高校工科创新创业课程建设研究

牛萍娟　刘大利　张牧　韩丽丽　孙玉楷

摘要：目前，全球范围内正在进行新一轮科技变革，综合国力的提升势在必行。创新创业是评价判断一个国家科技所处阶段的主要标志。为符合国家创新创业和高校新工科改革的需要，工科教育与产业紧密联系、协同育人并在人才培养目标的层次化中补充人才培养体系，结合集成产品开发模式（Integrated Product Development，简称IPD）思路，提出一种工程设计与管理具体课程方案以缓解我国工科教育所面临创新驱动效果不佳的问题。

关键词：创新创业；新工科改革；IPD；协同育人

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）21-0207-03

一、引言

当前，第四次工业革命正如火如荼地展开，处于这种形势之下，我国应积极推动新经济发展，抢占工业4.0、人工智能等科技革命的制高点。在实施竞争过程中人才是社会发展的优势资源，推动新一轮生产方式的改变和经济结构的变迁。习近平总书记指出，“我们对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切，对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈”，我国经济正在进入组成成分调整与模式转型的重要时期，以网络为核心的科技和产业革命蓄势待发，创新成为国际影响力竞争与争夺的新赛场，为发展中国家跨越束缚提供了战略机遇，也将进一步加剧国际间的人才竞争[1]。新工科所具有的特色是改变与服务人才培养的关键环节，新工科的前沿特色是引领性，新工科的树立和存在将为其他行业与领域的建设以及专业科技人员培养提供铺垫，新工科的优越性将在培育出最先进生产力方面展现，通过先进生产力支撑的领域势必会有大量新产业的出现。新工科的学科特色是交融性，学科特色使得新工科与传统工科相比，内容复杂、建设难度大。创新性是新工科不可或缺的特色，是新工科真正的意义目标，是需求人才而对新工科提出的必然条件。新工科的建设是服务以新技术、新产业、新业态和新模式为特点的新经济发展，寻求我国在核心关键技术上的突破，在未来全球创新生态系统中占据战略制高点，跨界性是新工科的产业特征，是新工科围绕产业链整合需要而在自身构成中必须具有的跨越原有产业和行业界限的特征[2]。重点结合国际先进的集成产品开发模式（IPD），提倡人才培养的目标定位应是具有工程实践能力的工科人才，并且掌握工程类产品创新创业项目的基本理论及其工程分析和设计方法，清晰地建立起创新创业项目典型的基本架构和基本概念，结合案例教学等教学手段学会利用创新创业项目管理理论进行设计实践，同时将工程伦理的知识、职业道德的约束、职务发明的约束、知识产权策略、法律和法规、环境保护等各种工程基础知识综合后进行有针对性的工程基础知识培养。

二、传统工科现状分析

在世界经济快速增长的前提下，中国需要应对困难和挑战，经济保持平稳快速发展。中国经济发展长期向好的方向发展，持续增长的良好支撑基础和条件依旧存在，保持经济结构调整优化的前进态势。2017年全球500强名单中，上榜的500家企业的总营业额为27.6万亿美元，净利润为1.48万亿美元。入围门槛为209.2亿美元，中国达到了115家，在上年度的基础上增加5家。目前，工科毕业生的就业率高于平均就业率水平，相对于其他科目的毕业生相对较高，工科毕业生的就业现状以及未来几年的趋势比较乐观，但毕业生就业水平高的表象却无法填补竞争力差、创新性不足的客观事实。造成工科毕业生就业率普遍高的原因包含以下两个主要原因：第一，在中国，产业是人民生活生产的主要来源，其发展状态一直都在稳定提升，国内市场需求的提升为产业发展提供了机遇，适合工业生产的工科毕业生满足不了当下需求，市场导向偏向于工科毕业生，导致就业率普遍升高，但是其创造的社会价值就无法一概而论。第二，自2001年加入世界贸易组织以来，不仅外国企业如潮水般拥入中国，而且更加倾向于把自己的传统行业与加工业迁移至中国，为中国的工科毕业生提供了分流的机会，所以在最近几年的人才市场上，工科专业毕业生一直拥有很大的需求量，就业形势较好。

