基于OBE-CDIO理念的地方应用型本科工科专业产教融合机制模型建构

2021-06-24王春林夏建军

赤峰学院学报·自然科学版 2021年4期

王春林夏建军

摘要：本文研究高校、政府、行业、企业、科研院所及学生的相互关系，分析地方应用型本科的产教融合机制的建构方法，探索用OBE理念进行培养方案的设定、借鉴CDIO的课程设置方法、结合地方人才需求特征、立足高校建设与发展，探讨建设以高校为主体、以行业为支撑、以用人需求设定培养方向、在政府引导下建立人才培养平台，对接人才培养供需两端，形成产学研深度融合的机制模型，为地方本科院校的产教融合实施策略制定提供参考。

关键词：新工科;CDIO;OBE;产教融合

中图分类号：G646 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2021）04-0092-06

1 引言

产教融合是主要面向职业化教育的培养方式，也是地方应用型本科高校创新人才培养机制的最直接的途径。在历史上，产教融合曾发挥了巨大的作用，从“洋务运动”到改革开放初期，在行业最需要人才的时候，都会以此来进行技术和人力资本的储备[1]。在国外，美国各大城市曾做了多年的校企合作项目，同样存在企业找到的专业技术人才不足需求50%的问题，并被奥巴马写进2012年美国的国情咨文[2]。我国普通本科高校中地方院校占全国总院校数量的56%，分布在196个城市中。这部分的高校围绕“地方性”“应用型”研究新形势下的办学定位，调动社会力量激发办学活力[3]。随着国家经济的发展和社会不断增长的科学技术水平要求，人力资源的储备不能作为单一专业或行业，正逐步走向交叉融合，教育必然要与社会需求相适应，形成新的产教融合形态[4]。2017年12月，国务院办公厅发文指导深化产教融合，指出教育链、人才链、产业链、创新链要有机连接，推进人力资源供给侧结构性改革。2016年，赤峰学院入选“产教融合发展工程建设规划项目应用型本科院校”[5]。

2 设计理念

2.1 工科教育回归工程建设

工科教育近些年的发展方向与方法，体现在“新工科”的建设与发展[6]、OBE的理念来设定培养目标与规格、基于CDIO的平台建构[7]，回归工程的教育范式在课程体系设计上表现为回归工程实践、培养目标强调应用能力、教学活动参考工程过程进行设计、教学评价考核解决复杂问题的能力。

教育本身就是一个复杂的工程，工科的教学工作尤甚。工科高校在探索产教融合的过程中，参与者众多，政府、行业、研究机构、高校、用人单位、学生等参与者共同在大学校园里发酵出形态各异的培养模式和体系。工程师的培养周期从大学入学到技术成熟，通常需要8-10年，难以适应高速变化发展的经济建设。这就提出了融合国情、地方与行业特性，建立与行业紧密相关的人才培养体系，缩短工程师的培养周期，成为以工程应用为手段、教学与实践深度融合为特色的“新工科”发展机制模型建构的必然路径。

2.2 实现途径

有学者提出，产教融合应通过成立合作办学委员会、完善激励政策，由政府推动而形成多方合力，并建立深度办学的机制，深化校企合作的领域和内涵，来解决社会资源优化配置的问题[8]。这与20世纪80年代的行业、企业举办职业教育，行业协会拨付经费的组织形式有相似之处。丁红玲等建议通过建立教育股份公司、共建实训与培训平台的外联式培养，或校办产业、校办专业公司等形式的内发式培养来解决校企合作的问题。通过校园与企业的文化对接、专业与行业岗位的耦合、课程与职业标准的契合、专业教师与技术人员的融合来实现深层次的产教融合[9]。而校办产业、公司由于具备了企业“营利性”的特点，对人才培养的目标必然局限在某种特定的小范围，难以实现长期的、适应行业不断发展变化的广义上的人才培养。按照OBE理念设计教学，需要以行业需求为目标，根据行业发展逐年调整与完善。这就要求深度分析高校、学生与人才培养、影响行业与企业的各方关系。

