地方本科院校材料物理专业CDIO校企合作模式探索

朱科　张文玉　肖奎　谢忠祥

摘要 文章针对地方本科院校材料物理专业的现状与存在的问题，以CDIO工程教育思想为指导，从课程设置、实践平台建设、教师能力提高等几个方面开展校企合作，并通过具体协调和保障措施使合作顺利、深入进行，以培养高素质的材料工程技术人才。

关键词 CDIO地方本科院校 材料物理专业 校企合作

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.02.033

1地方本科院校材料物理专业的现状与问题

在现代科学技术中，材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。作为其中一个分支，材料物理是从物理学原理出发研究材料结构、特性与性能的一门新兴交叉学科。目前，我国有超过百所高校都开设了材料物理专业，以培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料物理相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的高级专门人才。在众多开设材料物理专业的高校中，除了办学历史久、实力雄厚的一本院校或研究型大学外，还有相当一部分地方本科院校。这些地方院校由于本科办学历史短，专业建设与人才培养方面经验不足，建設资金匮乏，使专业建设方面存在着一些突出问题：

（1）理论教学方面：课程设置陈旧，教学大纲不符合快速发展的工业技术要求，教师对教学内容、能力层次的把握不准确，没有兼顾工业、行业实际要求与学生本身的学习能力、兴趣，以为追求授课信息量大，内容齐全，不顾深浅。教材建设落后，一些专业课没有配套教材，而另一些专业教材内容高大全，适合于研究性大学，不适合应用型本科院校。

（2）实践教学方面：资金缺乏，导致难以购置齐全教学实验设备和实验材料，一些实验项目开不出，实验项目设置的关联性与系统性不强；实践基地与创新基地欠缺，或流于形式化。

（3）师资方面：缺乏懂行业和专业能力，理论与实践教学技能过硬，能够指导学生实践与创新能力的双师型教师队伍，导致一些专业课程开不出、开不好，实践项目不能深入，无法引导学生做中学与创新。

上述问题单靠学校自身难以解决，必须通过与企业深度合作，来弥补高等教育短板，创新人才培养模式，为社会培养出合格的工程技术人才。

湖南工学院是2007年经教育部批准的省属公办普通本科院校。根据信息、新能源与光电行业的发展需求，我校2015年新申请设置了材料物理专业。面对材料物理专业建设方面与其他地方院校一样存在的共性问题，我们引入CDIO教育理念指导校企合作，以期克服专业建设困难，推进材料物理专业教育改革，将材料物理专业办成高水准的专业。

2地方本科院校材料物理专业CDIO校企合作探索与实践

2.1 CDIO工程教育模式简介

CDIO工程教育模式由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学于2000年发起，经过四年的探索研究而创立。CDIO包含构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个阶段，遵循产品研发到产品运行的生命周期模式，使学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式进行工程学习实践。CDIO制定了能力大纲和十二个教育标准，指导工程教育改革。其中CDIO能力大纲从技术知识和推理能力，个人职业技能和职业道德，人际交往技能、团队协作和交流，企业和社会构思、设计、实施和运行系统的能力等几个方面对学生的知识、素质、能力提出了要求。CDIO十二个教育标准涉及到教育背景（标准1）、课程发展（标准2，3，4），设计实现经验和实践场所（标准5，6），教学方法（标准7，8），教师能力的提高（标准9，10），考核与评价（标准11，12）等几个方面，全面指导教学全过程，以培养达到能力大纲要求高素质工程技术人才。

CDIO教育与传统教育的根本差别在于传统教育以工程实践作为工程教育的内容，简单地增加实践、实习、操作训练，面向接受已成定论的知识，而CDIO以工程实践作为工程教育的背景环境，使学生能够把学到的内容应用于工程实践，不仅要求学生对技术基础知识有更深刻的理解，更需要创造必要的环境和方法，帮助学生理解工程实践并且在工程实践环境下养成工程人员的思维、能力和行为，创造性地解决问题。

2.2基于CDIO教育思想的材料物理专业校企合作

结合材料科学与技术的发展，紧密围绕材料物理专业应用型本科人才培养的目标，我们以CDIO工程教育思想为指导，与企业就课程设置、实践平台建设、师资建设等方面的合作进行了有益探索，同时通过具体协调和保障措施使合作顺利、深入进行，为培养高素质高能力的材料工程技术人才创造条件。

