鄭航物聯網專業產學研協同創新機理研究

周 鵬，劉 偉，趙 青，杜 麗，劉戰合

（1.鄭州航空工業管理學院，河南 鄭州 450046；2.福建工程學院，福建 福州 350118）

0 引 言

基于OBE理念及新工科建設需求，以航院物聯網工程專業協同創新實踐改革為基礎，探索并構建OBE下“一體兩翼”協同育人創新課程體系、人才培養方案、物聯網品牌、物聯網設計大賽“四合一”創新創業模式。對高校、公司和政府代表進行訪談，重點研究各個主體之間如何形成創新伙伴關系，以及可能產生的合作障礙。研究結果表明，政府不僅可以發揮金融家和立法者的作用，而且可以通過與其他主體建立伙伴關系，直接參與創新技術研究。高校、公司和政府機構共同協作，負責知識發展和傳播，進而促進經濟增長。Mario和Henar指出，高校的核心理念是在全面素質教育實踐中，為應對知識型電子經濟時代的挑戰，強調培養學生的創新思維、創新精神和實踐能力。由于創新是一個互動的過程，知識的創造和流動至關重要，高校作為知識的主要來源尤為重要。物聯網作為新興產業，對人才培養要求更高，迫切需要將最新的物聯網技術研究成果轉化為教學內容，建立物聯網工程專業知識體系和教學內容框架至關重要。因此，本文基于產學研協同創新機理，探索建立物聯網工程專業創新型人才培養體系，提高特色人才培養質量，推進新工科專業建設，提高高等工程教育質量。

1 現狀分析

物聯網工程專業作為一門新興學科，由于其涉及電子信息、通信、計算機、自動化等多個學科，在發展過程中步履維艱。基于這種教育模式，并不能有效地培養專業化的創新型技術人才。創新教育的目標不是追求傳統教育中的“灌輸”“更新”和“跟上”，而是“點燃”，旨在釋放人的潛力，強調潛力發展與培養優秀心理素質和積極生活態度的結合。

1.1 缺乏完善的物聯網專業特色人才培養體系

全國高校對接科技發展需求爭相開設物聯網專業，但各個高校都缺少相關產業培養經驗，所以在設計培養方案時更需要綜合考慮，與時俱進。鄭州航院物聯網工程專業屬于河南省物聯網專業開設最早的高校（2011年）之一，距今已有5屆畢業生，畢業生行業分布較為廣泛。但在物聯網產業里的影響力不足、人才培養特色不突出，主要原因是產教融合協同育人基礎較為薄弱、校企合作經驗少，課程體系仍然使用過去式的，理論內容相對較多，綜合實踐性的實驗偏少，針對性較弱。這使得本科院校部分畢業生對自己的專業沒有足夠了解，對畢業去向不明，擔任不了社會科技發展的重任[1-3]。

1.2 缺乏政產學研協同育人平臺

目前河南開設物聯網專業的有鄭輕大、河科大、河理工、鄭航、中工院、河財大、信院等28所本科院校，專科高校13所。但多數院校針對創新實踐教育主要采取課堂實驗、企業實習、課程設計和畢業設計等實踐活動，授課內容遠遠落后于行業發展，實踐教學模式單一，實踐課程相較于理論課程比重不足；創新實踐活動形式單一、層次偏低，面向群體不夠寬，學生整體參與率低；缺乏一線企業有經驗的工程師。為更好地滿足企業需求，高等院校、政府及企業采用政產學研學研聯合培養的形式，以“雙向參與、產學研合作”為原則，培養促進經濟建設的高層次創新創業型人才。但是，鑒于學校知名度的差異化，中等偏下的高校缺乏一定的政產學研協同育人平臺，很難實現創新科研成果的市場化，從而進一步提升學生的實踐能力和創新能力[1]。

我國已進入工業發展快車道，如人工智能、數據科學與大數據技術、互聯網技術、智能制造等戰略性新興產業，這些產業成為中國經濟新增長點，成為高校畢業生創新創業重要的選擇目標。面對信息技術、物聯網、智能制造等新興學科迅速發展現狀，機械、電子等傳統工科專業培養體系就顯得無所適從，難以支撐當地經濟發展需求。因此，構建航空特色學科群，推動高水平特色骨干高校建設，培養區域特色人才就必須解放思想、協同創新。構建政府、產業、高校、科研機構、用戶和資本六聯驅動協同創新模式，對培養復合型工程應用人才質量影響至關重要。