2.3 产教融合的相关主体及其相互作用关系

产教融合的相关方通常分析为“政产学研用”，没有体现学生的中心地位。在办学过程中政府、行业、学校、用人企业、学生五方，此外，还有科研院所与其他高校的作用。政府是教育方向的领路人;行业是培养目标的提出者;高校是教育工作的实施者和教学计划的制定者;用人单位是人才的使用者;科研院所是人才培养的最有力的支撑。笔者分析各主体对自身定位和相互关系，参照形成如关系图1。

（1）学生是人才的供给侧。产教融合是方式，服务对象是学生;用人单位所需要的是学生;教师的备课，首要的是备学生;行业发展需要的是未来的人才，也就是现在的学生。

（2）用人单位是人才的需求侧。用人单位作为人才需求侧的主体，是教学目标的提出者，对人才培养的能力要素、考核评价反馈，都应纳入人才培养体系中来。传统技艺的传承通过“师徒制”进行传播，现代高速的行业发展提出的人才需求，通过调研、方案制定、专业设置、招生及人才培养的周期，至少需要5-6年。这种时间上的不匹配，客观上推动了产教融合的教学改革。

（3）行业领域、科研院所、政府的导向作用。行业、科研院所掌握着一个行业的发展方向。行业有着对人才的大类需求分析、科研院所掌握新技术、政府掌握着国家建设的指挥棒。高校需要在用人单位与学生之间，协调相互关系，为国家培养未来真正有用的人。“专业教学指导委员会”，作用是研究行业企业的人才需求动向，紧贴市场引导專业建设[10]。建立在行业的基础上，与科研院所、政府紧密互动，做好学生、学校与用人单位的引导作用。

（4）高校的纽带作用。人才的养成在高校，人才的产地在高校。高校是教育的发生之地，是学生转变思想、提高技术能力、企业提出需求、科研新技术推广的第一平台。任务是调查人才需求、建立办学平台、设置培养目标、提供办学条件、执行培养过程。这就需要建立产教融合的“新形态”，建立有效的机制，发展工科教育的“新常态”。

产教融合，教育是核心、行业定标准、人才是成果、科技是动力、政府做协调。培养有用的专门人才、了解技术又不止于技术的高素质本科人才。

3 产教融合实现技术路径

产教融合的工作路径，在具体的执行过程中，包含高校、行业、学生三方。需要对目标分析、平台建设、改革内容、发展格局、推进形式、过程控制进行综合全面的设计，为人才培养的过程提供充分的保障。根据《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见（国办发〔2017〕95号）》的要求，结合笔者所在高校的具体情况，设计实现路径如图2。

产教融合的目标，是工学结合、知行合一、服务产业;平台的建设，以项目为依托，形成团队、共建基地、发展行业联盟。对改革的内容、发展布局、推进形式、师资培养、动态推进的过程中，着重在教学体系的设置特别是实习实训的设计和执行、人文精神中的职业素养、相对稳定的“双师型”师资队伍、配套的教学管理机制等方面进行深入研究。

3.1 产教融合平台的定位

3.1.1 增强专业结构对地方建设的适配

地方高等院校依托地方行业促进地方经济发展。这导致了学科专业的多元化和知识重心偏移，需要开发与地方需求相匹配的专业与课程，推动专业的设置与地方需求的协调发展[11]。在高校选择校企合作对象的时候，需要“面向未来、面向经济”考虑行业发展、学生生源质量、师资准备等方面。培育方案的设计师，应是懂教育、会技术、能协调的综合性管理人才。

3.1.2 地方应用型专门人才的培养定位

团队型的“水桶理论”构成的师资队伍。如果把面向未来的人才水平看作一个“桶”，构筑桶的人一定是把各自最长的“板”，通过特定的平台，形成“体积最大”或者是“水平高”的团队。在产教融合平台上，同样需要把组成人才培养的这个“桶”，用行业、企业、学生、科研院所、高校，以政府为纽带，紧密衔接起来。

3.1.3 动态规划培养方案

与行业发展紧密联系，推动新技术入课。培养周期与社会发展变化的不协同是导致人才供需两端不匹配的主要因素。高校教学组织要做的是“为学生服务”，以学年为单位进行行业需求、毕业生回访等知识体系调研，反馈信息指导教学计划、任务，动态的调整课时、课程、学分构成。每年召开教学研讨，以行业需求为准绳，以学生的能力为基础，组织专家评估和方案确认。大学教育发展为“大家都来教”“大家都来学”，实现有计划、有步骤、取长补短地共同推进。

