表1）。

（3）校企合作提高師資隊伍CDIO能力。基于CDIO教育標準中提高教師CDIO能力（標準9，10）的要求，學校每年派遣若干專業教師到企業掛職鍛煉，通過教師參與企業項目，如分布式光伏發電技術項目，金剛線切割與黑硅技術項目等，使教師在具體做項目中取得項目實踐經驗，熟悉光伏行業上中下游制備工藝、技術路線及行業發展動向，提高工程實踐能力，成為具備CDIO標準的雙師型教師。

此外，學校聘任企業相關技術人員擔任專業課程授課教師，實訓實習指導教師，創新工作室項目導師，畢業設計指導老師，客座教授等，參與專業教育教學工作。如我校材料物理專業半導體硅材料基礎與硅材料檢測技術、太陽能電池原理與應用，光伏發電技術與實踐等專業課，由來自晶科、湖南照耀鑫光等企業的技術專家來上。企業教師通過豐富的項目實踐案例，拓展與更新了課程知識，深化了學生對理論知識的認識，極大地調動了學生的積極性。同時通過企業教師與校內專業教師的聽評課交流、教研項目合作等良性互動，推動了課堂教學改革，推進了教學團隊建設。

（4）校企合作協調與保障措施。為使校企合作順利、有效地開展，需要做好相關協調與保障工作，為此，我們本著滿足校企雙方切身需求，互利共贏的精神，從以下三方面開展了工作：

第一，根據企業對人才的需求計劃，學校從材料物理專業選拔若干學生組建“光伏卓越班”，由雙方共同培養。“光伏卓越班”學生入班即與學校、企業簽訂三方協議，實習與畢業設計均在企業進行，學生畢業后經考核合格后進入企業工作。

第二，學校專業教師、管理人員與企業相關專家、管理人員共同組成專業建設指導委員會，依據企業對人才知識、能力、素質的要求，校企雙方共同制定人才培養方案、專業課程教學大綱與進度計劃、工程實踐能力大綱，協調校企共建實踐平臺，企業技術人員進校授課、開講座與項目指導，學生實習、教師培訓與進企業掛職鍛煉，產學研合作等事項。

第三，校企雙方合作研究開發各種類型、層次的科研項目，同時應企業要求，學校選派優秀教師承擔或參與企業科研項目開發、技術改造、技術援助和學術探討，相應的科研成果由雙方共享。

上述措施有力地推動了我校材料物理專業校企合作循序漸進，深入進行。

3小結

目前校企合作協同育人成為地方本科院校人才培養的重要機制，引入CDIO教育理念的校企合作將彌補高校辦學資金不足，促進高校雙師型教師隊伍建設，提高師資水平與辦學實力，并通過提供工程實踐背景與開展CDIO教育提高學生綜合素質和能力，為社會培養優秀工程技術人才。