可观的就业率下却隐藏着我国工科教育中竞争力与创新性不足的问题。到目前为止，世界最多的诺贝尔奖获得者是美国，居世界各国最前列。在自然科学范围内，美国得到的诺贝尔奖远超世界剩余国度的总和，美国的大学聚集了全球的诺贝尔奖获得者，50位以上的菲尔兹奖获得者。据2017年全球化智库（CCG）和西南财经大学发展研究院在北京发布的《中国区域国际人才竞争力报告》显示，中国国际人才竞争力总体程度不高，得分第一的上海竞争力指数刚过合格线，中国国际人才比例远低于世界平均水平。这对拥有4000万工程技术人员的中国来说，工科教育质量问题已不再是一个可以忽视的问题，工科毕业生缺乏特色和个性，专业面窄，欠缺解决实际问题的能力。在竞争日趋激烈的今天，企业之间竞争的核心已经由领域、数目之争转化为人才的竞争，用人单位对工程技术人员的识别能力越来越强，对工程技术人员的要求也越来越高，更暴露出我国工科毕业生竞争力不足的问题[3]。

为贯彻与落实国家创新创业号召和高校新工科改革，从长远的角度为学生思考，基于新工科教育的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系，重点结合国际先进的集成产品开发模式（IPD），来对目前工科教育进行尝试性改革，将创新创业教育与新工科建设相结合，而新工科创新创业项目管理与实践类目前国内尚属空白，应用前景明朗。

三、集成產品开发模式（IPD）的落地实践

日趋激烈的人才竞争最终转化为新产品的研发竞争，伴随着市场竞争的日趋残酷，产品的生命周期正在不断缩短，使此刻比过去都更加注重产品调研、产品创新和市场营销之间的彼此作用，并使企业之间的竞争开始转向生产成果管理的竞争。而集成产品开发（IPD）是一套产品开发的模式、理念与方式。集成产品开发的精髓是IPD框架，包含市场分析、流程管理、开发管理。市场分析是从生产成果的外在客观因素来判断影响产品的市场占有率和存活率的原因，客户需求主要集中在分析生产成效，确定生产成果市场定位，优化投资组合，分析集成产品开发，以获取最优配比。流程管理主要聚焦于不同部门与不同小组间的流程项目协同管理与交流问题上，在流程中的每一个阶段与制定决策中，来自不同部门的工作人员将会在同一个部门管理的团队内协同工作，配合研究，实现优势互补，短板兼容，提升产品核心价值。产品开发的决策和消费者使用需求设计，通过项目管理来保证产品顺利地得到开发。跨部门团队组织结构是以流程形式运作，提升效率的基本保证。项目管理是跨部门小组集合起来，优势互补，交流合作行动的重要环节。开发管理是提高集成生产成果开发效率与节省开发经费的关键手段与途径。开发管理主要的关注点在于并行开发和公共基础模块。通过适当减弱各开发层次间的依赖性，实现所有阶段任务的并行开发与应用，节省时间与经济成本。而公共基础模块指不同产品之间拥有和使用相同的模块与设计成果。建立公共基础模块数据库，可以实现不同产品之间的重用和共享，可以缩短产品开发周期、降低产品成本，大大的受益于各个行业。

科技型人才已成为建设创新型国家、提升国家自主创新能力、推动科技与经济一体化发展的重要战略资源[4]。通过详细对比集成产品开发模式（IPD）与美国高校学术要求、发展目标、人才塑造方向，而人才塑造方向阶段差异化直接体现在人才塑造体系的不同上，在人才培养体系上我们做出大胆尝试，结合“复旦共识”与“天大行动”，我们开设符合新工科精神的工程设计与管理实践课程，在一定水平上弥补了现有的工科实践与创新不足。大学实行目标管理是否适宜需根据实际情况进行判断、选择[5]。工程设计与管理实践课程属于校本课程开发，简称为SBCD，是各个高校根据自己的实际条件与短板进行的一种“自下而上”的课程开发。1970年代以来，SBCD课程备受欧美等发达国家和地区推崇，是一种与国家课程开发相得益彰的课程开发策略。校本课程开发的特点是，课程的决定权在学校，课程与教学的整合以及课程开发注重多元协同、民主参与[6]。