3.1.4 理论与实践的碰撞

实现产教融合的平台，是建立校企合作机制，并通过产学联盟、基地建设、项目教学、团队建设来实现[12]。借鉴国外的产教融合模式，以德国“双元制”合作教育模式、美国的以科技攻关项目或实习工作项目为中介的合作教育模式、英国“薄三明治”模式为代表。通过不同的背景、理论基础、课程设置、培养方式、考核方式的条件分析，秉承以学生为中心的思想，以职业能力为目标，侧重实践教学进行师资建设和资源整合。在这个过程中，参与的对象众多，行业壁垒、信息互通等方面的协调问题，是促进产教融合平台建设的关键问题。

3.2 产教融合平台的搭建方法

潘懋元教授对于产学研合作教育的看法是，产、学、研都是不同知识运行的形式，只不过三者的社会任务和运行程序有所不同。地方院校需要因地制宜地进行教学设计。产教融合平台建设是一张考卷，大体有以下5种题型：

（1）产教融合的途径，有联盟、基地、项目、团队、平台，是选择题。

（2）确定合作对象，需要以充分调研论证为基础，并通过在校生、毕业生的访谈确认，是填空题。

（3）人才培育平台，探寻高校、行业、企业之间的协同发展关键点、结合点等关键要素的组成以及影响分析，是判断题。

（4）教学管理的需求协同，分析师资、实验实训条件、行业和企业的不同要求以及运行过程中出现问题的对策分析，是论述题。

（5）在产业链与教育链之间，逐步研究建设一条更优的教学网络体系，促进教育教学成果的最优实现路径，并建立相关模型，是编程题。

4 典型案例分析

为进一步研究产教融合过程中多方相互之间的关系，服务地方经济发展，笔者选择建筑环境与能源应用工程专业作为“新工科”专业的一个有代表性的专业，依托行业、企业、科研机构，共建产教融合的平台，并从需求侧开始进行综合分析，根据需求建立课程体系，依托用人单位共同完成实习实训，并对不同的教学要求、运用不同的教学评价方法进行典型分析。探讨产教融合机制的实施模型，建构人才培养的实施体系。

4.1 行业需求分析

随着经济发展社会进步，我国用能主体将逐渐从工业向居民转移，建筑用能占比将大幅增加。建筑能耗中供热能耗占总能耗的1/4。长期以来，我国城镇集中供热行业技术落后、设备老旧、人才素养不高、管理运行粗放，造成供热能耗高、污染物排放重的问题，节能降耗潜力大[13]。近年来，随着节能减排事业的推进，特别是党中央、国务院提出清洁取暖要求，供热行业面临向低碳、清洁、高效转型的迫切挑战，对理论素养高、实践水平强的专业复合型人才的需求也将大大增加[14]。

建筑环境与能源应用工程专业，涉及能源、动力、建筑、环境、自动控制、大数据等多专业门类，属多专业交叉的新兴学科。目前供热行业的人才，多數是从机械工程、工程热物理、自动化等专业转行过来。2015年实现专业一本招生，确定“供热”我校的专业特色。选择多家优秀的供热企业、科研院所、高校合作，迎接专业发展的机遇与挑战。

4.2 课程体系的建立

引入工程质量分析体系进行专业需求、培养目标、重要程度的对比。通过六西格玛的分析，进行人才培育成果与过程的量化分析，包括行业需求、企业需求、课程体系的要求、工程认证的基本要求等，来凝练培养目标、建构模块化的教学体系，并以1-5分的权重值来体现其具体要求。构建人才链、产业链、教育链、创新链之间的量化关系与定性评价方法，如图3。

（1）根据就业能力要求确定能力目标的权值。根据行业、企业、毕业生反馈、本专业及相关专业的培养方案分析，结合毕业需求综合确定培养方案中培养目标的权值，作为确定课程结构及核心知识点的依据。

