以双创教育贯串工程实践课程的专创融合方法探索——以电气工程及其自动化专业为例

倪 雨，谢 刚，赵永先，张 良，段守富

(1.绵阳师范学院机电工程学院，四川绵阳 621000;2.成都信息工程大学控制工程学院，四川成都 610225)

0 引言

CDIO 代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，CDIO工程教育模式诞生于2000年[1].目前，全球参与CDIO组织的大学数百所，遍布三十多个国家.2005年，顾佩华教授将CDIO工程实践教育引入深圳大学[2]，如今已有15载.国内有39所大学加入CDIO国际组织，而同时大力开展和实施CDIO工程实践教育的国内高校已逾百所，且形式多样[3-7]，专业大类主要是电气类、机械类、化工类、土木类和水利类.工程实践课程是CDIO在教学体系中的一门具体实施课程，横跨了5个学期，具有纵向贯穿性和系统性.在“大众创业，万众创新”背景下的创新创业教育如何开展？而科研与教学如何结合？工程实践课程的课内与课外如何衔接？这些似乎都是大课题，似乎也是高等教育领域的永恒话题.在新的时代背景下，究竟应该如何开展CDIO工程实践教育工作才能获得更好效果？文献[8-12]基于具体的专业课程开展了有益的探索和实践.

“人人创新，万众创新”首次出现于李克强总理在2014年夏季达沃斯论坛开幕式上的讲话中，随后，“大众创业，万众创新”两次出现在2015年《政府工作报告》中，后简称“双创”.“大众创业，万众创新”的目的是推动经济良性发展.李克强总理说：“打造大众创业、万众创新和增加公共产品、公共服务‘双引擎’，推动发展调速不减势、量增质更优，实现中国经济提质增效升级.” 自此拉开了中国“双创”的大幕.“大众创业，万众创新”是我国当前科技强国、产业强国的核心指导思想，是实现我国产业结构调整、转型升级的重要措施，是我国工业4.0蓝图早日实现的重要推动力.围绕“双创”主题，国家相继出台了《国务院关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》(国发〔2015〕32号)《国务院关于加快构建大众创业万众创新支撑平台的指导意见》(国发〔2015〕53号)《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》(国办发〔2015〕36号)等一系列政策和措施，营造了创新创业政策环境，推动了创新创业平台建设，设计了创业孵化环境，鼓励创新创业.例如，修改了知识产权法，明确了科技人员在成果转化中的利益分配比例，指明了科技工作者的成果的未来之路，也指明了科技成果的未来之路，有效激发了科技工作者创新创业热情.

过去三年，我们针对电气工程及其自动化专业2014级、2015级、2016级三个年级的集中实践环节必修课程“工程实践”课程开展了持续课程改革，试图将教学与科研、创意创新与知识产权、动脑与动手结合起来；从课内到课外、从创新到创业、从理论到实践，探索工程实践课程的教学实施方法，与卓越工程师计划有机结合，希望让CDIO走得更好、更远.下面分成三个部分，介绍我们以双创教育贯串CDIO“工程实践”课程开展专创融合的改革与探索过程，最后给出结论并指出问题与不足，提出相应的解决措施.

1 工程实践课程的传统实施过程

工程实践课程安排分为4个学期：工程实践1、工程实践2、工程实践3和工程实践4，分别对应构思、设计、实现和运作，均包含于课程内操作过程.工程实践1从大一下学期开始实施.

具体课程操作是先将学生按照4～6人分组，由指导老师提供CDIO工程实践课程题目，再给工程实践小组成员讲解，指导他们再查询和了解项目内容、内涵、应用领域等，有时会有一些改进想法，然后开始设计、制作、测试、运行检测等分项工作，最后参加项目答辩.再根据答辩情况给学生评分，出成绩，课程结束.

