校企科研合作中的大學生創(chuàng)新精神與能力培養(yǎng)

周已　張富曉

摘? 要：創(chuàng)新精神和能力的培養(yǎng)是大學生教育的核心目標。該文基于CDIO工程教育模式，提出大學生創(chuàng)新精神和能力培養(yǎng)的校企合作模式。以西南石油大學校企聯(lián)合項目為例，以工程問題為導向，以解決企業(yè)實際需要為目標，以企業(yè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，從課題調研、性能分析、產品設計、產品試驗、產品應用的各環(huán)節(jié)簡要闡述本模式的實踐過程。實踐表明，該模式培養(yǎng)成果豐碩，是有效的大學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式，為高校加強科教融合、健全協(xié)同育人機制提供借鑒。

關鍵詞：校企科研合作；創(chuàng)新精神；創(chuàng)新能力；實踐能力；CDIO工程教育模式

中圖分類號：G640? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）12-0020-06

Abstract： The cultivation of innovative spirit and ability is the core goal of postgraduate education. the artile based on the CDIO engineering education model， the school-enterprise cooperation model of graduate students' innovative spirit and ability cultivation is proposed.? Taking the school-enterprise joint project of Southwest Petroleum University as an example， the practical process of this model is briefly described from the aspects of subject investigation， performance analysis， product design， product test and product application based on the enterprise data， which is oriented by engineering problems and aimed at solving the actual needs of enterprises.? The practice shows that by adopting this model， fruitful results have been achieved and this model is an effective training model for graduate students' innovative practical ability. It can provide reference for universities to strengthen the integration of science and education and improve the collaborative education mechanism.

Keywords： university-industry research cooperation; innovative spirit; innovation ability; practical ability; CDIO engineering edueation model

大學生教育處于教育體系的高端位置，擔負著為國家和社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高層次高素質人才的任務。提高大學生教育質量就顯得尤為重要，而提高大學生創(chuàng)新能力是提高大學生教育質量的關鍵和核心。習近平總書記出席 2021 年中央人才工作會議并發(fā)表重要講話，提出“加快建設世界重要人才中心和創(chuàng)新高地”。大學生群體是人才資源的重要來源，其在大學階段養(yǎng)成的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維等對未來職業(yè)發(fā)展有奠基作用。大學生創(chuàng)新能力鼎力支持“人才強國”“科教興國”“鄉(xiāng)村振興”等國家戰(zhàn)略，關涉高校人才培養(yǎng)質量和大學生未來職業(yè)發(fā)展的有效性[1-2]。

科研實踐是影響和推動大學生創(chuàng)新能力的重要因素之一，從事科研實踐活動是培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的重要途徑。高校與企業(yè)開展科研合作是進行有效科技資源整合的形式，有助于科技創(chuàng)新水平的提升和高?？蒲谐晒涞?，實現(xiàn)互利共贏。高校是理論創(chuàng)新能力培養(yǎng)的搖籃，企業(yè)是創(chuàng)新產品的需求者和檢驗者。在校企科研合作項目中完成科技成果轉化的基礎上，實現(xiàn)大學生人才培養(yǎng)的教育目標是近年來努力的方向。在校企科研合作框架下，引導學生以工程問題為導向，以解決企業(yè)實際需要為目標開展科研項目研究。通過在發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題及解決問題的過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識及創(chuàng)新精神，突出培養(yǎng)一批解決工程實際問題的高端人才，滿足國家對新工科創(chuàng)新人才的需求。

現(xiàn)有高校大學生培養(yǎng)受到傳統(tǒng)意識、觀念的影響較深，培養(yǎng)模式重理論輕實踐，甚至是理論與實踐脫節(jié)，導致大學生缺乏積極性、主動性和創(chuàng)造性，嚴重影響了大學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。因此，以西南石油大學與寶石機械成都裝備制造分公司校企聯(lián)合共同完成的四川省科技服務業(yè)示范項目《基于3D打印技術的高速牙輪鉆頭新型密封結構創(chuàng)新研發(fā)設計》為例，探討校企科研合作中的大學生創(chuàng)新精神和能力的培養(yǎng)模式。

