以雙創(chuàng)教育貫串工程實踐課程的專創(chuàng)融合方法探索
——以電氣工程及其自動化專業(yè)為例

倪 雨，謝 剛，趙永先，張 良，段守富

(1.綿陽師范學院機電工程學院，四川綿陽 621000;2.成都信息工程大學控制工程學院，四川成都 610225)

0 引言

CDIO 代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)，CDIO工程教育模式誕生于2000年[1].目前，全球參與CDIO組織的大學數(shù)百所，遍布三十多個國家.2005年，顧佩華教授將CDIO工程實踐教育引入深圳大學[2]，如今已有15載.國內(nèi)有39所大學加入CDIO國際組織，而同時大力開展和實施CDIO工程實踐教育的國內(nèi)高校已逾百所，且形式多樣[3-7]，專業(yè)大類主要是電氣類、機械類、化工類、土木類和水利類.工程實踐課程是CDIO在教學體系中的一門具體實施課程，橫跨了5個學期，具有縱向貫穿性和系統(tǒng)性.在“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”背景下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育如何開展？而科研與教學如何結(jié)合？工程實踐課程的課內(nèi)與課外如何銜接？這些似乎都是大課題，似乎也是高等教育領(lǐng)域的永恒話題.在新的時代背景下，究竟應該如何開展CDIO工程實踐教育工作才能獲得更好效果？文獻[8-12]基于具體的專業(yè)課程開展了有益的探索和實踐.

“人人創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)新”首次出現(xiàn)于李克強總理在2014年夏季達沃斯論壇開幕式上的講話中，隨后，“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”兩次出現(xiàn)在2015年《政府工作報告》中，后簡稱“雙創(chuàng)”.“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的目的是推動經(jīng)濟良性發(fā)展.李克強總理說：“打造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新和增加公共產(chǎn)品、公共服務(wù)‘雙引擎’，推動發(fā)展調(diào)速不減勢、量增質(zhì)更優(yōu)，實現(xiàn)中國經(jīng)濟提質(zhì)增效升級.” 自此拉開了中國“雙創(chuàng)”的大幕.“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”是我國當前科技強國、產(chǎn)業(yè)強國的核心指導思想，是實現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級的重要措施，是我國工業(yè)4.0藍圖早日實現(xiàn)的重要推動力.圍繞“雙創(chuàng)”主題，國家相繼出臺了《國務(wù)院關(guān)于大力推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》(國發(fā)〔2015〕32號)《國務(wù)院關(guān)于加快構(gòu)建大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新支撐平臺的指導意見》(國發(fā)〔2015〕53號)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》(國辦發(fā)〔2015〕36號)等一系列政策和措施，營造了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)政策環(huán)境，推動了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺建設(shè)，設(shè)計了創(chuàng)業(yè)孵化環(huán)境，鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè).例如，修改了知識產(chǎn)權(quán)法，明確了科技人員在成果轉(zhuǎn)化中的利益分配比例，指明了科技工作者的成果的未來之路，也指明了科技成果的未來之路，有效激發(fā)了科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情.

過去三年，我們針對電氣工程及其自動化專業(yè)2014級、2015級、2016級三個年級的集中實踐環(huán)節(jié)必修課程“工程實踐”課程開展了持續(xù)課程改革，試圖將教學與科研、創(chuàng)意創(chuàng)新與知識產(chǎn)權(quán)、動腦與動手結(jié)合起來；從課內(nèi)到課外、從創(chuàng)新到創(chuàng)業(yè)、從理論到實踐，探索工程實踐課程的教學實施方法，與卓越工程師計劃有機結(jié)合，希望讓CDIO走得更好、更遠.下面分成三個部分，介紹我們以雙創(chuàng)教育貫串CDIO“工程實踐”課程開展專創(chuàng)融合的改革與探索過程，最后給出結(jié)論并指出問題與不足，提出相應的解決措施.

