产学研协同视域下创新人才培养与工程教育改革——以美国欧林工学院为例

◆余维新 邓 玫

科技竞争背景下，如何培育优秀的创新人才是工程教育改革的重要目标，也是我国提升发展质量、实现经济内循环的重要问题。随着技术变革的加速，工程教育发展明显落后于制造业转型发展的需要。传统封闭的工程教育模式下，教学资源不能与产业转型同步，前沿技术无法同步进入课堂，适合工程教育规律的教学方法需要进一步的完善。因此，工程教育改革必须践行合作教育的理念，优化培养模式，提高工程教育的水平。

合作教育理念下，产学研协同育人是培育优秀工程人才的最佳途径。产学研协同育人，是指生产、教学和科研三者有机结合起来培养人才的一种教育模式[1]。产学研协同育人需要平台的支持，学校是平台的搭建者，学生、教师及企业是平台的重要参与者。学生、教师及企业在平台的支持下互动交流，促进教育资源集成，引导学生做中学，实现工程能力的提升。产学研协同育人，一方面有利于工程人才创新能力的培育，另一方面有利于促进前沿科技成果和工程人才向先进生产力转化[2]，因此成为我国工程教育改革的重要方向。就我国工程教育发展的实践来看，高校尚未找到校外资源参与合作的结合点，企业参与教学建设的动力不足，师资团队整合教学资源和驾驭实践教学的能力薄弱。因此，有必要结合产学研协同视域，探讨创新人才培养和工程教育改革。

1997 年，美国欧林基金会捐赠4.6 亿美元建立欧林工学院。它是一所四年制本科教育的“小而美”的高校，主要以工程教育为主。欧林工学院致力于工程教育改革，在破除传统的以“数理化”为主的工程教育模式下，以“大工程观”为引领，不仅强调科学、工程等工程知识的教学，还突出人文艺术等相关课程强化人文素养的培育[3]，促进工程教育的改革和跨越式发展。欧林工学院自成立以来这二十多年的时间里，教学成果飞速发展，在较短的时间里快速提升了影响力，在全美工科类排名上升到第8 位。欧林之所以在短时间内取得快速发展，很大原因就是打破学校界限与波士顿地区企业、科研机构合作，进行协同育人。

因此，本文借鉴欧林工学院工程教育改革的经验，基于产学研协同育人视域，探讨创新人才培养，在此基础上对我国的工程教育改革提出相应的政策建议。

一、文献综述

创新驱动发展使得工程教育改革成为重要的研究话题。一些学者分别对国内、国外工程教育改革的经验进行了探讨，相关研究为探讨产学研协同视域下创新人才的培养与工程教育改革的研究提供了有益的借鉴。

一些学者对我国的工程教育改革历程进行了梳理，总结了我国工程教育改革的一些经验，并结合新科技革命的时代背景提出了一些改革措施。周玉荣等（2020）通过工科教师的调研探讨了工程教育改革的现状、障碍及转型路径[4]。王武东等（2020）探讨了新工业革命背景下工程教育的挑战，在吸取产教合作、全人教育等理念的基础上，研究了工程教育改革的战略布局[5]。陈聪诚（2019）通过对新中国成立以来我国工程教育改革的发展历程进行了梳理，并对改革经验进行总结，进而对我国工程教育改革的未来发展提出了相应的建议[6]。朱佳斌等（2019）探讨了工科学生认知发展的现状，认为认知发展是制约学生工程能力培育的重要因素，并从认知发展的角度探讨了工程教育改革的成效[7]。邹晓东等（2019）从基本理念、教改模式及实施路径三个方面系统阐述了浙江大学工程教育改革的基本经验[8]。杨毅刚等（2018）结合新经济发展背景企业对工程人才的需求，明确了工程教育改革的本质及工程教育改革的要求，在此基础上提出了工程教育改的新理念、新模式、新结构、新质量和新体系[9]。