一? 大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀及問題

（一）? 選題脫離實際，內容空洞空泛

我國高校的部分教師的科研項目沒有從實際的工程問題出發(fā)，盲目地做研究，不是本著解決實際生產問題為導向，缺乏實質性內容，方向不明確，導致學生找不到實際問題，迷茫無助，很多的數(shù)據(jù)無法從企業(yè)工程直接獲取，導致學生在研究過程中的數(shù)據(jù)無根無據(jù)，重復他人研究，模仿他人研究思路，缺乏創(chuàng)新也無法創(chuàng)新，研究結果沒有實際的工程價值和意義，無法解決企業(yè)問題。

（二）? 科研重理論輕實踐，或缺乏實踐環(huán)節(jié)

我國大學生的科研大部分是在學校的實驗室里開展研究的，即使是試驗研究也大多是室內試驗研究，缺乏工程的實踐檢驗和評價。而很多的問題都是在工程實踐過程中發(fā)現(xiàn)的，缺乏實踐，缺乏切實可行的解決方案，更無法提到創(chuàng)新。這種傳統(tǒng)的教育模式導致大學生在已有的研究基礎上進行重復性的工作，創(chuàng)新力度不大，創(chuàng)新之路狹窄，思考問題深度不夠，研究內容也較片面。

（三）? 部分大學生學術態(tài)度不端正

在當今社會，很多大學生為了工作和獎學金，急功近利，為了獲得更多的學術成果，態(tài)度浮躁，敷衍了事，不能沉靜下來安心做科研。有的大學生基礎知識不扎實、專業(yè)水平不足，學術思維陳舊，學術視野不寬闊，科研創(chuàng)新活力不足[2]。部分大學生缺乏求真務實的科研態(tài)度、鍥而不舍的科研毅力、嚴謹求實的科研作風和開拓創(chuàng)新的科研精神，科研實踐能力比較欠缺，在科研工作中缺乏創(chuàng)新、缺少成果[3]。

二? 校企科研合作的大學生創(chuàng)新精神培養(yǎng)

創(chuàng)新的前提是培養(yǎng)正確的學習態(tài)度和積極向上的人格情操。本文以大學生參與科研項目的經歷及成長歷程來闡述正確的學習態(tài)度對創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性。（一）? 積極心態(tài)，積極心態(tài)是創(chuàng)新的源泉

大學生在起初做科研時，總是一頭霧水，找不到思路，不知從何入手，連最基本的問題、思路都不是很清楚，更不用說創(chuàng)新。此時，老師要引導學生、鼓勵學生轉變心態(tài)，從消極變?yōu)榉e極，從被動變?yōu)橹鲃?，從失望變?yōu)橄矚g，在困難面前不低頭不氣餒。鼓勵學生請教老師、專家，看文獻、思考，與他人討論，這樣創(chuàng)新的思路就在反復地請教、思考、撰寫和修改過程中孕育而生。還要鼓勵大學生保持會想、敢想的積極性，老師盡量給學生創(chuàng)造相應的環(huán)境，提供相關的支持、獎勵，鼓勵學生多多創(chuàng)新?？傊?，積極心態(tài)對大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分必要且重要的。

（二）? 誠實，誠實是創(chuàng)新的基石

只有堅持誠實原則，才能找到真正的問題，才能暴露真實的情況，研究才具有真正的價值和意義，才能真正解決工程問題。誠實是創(chuàng)新的根基，根基要正、要對、要穩(wěn)，創(chuàng)新成果才能經得起時間、工程的考驗和檢測。很多科學家都為我們樹立了成功的榜樣，如屠呦呦、袁隆平等，其創(chuàng)新成功的秘訣就是對科學研究的實事求是、求真務實的態(tài)度。多少的奇思妙想、多少的創(chuàng)新思路的產生都是離不開誠實原則的。倘若離開了誠實原則，科研就沒有前期基礎支撐，研究工作就成了無源之水、無本之木。但是在科研工作中堅持這個原則并不容易，會面臨很多的挑戰(zhàn)和艱難，每個大學生都要面對是否選擇誠實原則，是為了一時獲益還是長久受益？有時候為了獲得真實的科研數(shù)據(jù)要經歷身心的煎熬、等待，如果科研數(shù)據(jù)沒有達到預期結果，怎么辦？失敗了怎么辦？結不了題了怎么辦？但最終內心的堅定使學生仍然大膽地選擇誠實原則而不再彷徨、猶豫和放棄，哪怕是失敗，也要真實的數(shù)據(jù)?？傊?，小到做事，大到做人，誠實原則都會讓學生受益終生。

