基于設計思維的工程創新人才校企協同培養模式

王軍鋒

（深圳技術大學，廣東 深圳 518118）

2015 年的聯合國教科文組織研究報告指出，世界高等教育正在向“大眾化、多樣化、國際化、終身化、信息化”的趨勢轉變。工科教育作為高等教育的重要組成部分也經歷了從注重技術應用的“技術范式”轉換為注重科學研究的“科學范式”，又轉換到注重實踐的“工程范式”，并時刻瞄準未來的新范式。為了應對這一趨勢，我國在2016 年提出了“新工科”這一概念，并很快通過“復旦共識”和“天大行動”展開了深入研討。一時間，國內高校所有的教學改革熱點都聚焦到了新工科建設，工程創新人才的培養成為其主要目標，這迫使國內高等工程教育從學科導向轉向產業需求導向。校企聯合培養，協同育人是實現這一轉變的必由之路。

本文首先分析工程創新與科技創新活動的差異，進而剖析當前工程教育存在的問題，結合企業內已廣泛應用的“設計思維”制定了校企聯合工程創新人才培養方案；構建了人力資源、硬件資源和業務資源三方面相融共生的校企協同培養模式，提倡構建教師團隊，開展分段式教學，以提升工程創新人才的培養質量。

一、工程創新與科技創新

與工程教育相關的創新活動可以分為科技創新和工程創新。科技創新解決從無到有，從0 到1 的問題，以推動學科發展和拓展人類知識邊界為導向，以產出新知識和新技術為目標；而工程創新解決從1 到100 的問題，以滿足人類生產生活中的實際需求為導向，其目標是應用已有的知識和技術解決工程問題，產出新的產品或系統。工程創新又大致可分為創意、創新、創業三個階段。學校最容易實施，也最擅長的是“創意”，后面創新階段需要企業的加入，將創意轉化為具體的產品，而最后一階段的創業則需要市場和資本的介入。如何更好地銜接創意和創新階段一直以來是世界工科類著名高校的產業化工作重點。當前大部分高校的工程人才教育未理清這兩者的關系，導致其教學和人才培養的思路仍然停留在“科學范式”。這種范式之下在試圖培養科技創新型人才，并沒有考慮利用已有技術開發產品，滿足市場需求。

二、當前工程教育存在的問題

（一）校企協同深度不夠

企業資源在高校人才培養過程中的應用不夠深入是工程教育質量不高的主要問題。目前國內高校的校企產學研合作大多都停留在企業人員偶爾到高校開展講座，高校教師通過橫向項目服務于企業需求。這種模式只能解決教師的科研成果的具體應用問題，無法為本科層面的工程教育帶來太多的促進作用。要培養出企業需要的工程創新人才，除了企業人員到校開展講座之外，還應該進一步將企業人員的實踐經驗引入到相關課程的教學環節。另外，當前高校搭建的工程實踐環境與企業的實際生產環境有較大的差異，高校不具備企業完整的生產硬件設備，也無法完整呈現企業內的產品生產流程，無法營造出真正的工程開發氛圍。為了解決這一問題，高校需要在人力資源、硬件資源以及業務資源三個方面與合作企業展開深入的協同互動。

（二）教學模式和方法傳統

由于工科專業有比較清晰的就業途徑和面向領域，各大高校的工科專業招生人數都相比其他學科更多。這導致當前的工科專業教學模式和教學方法較為單一。理論教學方面，一名教師在課堂面向60～70 人，甚至更多的學生講授專業理論，因學生人數多，時間成本高，無法很好地組織較為深入的討論，導致學生對理論的吸收不夠全面。實踐教學方面，教師面對數量眾多的學生布置設計課題或是實驗項目，期末收作業和實驗報告，無法針對大部分同學進行較為深入地指導，導致學生對理論在實踐中的應用方法和具體過程掌握程度不夠，實踐教學效果十分不理想。更甚至有理論教學老師不知道實踐環節的具體內容，實踐課教師不知道理論課的詳細授課內容。這種教學模式和教學方法對于激發學生的工程實踐能力和創新能力極為不利。

（三）工程實踐的產品思維不足

高校在校內的工程實踐課題大部分時候以學科競賽為主，但這些競賽的評比標準更多傾向于新穎性和技術先進性，這和企業內部的實際產品開發需求完全不同。在這種目標引導下，學生工程實踐更多地在求新意，而忽略了實踐成果產品化的可能性，導致很多優秀的成果根本無法被企業所采用，基本上無法轉化為實際產品。學生在實踐過程中學習到的知識和能力也與畢業后實際的工作要求存在一定的偏差。

三、基于設計思維的工程實踐流程

當前對于創新思維和能力的培養注重于學科前沿技術的研究和創新，類似于TRIZ 之類的創新方法僅聚焦于解決方案的創新，對市場和用戶關注不足，導致創新成果市場化成功率低。設計思維注重于對用戶需求的深入研究，通過多學科融合創新的方法產出創新性解決方案。在工程教育中，引入設計思維能培養學生的產品意識和市場意識，進而提高工程實踐成果轉化的成功率。

