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白逸仙 等:创业型工程人才的培养方式:基于项目学习的工程创业训练

  当今社会,以技术型创业为基础的高新技术产业已进入飞速发展时期,创业型工程人才成为本世纪推动产业发展和社会进步的重要力量。目前我国高校鲜有在第一课堂专门培养创业型工程人才的方式,本文拟就此问题展开讨论。

  一、创业型工程人才培养的驱动力量:工程实践训练

  本文所谈的创业型工程人才主要指高新技术企业的科技创业者;他们区别于一般工程人才之处在于“技术商业化”,其所创之“业”主要指产业,即面向市场,把技术转化为产业或产业链。因此,对于他们来说,专业技术是基础,经营管理等市场化活动是重点。再则,创业是团队行为,技术型创业更强调团队合作,需要从事市场、设计、生产、销售、财务等多方面人才合作。

  根据创业型工程人才的特质及综合素质要求,需要学生在理论学习的同时,更加注重工程实践训练。但是,当前我国高校工程人才培养存在的问题是以科学教育模式培养学生,片面强调理论知识的系统性、忽视实践训练的重要性,很难保证教育的有效性。创业型工程人才的培养,应以工程实践训练作为驱动力量,或扮演引领者的角色。这里强调实践训练的引领作用,非但不会降低理论知识在教育、教学中的地位,而且对其前沿性、综合性、宽广程度等提出了更高的要求。

  鉴于此,“基于项目学习的工程创业训练”是当前较为合理的创业型工程人才培养方式。它依托真实的工程创业背景,以创业型工程人才培养的一级和二级目标为导向,借助真实、虚拟或二者结合的工程项目(包括问题或案例)对学生进行完整的工程创业训练。这种培养方式一方面是把众多的相关知识联系起来并经验化,另一方面使理论学习与实践学习相结合、思维训练和实践训练相结合。可以说,这是一种全方位、整体化的人才培养方式。

  二、创业型工程人才培养的E-CDIO模型

  在我国,CDIO工程教育模型得到较为广泛的认可和应用。我们在CDIO模型基础上提出了

  创业型工程人才培养的E-CDIO模型,并对基于该模型的课程体系、教学方式和评价方式进行了系统设计。

  1.基于创业的CDIO模型-E-CDIO模型。

  创业型工程人才主要是利用工程技术知识开创高新技术企业。这不仅是一个工程活动的过程,也是一个工程技术创业的过程,同样要经历构思-设计-实施-运行的各个阶段,最终实现创新产品的市场化和产业化。了解企业的运作流程则是工程技术创业的第一要务。企业内部所有创造价值的活动过程可以用“价值链”来表达。价值链可分为上游和下游两部分:上游是与生产制造相关的活动,涉及原料采购、技术开发、产品制造、仓储等;下游是与产品营销相关的活动,涉及客户获取价值、销售交易、物流、批发经营和终端零售等。上游侧重产品的技术开发,下游侧重产品的市场应用,技术商业化较为突出。

  本研究结合工程创业的过程和企业价值链的内容,解读出CDIO中的创业内涵,构建了基于创业的CDIO模型,即“E-CDIO模型”(见图1)。

  

  如图1所示,CDIO四个环节中,“工程”翼是从技术维度考虑产品或系统的生命周期;“创业”翼则是在技术的基础上,从商业维度展现产品或系统的经营管理流程。① 构思阶段,大量的技术创新构想存在于工程科技的研发设计中,这些创新构想中大都蕴含着巨大的市场应用潜力。把这些构想转变成新产品,涉及大量创业行为,包括机会识别、开发商业概念、可行性分析与风险分析、知识产权保护、资源分析、战略设计等。② 设计阶段。一旦确定了技术,就要同时进行商业活动和技术活动,如筹措资金、开发商业计划等。当经营管理人员提出商业概念并对市场进行可行性分析时,技术人员正在设计、开发产品原型和平台技术。③ 实施阶段。这一阶段要把设计生产的原型产品投放生产,转换为真正的产品;须确定投放策略,如把技术授权给其它厂商,或把技术全部卖给其它厂商,也可自办公司生产和销售。④ 运行阶段。产品批量生产后随即面向市场变为可供选购的商品或服务,以实现其商业价值。此时工程技术部分进入市场营销和科技产品服务阶段,工程创业部分则相应进入企业的营销和运营阶段。

  简言之,E-CDIO模型拓宽了CDIO 的内涵,突出了科技创业的特点,旨在展现技术能力和商业能力的组合以实现科技成果商业化的目的,它使技术开发与市场应用一体化、产品的生产制造和经营管理一体化,将工程职业领域拓展至经营管理领域。