（三）? 恒忍，對創(chuàng)新要充滿不氣餒的熱忱

有句名言說：對于一個有心的人，他總能找到方法；對于一個無心的人，他總能找到借口。當每位大學生懵懵懂懂地踏上這條科研道路之時，都滿懷期待科研之路一帆風順，但常常會遇到失敗、挫折。我常常鼓勵學生不要放棄，調整心態(tài)，只要堅持、恒忍，總會成功的，因此，學生就繼續(xù)鼓起勇氣做研究。在長久地堅持中，多個創(chuàng)新成果相繼出現(xiàn)，如國內外的發(fā)明專利授權、SCI文章的發(fā)表等?？傊钅軒椭渥叱隼Ь车牟皇峭庠诘囊蛩?，而是內心對困難的超越和戰(zhàn)勝，有了這份恒忍堅定就一定會找到創(chuàng)新之路。

（四）? 謙卑，滿招損，謙受益

當學生在做科研失敗之時，我也慢慢地反省，發(fā)現(xiàn)驕傲使學生走向失敗。滿招損，謙受益，這是最重要的科學態(tài)度。只有不斷穿著謙卑的斗篷，把自己放在最低的位置，才能不斷承接祝福。當我意識到這個問題，就開始糾正學生，給其做思想工作，改正回轉，擺正心態(tài)，謙卑受教，請教老師、學生，認真聆聽、思考每個建議，從心里去尊敬每個人。這樣，集結了大家的智慧，少走了很多彎路，開啟了新的方向，難題變得豁然開朗?？傊t卑之心讓我們獲得智慧，走向高處，獲得成功。

（五）? 勤奮，創(chuàng)新是給一切勤奮努力之人預備的

在生活工作中，勤奮起到了決定性作用，對多數(shù)人可能都是如此。一個人要取得一定程度的成功，天賦、勤奮和機遇都需要，大概勤奮占60%、天賦占30%、機遇占10%。我教導學生要勤奮，抓緊時間，珍惜光陰，提高效率，要有不怕苦不怕難的心志。努力想辦法去解決在科研之路上遇到的一切困難，只有勤奮的人才能真正明白，在經歷一切的苦痛、掙扎、壓力及破碎后，創(chuàng)新的生命才會變得堅強、勇敢和成熟。

三? 校企科研合作的大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

（一）? 校企科研合作培養(yǎng)思路

由圖1可知，校企科研合作培養(yǎng)思路包括以下兩個方面。

1）在人才培養(yǎng)模式上，結合科研項目培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力。校企科研合作培養(yǎng)思路的理論根據(jù)是CDIO工程教育模式[4-6]。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，C代表構思（Conceive）、D代表設計（Design）、I代表實現(xiàn)（Implement）及O代表運作（Operate），該模式以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。運用該模式，可構建新工科背景下的應用型、創(chuàng)新型復合人才培養(yǎng)模式。以西南石油大學校企聯(lián)合項目為例，CDIO 代表了科研過程的各個環(huán)節(jié)，C為課題調研部分，D為產品結構設計部分，I為產品加工、試驗部分，O為產品應用部分。以培養(yǎng)大學生的工程思維方式、掌握工程分析方法及解決復雜工程問題的能力為人才培養(yǎng)目標，培養(yǎng)大學生應具備的科學技術知識、素質和創(chuàng)新能力等，如產品的建模、產品性能的仿真分析、產品的結構設計及優(yōu)化、性能預測、產品的室內試驗研究及現(xiàn)場試驗應用。

