基于5+X产学研合作CDIO模式培养创新型人才的探索

贺辛亥，刘江南，王俊勃，徐洁，刘松涛

(西安工程大学机电工程学院，陕西西安710048)

基于5+X产学研合作CDIO模式培养创新型人才的探索

贺辛亥，刘江南，王俊勃，徐洁，刘松涛

(西安工程大学机电工程学院，陕西西安710048)

分析我国高校产学研合作教育现状及存在的问题，基于西安工程大学“5+X”学科群对接产业集群产学研合作创新模式提出将CDIO大工程理念引入本科教育，设计了创新型人才培养教学体系.结合材料成型及控制工程专业建设实践，给出了实施产学研合作CDIO工程教育培养创新型人才的基本思路和具体方案.

“5+X”产学研合作教育;CDIO模式;创新型人才

创新型人才是指具有创新精神、创新实践能力，擅于发现和解决新问题、开创新领域能力的人才.高校创新人才培养的核心问题是创新能力的培养，而创新能力的培养又主要是创新意识和实践能力的培养［1］.产学研合作教育作为一种教育思想与教育模式在国外已有上百年历史，在实践教学探索中收效显著，是创新意识和实践能力培养的主要途径.但也应看到，我国高校产学研合作教育历史较短并仍面临一些困境［2］.例如：高校人才培养与行业需求脱节;高校发展与地方经济发展结合点偏少;互利互惠原则在实践中很难直接体现，企业因未尝到合作带来的甜头，积极主动性不足;企业的人才培养意识淡薄，尤其是缺乏创新人才的培养意识;高校的社会实践缺乏充足的经费保证，合作的规模与方式受限.因此，高校应转变观念，努力走出去，依靠教育创新，在产学研合作教育中寻找恰当的切入点和突破口.

本文基于西安工程大学(以下简称我校)“5+X”学科群对接产业集群产学研合作多层次人才培养平台，将CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育理念创新地应用到人才培养实践中，为解决产学研合作当前所面临困境给出了实用的模式和出路.并结合材料成型及控制工程专业建设实践，给出了实施产学研合作CDIO工程教育培养创新型人才的基本思路和具体方案.

1 合作人才教育模式

针对目前高校人才培养与行业需求严重脱节，高校发展与地方经济发展结合点偏少的现状，我校在整合纺织服装优势特色学科群特点的基础上，以服务行业科技进步和学科融合发展为目的，提出了特色学科群对接产业集群构建“5+X”产学研合作人才培养创新模式［3-5］.其中的“5”是指我校纺织服装学科链中纺织工程、服装工程、纺织机电、纺织信息与控制、纺织营销与管理等5大特色学科群，“X”是指各特色学科与行业领军企业合作建立的创新研究平台(如图1所示).通过与行业龙头企业共建创新研究院，使我校优势学科专业群直接对接产业集群，提高了高校科学研究智力优势与地方经济和社会发展的结合度.并以创新研究院为依托，实现人才培养、科学研究、成果转化、观念互动等四大功能，着力打造多层次的人才培养平台.这种模式将合作创新研究院建在企业，将学校的智力资源与行业领军企业的技术优势融合，培养工程技术人员和青年教师，为企业解决技术难题.同时以企业项目为载体培养学生的创新能力，以参与企业生产环节培养学生实践能力，为学生就业创业奠定了基础.这种模式改变了传统的教学、科研和企业的功能与组织分离，各自为政，三者之间缺乏良性互动的现状，实现了以学校为中心的传统培养模式向校企合作人才培养模式的转变.

目前，我校已合作建立“汉麻高值特种生物资源产业技术创新战略联盟”、“宁夏羊绒产业技术创新战略联盟”和“废旧纺织品综合利用产业技术创新联盟”等3个国家级产业战略联盟.与南山集团、山东如意科技集团、浙江洁丽雅、深圳汇洁、广东宏杰等行业龙头企业建立了5个协同创新研究院.另外，还与西安金源电气股份有限公司、深圳影儿时尚集团有限公司等十余家企业对接，共建创新研发平台和卓越工程师培养基地.通过这些产学研协同创新平台建设，建立起多层次的人才培养基地，承担生产实习、毕业设计等实践性环节，对工程技术人员、青年教师和学生进行创新能力和工程实践能力的培养.

CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典哥德堡查尔姆斯技术学院、瑞典皇家技术学院和瑞典林克平大学等4所大学于2001年开发的一项工程教育改革计划，它是最近十余年来国际工程教育的一种创新模式，高度概括和体现了“做”中“学”、“学”中“做”以及项目化教育教学，强调以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程，因而受到国内外工科教育界的普遍认可［6-7］.2005年顾佩华院士首次将CDIO教学理念引入中国，2008年我国专门成立了《中国CDIO工程教育模式研究与实践》课题组，组织开展了CDIO工程教育模式试点工作.我校基于CDIO工程教育理念和学科群对接产业集群“5+X”多层次的人才培养平台立项开展了“材料成型及控制工程专业CDIO人才培养模式研究与实践”教学改革工作.