（2）确定培养目标的因素。参照各课程模块的要求及培养目标的权重指标，确定培养方案中人才培养体系中对课程模块的要求范围。

（3）确定课程专业认证各条教学要求的重要性指标。设计以产业链（图右侧）参照教育链（图左侧）的要求，以工程教育认证体系要求为标杆，以产业链中与设计重要度相关性，来确定各参照系的参照指数，并综合各参照系的判定指标，确定设计专业重要度的指标。

（4）确定各课程模块的重要性指标。根据工程教育的重要性，参考培养目标的要求，进行课程模块中各课程模块的指标分解，进而定量分析课程体系中各部分的权重。

（5）进行课程模块相关性分析。对课程体系中的各模块，进行重要性的量化分析，同时对任课教师提出具体的要求，对前后知识体系的衔接提出点对点的工作联系要求。必要时进行关键课程建设的专题会议。

（6）从课程向行业倒推，建构课程要求。课程体系建立以后，按照行业标准设置教学目标，建构知识模块。综合教学反馈复核方案的可行性与课程设置的具体要求，评价课程体系建立的可行性与适用性。

作为课程体系构建的模型，也是课程质量保证体系的监控指标。在对人才培养的全过程中，按照课程的重要性进行课程表的编制，把人才培养的关键课程线路，尽量平均地分布在四年的每个学期中。每学期也可根据关键课程路线确定重点考察的课程知识体系要求，来进行关键课程的跟踪考核与教学资源的布局。

4.3 以实践为主线的模块化课程的设置

贯穿始终的实践课程。构建贯穿大学四年且学习强度逐年递增的在校期间的实习实践体系，实践师资集合业内高水平的企业单位。笔者通过4.2中六西格玛的指标构建，可以得出课程体系中的关联性。通过专业基础课程、专业核心课程及实习实践的体系指标建构课程体系。根据行业要求，筛选课程知识内容、判定对核心方向的影响权重安排学时。

建立课程体系的过程，参考汕头大学CDIO的理念分析课程体系鱼骨图，围绕供热燃气模块的核心能力，以生产与实践为主线，以数学、物理、化学为专业基础，以概论模块了解行业，以智慧供热作为未来大数据、物联网的接入知识储备，形成相对稳定、动态运行的课程体系。

课程体系中不鼓励设置工具性的课程，因此工程制图、数学分析软件等部分，均仅设置小课时的难点解析。专业基础要求“厚”，实践能力要求“重”。自入学开始，每学期不少于1个月，大三以后进行半生产性实践，毕业设计要求对具体的工程项目进行理论提炼与分析。不进行单纯的毕业“设计”工作，必须结合工程实际、解决具体问题。

（1）冬季实习围绕供热。围绕供热工程热源、热网、热用户的三个基本问题，立足于供热企业的主要人才输出对象，在第1、3、5、7学期的末段，对供热热网的运行，一年级了解热网;二年级跟运行人员一同值班，体验企业文化及热网运行工作;三年级开始在运行人员指导下进行供热管网的调节，包括建筑物內的温度不匹配调节、建筑物的热平衡分析、水泵运行能耗等方面进行深度分析，最终给出节能降耗、提高室内舒适度的可行性建议;四年级的目标，则是对管网的改造建议以及对清洁能源的综合理解，从能源应用的角度重新审视供热的技术与未来发展。

（2）夏季实习围绕技能。第2学期的工人实习，围绕管道施工开展金工实习;第4学期，提前了解热源中燃气、生物质的生产工艺、储存及输送技术，深入市政管道施工的现场，掌握工程技术;第6个学期，对中国北方集中供暖地区进行供热调研，了解中国的国情，学会从中国的国情出发思考工程问题。

（3）冬夏实习的关系。冬季练本领、夏季学技能;1年认知、1年跟班、1年实操、1年沉淀。我们相信，百炼成钢。

（4）理论课程与实践的关系。理论课部分，第一年塑造人格，以通识教育课程为主，专业基础课学好高等数学，掌握分析方法，实践过程认知未来的工作方向;第二年训练基本工程能力，夯实流体力学、传热学、工程热力学的专业基础，时间过程掌握工作内容及一般工作方法;第三年小试牛刀，在学习专业核心课程之后，立即在实践中运用、总结和提高，高校学习与生产实现深度融合。在第四年，培养学生的国际视野、大国责任与能源意识。毕业设计，以总结生产实践、切实地解决实际问题为目标。