  2.E-CDIO模型的内涵与特点。

  (1)E-CDIO是培养创业型工程人才的背景环境。第一,基于创业的工程产品或系统的生命周期正是创业型工程人才所做的工作,也是他们扮演的职业角色。第二,CDIO 四个基本环节正是产业界对工科毕业生所提出的知识、能力和职业意识要求。第三,这是培养创业型工程人才能力和态度的自然场所。因此,在E-CDIO 这种真实的企业环境中实践训练,有助于工程人才综合素质的养成,是工程教育中最好的实践。

  (2)E-CDIO是基于项目学习的工程创业训练的集中体现。E-CDIO是“做中学”的一种主要的培养模式,它以产品或系统从概念设计到技术设计与商业设计的同步进行,再到投放生产和制造,最后面向市场的经营管理等一系列活动为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间相关联的方式学习工程创业,逐渐成长为符合产业需求的创业型工程人才。

  以E-CDIO为背景的基于项目学习的工程创业训练的优势在于:能向学习者提供真实的工程创业经验背景;能将优化的知识结构、娴熟的操作技能、多层次多类型的工程创新创业能力和强烈的创新意识结合起来;能充分体现个体主动性与集体合作的动态平衡;能为继续学习提供很高的起点和科学有效的方法。

  实行以“实践训练引领”的创业型工程人才培养方式,必须思考以下问题:① 课程学习应提供何种学习经验才能达到所设定的目标;② 应采取何种教学活动落实培养方案,实现学生综合素质的有效养成;③ 通过何种方式考评学生的学习效果。以下将着重探讨这三个问题。

  三、一体化课程体系的设计

  1.设计思想:以项目为载体来关联课程和相关知识。

  要能针对社会需求、反映最新的职业技能和创业型工程人才的培养方式:基于项目学习的工程创业训练综合能力,就要彻底从传统的学科教育中走出来,根据项目任务的实际需要组织课程。E-CDIO体系突出课程之间的关联性,围绕创业型工程人才的培养目标进行系统设计,使学生掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合的问题。鉴于此,本研究设计出用于培养创业型工程人才的一体化课程体系,这是以项目训练为主要教学路径,集项目训练课程学习①、企业实习于一体的综合性课程体系(如图2)。

  

  图2 创业型工程人才一体化课程体系设计

  当然,一体化课程体系的学习还应与创业计划大赛、创业俱乐部、企业家论坛等第二课堂活动相结合,形成健康的创业教育生态系统,促进创业型工程人才的培养。表1以华科大光电学院为例,展现一体化课程体系的主体——项目训练、课程学习、企业实习——在本科四年的具体进程。

  2.项目训练:一体化课程体系的核心。

  (1)项目训练的内涵与特征。一体化课程体系中的项目训练,是一种综合性的学习方法,是以工程创业项目为中心来组织理论学习和实践训练。项目训练的“项目”是真实、虚拟或二者结合的工程项目,但多数来源于企业真实的项目任务。项目既可以是一至两周的班级内单学科小项目,也可以是跨年度、跨学科的大项目。项目选择既要体现工程创业的全过程,又要合理负载知识。

  (2)“三类型·三层级”的项目训练体系。项目学习和训练是一个复杂过程,根据项目的结构特征与难易程度,本研究构建出“三类型·三层级”的项目训练体系,方便学生有针对性地学习训练,帮助学生获得一体化的学习经验及知识、能力、职业意识的全面发展。

  所谓“三类型”,是指根据项目综合程度和规模范围,把项目分为大综合类项目、子系统项目、单元性项目三种类型。大综合类项目是将工程与创业完全综合、涉及E-CDIO 各个环节的综合性项目,它是本专业主要核心课程和能力所要求的项目;子系统项目是大综合类项目分解的子系统,是一组相关核心课程和能力要求的项目,在每个子系统项目下,都匹配相应的理论课程;单元性项目是子系统项目所涉及的单元性功能模块,通常是单门课程内为增强课程能力与理解而设的项目。

  所谓“三层级”,是指根据项目复杂程度和不同年级学生的特点,把项目分为初、中、高级三个层级,每一个层级的项目由多个子项目组成。①初级项目训练,开发创业技能、培养设计意识的起始阶段。大一新生进校后进行初级项目学习,涉及一些简单的综合性项目。② 中级项目训练,创业意识和创业能力的拓展阶段。学生在二、三年级通过中级项目的训练来整合不同学科课程里学到的知识。③ 高级项目训练,全面培养设计能力和创业能力的提高阶段。高级项目训练一般安排在三年级下学期和四年级一学年的学习里,学生会承担一些子系统项目任务。毕业设计主要安排在最后一个学期,是一个专业程度最高的大综合类项目,要求能够真正解决企业的实际问题。