图1 学科群对接产业集群“5+X”多层次的人才培养基地

2 实施CDIO工程教育基本思路

材料成型及控制工程专业是教育部1998年进行高等学校本科专业调整时设立的一个新设本科专业，涵盖了原来的铸造、锻造、焊接等材料加工类老专业的工艺及设备内容［8］.我校2005年设立材料成型及控制工程专业，并将专业培养目标定位为工程应用型人才，以机械学科和材料学科为基础，重在培养学生的实践动手能力和综合素质.近年来不断完善该专业培养方案，在修定专业实践教学体系中，注重采用项目驱动、能力递进的培养方法.下文围绕材料成型及控制工程专业实施产学研合作CDIO工程教育实践提出一些基本思路.

2.1 构建突出学生工程能力培养的实践教学体系

产学研合作CDIO教育模式的主体思路是以项目为教学开展的主线，培养学生的创新能力、分析问题与解决问题的科研公关能力、获取新知识的能力、理论联系实际和实践动手能力等.因此，根据材料成型及控制工程专业的培养目标，实践教学体系总体上应设计两条路线：以课程实验→专业综合实验→生产实习→课程设计→毕业实习→毕业设计等课内学习为主线，强化选题的针对性，设计内容的系统性和完整性，强化材料成型生产所要求的学生动手能力的综合训练;以学生科研创新→技能训练→学科竞赛→社会实践→课外科技与创业等课外实践活动为辅助，主要强化学生的创新知识和创新能力的培养.

2.2 构建课内学习研究型实践教学模式

综合性、设计性实验能激发学生的创新意识，培养学生的创新能力，初步掌握科学研究的思维方式、一般步骤和解决问题的方法.实践教学模拟科研或工程项目的研究过程，创造竞争氛围，激发学习潜能，学生“乐于废寝忘食”.因此，需要加大综合性、设计性实验的开发力度，尤其要将企业、科研机构以及教师科研中有利于培养学生创新能力的部分及时转化为实验内容.实现课堂教学与设计同步，设计与就业并行.即在完成课程教学的同时，布置设计内容，由学生在设计前完成理论设计，在设计期间完成实践环节，重点抓好毕业设计.

2.3 构建课外实践学习型创新团队

构建学习型创新团队是高效率地掌握知识的重要途径.组建创新型学习团队，可为学生创造良好的沟通氛围.良好的沟通可以使信息交流更加充分，知识理解更加深刻、迅速，减少了矛盾和冲突，汲取大家的智慧才是现代人取得成功的先决条件.因此，需要创造条件设立学生科研项目、自主创新实验项目.为学生参与项目研究和其他创新活动提供便利的实验设备条件及外部环境.在政策鼓励、硬件条件、教师指导和经费支持(寻求企业、科研机构、学校及教师科研经费支持)下，让学生在大学一、二年级即开始参加科学研究和创新实践活动，在学生中形成积极浓厚的课外学术科技活动氛围.

2.4 强化“5+X”校外实习基地的针对性

通过校外实习，让学生有机会到实际工作中去实践，对于提高学生的实践动手能力是非常有帮助的.在实际工作环境中，不仅可以使学生所学的理论知识得到检验，而且有助于进一步帮助学生对材料成型工作的整体环境和整个工作过程有一个更为深刻的印象.同时，通过建立企业实习基地可以与企业合作和研究经济领域的课题，为企业人员后续教育进行培训，提高企业人员的素质，使学校和企业达到双赢效果.因此，需要充分利用好我校“5+X”多层次的人才培养平台，以合作项目为载体，实现本科生、研究生、青年教师、企业技术人才培养的联动机制.通过与多家企业建立良好的合作关系，逐步发展成以材料成型、模具制造为核心的现代工程实践，实现学生从设计、工艺、制造到管理全方位综合、创新实践的目标.

2.5 创新实践课程考核形式

课程考试是评定学生学习成绩的常规方式，对学生具有较强的约束力，并成为学生学习的指挥棒，还具有规范、导向、促进、反馈等作用.合理科学地进行课程考试成为督促学生掌握所学知识，重视实践教学，培养实际能力的重要途径，是提高教学质量和培养学生创新能力的有效手段.因此，为了在实践教学中能充分调动学生的学习积极性，应增加实践环节的学分，将实践教学环节考核成绩纳入学科成绩，并制订实践教学考试规范，严格执行考试制度.

3 构建方案

在学习借鉴CDIO工程教育模式的基础上，需要将企业急需知识纳入培养计划，共同实施“订单式”人才培养.可采取项目驱动、能力递进的培养方法，引导学生自主学习.

3.1 实践教学体系构建

通过用人单位的需求调研和分析，获得企业对毕业生能力需求，依据CDIO大纲对工程类学生知识和能力的要求，并将企业需求转换为学生应具有的几个主要专业核心能力，再将这些专业核心能力设置成多个一级项目来强化培养和训练.材料成型及控制工程专业四年内设置两次一级项目训练：第一次设置在大学一、二年级，以介绍专业核心内容和调动学生兴趣为主要目的;第二次设置在大学四年级初，以课程设计和毕业设计为主要形式，目的在于培养学生核心专业技能.二级项目主要针对若干专业技能，可被设计为3～5个，可考虑在大学三年级完成.用这些项目作为开展能力培养和理论学习的载体，加强专业核心课程的学习与应用.三级项目主要针对专业基本技能的培养需求，将专业基本技能划分为若干小项目，每一小项目对应一个三级项目，被分散设置在各个课程的实验教学环节中完成.