还有一些学者对国外工程教育的改革经验进行了总结，并针对我国工程教育的实际提出相应的建议。郑洁红（2020）在借鉴欧美等发达国家工程教育经验的基础上，结合新时代科技发展的趋势及产业发展的实践，提出“新工科”产教融合的理念[10]。林健等（2019）探讨了美国普渡大学在培养标准、培养方案、专业设置及教学方式等方面的经验，结合工业革命的时代背景和我国工程教育改革的实际，提出了新工科建设的一些建议[11]。林健和胡德鑫（2018）在从学科建设、课程设置、教学方式及培养模式等方面总结美、德、英、法四国工程教育经验，并在互联网和制造业融合的融合的背景下探讨了国际工程教育改革经验对我国新工科建设的启示[12]。肖凤翔和覃丽君（2018）对麻省理工学院的三次工程教育改革进行了分析，探讨了其工程教育改革的出发点、重心、教学方式和发展方向[13]。李明忠（2018）基于对“戈登奖”获奖项目的基本信息的分析，总结了美国工程教育改革的主要特征，即以工程领导者为人才培养目标,以跨学科教育为人才培养方式,以“基于项目的学习”为教学模式[14]。

二、产学研协同视域下欧林学院工程教育改革实践

欧林工学院确立了由“科学”向“工程”范式转变的“大工程观”改革方向，致力于培养全面发展的领军工程人才。基于这一改革方向，形成了工程教育、艺术人文社会教育与创业教育三位一体的教育理念，即欧林三角。在这一理念的指导下，欧林工学院通过模块化课程设置及项目制导向的教学方法，使学生通过学习获得扎实的工程学知识、创造性解决问题的能力以及将想象付诸实践的企业家精神[15]，从而培养全面发展的工程人才。

（一）面向产学研协同的模块化课程设置

依据“欧林三角”的培养理念，学校课程共分为四个模块：工程学、数学、科学、人文四大课程模块。在选课环节，学生每学期可以根据产学研协同过程中面临的实际问题，可以自行选择四个模块中的课程，达到每个模块学分要求即可。教学环节，打通基础科学、数学及工程的知识体系，通过多学科融合的方式鼓励社会科学与工程学的练习，通过多学科团队将商业、创业与工程有机的融合。在二年级第二学期开设基于工程项目的协同设计课程，将多学科知识应用到工程教学中。在实践阶段，其工程课程以问题为导向，学生的毕业设计会直接面向产业或者市场需求，一些知名企业会与师生一起定义课题，提供5 万美元的费用和指导工作。这些问题都是以现实世界的问题为主题，学生以动手设计和制作为主，老师的启发和引导为辅。模块化的课程设置促进了产学研之间的交叉与融合，也有利于学生根据工程实践的需要进行针对性的学习。

（二）开放式项目导向的实践教学方法

欧林非常重视实践教学，通过开放式项目引领和探索性学习提升学生主动解决问题的意愿及能力[16]。欧林工学院实践教学最突出的特色在于面向产业实践的教学项目，涉及到工业、农业、医学等多个领域，项目由委托方、学生以及指导教师组成。其中，项目的委托方充分体现了产学研协同育人的理念，由公立研究机构、500 强企业、产品开发公司等委托并赞助。欧林通过开放式项目提供真实的工程情境，通过情境化的学习，使学生在课堂上所学习的知识和工程实践产生的问题相结合，加强知识的运用能力。与此同时，基于研究性学习将学生所学的多学科知识与工程项目结合起来，将工程教育与产业实际结合起来，促进了学科之间、产教之间的融合。最后，以真实问题为导向，通过实验室的动手学习，培育学生造价分析、工程设计、工艺制造等来建立和发展实际的工程知识。因此，面向产学研的开放式项目导向的实践教学，可以帮助学生建立工程与现实世界的联系。

