CDIO模式下创新创业微生...理工学院创新创业教育的启示_解明利.pdf
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1、第 14 卷第 3 期 Vol.14 No.3 2023 年 6 月 CHUANGXIN YU CHUANGYE JIAOYU Jun.2023 CDIO 模式下创新创业微生态系统构建 麻省理工学院创新创业教育的启示 解明利,姚建涛 (燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛,066004)摘要 基于项目式的高等工程教育改革对学生的创新能力培养取得了极大的成功,如何将学生的创新产出向创业层面推进,是目前高等工程教育在积极探索的问题。以麻省理工学院的创新创业人才培养模式为例,将创新创业教育聚焦学校内在教学活动中,提出构建基于需求的创新创业微生态系统,在这个系统中通过研究教师、学生、资源三者自身的角色、行
2、动方式以及交互作用,建立在学校内部推动创新创业持续发展的可操作机制。这对构建新时期面向产业需求、注重跨界交叉融合、支撑服务产教以及具有国际化视野的创新创业工程教育具有一定的参考意义。关键词 创新;创业;CDIO;微生态系统;麻省理工 中图分类号 G641 文献标识码 A 文章编号 1674-893X(2023)03016909 当前以学生为中心的教学方法已经成为中国高等教育实践的普遍共识,特别是基于项目式的 CDIO 教育已经在高等工程教育中取得了极大的成功。CDIO 教学设计灵感源于工程产品的生命周期,在教学实施时,以项目达成作为教学环节的内在驱动力。通过各个阶段性教学环节的递进,逐步培养学
3、生获得综合的专业理论知识和较强的创新能力,CDIO 模式将工程教育置于具体的工程实践背景中,通过贯穿整个人才培养过程的团队协作和创新实践训练,培养能够在复杂环境下解决实际问题的工程人才13。CDIO 模式作为工程教育新范式的代表,体现了工程不同于科学的本质特征,反映了当代工程的系统复杂性、内涵与外延的变化;阐述了工程教育不同于科学教育的实践特征,揭示了工程教育的本来面貌,将工程教育解放出来,体现了其崭新的理论创新价值;回归工程的理念和方法使得它成为一个里程碑,在工程教育转型的历史进程中,标示着一个新时代的来临,体现了鲜明的时代价值4。纵观国内 CDIO 模式的教学实践,教师的教学设计项目一般有
4、以下三种:教师自主探索性题目;结合科研和产业需求命题;学生自主选题。在实施时以前两种为主,教学过程注重学生对理论知识的理解掌握和一般的应用创新实践,即以样机制作完成情况来评价整个教学活动,缺乏对项目成果的进一步延伸和项目后期商品化与实用化的引导机制。在创业方面,各高校虽然开设了创新创业课程,但是这些课程与学生的专业课程在教学环节衔接上存在断层,内在的联动沟通机制没有完全建立,高校与社会的创业资源联动机制不畅,覆盖面窄,学生的实践项目与市场信息等脱节,这些因素造成学生的项目产出落地 收稿日期 20221124;修回日期 20230106 基金项目 河北省高等教育教学改革研究与实践项目“基于脑神经
5、科学的创造思维心理与创新型人才培养嵌合协同机制的研究”(2021GJJG067);河北省高等教育教学改革研究与实践项目“智能运载微专业建设探索与实践”(2020GJJG051);燕山大学教学研究与改革项目“融合灰色绩效理论的地方高等院校实验人才队伍建设研究”(2022XJJG046);燕山大学教学研究与改革项目“高等学校实验室管理与增效机制研究”(2021XJJG032)作者简介 解明利,男,河北承德人,博士,燕山大学机械工程学院副研究员,主要研究方向:TRIZ 理论与应用,创新创业教育,联系邮箱:;姚建涛,男,河北秦皇岛人,博士,燕山大学机械工程学院教授、博士生导师,主要研究方向:机器人力传