設計思維是一種有力、有效且被廣泛接受的創新方法，已成功應用到商業乃至其他領域。2012 年6 月，《華爾街日報》刊出“培養設計思維的設計學院將取代商學院”。IBM 2017 年大規模招收具備設計思維的設計師。2018 年9 月，《哈佛商業評論》在封面刊出“設計思維不再僅限于產品研發，它已經被管理者廣泛用于戰略制定和變革管理?！边@些現象均表明，設計思維對于企業創新具有重要作用。

在教育界，世界著名高校也都引入設計思維，構建了跨學科工程創新人才培養平臺。2005 年，美國斯坦福大學創立了全球首個設計思維學院（D School），2007 年德國波茨坦大學成立了歐洲第一所設計思維學院。隨后，東京大學、巴黎高科大學、莫斯科管理學院等國際著名高校都相繼建立設計思維學院。哈佛大學和麻省理工學院在MBA 和工程學專業課程中也融入了設計思維方法。日本富士通推動了跨學科團隊使用一種設計思維模型幫助教師重新設計學習活動的項目。澳大利亞政府教與學辦公室探索基于設計思維框架的變革性跨學科教學法，目的在于培養學生的創新精神和創造性地解決問題的能力。國內，浙江大學國際設計研究院基于設計思維培養跨學科的工程創新人才取得了顯著成效。

基于設計思維，作者與合作企業的產品研發人員共同構建了如圖1 所示的產品設計開發流程。該流程主要包括理解需求，研究洞察市場機會，校企合作開展共創工作坊，構建產品原型以及產品實現五個階段。該工作流程可用于工程創新人才的培養過程，引導學生面向最終消費者，設計開發符合市場需求的產品。

圖1 基于設計思維的產品設計開發流程

四、工程創新人才的校企協同培養模式

為解決當前工程人才培養存在的問題，落實基于設計思維的產品設計開發流程在高校工程創新實踐中的應用，作者提出高校和企業在人力資源、硬件資源和業務資源三方面深度協同的培養模式（如圖2 所示），并提倡以學生為中心，建立校企聯合教學團隊，開展分段式教學。

圖2 校企在人員、硬件、業務三方面的深度協同

（一）人員協同，強化產業需求導向的人才培養理念

深入推進企業項目主管、產品研發負責人和骨干設計師、工程師到校授課，建立全方位、多層次的企業人員指導教師團隊。通過企業人員授課在課程中引入企業實際產品開發流程和產業、行業、市場等約束。堅持校內教師和企業項目人員聯合指導學生實踐環節，確保創新方法的有效性和創新成果的可實施性。通過高校教師和企業工程人員的深入協同，提升企業人員的創新理論和方法修養，強化高校教師的工程實踐知識和能力。

（二）硬件協同，搭建跨學科立體化的工程實踐平臺

協調高校實驗室資源和企業技術中心、設計中心，與企業共建共享工程技術實驗室，為工程實踐能力培養搭建跨學科平臺，引入企業的硬件資源，支持實踐教學的開展，建立面向特定企業的人才培養基地。圍繞“創新的思維技能”“跨界學習”“實踐交流（比賽、交流、講座）”三個板塊進行系統學習與實踐，使大多數學生了解商業模式、品牌營銷、股權投資、眾籌等創新創業的基本知識，通過整合技術和資源將創意逐步實現為產品。

（三）業務協同，實現優勢互補共享共贏的合作模式

將企業的產品開發業務和高校的人才培養任務相結合，在課堂教學、實踐教學、科技競賽及實習實訓等環節引入企業從尋求機會到樣機評估各個環節的業務需求和具體業務開展流程，如圖3 所示。堅持以企業實際產品研發需求為導向，設置課程教學內容和實踐題目，強化學生工程創新的市場需求導向。以學生的創意能力為企業提供前瞻性產品研發儲備項目。

圖3 校企業務協同的具體實施方式

（四）革新教學模式，建立校企教師團隊實施分段教學

踐行如圖4 所示的“校企教師團隊分段式授課”的教學模式。理論課程由高校教師和企業工程師協同完成，實踐環節再引入兩名專業教師，指導學生小組開展工程創新實踐。依托聯合人才培養基地、實踐基地等平臺，廣泛開展工作坊、項目實訓等活動，將企業開發理念和流程引入教學過程，嚴格控制學習各個階段的交付物，將工程創新實踐成果回饋給企業，進入產品孵化、試制甚至是量產環節。踐行工程教育基本教育模式，強化學生工程技術基礎和工程邏輯思維。引入工作室制度，形成“老生帶新生”的梯隊培養模式，強調工匠精神和師徒傳承。

圖4 校企教師團隊分段式教學

五、結束語

工程創新人才培養是推進國家產業升級的重要力量，是高等教育服務強國建設的基礎保障。產教深度融合，校企協同育人是提升工程創新人才培養的必由之路。企業內的產品研發工作流程對于高校內的工程實踐具有重要借鑒意義和指導作用?；谄髽I內廣泛應用的設計思維建立產品設計開發流程，將其應用到高校的工程創新實踐能培養學生的產品思維，有助于實踐成果的有效轉化。推動企業和高校在人員、硬件和業務三方面的深度協同，建立多層次、全方位的企業師資團隊，通過共建實驗室的方式引入企業硬件資源支撐高校內以企業產品研發實際項目為內容的實踐教學環節，為企業培養更多合格的工程創新人才。構建校企聯合教師團隊，以多學科學生小組為中心，開展分段式教學，提升工程創新人才培養質量。