三、欧林工学院创新工程教育背后的理论逻辑及实践启示

（一）做中学

著名教育家杜威提出“做中学”的教育理论[17]，倡导通过实践进行学习的教学方法。受“做中学”理念的影响，欧林工学院开创“项目学习”这种教学方法，根据学生不同的学习阶段有针对性的进行实践教学。实践教学项目贯穿了整个学习阶段，项目的数量和难度随着学生的知识的增长而逐渐增加。基础阶段，要求学生基于产业实践问题选择工程项目，在工程项目的情境下学习和锻炼工程技术能力，通过“做中学”在选定的专业领域进行深度学习，而欧林工学院的机械加工厂为“做中学”提供学习的场地支持。专业化阶段，在产业发展背景中进行科学和工程类知识的教学，通过系统仿真等教学方法，引导学生进行试验设计和原型制作，提升其对实际问题的感知和解决能力。实现阶段，要求学生运用所学的知识与技能完成真实的工程项目，主要是为期两个学期的毕业设计项目，毕业设计项目包括两个部分：一是工程实践项目，特色是由企业或非营利机构赞助的真实的工程项目；二是社科及创业类项目，要求做一份与实践项目相关的项目设计或创业计划。

（二）产学研合作

欧洲工学院与产业界长期合作进行协同育人。产学研协同育人模式下，学校了解企业的运作模式及实践问题，企业也了解学校的优势及资源。学校与在地企业合作，结合产业发展需求，设立实践项目，组成由指导老师和5～7 名学生组成的团队进行攻关。企业提供资源支持，并拥有通过实践项目研发出来的工程成果的产权。在相互了解的前提下，通过体验式教学产学研合作就比较有针对性。一方面，基于校企协同，学校提升了实践项目的应用性及实践价值。另一方面，企业可以利用学校的前沿科学技术知识，培养并识别企业发展急需的优秀工程人才。在这样的运作模式下，学生解决实际问题的能力得到快速提升，企业也获得了自身的利益，产业发展和优秀工程人才供给齐头并进，真正实现产业实践与工程教育的协同发展。

（三）跨学科培养理念

熊彼特教授认为新技术只有应用到市场产生价值时才能成为真正的创新。因此优秀的工程人才不仅要掌握如何研发前沿的科学技术，还应懂得如何将前沿技术转化为新产品以实现商业价值。因此，工程教育需要保持工程与人文的双轮驱动，实现跨学科融合发展。在多元智力理论的指引下[18]，欧林工学院将工程、人文和创业知识相结合，形成“欧林三角”模型为基础的课程体系结构，突破传统工程教育模式严格的学科界限的束缚，形成多学科融合发展的工程学科体系。在实践教学环节，实践项目不仅应对实践问题的技术研发，还要求研发技术的价值创造，满足社会发展需要。

图1 欧林工学院创新工程教育实践启示

四、产学研协同视域下创新人才培养与工程教育改革建议

欧林工学院基于开放式项目的工程教育改革经验、基于“做中学”的工程教育理念以及基于多元智力理论的跨学科课程设置，为我国工程教育改革提供了宝贵的学习经验。现从改革方向、教学体系及实践平台提出相应的建议。

（一）基于社会需求制定工程教育改革方向

工程教育承担着为我国创新驱动发展培养和输出优秀工程人才的责任。在社会主义市场经济条件下，需要改革过去传统的工程教育只重理论不重实践、只重科学不重人文的教育观念，树立“大工程观”的改革方向。一方面，以学生为本基于个体的爱好及特长“因材施教”培养其综合工程素质，以实践能力为主线注重科学与人文的深度融合以形成系统性的知识结构，使学生能人尽其才，面向市场需要开发及设计新产品。另一方面，打造“双师型”的教学团队，强化理论与实践的结合，提升教师工程能力的水平。与此同时，鼓励大学进行创业型大学建设，引导学生对市场发展及社会需求进行调查、分析和预测，运用体验式教学支持其根据社会需要和项目训练进行的创业演练。