传统工程实践课程实施过程的特点是课程结束，项目工作结束，产品生命结束，持续时间2年，所有工作仅仅停留在一个常规的课程教学层面.投入的人力、财力和物力没有产生出更多价值，仅仅是一门必修学分课程，而且拿到不难.新的年级上来了，再将先前的项目给新一轮学生做一遍或做一些改进.产品及相关工作始终停留校园内，不能培养学生的市场意识、创新意识、产品意识等.

2 工程实践课程的改革实践

结合当前的“双创”背景，我们的工程实践课程调整为5个学期，前4学期的基本功能不变，第5学期将从“课内”走到“课外”.工作总体安排是，工程实践课程开始初期，召开项目动员会，明确工程实践课程的目标和要求；明确工程实践的思想路线、工作路线及主要工作方法.通过开展工程实践训练，从产品(或项目)构思开始，继而确定创意的新颖性，开始申请国家专利和原理样机制作工作，到课程结束前，完成专利申请(或授权)和产品概念机的开发和测试工作.结束课后，或者课程进行过程中已完成产品制作工作后，项目组携项目产品和专利进入创业阶段，实现从原理样机到产品样机的转化，进而产品市场化，开启创业工作.对于工程实践小组，必须明确工作和学习纪律，明确工作和学习要求，一切围绕工作和学习的目标开展.具体如表1所示.

表1 工程实践项目创新创业计划分工Tab.1 Division of labor in engineering practice project innovation and entrepreneurship plan

学生按照表1进行分工后，根据各岗位的主要工作职责制定未来两年工作计划，并与指导教师进行讨论和确定，通常需要约两周时间，定稿后，学生按此计划开展工程实践项目工作，并以此计划指导自己学习其他各门课程，每学期工程实践课程都有关于项目的学期工作计划.此举能够让学生带着目的去学习，避免了学生学习课程的盲目性.

2.1 课内操作过程

在新的高等教育环境和双创政策环境下，工程实践课程课内教学的指导思想是创新，创新是工程师的灵魂，也是创业的源动力.课内操作内容主要有：创新理念、创新产品、试制样机和申请专利实现知识产权保护、制作产品、发表项目研究论文、形成完整测试报告等.

2.1.1 创新产品 产品创新从思维创新开始.在工程实践1中，以抛砖引玉、破立结合为实施课程教学工作的实施指导思想.利用周例会集中交流平台，实施头脑风暴，由指导老师引导和指导现场的团队交流过程.具体过程是，现场由事先已安排的某一名学生发言，简述其创新想法及其产生的理由，并说明其潜在市场及用户，随后，其余学生展开讨论，从创新性、市场前景、生命周期、可实施性与成本等开展辩论，破立结合，并由专人做会议纪要，经过多次多轮论辩后，最终形成创新产品的理念.并针对该主题进一步开展市场调研、问卷调查，回收数据，整理形成市场分析报告和产品市场前景分析报告.启动下一阶段工作，即专利申请与产品制作.

2.1.2 制作产品 确立项目目标后，开启专利申请工作，同时开展产品制作工作.在工程实践2中，将创意实体化，确定产品功能参数、技术参数、产品外观及外形尺寸，分解任务包括外观设计、结构设计、硬件电路设计、软件设计、系统调试与检测运行，落实到项目组具体成员头上，同时确定项目总工，由总工协调，队员分工合作，既完成局部功能也完成系统功能之工作.在工程实践3、4中，制作并试运行原理样机，开展专门运行测试工作，由专人记录运行测试数据，并总结撰写测试报告，为下一步完善产品提供参考，为推广产品提供数据支持.其实，从工程实践2开始，每一位队员都有了明确的分工，有着明确工作目标和工作内容，他们实际是带着任务和问题学习专业内课程的相关知识，能够提高学习针对性和学习效果.

2.1.3 申请专利 确立工作目标后赓即申请专利.整个过程分为撰写技术交底书、撰写专利申请文案、受理后跟踪等三个阶段.