3.2 课内学习实践教学环节

为达到基于“5+X”产学研合作CDIO的三级项目设置实践体系目的，将课内实践教学分为课程实验，综合实验和课程设计3个环节.三个环节的内容应系统划一，主要对应一些二级和三级项目.结合课程理论教学设计出几套本课程的课程设计子课题(二级项目)，学生的课程理论学习中要围绕课程设计的题目展开，课程实验(三级项目)的内容基本是课程设计的一个部分，是课程教学中某个知识点在课程设计题目中的应用，在这个环节主要是锻炼学生分析问题、分解问题的能力，能将复杂的系统分成基本模块来研究.

综合性、设计性实验能激发学生的创新意识，培养学生的创新能力，使他们初步掌握科学研究的思维方式、一般步骤和解决问题的方法.因此，在课内实践教学环节中加大综合性、设计性实验的开发力度，将来自企业生产、科研机构和教师的部分科研内容转化为实验内容，新增“三维建模与激光快速成型”、“塑性成形与分析软件的应用”，“三维建模与模具数字化制造”等CAD/CAM/CAE一体化的综合性实验，使学生对最新的、前沿的科学技术能有所了解并部分掌握.

3.3 课外实践教学环节

以课外实践促进课堂学习的教学效果，强化学生的工程综合能力和职业能力培养.在课外实践教学环节构建中，着重开发一级项目.可考虑3种设项途径：(1)创造条件设立学生科研项目和自主创新实验项目.为学生参与项目研究和其他创新活动提供便利的实验条件和师资支持.(2)鼓励学生参加课外科技活动和参与指导教师的科研工作，组织学生参加各类学科竞赛.通过课外科技和参与科研工作，可以使学生了解该学科专业最新研究成果和前沿知识.通过引导、讨论、协作不断提高学生独立分析问题和解决问题的能力，不断发掘和培养学生的创新意识和创新能力.(3)毕业设计结合科研课题和企业生产实际选题，鼓励学生在即将就业的工作岗位上进行毕业设计，在老师和技术人员的指导下完成实际生产课题和任务，学习所在工作岗位需要的专业知识.

3.4 实践教学环节考评

为巩固实践教学成果，必须要强化学生的综合能力考核，将实践教学环节考核成绩纳入学科成绩，特别要制定针对不同项目能力训练的考评方法，可主要采用上机操作和PPT汇报方式来进行考核，并严格考试制度.

4 结束语

我校“5+X”产学研合作教育模式契合了2011年国家教育部提出的“卓越工程师计划”，而且强调将合作创新研究院建在行业龙头企业，以企业需求带动实践教学，以课题项目为载体，全方位、一条龙式培养了学生、青年教师和企业技术人员等3个层次的人才.解决了学校教育与社会需求脱节的问题，缩小了学校与社会对人才培养与需求的差距，增强了学生进入社会的竞争力.在材料成型及控制工程专业建设中，基于“5+X”学科群对接产业集群产学研合作人才培养平台，将CDIO工程教育理念应用到人才培养实践教学环节中，能使“5+X”产学研合作这种创新教育模式在实践中拥有了更具体的操作性，同时也为高等教育人才培养的多元化提供了新思路.

［1］魏发辰，颜吾佴.创新型人才的能力构成及其修炼［J］.北京交通大学学报：社会科学版，2008，7(1)：79-83.

［2］余为，郭海敏.贯通产学研合作机制，培养高层次创新型人才［J］.中国高等教育，2008，407(22)：40-41.

［3］刘江南.特色学科群对接产业集群，服务行业科技进步——西安工程大学构建5+X产学合作创新模式的探索［J］.西安工程大学学报，2012，26(1)：127-131.

［4］刘江南.审时度势，科学制订学校“十五”发展规划［J］.西安工程大学学报，2011，25(2)：268-272.

［5］刘江南.美国高等教育国际化动向及其战略意图［J］.中国高等教育，2011，9：60-62.

［6］顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索［J］.高等工程教育研究，2008，1(1)：12-20.

［7］彭易菲.CDIO教育理念对我国实施卓越工程师教育培养计划的启示［J］.现代企业教育，2011，375(2)：143-144.

［8］毕凤阳，王百成，党跃轩，等.CDIO指导下材料成型及控制工程专业人才培养模式研究［J］.价值工程，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

编辑：田莉;校对：赵放

2013-06-17

陕西普通高等学校教学改革研究项目(11BG16);西安工程大学学位与研究生教育“质量工程”项目(13YZL10);西安工程大学教育教学改革项目(2012JG06)

贺辛亥(1971-)，男，陕西省大荔县人，西安工程大学教授，主要从事复合材料设计及成型技术等方面的研究.E-mail：he_xinhai@163.com