2）在產教融合模式上，采用校企聯(lián)合培養(yǎng)方式，建立以滿足校企兩個主體的利益訴求為宗旨，以共享共贏為共同特征的合作模式。以西南石油大學校企聯(lián)合項目為例，西南石油大學承擔整個技術的理論、設計、仿真研究及室內試驗研究內容，學?？蒲袕钠髽I(yè)的工程實際需要入手，以解決實際工程問題為目標，前期調研以企業(yè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，項目研究不脫離企業(yè)，緊緊跟隨企業(yè)的步伐，滿足企業(yè)對產品的需求。學校具有理論研究的優(yōu)勢和平臺，可以彌補企業(yè)的理論基礎研究的缺乏。寶石機械成都裝備制造分公司主要承擔產品的加工制造及現(xiàn)場試驗應用環(huán)節(jié)，企業(yè)補充學校實踐應用的缺乏，為驗證學校理論研究提供支撐，也為科研成果的轉化和升級提供了積極條件和預備，大學生為了配合企業(yè)的工作，要對應調整理論研究內容，實現(xiàn)了理論和實際的有機結合，同時鍛煉了學生的實踐能力，實現(xiàn)了產教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)目標，促進了學科交叉、重視理論聯(lián)系實際、拓展了人才素質能力。

（二）? 基于西南石油大學校企聯(lián)合科研項目培養(yǎng)實例

由圖2可知，基于西南石油大學校企聯(lián)合科研項目培養(yǎng)模式包括以下幾個方面。

1）課題調研。通過對企業(yè)調研發(fā)現(xiàn)，牙輪鉆頭密封在實際鉆井工程中磨損嚴重，導致鉆井效率降低、鉆井成本增加，無法滿足高速鉆井的需求。通過對國內外文獻資料調研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有密封幾乎是被動密封型式，不具有主動排砂性能，泥漿顆粒一旦進入密封就會導致磨損，軸承失效。因此，提出設計具有主動排砂性能的新型密封，以期提高密封性能。在此過程中，培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力，要設計新型密封就需要有創(chuàng)新的思維和意識，培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力。

2）性能分析。該項目的主要分析工作包括新密封結構的密封性能、排砂性能的仿真分析研究；新型密封結構設計型式及結構參數(shù)對密封性能、排砂性能的影響規(guī)律分析；新型密封的力學強度計算等。大學生在掌握已有的理論基礎課程如理論力學、材料力學、機械設計、機械原理和機械制圖等課程知識的基礎上，通過對仿真分析方法、試驗方法、計算方法和軟件處理方法等技能的學習，掌握新型密封的數(shù)學仿真建模、結構性能分析、結構參數(shù)優(yōu)化、密封性能預測及評價和仿真分析能力，在此過程中逐漸培養(yǎng)工程人才所具備的基礎科學知識、基本技能、優(yōu)良素質和創(chuàng)新能力。

3）產品設計。根據(jù)新型密封結構的特點和功能，先設計整體結構方案，對不同的方案進行結構對比，從中選擇性能較優(yōu)的作為最終方案。然后，再進行具體的結構參數(shù)設計，畫裝配圖和零件圖。最后，通過仿真軟件開展新型密封的力學性能研究，以此評估新型結構的安全性和可靠性。此外，還要設計新型密封的試驗裝置和加工方式，為試驗研究做準備。突破傳統(tǒng)密封設計思路，設計新型密封及裝置的過程就是創(chuàng)新思維、創(chuàng)新理念和創(chuàng)新能力的訓練過程。

4）產品試驗。結構設計、性能分析結束后，開展產品的試驗研究，并與理論、仿真分析進行對比，綜合評價產品性能。試驗是產品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，包括室內試驗和現(xiàn)場試驗。室內試驗在西南石油大學開展，包括設計專門的試驗裝置、試件的加工等，本項目先后開展了三次室內研究，包括未加壓螺旋密封排砂機理單軸試驗研究、加壓螺旋密封排砂機理單軸試驗研究和高速軸承實驗機單軸試驗研究。由于密封結構為創(chuàng)新結構，國內外沒有可參考的裝置；此外，牙輪鉆頭密封結構小且復雜，采用常規(guī)加工方式難以加工，不僅費時間還增加成本。這些因素導致必須創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識產權的裝置、加工方式及試驗方案。經過多次會議討論研究，采用3D打印加工螺旋密封，試驗裝置也是自主研發(fā)設計，學生經過多次的裝置調試、試驗嘗試，最終獲得成功。在試驗裝置的結構設計、裝置原理設計、密封加工方式、試驗方案設計、試驗開展的整個過程中，都是創(chuàng)新的理念和創(chuàng)新能力的交叉融合，創(chuàng)造出新的產品和技術。