因此，本文基于目前高校物聯網專業人才培養存在的問題與挑戰，通過明確專業培養目標、建立航空特色師生共同體和打造政產學研物聯網特色人才培養體系等舉措，建立了航空特色物聯網專業產學研協同創新教育教學模式，將具有較高的推廣應用價值。

2 基于航空特色物聯網專業產學研協同創新模式

2.1 航空物聯網專業產學研協同創新運行結構模型

航空特色物聯網專業是一個典型的新興高新技術專業，其涉及電子信息、通信、計算機、自動化等多個學科，所涉及的關鍵技術往往研發難度很大，需要投入大量的人力、物力，但只要創新技術研發成功，它將會給各個主體帶來巨大的利益。為有效保障我國在未來的工業發展道路上占領領先地位，急需帶動相關高校轉型與升級，強化產學研協同創新關系，共同承擔關鍵技術的研究與開發制度，從而能夠有效推動科技的進步。在這種背景下，航空特色六聯驅動的物聯網專業協同創新模式應運而生，通過分析目前本校教育模式存在的問題、解讀國家目前急需航空特色物聯網創新型人才的狀態，構建航空特色物聯網專業產學研協同創新運行結構模型，如圖1所示[4-5]。

圖1 航空特色物聯網專業產學研協同創新運行模型

由圖1可知，產學研協同創新的主要成員包括政府部門、企業、高校、科研院所以及各類中介機構等。它們在其中起著不一樣的作用，承擔著不一樣的角色，共同維持產學研協同創新運行模型的正常運轉。其中，政府部門主要起到服務和支持的作用，為高校、企業提供所需的基礎設施、政策和金融服務；高校與科研院所的功能是創造創新，應用于公司和社會，這主要是因為高校具有獨特的能力，推動科學研究的前沿作為創新的核心力量，而且高校不僅與公司，而且與地方或中央政府聯合創造創新方面也承擔著重要作用；企業通過與高等教育機構合作，提高效率和效益，并使它們能夠占據所需的戰略職位，這些合作促進了開放創新和合作伙伴之間的知識流動，促進企業的技術發展，為高校帶來了經濟效益和科學認可；中介機構作為企業、高校和研究機構的補充，為產學研合作創新的快速發展提供了必要的智力和財政支持[4]。

2.2 航空特色物聯網專業產學研協同創新動力機制

航空特色物聯網專業產學研協同創新的動力機制是由內部動力因素和外部動力因素兩者相輔相成、互相作用形成的，通過內部動力和外部動力的協同作用，建立了一種動態機制，從而推動政府部門、企業、高校、科研院所以及中介機構從內到外的協同運作。

（1）外部動力分析

關于外部動力機制，社會需求是根本動力，市場競爭是必須承擔的壓力，技術創新是發展的必要條件，政府的支持是推動產學研協調創新模式共同發展的強大動力。面對市場競爭，企業、高校和科研所渴望不斷發展的愿望，急需在各自的領域不斷探索創新，時刻保持創新意識和緊迫感。同時，由于資源有限，每個主體都有市場、生存競爭，必須選擇創新協作模式，與各高校、科研所和其他部門合作，相輔相成、共享資源；此外，航空特色物聯網領域的研發和創新所帶來的風險是巨大的，而協同創新模式可以減少風險的存在。政府部門可以通過相關的政策體系、法律體系來推動產學研協同創新動力機制的正常運作，特別是在航空特色物聯網產業上，政府發揮著不可替代的作用，其主要作用是：第一，政府能為我校航空特色物聯網專業產學研協同創新提供良好的政策環境，促進我校針對創新型人才的培養模式的改變；第二，政府可以提供大量資金支持。總之，一方面通過政府頒發的政策鼓勵航空類院校的建設，可以大規模培養創新型人才；另一方面通過國家財政撥款，增加研究經費，將在各大高校與研究所培養一批優秀的研究人員。

（2）內部動力分析

內部動力機制方面，利益的驅動力是產學研創新過程中所有參與者中最基本的內生力，也是改變人才培養模式的關鍵原因，通過這種方式保持各個主體之間長期穩定、協同互惠和合作競爭的關系。在這種利益關系中，對于企業來說，可以獲得高校高素質的人力資源，減少研發項目所涉及的成本和風險，獲得學術界的最新知識，確保高校學生將來應聘的渠道以及解決需要合作研究的技術問題。自我創新的目的是培養高素質的科技人才，企業積極承接高校和科研所的創新型人才，企業對自己的行政部門結構和研發方向進行整改，高校和科研所積極培養高素質的研究人才，然后送到企業進行培訓，同時在企業內部學習系統的業務管理經驗和方法，為學生提供最科學的成長環境。然而，目前每個企業的專門領域都有需要填補的空白，因此尋求開發新的技術。這些知識的創新往往需要得到足夠的資助，這些資助方案作為創新杠桿，將其轉移到商業領域，最終促進國家或地區的經濟發展。從某種意義上說，價值導向的力量是一種以目標為導向的精神驅動力，它可以調動產業、高校和政府之間的合作，并激發創造力，從而推進各大高校培養創新創業型人才模式的創新而共同努力[6-7]。