第一阶段，撰写技术交底书.工程实践1后半段或工程实践2始，导师组织学生参与撰写技术交底书并给予指导，随后由导师提交给专利代理，借助专利数据库和其他查新工具查新，确保专利的创新性，并确定申请专利类型及方式：实用新型专利、发明专利或组合专利.

第二阶段，撰写专利文案.签订专利代理申请合同，启动专利文案撰写工作，在项目导师的指导下，项目成员全程参与，直至专利申请文案定稿，并收到国家知识产权局受理通知书.

第三阶段，受理后跟踪.国家专利局受理专利申请后，由导师或导师指定项目组专门人员实施跟踪，确保专利申报工作顺利推进，力争在工程实践课程结课前拿到国家专利局专利授权证书.

经过专利申请，学生们就能掌握专利申请的全部流程，掌握一些技术文档、专利文书的撰写知识和技巧，并形成强烈的知识产权意识，学生的文字写作能力、社会交往能力、团队协作能力等得到全面提升.

2.2 课外操作过程

课程外操作过程.该阶段属于工程实践5及以后.课外指导思想是创业(成果转化或产业化).以课内创新产品和专利为基础，指导学生参加创新创业训练计划，同时参加“互联网+”创新创业大赛、地方政府组织的路演等一系列创新创业赛事活动，不断锻炼项目组的创业能力、产品认知水平、产品推销能力与财务方案编制能力等，实现初创产品品质提升和工程实践小组的创业能力提升.随后进入学校创新创业中心开始创业，实现以工程实践小组为主导的独立创业.

2.2.1 创新创业训练计划 根据市场调研或问卷调查结果，完善产品.以工程实践课程内授权(或受理)专利和原型机为基础，按照工业设计要求和最终产品需求、市场要求等标准，从外观、结构、功能、使用等方面开展产品完善工作，做到好看、好用与无顾虑.

2.2.2 “互联网+”创新创业比赛 参加“互联网+”创新创业大赛、行业举办的创客活动、地方政府项目征集令活动等，按照要求准备产品、宣传海报、路演PPT或项目BP(Business Plan)等，项目组参与现场展示，进一步推广产品，找到自身优点与不足.如果获奖，或许能获得投资人的青睐.

2.2.3 参加会展活动 依托教务处、科技处与校团委等学校职能部门提供的服务，组织团队携产品和项目计划书参加产品展览会，或者新技术展览与投资人的融资交流会.如参加2015年电子展(中国)成都，等.倾听观众、潜在投资人的真实声音，从而改进产品或调整商业计划等.如我们的“多功能手机充电壳”、“握力式太阳能充电宝”等项目，参观者便提出了很多之前没有被关注的问题，如充电时间、充电效率与无法体验等.

2.2.4 创新创业中心 经过前期路演、产品展览会的磨练后，带着再次完善后的产品进入企业孵化器，正式进入创业、守业、扩业模式，开启企业孵化阶段.进入学校“成创空间”，进一步深入接触管理、市场、金融等，按照公司机制运行，在学校相关部门和地方政府的指导和关注下，推动公司运营.

此工程实践项目从构思到产品、从产品到市场的过程中，离不开指导老师的“组织、安排、检查和协助”，对内协调和指导项目组工作，对外联系学校和地方政府的相关部门，寻求项目展示宣传机会和项目创业政策支持等.指导老师的责任心至关重要，特别是“检查”和“协助”必须交互进行，且持之以恒直至项目公司化运行.

3 课程考核和考查

课程考核主要是产品设计与制作，提交设计报告，最后进行项目答辩，与传统实践类考核无异，如此减轻学生修课程学分的压力.创业阶段已经上升为学生个人学习和提升追求，称作创新创业训练，也称作卓越工程师计划第二培养阶段，因而不作为强制规定.