5）產品應用。產品研發(fā)的最后一步是工程實踐的檢驗。本校聯(lián)合寶石機械成都裝備制造分公司，該企業(yè)負責完成“產品試制及試驗”任務，實現(xiàn)3D打印新型密封結構在高速牙輪鉆頭上的應用，完成了“8 1/2和12 1/4”鉆頭的試制、臺架試驗及井下試驗。企業(yè)培養(yǎng)的目的是實現(xiàn)科研成果的轉化，讓創(chuàng)新的產品具有實際工程價值和應用意義。在校企合作過程中，大學生配合企業(yè)參與產品的應用及性能評價，根據(jù)現(xiàn)場使用效果，不斷調整理論模型、設計及分析方法等，使研究成果能滿足企業(yè)需要?？蒲羞x題瞄準了企業(yè)實際問題，研究過程緊貼企業(yè)需要，有利于提升企業(yè)創(chuàng)新能力和研發(fā)潛力，幫助企業(yè)解決問題，節(jié)約成本[7-9]。對于高校而言，科研創(chuàng)新有利于轉化和體現(xiàn)人才培養(yǎng)成果，拓展人才素質，提高人才創(chuàng)新能力。

四? 校企科研合作培養(yǎng)模式效果

（一）? 科研成果

大學生參與授權的國內外發(fā)明專利為9項，其中2項為美國發(fā)明專利，7項為國內發(fā)明專利。發(fā)表的SCI論文10篇。在科研成果轉化方面，獲得多項新產品、新技術、新材料、新裝置和新加工工藝（圖3），獲得企業(yè)單位的高度認可。

（二）? 教學成果

1）創(chuàng)新競賽獲獎：2018年4—8月，大學生參加了“杰瑞杯”石油裝備創(chuàng)新設計大賽，作品名稱為《視覺多功能作業(yè)爬行機器人》，獲得國家三等獎的好名次。

2）大學生期間獲得的獎學金：大學生在讀期間也獲得了多項獎學金。

（三）? 大學生畢業(yè)后的工作業(yè)績

大學生畢業(yè)后在工作單位工作出色，與團隊成員成功設計了多臺創(chuàng)新設備，應用于各種工程領域，如圖4所示。工作期間，大學生申請了專利20余項，授權發(fā)明專利2項，實用新型專利11項。

綜上所述，采用校企科研合作培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力模式成果豐碩。實踐表明，該模式是有效的大學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式，為高校加強科教融合、健全協(xié)同育人機制提供借鑒。

五? 結束語

如何培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力是我國高校亟需解決的重要問題。本文提出了校企科研合作的人才培養(yǎng)方式，闡述了正確的創(chuàng)新精神和積極的科研態(tài)度，并以西南石油大學校企聯(lián)合項目為例，從項目運作的各個環(huán)節(jié)（課題調研、性能分析、產品設計、產品試驗、產品應用）來探討大學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)模式。校企科研合作的人才培養(yǎng)方式不僅實現(xiàn)了科技成果的創(chuàng)新和轉化，而且促進了學生綜合能力的提升，實現(xiàn)高素質人才培養(yǎng)的目標。

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基金項目：2022年西南石油大學研究生教育教學改革與研究項目“基于校企深度合作的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑研究”（2022JG032）；2021年中國學位與研究生教育學會面上項目“‘雙一流建設背景下能源動力類專業(yè)學位培養(yǎng)模式研究”（2020MSA275）

第一作者簡介：周已（1980-），女，漢族，遼寧錦州人，碩士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為大學生教育。