  

  表1 创业型工程人才一体化课程体系进程表

  3.课程学习:围绕项目训练构建三位一体的课程学习模式。

  一体化课程体系中的课程要打破与工程创业过程割裂的局面,要优化课程结构,将科学、技术、非技术、商业、实践等融为一体,构建以项目为牵引的三位一体的课程学习模式。项目训练是一体化课程体系的主要特色,然而这些项目往往需要跨学科的多门课程支持才能

  完成;项目是关联课程的纽带。在课程设置过程中,应强调与项目训练过程保持有距离的对应,体现专业知识的系统性和开放性,体现工程创业能力的综合性和创新性,体现职业意识的敏锐性和社会性。

  其设计的思想是:首先,建立多学科整合系统,强调学习内容的内在关联性。其次,实行通识教育,培养的创业型工程人才要具备专业技术知识、经营管理等创业知识、沟通协调能力、团队合作能力、对社会大系统的感知能力,以及基于职业道德的价值判断力等。第三,主张工程教育与创业教育并重,将二者交叉融合进行。借鉴美国欧林工学院“欧林三角”的课程哲学以及上述一体化课程体系中课程的设计思想,本研究提出创业型工程人才的课程学习应采用“以项目为牵引,由通识教育、工程专业教育和创业教育三类课程组合而成,形成三位一体的课程学习模式”(如图3所示),围绕项目训练,实现跨学科学习。

  一体化课程体系中三种类别课程设置情况如下:① 通识教育课程主要包括数理基础课,人文、社会科学课,学生可以根据自己的兴趣选修;②创业课程有两种形式:一是分层级的基本创业课程,如创业基础课、创业拓展课和创业实践课等,二是与专业课程互嵌的工程创业课程,如在高年级开设“产品开发与创业”等课程;③ 工程专业教育课程设置,一方面要注重与前两类课程的衔接、互嵌,另一方面要加大实践课程的力度,从而成为创业型工程人才综合能力培养和提升的延续。

  4.企业实习:项目训练的有力支撑。

  

  3以项目为牵引的三位一体课程学习模式

  学生通过多种类型的企业实习,了解企业的先进技术、运作过程及文化,促进企业家精神的养成。特别是创业型工程人才的职业意识和企业家精神的培养,企业发挥着高校无法替代的作用。我们提倡学生到中小企业去实习,其原因是:一方面大企业的产品或系统的生命周期比小企业长,各种职业、岗位“壁垒森严”;另一方面,中小企业产品或系统的生命周期是微型的,“麻雀虽小五脏俱全”,学生容易较快地了解产业链各个环节的

  工作。根据不同学习阶段学生特点,结合企业对人才的能力需求,将企业实习分为认知实习、生产实习、综合实习三个梯度,贯穿大学教育的全过程。

  四、主体化教学方式的设计

  为了有效实施一体化课程体系,使学生达到预期的学习效果,需要采取合适的教学活动来落实创业型工程人才的培养方案。

  1.设计思想:建构主义知识观。

  建构主义作为一种认识论和学习理论,充分强调了学习的主动建构性、情境性以及互动性。本研究以基于项目学习的工程创业训练作为创业型人才培养的方式,强调情境创设、团队学习,以及在此基础上的“做中学”等教学方式,以此来让学生主动建构知识,获得一体化的学习经验,为毕业后去工业企业工作奠定坚实基础。

  2.创设真实学习环境,支撑知识意义的建构。

  建构主义认为,学习是一种真实情境中的实践参与。在培养创业型工程人才时,应从真实世界中挑选合适的任务情境引入教学活动,让学生在企业、社会的背景下熟悉构思、设计、实施和运行的大系统,面对各种复杂问题共同建构知识。全方位的产学结合是工程创业教育的外部环境,在此背景下进行的基于项目学习的工程创业训练是工程创业教育的内部运作过程。因此,创业型工程人才培养的学习环境以E-CDIO为背景环境,从学校内部和外部两方面来进行创设。