1 工程實踐課程的傳統(tǒng)實施過程

工程實踐課程安排分為4個學期：工程實踐1、工程實踐2、工程實踐3和工程實踐4，分別對應構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作，均包含于課程內(nèi)操作過程.工程實踐1從大一下學期開始實施.

具體課程操作是先將學生按照4～6人分組，由指導老師提供CDIO工程實踐課程題目，再給工程實踐小組成員講解，指導他們再查詢和了解項目內(nèi)容、內(nèi)涵、應用領(lǐng)域等，有時會有一些改進想法，然后開始設(shè)計、制作、測試、運行檢測等分項工作，最后參加項目答辯.再根據(jù)答辯情況給學生評分，出成績，課程結(jié)束.

傳統(tǒng)工程實踐課程實施過程的特點是課程結(jié)束，項目工作結(jié)束，產(chǎn)品生命結(jié)束，持續(xù)時間2年，所有工作僅僅停留在一個常規(guī)的課程教學層面.投入的人力、財力和物力沒有產(chǎn)生出更多價值，僅僅是一門必修學分課程，而且拿到不難.新的年級上來了，再將先前的項目給新一輪學生做一遍或做一些改進.產(chǎn)品及相關(guān)工作始終停留校園內(nèi)，不能培養(yǎng)學生的市場意識、創(chuàng)新意識、產(chǎn)品意識等.

2 工程實踐課程的改革實踐

結(jié)合當前的“雙創(chuàng)”背景，我們的工程實踐課程調(diào)整為5個學期，前4學期的基本功能不變，第5學期將從“課內(nèi)”走到“課外”.工作總體安排是，工程實踐課程開始初期，召開項目動員會，明確工程實踐課程的目標和要求；明確工程實踐的思想路線、工作路線及主要工作方法.通過開展工程實踐訓練，從產(chǎn)品(或項目)構(gòu)思開始，繼而確定創(chuàng)意的新穎性，開始申請國家專利和原理樣機制作工作，到課程結(jié)束前，完成專利申請(或授權(quán))和產(chǎn)品概念機的開發(fā)和測試工作.結(jié)束課后，或者課程進行過程中已完成產(chǎn)品制作工作后，項目組攜項目產(chǎn)品和專利進入創(chuàng)業(yè)階段，實現(xiàn)從原理樣機到產(chǎn)品樣機的轉(zhuǎn)化，進而產(chǎn)品市場化，開啟創(chuàng)業(yè)工作.對于工程實踐小組，必須明確工作和學習紀律，明確工作和學習要求，一切圍繞工作和學習的目標開展.具體如表1所示.

表1 工程實踐項目創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃分工Tab.1 Division of labor in engineering practice project innovation and entrepreneurship plan

學生按照表1進行分工后，根據(jù)各崗位的主要工作職責制定未來兩年工作計劃，并與指導教師進行討論和確定，通常需要約兩周時間，定稿后，學生按此計劃開展工程實踐項目工作，并以此計劃指導自己學習其他各門課程，每學期工程實踐課程都有關(guān)于項目的學期工作計劃.此舉能夠讓學生帶著目的去學習，避免了學生學習課程的盲目性.

2.1 課內(nèi)操作過程

在新的高等教育環(huán)境和雙創(chuàng)政策環(huán)境下，工程實踐課程課內(nèi)教學的指導思想是創(chuàng)新，創(chuàng)新是工程師的靈魂，也是創(chuàng)業(yè)的源動力.課內(nèi)操作內(nèi)容主要有：創(chuàng)新理念、創(chuàng)新產(chǎn)品、試制樣機和申請專利實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)保護、制作產(chǎn)品、發(fā)表項目研究論文、形成完整測試報告等.