6、感器与触觉感知技术,教育管理 2023 年第 14 卷第 3 期 170 难、转化难。因此,高等工科教育应从自身特点出发,建立系统的创新创业教育机制以及与创新创业相结合的人才培养体系,推动高校发挥自身智力资源,为市场创造价值和利润,这对建设双创型社会是非常有意义的。一、MIT 工程教育中的创新与创业 CDIO 教育模式源于美国麻省理工学院(MIT),MIT 以其“手脑并用 创新世界”的教育文化理念,在技术创新改变世界方面有出色的表现。在 CDIO 实施初期,MIT 也面临着如何将学生项目与产业衔接的问题,换句话说,他们也在思考如何将学生产出变成真正的行业价值,成为改变世界的技术和产品。2002
7、 年,麻省理工学院出资2 000万美元成立了“德什潘德技术创新中心”(Deshpande Center for Technological Innovation)。考夫曼基金会对这个中心和加州大学圣地亚哥分校的冯李比希中心做了广泛的研究。他们发现,当时大学里的研究就像几十年前工业界的工程实践一样,一个工程师设计了产品,然后推销员去寻找销售产品的机会。然而在今天的工业社会中,工程师只有在完全了解客户的需求之后才开始设计产品。麻省理工学院研究中心发现,尽早将从业者和研究人员聚集在一起,可以改变创新文化,在可行的和值得解决的问题之间通过多次沟通交流更能提出一项具有影响力的创新。在创新过程的早期注入相
8、关性,可以增加创新对世界产生更大影响的可能性。麻省理工学院开设了一门名为“I-Team”的新课程,该课程将工程学和工商管理硕士(MBA)的学生聚集在一起,探讨如何将创意瞄准合适的市场,这是一门非常受欢迎的课程56。MIT 关于创新创业的经验在于他们意识到在教学活动中,学生是创意的创造者。当一个新想法出现时,学生不仅对这个想法的巧妙和新奇感到兴奋,而且对它的有用之处感到兴奋。再过几个月,学生可能会从最初的想法中产生 10 个新的想法。如果让学生自己去做,他会选择那些对他自身有意义的想法,然而如果让学生与从业者有联系,他就会受益于相关性,从而选择一个有可能产生更大影响的想法。在硬件层面上,该中心通
9、过多种途径帮助学生创新创业,如拨款计划、催化剂计划、创新团队(I-Team)、校企交流活动等。教师每年向该中心申请两次补助金,这些补助金由教师和商业领袖组成的小组根据潜在影响、技术优势、团队策略和时间框架进行选择。点火补助金为 50 000 美元,用于资助概念验证探索;创新计划补助金为50 000250 000 美元,用于麻省理工学院已有成品项目的商品化推进。资助的目的是培养具有市场潜力的想法,并减少其周围的不确定性,以便外部各方对该技术进行投资。除了资金外,这些赠款还带来了宣传、指导以及与商界的联系。来自商界的志愿者是该中心帮助麻省理工学院创新者实现市场影响力这一使命的核心。他们把这些志愿者
10、称之为“催化剂”。他们具有与创新、技术商业化和创业相关的经验。“催化剂”为中心提供个人贡献,但不代表任何公司利益。MIT在选择这些志愿者时遵循以下四点原则:具有使技术商业化或者有指导企业家创新创业方面的工作经验;愿意主动为 MIT 的学生团队提供帮助;愿意遵守时间承诺,能够确认和协调各方利益冲突;能够为学生提供基于行动的学习体验,这种行动的学习体验可以让学生评估正在进行的研究项目的市场潜力,并制定“走向市场”战略。通过这样的形式,该中心以大约 1 000 万美元的赠款支持了大约 100 个项目。这些赠款已经产生了 30 家初创公司,它们筹集了超过 4.5 亿美元的资金。超过 60 名教员和 5