2.3 航空特色物聯網專業產學研協同創新合作模式

航空特色物聯網專業產學研協同創新合作模式按照不同的參照標準可以分成不同的形式，按主導方的不同可以分為政府主導、企業主導、高校/科研院所主導三類。

（1）政府主導型

政府主導的產學研合作創新模式是指政府在產學研協作創新模式中發揮主導作用，實施統一、協調、決策的功能。在這種模式下，政府、企業、高校和科研所是協同創新的主要參與者，但政府發揮著領導作用，其統一協調作用至關重要。政府主導型的產學研協同創新模式如圖2所示。

圖2 政府主導的產學研協同創新模式

（2）企業主導型

企業追求利潤最大化，但由于自身的研發和創新能力存在不足，通常會選擇與高校和科研所合作。目前相關企業不但在研究領域和研究方向上存在差異，而且都缺乏大量的創新創業型人才。在這種模式下，企業處于主導地位，掌握著技術研究和科技創新的方向，具有統一分配資源、分散風險的作用。而高校和科研所只負責配合企業的運轉，為企業主導的協同創新模式的正常運作提供必要的人力和技術支持，彌補公司的不足，政府只提供政策和法律支持。企業主導的產學研協同創新模式如圖3所示[8]。

圖3 企業主導的產學研協同創新模式

（3）高校與科院所主導型

高校與科研院所主導的航空特色物聯網專業產學研協同創新模式主要指的是大學或科研機構整合資源，將自己的研究成果產業化的過程。具體來說，它可以分為兩種形式：一種是高校和科研所與企業合作創建實體，并在組織和管理方面進行合作；另一種是高校和科研所將自己的研究專利轉讓給企業，并通過技術入股的方式成為公司的股東[9]。

3 航空特色物聯網專業產學研協同創新實踐：以鄭州航院為例

3.1 航空特色物聯網專業產學研協同創新的實踐效果：以鄭州航院為例，構建案例實踐平臺及課程共享資源庫

（1）系統解讀鄭州航院“航空為本、管工結合”的辦學理念，對近年來該辦學理念在教學、科研和社會服務上的具體實踐進行總結。為了保持和加強我校在航空工業管理和技術應用研究領域的領先地位，管理和工程學科應開設航空特色專業課程。在對鄭州航院15個教學院部、62個專業進行歸類分析基礎上，全面闡釋“航空特色+”課程的具體建設目標、思路與手段，以及在建設中面臨阻礙與解決辦法。對航空儀表、航空電子、航空材料、航空檢測、航空物流、民航概論、航空概論、信托與航空租賃、民用航空法學等40余門專業開設的“航空特色+”課程進行系統分析，具體從通識課、專業課與專題講座等方面分析航空特色嵌入工科課程體系的方式與途徑，從工學、理學、社會學分析“航空特色+”課程嵌入不同工科專業異同。

（2）基于OBE理念和新工科思想，構建“航空特色+”課程建設的評價指標體系，并進行達成度評價。具體為：找尋“航空特色+”課程對應的培養目標與畢業要求，將每項畢業要求分解為3～4個指標點，具體找尋“航空特色+”課程支撐的指標點，對“航空特色+”課程的支撐強度賦值。確定“航空特色+”課程大綱、評估內容與畢業要求之間的關系，根據“航空特色+”課程的評估結果，進行課程對某條畢業要求指標點的達成度評價。實施OBE下“一體兩翼”協同育人創新課程體系、人才培養方案、物聯網品牌、物聯網設計大賽“四合一”創新創業模式。構造模塊化教學、項目制教學、翻轉課堂、目標驅動式教學模式探索，提升項目實踐和綜合實訓能力。本著 “產教融合、互利共生”的協同育人宗旨，緊密聯系社會各界，與政府、企業合作共同培養創新人才，計劃通過共建工程中心、校企聯合實驗室、教學實踐基地、橫向課題共同研發等方式開展協同育人。利用教育部產學研協作創新平臺，對教職工進行培訓，整合教職工隊伍結構；聯合開發教材，將創新創業元素融入教學過程；共同建設物聯網實驗室，推動學生實踐教育模式的創新[10]。