2.1.1 創(chuàng)新產(chǎn)品 產(chǎn)品創(chuàng)新從思維創(chuàng)新開始.在工程實踐1中，以拋磚引玉、破立結(jié)合為實施課程教學工作的實施指導思想.利用周例會集中交流平臺，實施頭腦風暴，由指導老師引導和指導現(xiàn)場的團隊交流過程.具體過程是，現(xiàn)場由事先已安排的某一名學生發(fā)言，簡述其創(chuàng)新想法及其產(chǎn)生的理由，并說明其潛在市場及用戶，隨后，其余學生展開討論，從創(chuàng)新性、市場前景、生命周期、可實施性與成本等開展辯論，破立結(jié)合，并由專人做會議紀要，經(jīng)過多次多輪論辯后，最終形成創(chuàng)新產(chǎn)品的理念.并針對該主題進一步開展市場調(diào)研、問卷調(diào)查，回收數(shù)據(jù)，整理形成市場分析報告和產(chǎn)品市場前景分析報告.啟動下一階段工作，即專利申請與產(chǎn)品制作.

2.1.2 制作產(chǎn)品 確立項目目標后，開啟專利申請工作，同時開展產(chǎn)品制作工作.在工程實踐2中，將創(chuàng)意實體化，確定產(chǎn)品功能參數(shù)、技術(shù)參數(shù)、產(chǎn)品外觀及外形尺寸，分解任務(wù)包括外觀設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試與檢測運行，落實到項目組具體成員頭上，同時確定項目總工，由總工協(xié)調(diào)，隊員分工合作，既完成局部功能也完成系統(tǒng)功能之工作.在工程實踐3、4中，制作并試運行原理樣機，開展專門運行測試工作，由專人記錄運行測試數(shù)據(jù)，并總結(jié)撰寫測試報告，為下一步完善產(chǎn)品提供參考，為推廣產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)支持.其實，從工程實踐2開始，每一位隊員都有了明確的分工，有著明確工作目標和工作內(nèi)容，他們實際是帶著任務(wù)和問題學習專業(yè)內(nèi)課程的相關(guān)知識，能夠提高學習針對性和學習效果.

2.1.3 申請專利 確立工作目標后賡即申請專利.整個過程分為撰寫技術(shù)交底書、撰寫專利申請文案、受理后跟蹤等三個階段.

第一階段，撰寫技術(shù)交底書.工程實踐1后半段或工程實踐2始，導師組織學生參與撰寫技術(shù)交底書并給予指導，隨后由導師提交給專利代理，借助專利數(shù)據(jù)庫和其他查新工具查新，確保專利的創(chuàng)新性，并確定申請專利類型及方式：實用新型專利、發(fā)明專利或組合專利.

第二階段，撰寫專利文案.簽訂專利代理申請合同，啟動專利文案撰寫工作，在項目導師的指導下，項目成員全程參與，直至專利申請文案定稿，并收到國家知識產(chǎn)權(quán)局受理通知書.

第三階段，受理后跟蹤.國家專利局受理專利申請后，由導師或?qū)熤付椖拷M專門人員實施跟蹤，確保專利申報工作順利推進，力爭在工程實踐課程結(jié)課前拿到國家專利局專利授權(quán)證書.

經(jīng)過專利申請，學生們就能掌握專利申請的全部流程，掌握一些技術(shù)文檔、專利文書的撰寫知識和技巧，并形成強烈的知識產(chǎn)權(quán)意識，學生的文字寫作能力、社會交往能力、團隊協(xié)作能力等得到全面提升.

2.2 課外操作過程

課程外操作過程.該階段屬于工程實踐5及以后.課外指導思想是創(chuàng)業(yè)(成果轉(zhuǎn)化或產(chǎn)業(yè)化).以課內(nèi)創(chuàng)新產(chǎn)品和專利為基礎(chǔ)，指導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃，同時參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、地方政府組織的路演等一系列創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)賽事活動，不斷鍛煉項目組的創(chuàng)業(yè)能力、產(chǎn)品認知水平、產(chǎn)品推銷能力與財務(wù)方案編制能力等，實現(xiàn)初創(chuàng)產(chǎn)品品質(zhì)提升和工程實踐小組的創(chuàng)業(yè)能力提升.隨后進入學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心開始創(chuàng)業(yè)，實現(xiàn)以工程實踐小組為主導的獨立創(chuàng)業(yè).