11、00 名学生参与了该计划,并设计了一门新课程,以捕捉将创新推向市场的过程5。该过程可以概括为三个操作:选择、连接和引导,即选择合适的研究基金,将创新者与市场联系起来,并在创业实践中给予引导和帮助。企业界积极参与这三项活动对成功至关重要:选择合适的研究基金,将创新者与市场联系起来,并在创业实践中给予引导和帮助。MIT创新创业教育的成功带给我们的启示有以下几点:认识到创业的根本目的是满足行业、客户需求,客户需求在没有获得满足前就是问题所在,这个问题必然潜藏着创业机会,并以此需求域外天地 解明利,姚建涛:CDIO 模式下创新创业微生态系统构建 麻省理工学院创新创业教育的启示 171 来驱动创新。换句
12、话说,学生的创意、灵感并不是无目的、无意识的,它们都植根于行业实际需求。搭建了能够实现不同专业学科融合的课程体系,充分考虑创新创业教育人才培养的需求特点,注重顶层设计和课程体系多学科、系统性的重构,以需求为导向、创新为特质、让学生得到一种深度沉浸式、体验式的创新创业教育。成立创新创业中心,该中心一方面将行业、用户需求与校内创新活动相关联,另一方面为学生提供创业所需的资金、人力、信息资源等服务支撑。二、基于需求的创新创业微生态系统构建 现有的创新创业生态系统构成研究多以产业、政府、高校三者作为生态系统的主体78,通过制度、市场、文化等搭建三个主体之间的联系。它们之间相互依存和影响,是一个协同动态
13、的发展过程,这是一个较为宏观的全局生态系统。作为工程教育本身,学生的更多实践活动是直接与高校发生联系的,这种联系具有天然的不可替代的本质,因此学生的创新创业思想也大多在学校的实践活动中得到萌芽,然后不断发展壮大,这个成长环境我们称之为创新创业微生态系统。从MIT 的实践可以观察到,高校的创新创业教育更多的是在基于外部需求的前提下,立足于高校教育本身,多从内部挖掘资源,建设一种健康持续发展的创新创业育人环境,这和辩证思想的内外因作用机制是一致的,即本质上良好的内因环境是推动创新创业不断发展的源泉和动力,学生创新创业教育更应该聚焦学校育人活动的本身去反思构建创新创业的成长环境。(一)基于行业需求的
14、创新创业教育课程体系 通过对工程专业创新创业人才培养目标的分解,结合高校拥有的校内资源和相关产业需求,设计出课内与课外两个分支。课内分支涵盖四个模块课程实践体系。课外分支是指以各类创新创业平台为运营单位的实践体系,包括校企科技创新平台、创客平台、创新创业竞赛平台、技术服务平台等。课内分支的四个模块分别是专业课程、创新创业课程、与创新创业相关的通识能力课程以及其他专业课程,如图 1 所示。该分支注重四个模块的整合与沉淀,在实施时,学校应充分了解企业或行业关于人才能力、业界现存问题、产品技术升级方向等方面的需求,并将此需求作为重要的推动要素贯穿于整体模块的运行中。比如,以若干企业产品现实需求作为课
15、程项目的研究背景,该需求亦是学生创新实践活动的载体。专业课程为以创新创业课程为主的活动提供广泛的知识、技术、能力支持,创新创业课程培养的意识、思维和方法将融入其他课程的教学过程,而与创新创业相关的常识与能力课程则为以创新创业课程为主的活动提供广泛的创业能力素养。其他专业课程为以创新创业课程为主的活动提供启发性的创新增长点。图 1 课内分支模块 在课程实施时,注重将各层次课程分类型、分阶段安排在课程体系中9-11。比如在低年级阶段,可以通过通识性的创业启蒙教育一方面激发大学生的创业意识,逐渐培养创业过程所需要的心理品质,同时让学生充分了解自我,能够对自己的兴趣、技能、价值、目标等作出合适的评价。
16、在高年级阶段,可以进行体验式的创业基础教育,比如在创业风险管理、创业融资与投资管理等相关课程中以模拟场景的方式让学生学习创业相关的基础知识,使之具备未来创业所需要的某些特定能力。MIT 在创业基础教育中强调学科的交叉融合,它在创业启蒙教育和创业基础课程的基础上,加强与专业教育的合作,进行资源的整合、利用和开发,从而实现学生不同思想的交 2023 年第 14 卷第 3 期 172 融,激发其创新力,更容易取得原创性的具有市场竞争力的产品。在课程安排上,它将工程学科的学生和管理类学生安排在一起组成创意团体,由管理类学生调研市场,发现问题,然后让团队工程学科的同学去解决问题,最后一些功能完善的项目又