（3）鄭航智能學院于2019年1月由計算機學院、電信學院和機電學院的自動化專業合并成立。電子信息工程為河南省專業綜合改革試點和校級特色專業，電子信息實驗中心為省級實驗教學示范中心。學院科技基礎設施好，示范輻射能力強，推動航空特色物聯網專業產學研協同創新研究，提升航院人才培養水平。進一步推進實踐教學體系和實踐教學模式改革，優化實踐教學環節構成，完善實踐教學環節學時學分設計，增加教學實踐學分，增加綜合性、設計性、創新性實驗教學，替代依附于理論教學的實驗和上機。派遣專業人員與有關的企業機構聯系，建立校企聯合實驗室，擴大和加強校企合作。為物聯網創建一個集成、自主的實驗環境，建立一個典型的物聯網應用場景，利用開源軟硬件平臺進行全面開發。

與萬維網的發展相比，物聯網需要廣泛的硬件和軟件應用平臺。因此，物聯網的實踐教學非常適合以創新項目的形式通過團隊來實施。

目前，畢業生了解物聯網技術的理論前沿，具備研究、開發新系統和新技術的初步能力；掌握無線互聯網絡基礎、通信系統與通信網理論和應用的一般方法，具有分析、設計、集成、應用及測試通信系統與通信網的基本能力。

學生素質高，在開發物聯網硬件和應用系統方面有較強的創新能力；就業領域廣泛，就業率超過98%，考研上線率約20%，畢業生的社會認可程度高。根據河南省教育評估院調查數據顯示，學院畢業生就業薪資在校內排名領先優勢明顯，在省內排序也位居前列。近3年學生獲獎及科研情況見表1和表2所列。

表1 學生在校期間申請專利、參與科研項目情況

表2 2017—2019年教師發表論文情況

3.2 對河南省行業特色高校打造產學研協同創新模式研究與實踐建議

（1）妥善處理產學研各個主體之間的關系，實現內外動力的融合。企業和高校之間的合作不僅可以改進產品技術，也可以促進兩者深入交流，有助于各方之間的知識轉讓，通過這種知識轉讓，雙方才能在研究過程中取得更好的結果。知識傳播的成功對于兩個參與者的知識庫的充分增長至關重要。因此，為政府、企業和高校之間選擇最適當的工具建立關系類型是至關重要的，為促進知識轉讓，必須考慮它們認為最適合的關系類型。對于必須建立的關系類型，沒有共識或嚴格的標準，因為它們是涉及不同的背景、不同的群體和研究新課題的關系。新的工作方式應該根據流程的要求自然而然地出現。

（2）制定協同創新目標規劃，構建地方創新發展生態，建立健全利益分配激勵機制，激發協同創新的持久動力。產學研協同創新的物聯網創新型人才培養模式的發展是一個復雜而長久的過程，靠任一單個主體無法實現，需要發揮多元主體的協同作用，只有政府、企業、大學與科研機構這幾個子系統，通過協同合作形成一體、合理進行資源分配、改善溝通和信息交流的方式，開展多樣化的學生培養模式，不僅在一定程度上保證了產學研協同創新視域下航空特色物聯網專業學生培養質量，也實現了產學研系統的效應最大化。首先，建立一個實踐基地，重視校企之間合作，聘請專業技術人員作為兼職教師，積極與各企業和其他社會部門共同創建優秀教學實踐資源；其次，鼓勵更多優秀教師指導學生參加相關比賽，例如，物聯網設計、電子設計、智能車、“互聯網+”、挑戰杯、創青春等，使更多的學生能夠承擔省級、校級、院級大學生創新實踐項目。

4 結 語

本文以航院物聯網專業為研究對象，開展物聯網專業產學研協同創新機理研究。首先剖析物聯網專業發展現狀，借鑒產學研協同創新機理，建立航空特色物聯網專業產學研協同創新運行模型、產學研協同創新動力機制模型。其次分析了政府主導、企業主導、高校/科研院所主導的產學研協同創新模式下各個主體的運行作用，結合航空特色產學研協同機理，構建鄭航產學研協同創新案例實踐平臺及課程共享資源庫。最后介紹了協同創新實踐性教學方式，并對河南省行業特色高校打造產學研用協同創新模式研究提出了相應建議，以期為地方行業特色高校進一步建設特色骨干高校提供助力。