2.2.1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃 根據(jù)市場調(diào)研或問卷調(diào)查結(jié)果，完善產(chǎn)品.以工程實踐課程內(nèi)授權(quán)(或受理)專利和原型機為基礎(chǔ)，按照工業(yè)設(shè)計要求和最終產(chǎn)品需求、市場要求等標準，從外觀、結(jié)構(gòu)、功能、使用等方面開展產(chǎn)品完善工作，做到好看、好用與無顧慮.

2.2.2 “互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽 參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、行業(yè)舉辦的創(chuàng)客活動、地方政府項目征集令活動等，按照要求準備產(chǎn)品、宣傳海報、路演PPT或項目BP(Business Plan)等，項目組參與現(xiàn)場展示，進一步推廣產(chǎn)品，找到自身優(yōu)點與不足.如果獲獎，或許能獲得投資人的青睞.

2.2.3 參加會展活動 依托教務(wù)處、科技處與校團委等學校職能部門提供的服務(wù)，組織團隊攜產(chǎn)品和項目計劃書參加產(chǎn)品展覽會，或者新技術(shù)展覽與投資人的融資交流會.如參加2015年電子展(中國)成都，等.傾聽觀眾、潛在投資人的真實聲音，從而改進產(chǎn)品或調(diào)整商業(yè)計劃等.如我們的“多功能手機充電殼”、“握力式太陽能充電寶”等項目，參觀者便提出了很多之前沒有被關(guān)注的問題，如充電時間、充電效率與無法體驗等.

2.2.4 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心 經(jīng)過前期路演、產(chǎn)品展覽會的磨練后，帶著再次完善后的產(chǎn)品進入企業(yè)孵化器，正式進入創(chuàng)業(yè)、守業(yè)、擴業(yè)模式，開啟企業(yè)孵化階段.進入學?！俺蓜?chuàng)空間”，進一步深入接觸管理、市場、金融等，按照公司機制運行，在學校相關(guān)部門和地方政府的指導和關(guān)注下，推動公司運營.

此工程實踐項目從構(gòu)思到產(chǎn)品、從產(chǎn)品到市場的過程中，離不開指導老師的“組織、安排、檢查和協(xié)助”，對內(nèi)協(xié)調(diào)和指導項目組工作，對外聯(lián)系學校和地方政府的相關(guān)部門，尋求項目展示宣傳機會和項目創(chuàng)業(yè)政策支持等.指導老師的責任心至關(guān)重要，特別是“檢查”和“協(xié)助”必須交互進行，且持之以恒直至項目公司化運行.

3 課程考核和考查

課程考核主要是產(chǎn)品設(shè)計與制作，提交設(shè)計報告，最后進行項目答辯，與傳統(tǒng)實踐類考核無異，如此減輕學生修課程學分的壓力.創(chuàng)業(yè)階段已經(jīng)上升為學生個人學習和提升追求，稱作創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練，也稱作卓越工程師計劃第二培養(yǎng)階段，因而不作為強制規(guī)定.

課程考查包括產(chǎn)品原理樣機(或工程樣機或產(chǎn)品1.0)；每個項目組力爭獲得發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠跈?quán)1項以上；其他包括參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃(力爭省級或國家級)，參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽(力爭省級或國家級)，參與政府的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目征集活動進行路演等.

4 項目投入分析

以項目為單位的組織實施成本分析，主要包括專利申請、樣機試制、論文發(fā)表和參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽，如表2所示.

表2 每項項目投入明細Tab.2 Investment details of each project

由表2可知，每個項目投入費用1.6萬元，均為階段性投入經(jīng)費，僅僅依靠課程經(jīng)費遠遠不夠，可以通過申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃立項，獲得后續(xù)經(jīng)費支持.根據(jù)各級大創(chuàng)訓練計劃資助情況，大體分為三級：校級資助5 000元，省級資助10 000元，國家級資助20 000元.專創(chuàng)融合的做法是，經(jīng)過精心打造的項目，帶著專利申請大創(chuàng)，基本能夠拿到前兩級資助，合計15 000元.再搭配校級教改項目經(jīng)費，能夠支撐每個項目前期研發(fā)等所需經(jīng)費.