（1）校企合作课程建设。基于CDIO教育标准中教育背景（标准1）和课程发展（标准2，3，4）的要求，即采取一体化课程体系与提供产品、生产流程、系统建构的工程实践框架的导入课程，使学生获得产品、生产流程、系统建构技能与团队协作方面的知识，学校邀请一些省内外光伏企业专家共同编制课程方案。企业可以产学结合、工学交替、顶岗实习的等现代人才培养模式，按照企业人才规格要求设置、开发课程，编写教材，组织教学。表1所示为我校与晶科能源控股有限公司合作做的课程设置模块。我们将硅材料、晶硅组件、光伏系统的制造与检测课程按照企业实际生产流程集成在一起，将几大专业课知识无缝对接，将课堂置于企业生产线，由企业技术人员与专家授课，学生在观摩、听讲解、动手操作过程中学习了实际的产品、设备、工艺流程，对光伏产业链有一个整体的、明确的认识与理解。此外，专门设置了职业素养类课程，使其熟悉企业文化、环境，初步培养职业能力与素质。这些课程以其生动性与实用性，受到学生的欢迎，整体学习效果突出。

（2）校企合作实践平台建设。基于CDIO教育标准中设计实现经验和实践场所（标准5，6）的要求，即包括两个或两个以上的设计一实施课程，一个基础，一个高级，并有相应的工程工作平台和实验室以支持设计一实施项目的完成，我们在前期工作中已经初步构思了4个一级团队设计项目和6个二级团队设计项目，需要实践平台的支持来实现。通过与合作光伏企业如共创光伏、能源控股有限公司协商，企业为我校提供硅片、切片机、TCO、太阳能电池组件、太阳能电池充电宝、太阳能路灯等光伏产品与设备，我校提供场地及相关配套设施，共建校内光伏实训室与创新工作室；企业作为光伏类专业校外实训基地，其已有的太阳能综合检测实验室为学生实习开放，以充分实现资源共享。同时，企业为专业课的实验、实训、专项技能训练与综合训练提供场地、设备、人员等保障。此外，企业为学校提供顶岗实习基地，将学生分布在拉晶、铸锭、切片、电池、组件及电站等技术岗位进行轮岗实习。企业专家从其研究课题与技术改造项目中提炼出几个小问题作为一级或二级团队设计项目，指导学生研究（见表1）。

（3）校企合作提高师资队伍CDIO能力。基于CDIO教育标准中提高教师CDIO能力（标准9，10）的要求，学校每年派遣若干专业教师到企业挂职锻炼，通过教师参与企业项目，如分布式光伏发电技术项目，金刚线切割与黑硅技术项目等，使教师在具体做项目中取得项目实践经验，熟悉光伏行业上中下游制备工艺、技术路线及行业发展动向，提高工程实践能力，成为具备CDIO标准的双师型教师。

此外，学校聘任企业相关技术人员担任专业课程授课教师，实训实习指导教师，创新工作室项目导师，毕业设计指导老师，客座教授等，参与专业教育教学工作。如我校材料物理专业半导体硅材料基础与硅材料检测技术、太阳能电池原理与应用，光伏发电技术与实践等专业课，由来自晶科、湖南照耀鑫光等企业的技术专家来上。企业教师通过丰富的项目实践案例，拓展与更新了课程知识，深化了学生对理论知识的认识，极大地调动了学生的积极性。同时通过企业教师与校内专业教师的听评课交流、教研项目合作等良性互动，推动了课堂教学改革，推进了教学团队建设。

（4）校企合作协调与保障措施。为使校企合作顺利、有效地开展，需要做好相关协调与保障工作，为此，我们本着满足校企双方切身需求，互利共赢的精神，从以下三方面开展了工作：

第一，根据企业对人才的需求计划，学校从材料物理专业选拔若干学生组建“光伏卓越班”，由双方共同培养。“光伏卓越班”学生入班即与学校、企业签订三方协议，实习与毕业设计均在企业进行，学生毕业后经考核合格后进入企业工作。

第二，学校专业教师、管理人员与企业相关专家、管理人员共同组成专业建设指导委员会，依据企业对人才知识、能力、素质的要求，校企双方共同制定人才培养方案、专业课程教学大纲与进度计划、工程实践能力大纲，协调校企共建实践平台，企业技术人员进校授课、开讲座与项目指导，学生实习、教师培训与进企业挂职锻炼，产学研合作等事项。

第三，校企双方合作研究开发各种类型、层次的科研项目，同时应企业要求，学校选派优秀教师承担或参与企业科研项目开发、技术改造、技术援助和学术探讨，相应的科研成果由雙方共享。

上述措施有力地推动了我校材料物理专业校企合作循序渐进，深入进行。

3小结

目前校企合作协同育人成为地方本科院校人才培养的重要机制，引入CDIO教育理念的校企合作将弥补高校办学资金不足，促进高校双师型教师队伍建设，提高师资水平与办学实力，并通过提供工程实践背景与开展CDIO教育提高学生综合素质和能力，为社会培养优秀工程技术人才。