  (1)内部情境:实习场。首先,现实问题情境的创设是实习场创设的关键。现实问题往往是复杂的、结构不良的,产生于特定的情境之中,具有多种解决办法和诸多不确定性条件。解决这些复杂的真实问题是学生工程素质养成的最佳途径。其次,实践场所的设计是实习场创设的保障。实践场所的设计应通过创设基于工作的真实职业情境或仿真环境来提高学生学习活动的真实性和有效性,让学生体验工程创业的整个运作过程,保证知识向真实情境的迁移。

  (2)外部情境:企业。产学合作能够有效培养学生的创业能力,企业是学生知识建构非常重要的资源和知识运用不可替代的现实情境。学生通过参加技术开发、技术推广、技术转化等产业实践的真实经历,在其中感悟、观察、体验,以相互联系的多元角度去建构自己的知识体系。经验表明,运行阶段的营销、运营、财务和管理等各类实际操作在校内很难面面俱到,所以企业是实践运行阶段各项工作的最佳场所。

  3.组建学习团队,促进知识的社会协商。

  建构主义认为,学习是知识的社会协商,知识意义的建构是社会协商过程的结果,相应的教学是组建学习共同体。因此,本研究主张以团队学习作为培养创业型工程人才的一种学习型组织形式,并以此取代班级授课制这种传统的教学组织形式。学生在团队中设定共同奋斗目标和与之对应的个人学习计划,与其他成员进行对话沟通或行为互动,将自己的知识、技能、性格特征和行为特征与团队成员互补整合,能够更有效地提升创业型工程人才所需的综合素质。

  (1)团队学习的组织形式。学生在四年的学习中根据不同类型、不同层级的项目训练,组建不同的团队。团队由指导教师和学生组成。每一个工程创业项目团队可配备学业导师和企业导师各一位。作为团队的主体———学生,其组成方式需从两方面来设计:一是根据项目的大小决定团队规模,二是不同类型的项目团队学生组合不同。团队学习组织形式的设计需保证两点:一是队内

  异质而队间同质,二是任务分割而结果整合。

  (2)团队学习的运行方式。项目团队的运行可分为以下三个阶段:① 组建团队,选定项目主题。首先,学生根据自己的兴趣选定项目,并确定项目团队。其次,配备指导教师。第三,确定项目目标和学习目标。② 分解项目任务,成员角色分工。团队成员根据项目目标以及个人的技术专长及爱好,分工见表2所示。当然,可以根据不同项目的不同需求和特点调整。③ 项目汇报,阶段性总结。从项目的确定、实施到结束,每个团队先后要在全班做三次汇报。第一次汇报,主要向大家介绍团队的目标、战略计划以及方案的可行性;第二次汇报,是中期进展报告;最后一次汇报是项目成果展示与总结反思。三次汇报都要有指导教师和其他同学甚至企业界代表担任评委,对团队的表现给予反馈并提出进一步改进的建议。

  

  表2 工程创业项目团队成员分工

  4.强调主体实践参与,实现知识意义的建构。

  建构主义理论基础上的“做中学”,主张学生从经验中学习,通过解决问题来学习。学生的能力发展和知识建构离不开“做中学”,实践训练和思维训练同等重要。对于创业型工程人才来说,其思维是一种系统思维,是在众多边界条件限制下寻找最佳折中点的思考过程。他们的实践是一种不局限于动手操作的综合实践,包括设计创新、团队合作、沟通交流、组织管理、市场开拓等一系列工作。

  (1)“做中学”的方式:项目学习过程与E-CDIO

  模型的软对应。E-CDIO 一体化课程体系中的项目训练、课程学习、企业实习都需要学生通过“做中学”的主体参与来达到预期学习效果,其中项目训练是最有效的“做中学”,也是“做中学”最典型的体现。这里以高年级学生参与的大综合类项目训练为例,将项目学习过程与E-CDIO模型软对应。一般大综合类项目训练基本要经历六步:① 组建团队,角色分工;② 市场调研,完成商业计划书;③ 立项申请;④ 产品的研发设计;⑤ 产品的生产制造与测试改进;⑥ 市场销售,产品服务。需要指出,在产品的技术开发以及商业化运作过程中,上述任务需要进行大量的迭代,而且也并非严格按照上述步骤进行,无论怎样,学生在项目学习中都会经历这些工作,通过“做中学”的实践实现知识意义的建构。

  (2)学生是知识的主动建构者,确立学生的主体地位。建构主义认为,学习是个体主动建构的过程,强调以学生为中心。学生不再是知识的被动接受者,而是主动建构者,是自我发展的主体。相应地,教师则超越了简单的“教”,成为学生学习团队内“平等中的首席”。是学习活动的引导者、促进者和学习资源的提供者。