5 討論

實踐小組經(jīng)過將近三年的工程實踐課程改革取得了多項成果，學生也得到了較為系統(tǒng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓和鍛煉.將來需要進一步解決經(jīng)費、項目移交、產(chǎn)權(quán)或效益分配、學生思想認識等問題.

5.1 經(jīng)費

在項目開展過程中，知識產(chǎn)權(quán)維護、專利申報、概念機、工程樣機與產(chǎn)品樣品都需要經(jīng)費.僅僅是課程教學經(jīng)費，遠遠不能滿足需求.如前文所述，經(jīng)費可以通過申請“大創(chuàng)”等項目立項得到，但是名額有限，還是無法保證全部工程實踐項目都能獲得全額經(jīng)費支持.經(jīng)費問題主要涉及部門是教務(wù)處.解決辦法是修創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學分的政策鼓勵和參賽后獲獎的獎金鼓勵.

5.2 項目移交

工程實踐課程結(jié)束后，在項目導師的指導下，學生攜工程實踐項目參加大創(chuàng)計劃、雙創(chuàng)比賽等，擴大產(chǎn)品知名度，同時訓練學生社會交往能力和創(chuàng)業(yè)基本能力，奠定創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ).但是，大創(chuàng)計劃結(jié)束通過驗收后交由誰來接手？是項目導師？學院專門部門？學校創(chuàng)客中心？因為在這個年級課程結(jié)束后，新的一個年級便已開始工程實踐，新的指導工作又開始了，指導老師精力遠遠不夠.解決辦法是讓新生接著創(chuàng)新和研發(fā)，進一步推進產(chǎn)品的完善的發(fā)展，直至推向市場，實現(xiàn)獨立自主運行.

5.3 產(chǎn)權(quán)或效益分配

項目工作移交后，項目組或許開始成立公司繼續(xù)運行，產(chǎn)品投放市場，利益分配如何認定；或者進行知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓，項目導師與學校如何分配轉(zhuǎn)讓所得經(jīng)費.解決辦法是學校完善有關(guān)成果轉(zhuǎn)化的政策和實施細則，從而提高參與人員的積極性和主動性，增強參與者的獲得感.

5.4 學生思想認識

項目組是課程負責老師根據(jù)選課名單隨機分配而來，部分學生思想還是停留在只修課程學分的狀態(tài)，甚至是混學分的狀態(tài)，對于結(jié)課后須開展的項目工作更是漠不關(guān)心，影響了項目創(chuàng)業(yè)階段實施效率和效果.究其原因，學習態(tài)度固然占一部分，但更重要的是“課程”缺乏對他們的正當約束.本著對每一個學生負責任的原則，項目組還是不輕易放棄任何一個學生，對此，下一步工作應該開展更多的交流和指導，基本原則就是“曉之以理，動之以情，授之以漁”.解決辦法是在大一下學期的“創(chuàng)新方法”課程中實現(xiàn)分組，為工程實踐課程的實施奠定基礎(chǔ).

6 結(jié)論

本文分析了雙創(chuàng)政策、當前創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境以及工程實踐的開展歷史和現(xiàn)狀，提出了將雙創(chuàng)教育融入工程實踐課程的專創(chuàng)融合新思路.論文將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)分為課內(nèi)、課外兩大部分，分層講解了工程實踐課程專創(chuàng)融合的具體實施過程，既實現(xiàn)了動手能力鍛煉，又訓練了創(chuàng)新能力培養(yǎng)了市場意識，準確實現(xiàn)了工程實踐的課程意義，也為培養(yǎng)一流電氣工程師奠定了基礎(chǔ).可以預見，以工程實踐課程為主線或載體，合理設(shè)置配套本課程和開展教學，能夠有效培養(yǎng)出對接國家工業(yè)4.0的卓越工程師或卓越工程人才.本文改革與實踐方法還可以推廣到設(shè)計類課程中或集中實踐環(huán)節(jié)課程中.