工程设计与管理目前主要适用于电气与光源专业的学生，学生在学习之前需要学习高等数学、大学物理、机械制图、电工电子等课程，以培养学生的思维与基础知识，之后学习工程设计与管理，起到承上启下的作用，在以后学习计算机控制技术、半导体技术、电气工程技术等课程时便可以发挥基础课程、工程设计与管理的优势，更好地实践与管理自己的知识。通过本课程的学习，使学生掌握工程类产品创新创业的基本理论及其工程分析和设计方法，使学生清晰地建立起典型的基本架构和基本概念，学会利用创新创业理论的工程方法分析、设计创新创业项目，并为学习后续有关课程准备必要的知识，帮助学生提高应用判断能力和综合整体素质。掌握以電气和光源类产品开发为主要对象的多种光热电磁设计方法；掌握产品设计、测试开发、生产管理、市场营销及财务管理的初级知识，进行创新创业实践。

在教学内容上涵盖课程简介与项目管理、产品开发制造与市场营销、项目需求调研、自主选题讨论、分组查阅资料、产业化报告调研与撰写、企业参观教学。在教学方法上以“分小组—团队学习”模式为主，结合报告、互动交流、自我学习、实践等教学方式完成课程任务与相关技能的培养。让每一位学生全面地了解产品设计、创新创业的基本知识及其工程分析、设计的方法和手段。在实践教学阶段，通过启发式教学、互动式教学培养学生分角色担任公司的职务，尝试真实社会环境，寻找真实发展需求，以创业团队的组织模式，在分组教师的带领下开发出真实产品，并对产品营销、财务管理、人事调动、生产组织、品质保存初步形成认知与接触，着重进行科技技术开发和实践，学习项目经营与管理，培养学生自主学习与主动实践的能力、实际动手操作能力、团队协调合作能力、获取和收集处理信息的能力、准确运用语言文字以及报告的表达能力，激发学生的创新思维。在自学环节，对教授的课程中存在的一些有助于深层次探讨的理论知识内容，须经过任课教师的指导并配合同学之间的讨论，由学生思考与实践自学完成。这些内容不限于光热电磁、信息控制与处理等，通过自学这一教学手段培养学生的自主学习、主动思考、乐于实践与敢于创新的能力。

四、结论

随着市场经济体制改革的不断深入，高校毕业生就业市场也掀起了一场革命，从原先的“统一分配”到“自主择业、双向选择”，是我国高等教育体制进行的一次大刀阔斧的改革[7]。创新是引领发展的第一动力，新工科为创新教育的实施保驾护航，更加引领工科教育的潮流，为社会提供源源不断的科技人才，造福于民。本文不仅对当前工科现状进行分析，指出目前存在的问题：工科行业就业率高的表象却不能抹杀竞争力差与创新能力弱的问题，并结合集成产品开发模式（IPD）对当下困境提出解决现状的具体方案，目标上围绕产业与服务区域、行业标准与企业需要，反映学科前沿与技术进步，注重学科交叉与问题导向，培养工程思维与综合能力；在实现路径上要坚持实质等效，围绕架构学生的知识结构以及培养学生的工程能力设计课程体系，该方案具有可尝试性，是在新工科趋势下的一次突破。

参考文献：

[1]吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017，（1）：1-9.

[2]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[3]刘翔，王苑，陈敏.从中美工科毕业生比较看国内高校工科教育改革[J].中国成人教育，2006，（5）：42-43.

[4]周晓辉.创新型科技人才培养中协同体协同机制研究[J].高教探索，2013，（6）：57-61.

[5]李海.大学实行目标管理的有限性分析[J].高教探索，2013，（6）：40-44.

[6]沈建新，陆勇.“新工科”理念下的地方本科高校校本课程开发[J].盐城师范学院学报（人文社会科学版），2017，（4）：116-119.

[7]姜远平，刘少雪.从工科毕业生就业竞争力看我国的高等工程教育改革[J].复旦教育论坛，2004，2（05）：55-58.