课程考查包括产品原理样机(或工程样机或产品1.0)；每个项目组力争获得发明专利或实用新型专利授权1项以上；其他包括参加大学生创新创业训练计划(力争省级或国家级)，参加“互联网+”创新创业比赛(力争省级或国家级)，参与政府的创新创业项目征集活动进行路演等.

4 项目投入分析

以项目为单位的组织实施成本分析，主要包括专利申请、样机试制、论文发表和参加创新创业比赛，如表2所示.

表2 每项项目投入明细Tab.2 Investment details of each project

由表2可知，每个项目投入费用1.6万元，均为阶段性投入经费，仅仅依靠课程经费远远不够，可以通过申请大学生创新创业训练计划立项，获得后续经费支持.根据各级大创训练计划资助情况，大体分为三级：校级资助5 000元，省级资助10 000元，国家级资助20 000元.专创融合的做法是，经过精心打造的项目，带着专利申请大创，基本能够拿到前两级资助，合计15 000元.再搭配校级教改项目经费，能够支撑每个项目前期研发等所需经费.

5 讨论

实践小组经过将近三年的工程实践课程改革取得了多项成果，学生也得到了较为系统的创新创业培训和锻炼.将来需要进一步解决经费、项目移交、产权或效益分配、学生思想认识等问题.

5.1 经费

在项目开展过程中，知识产权维护、专利申报、概念机、工程样机与产品样品都需要经费.仅仅是课程教学经费，远远不能满足需求.如前文所述，经费可以通过申请“大创”等项目立项得到，但是名额有限，还是无法保证全部工程实践项目都能获得全额经费支持.经费问题主要涉及部门是教务处.解决办法是修创新创业学分的政策鼓励和参赛后获奖的奖金鼓励.

5.2 项目移交

工程实践课程结束后，在项目导师的指导下，学生携工程实践项目参加大创计划、双创比赛等，扩大产品知名度，同时训练学生社会交往能力和创业基本能力，奠定创业基础.但是，大创计划结束通过验收后交由谁来接手？是项目导师？学院专门部门？学校创客中心？因为在这个年级课程结束后，新的一个年级便已开始工程实践，新的指导工作又开始了，指导老师精力远远不够.解决办法是让新生接着创新和研发，进一步推进产品的完善的发展，直至推向市场，实现独立自主运行.

5.3 产权或效益分配

项目工作移交后，项目组或许开始成立公司继续运行，产品投放市场，利益分配如何认定；或者进行知识产权转让，项目导师与学校如何分配转让所得经费.解决办法是学校完善有关成果转化的政策和实施细则，从而提高参与人员的积极性和主动性，增强参与者的获得感.

5.4 学生思想认识

项目组是课程负责老师根据选课名单随机分配而来，部分学生思想还是停留在只修课程学分的状态，甚至是混学分的状态，对于结课后须开展的项目工作更是漠不关心，影响了项目创业阶段实施效率和效果.究其原因，学习态度固然占一部分，但更重要的是“课程”缺乏对他们的正当约束.本着对每一个学生负责任的原则，项目组还是不轻易放弃任何一个学生，对此，下一步工作应该开展更多的交流和指导，基本原则就是“晓之以理，动之以情，授之以渔”.解决办法是在大一下学期的“创新方法”课程中实现分组，为工程实践课程的实施奠定基础.

6 结论

本文分析了双创政策、当前创新创业环境以及工程实践的开展历史和现状，提出了将双创教育融入工程实践课程的专创融合新思路.论文将创新创业分为课内、课外两大部分，分层讲解了工程实践课程专创融合的具体实施过程，既实现了动手能力锻炼，又训练了创新能力培养了市场意识，准确实现了工程实践的课程意义，也为培养一流电气工程师奠定了基础.可以预见，以工程实践课程为主线或载体，合理设置配套本课程和开展教学，能够有效培养出对接国家工业4.0的卓越工程师或卓越工程人才.本文改革与实践方法还可以推广到设计类课程中或集中实践环节课程中.