（二）基于“大工程观”理念重构教学体系

基于多元智能理论，基于“大工程观”理念重构工程教育体系[19]。首先，构建科学、工程、艺术、人文相融合的跨学科课程体系，以工程知识为核心培养学生的工程设计能力，以艺术、人文知识为辅重点培养其商业技能及思维模式。其次，健全以创新创业为核心的课程教学体系，以DIY 及双创大赛为导向，以工程项目为主线，通过经典案例的讲解、分析和实操，培养学生的创新能力。再次，革新基于产学研协同的工程教学体系，鼓励学生根据社会现实进行创业和学习，基于现实中产品的研发及项目的设计实践，在问题解决中快速成长为优秀的工程人才。

（三）依托校企合作搭建实践平台

欧林工学院在工程教育实践中比较关注产学研协同育人，而产学研协同育人方式需要校企合作搭建实践平台进行支撑。实践平台的搭建需要高校、科研机构及企业三方共同参与，围绕工程人才培育这一目标进行合作，强化工程项目的实践教学环节。教学内容上，实践平台涵盖仿真模拟、项目参与以及创业案例，促进学生主动学习和探索性学习。加强学校与企业、科研机构的合作构建高水平的创新基地、创意社群及创业苗圃，集成校内外资源及平台，形成多元化、立体式的教学平台。此外，与地方发展战略相结合，立足于地方资源和经济禀赋加强与在地企业的合作，拓展校外实践机会，以市场为导向将所学的理论知识与生产实际有机结合，多层次、全方位培养工程技术人才。通过高水平的实训基地和实践平台，以工程项目为依托，促进产学研协同育人条件的改善。

五、研究结论

数字经济使得制造业和劳动力市场发生了根本性的变化，数字经济时代需要全新的工程人才。因此，亟需面向数字经济时代、面向产业发展实践进行工程教育改革。欧林工学院以创建工程教育改革“实验室”为使命，强调产学研协同的项目育人模式，以学生兴趣为导向，充分发挥学生的主体作用。欧林工学院在短期内获得快速发展，其主要原因就在于突破学校界限，与在地企业、科研院所合作进行协同育人。本研究基于产学研协同育人视角总结欧林工程教育改革经验，在此基础上对我国的工程教育改革提出相应的政策建议。具体研究结论如下：

其一，欧林工学院工程教育改革的重要经验在于面向产学研协同的模块化课程设置和开放式项目导向的实践教学方法，二者相辅相成，强化知识、技能、思维的训练，在此基础上通过学习获得扎实的工程学知识、创造性解决问题的能力。

其二，基于产学研协同育人视域对欧林工学院创新工程教育背后的理论逻辑进行探析，总结了其工程教育改革的基本理念，即做中学、产学研合作、跨学科培养理念三个方面。

其三，在借鉴欧林工学院开放式项目的工程教育改革经验、基于“做中学”的工程教育理念及基于多元智力理论的跨学科课程设置的基础上，从改革方向、教学体系及实践平台三个方面，提出基于社会需求制定工程教育改革方向、基于“大工程观”理念重构教学体系、依托校企合作搭建实践平台三个建议。

研究结论可以帮助吸取发达国家工程教育改革的先进经验，在取其精华、去其糟粕的基础上采纳做中学、产学研合作、跨学科培养理念等先进的教育理念，可以帮助加深对工程教育改革的理解。在此基础上，针对我国工程教育改革和创新人才培养方面的弊端，提出相应的改革建议，可以优化创新人才培养模式，提高工程教育的水平，进而促进我国经济的高质量发展。

本研究还存在一定的局限性。一方面，本研究仅在对欧林工学院工程教育改革经验的总结上探讨产学研协同视域下创新人才的培养与工程教育改革，并未就欧林工学院的培养模式在我国的适配性进行研究，未来还需就欧林工程教育在我国的推广过程中存在的问题及障碍进行深入探讨。另一方面，本研究结论缺少典型案例的支撑，未来还需结合工程教育改革的典型案例进行深入剖析。