  五、多元化评价体系的设计

  评价是学生学习过程不可分割的一部分,镶嵌在学习任务中,也自然而然嵌入教学活动中,学习的过程和结果都非常重要。

  1.设计思想:评价过程是人才培养的过程。

  评价一般包括过程性评价和总结性评价。建构主义的评价强调建构知识过程的评价比对结果的评价更重要。过程性评价是一种动态的、发展的评价,能够对学生在学习中的各种表现和进步进行全面评价,有效发挥评价的改进和促进功能。基于项目学习的工程创业训练强调学生的主动学习,注重培养学生的创新创业精神、实践能力,重视学生获得工程创业的职业体验。相比“做得好不好”而言,学生“是否参与做了”更为重要。对学生学习的评价是为了通过过程调控促进人才成长发展,这实际上就是人才培养的过程。

  2.明确评价内容和评价标准。

  在创业型工程人才培养过程中,主要评价学生通过基于项目学习的工程创业训练是否达到了预期效果。评价内容由知识(专业技术知识、相关领域知识)、能力(自主学习能力、设计创新能力、组织管理能力、语言交流能力、市场开拓能力)、职业意识(国际视野、职业责任感、合作意识、意志力、人文情怀)组成,必须对其进行有效测量才能知道学生实际掌握程度。因此,有必要制定一系列的评价表来衡量学生的学习效果。有了评价内容和评价标准,便可有针对性地进行基于项目学习的工程创业训练,进行有效的学习过程及成果的评价。比如项目训练,其学习成果形式多样,可以是研究论文、调查报告、模型、主题演讲、口头报告、学习笔记,也可以是一项活动的策划方案。学生可以借着评价的机会来充分展示学习成果,并由此反映自己理论学习和实践训练的掌握程度。

  3.评价主体与评价对象的多元化。

  (1)评价主体:利益相关者。创业型工程人才经过基于项目学习的工程创业训练,其学习效果应该反映学生、工业企业界、大学教师和社会这四个利益相关者集团的意见和观点,因此,评价主体应包括所有的利益相关者。

  (2)评价对象:学生个人、学生团队。传统的评价对象就是学生本人,但基于项目学习的工程创业训练多是学生在团队中合作进行的,因此,评价对象除了学生个体外也不能忽略团队的表现。

  4.使用多样化评价手段。

  (1)评价手段的多样化。评价学生在项目训练中的表现,要比传统的评价方式更具多样性,因为项目学习的绩效评价旨在评价真实的实践活动,例如问题解决、团队协作、人际沟通等,而这些实践活动又是动态的、体验性的、非标准化的,因此其评价较传统更具多样性。其中,笔试应突出大学研究性学习的特点,要增加开放性题目的比例,由此来反映学生对理论知识灵活掌握和运用的程度;其它的评价手段可以是口试、表现展示、产品审查、项目学习日志、学生自评与他评等。

  (2)将评价方法与学习效果相匹配。基于项目学习的工程创业训练的评价重视学生的学习过程,这就要求过程性评价要贯穿人才培养的全过程,充分发挥评价对学习的导向和激励作用。学生在本科四年的基于项目学习的工程创业训练,在不同阶段有不同的侧重,各种评价方法应根据实际情况和不同需求灵活运用。总之,本研究构建出以实践训练引领、突出工程教育特色的整体化的创业型工程人才培养方式,学生能够更有效地获得大工程背景下所需的知识、能力和职业意识,达到市场和产业界对创业型工程人才的素质要求。

  参考文献:

  [1][英]波兰尼著,许泽民译:《个人知识———迈向后批判哲学》,贵州人民出版社2000年版。

  [2][美]Edward F.Crawley、Johan Malmqvist、S¨oren¨Ostlund、Doris R.Brodeur著,顾佩华等译:《重新认识工程教育:国际CDIO培养模式与方法》,高等教育出版社2009版。

  [3]邹晓东:《科学与工程教育创新》,科学出版社2010版。

  [4]李曼丽:《独辟蹊径的卓越工程师培养之道》,《大学教育科学》2010年第2期。

  [5]华中科技大学高等工程教育研究中心课题组:《创业型工程人才培养目标刍议》,《高等工程教育研究》2010年第5期。

  [6]李瑾:《创业型工程人才培养的课程设置研究》,华中科技大学硕士学位论文(2011年)。

  (本文作者白逸仙系华北电力大学教务处工程师、教育学博士;陈敏系华中科技大学教育科学研究院教授、教育学博士;王英系华中科技大学光学与电子信息学院副教授;林林系武汉光电国家实验室(筹)书记、教育学博士)