4.4 课程的实施效果

按照以上课程体系，改革核心课程通过过程分阶段目标组建考核评价体系，经3年课程的总结，选取部分专业核心课程进行分析不同的考核体系的差异，总结有以下特征：

（1）成绩总体分布。无论哪种形式的考核，50分以下、90分以上的人数比例小，100分的分值，有效区分学生能力的，仅在50-90分的区间内。部分课程的成绩集中在10分范围内，学生的特点和专业特长不能充分体现在课程评价指标中。

（2）评价方法与分数的关系。大作业多的课程，课程区分度掌控难度更高，学生成绩区分度越大，则要求教师对过程性评价的种类及方法越多。

（3）实践课的区分度。要求动手能力的课程、实习实践的课程，普遍分数集中且分值较高，学生的动手能力及实践方式方法，有更多的潜力可以挖掘。

（4）课程先后关系。在课程体系中，有先理论后实践的课程，也有先实践后理论的课程。理论课前置，学生在实践中的效率高一些、遇到问题的理解能力略好;实践课程前置，学生在理论课程中提出的问题多一些，多理论的理解深度讨论更丰富。在课程设置中，不到3年的时间内，组织学生完成众多专业知识的整理和学习，难以避免在理论与实践课时安排上发生冲突。我们认为，不同的知识认知过程，对学生的思维过程有不同的影响，不应强求先理论后实践的教学过程。在实践过程中发现问题、查找资料分析问题、从基本原理中寻找研究途径并解决问题，同样是未来工程师的必备能力。

（5）课程体系的完善与调整。人才的需求是动态的，人才培养体系也是动态的。传统的教学过程中，每4年进行1次教学研讨与分析，完善调整一次培养方案。这种方式并不适合产教融合的体系。根据行业统计企业需求的变化情况，结合科技发展的最新趋势，每学年进行1次局部的教学内容和知识点的集中讨论是十分必要的。每学年进行1次关键课程教学分析与评价、1次知识点衔接讨论，每4年进行1次集中调整，可能是更有效的教学管理与设计方式。

5 小结

现有较为合理的课程体系建设及管理方法总结如下：

（1）用OBE理念进行培养方案的设定。课程体系布局，也需要通过OBE的专业理念与课程体系、培养目标进行综合分析，并应对行业要求、用人单位的要求，寻求一种相对合理的课程体系。

（2）产教融合的过程控制。运用质量控制的原理及方法，进行工科课程知识体系的构建及管理方案的设计及运行监控，形成培养方案、各参与方的培养目标、学生的就业导向相适应，偏重课程体系的整体性和相互作用，把课程与课程之间进行有机融合。

（3）课程设置的重点分布分析。借鉴CDIO的课程设置方法，对课程体系进行完善和融合，进一步把行业、企业的要求与国家的发展要求、科技发展方向相结合，在高校的平台上为企业培养有用的人才。

（4）考核方式多样化。根据不同的课程特点，尽量选用2种以上的评价方式方法，对理论、实践能力进行综合评价，保证学生的个性发展与基本能力的双重客观分析。让人才的培养更有“人情味”。

（5）通过该种教学模式的设计与建构，这种培养模式对其他专业建设具备一定的借鉴价值，笔者所在院校，已在近年进行了多项教学研究与改革尝试，能够辐射其他专业的能力，与文、理、工各学科相互影响，共同提高人才的综合素质，是产教融合的最终目的。

产教融合对教学体系的要求更加丰富，总体按照“有需求的提目标，会讲课的上讲台，懂技术的带实践，见识广的开讲座，生产与实践深度融合，以平台建设推动专业发展”的思路进行教学“项目”的推进，以应对未来对高技术、不断变化的人才能力需求。

参考文献：

〔1〕郭静.现代职业教育体系建设背景下行业、企业办学研究[J].教育研究，2014，35（03）：116-121+131.

〔2〕王輝.校企协作助推产教融合：美国社区学院校企协作“项目群”的兴起[J].高等教育研究，2015， 36（03）：102-109.

〔3〕刘亮军.地方普通本科高校应用型人才培养机制创新[J].教育与职业，2017，101（14）：50-53.