17、会被管理类学生带回到市场。这个教学模式和一般意义上的天使创业团队非常相似,不同专业背景的学生们通过沉浸式、互动式、协作式的项目合作完成创业课程学习,并在这个过程中强化了创业意识、培养了创业心理品质。最后一个层次是更高阶的层次 创业实践课程,创业实践课程面向具有强烈创业愿望的学生群体,分为虚拟实践类和实战实践类两种。虚拟实践类不涉及具体的公司业务运作,通过“挑战杯”“创青春中国青年创新创业大赛”以及大学生创新创业训练项目等获得创业体验,培养学生的创新创业能力。实战实践类以具体的项目进行创业运作,其最终目的是将项目孵化成能带来行业价值和利润的产品。(二)融合创业教育的教学方法 在 CDIO 工程教
18、育实践中,学生们不缺乏设计上的创意和想法,但最终将创意和想法变成具体的创业项目并不太多,如何实现创新到创业的最后一公里是很多教育工作者面临的难点。创业是被“教会”的吗?其中的教学方法是什么?作为创新创业的指导教师来讲,创业教育的首要任务就是帮助学生找到合适的方法去强化和发展他们在项目实践中有价值的创意,并让他们学习如何将创意与商业机会连接在一起进而奠定成功创业的基础。从这点出发创业教育应该是“教授+引导”式的教育,教学实践活动应该是由教师(包括企业导师等)和学生这两个角色协同完成的,每个角色在行动中应该是互相建构、成就彼此的关系。1.教师的角色和技术手段 Heidi M.Neck 在如何教创业
19、:基于实践的百森教学法一书中规范了教师在讲授创新创业时要关注的三个问题:教学方法、教学环境和教师行为。教学方法要考虑采取多种方法帮助学生通过阅读、聆听、辩论、观察、实验进行学习,并且能让学生进行实践和总结。这清晰地定义了教师的角色和在教学活动中的行动指南“帮助”。教师为了能更好地帮助学生需要不断提升个人的专业知识和技能,探索新的教学方式,充实创新创业案例库并应用到教学的互动环节中,通过自身的努力逐步培养自己发现创业种子的能力。大疆创新公司的成长案例揭示了一个好的创新创业导师的重要性。当年香港科技大学李泽湘教授敏锐地发现了汪滔的领导才能和对技术的理解能力,才让其原本是 C 的毕业设计作品得以在读
20、研期间有进一步完善的可能,并且在 2006 年 1 月做出了第一台样品并在航模爱好者论坛上卖出,这是大疆发展史上的第一个标志性创业产出12。除了在教学活动中发现创业人才,教师还应有引导的技术手段。教师应该意识到,创意是被接受和鼓励的,因此在教学和引导氛围上应该是积极向上的,而不是气氛压抑的。研究表明,在压抑的学习环境下,学生的学习只是被动地接受,缺乏主动的思考和讨论,学生的创造意识是停滞的,创业更是无从谈起。积极向上的引导包括精神和物质两个层面。在精神层面,教师本身应该是积极向上、风趣乐观的,思维高度活跃可直接感染学生的身心。从教育心理学上讲,学生潜意识里会受到这种感染从而把思维调整到最合适的
21、状态来接收教师传达的信息并进行内化加工。在物质层面,教学时所处的物理环境、空间布置、教学手段等都是与学生创新创业思维的激发密切联系的。创新创业教学过程的教学手段相较专业课程更具自己的特点,如果说专业课教育是严肃的,那么创新创业课可以是活泼的,对应的教学手段也应该是开放性的,比如互动式的创业游戏体验。前文所述的 MIT 将不同专业的学生融合在一起,组成一个创新创业团队,从市场调查到卖出产品,这就是一个开放式的模拟创业体验教学。这个教学手段的优点在于它让学生自己去社会、市场中观察收集用户需求,基于用户需求创造新产品。学生在这个过程中收集到的信域外天地 解明利,姚建涛:CDIO 模式下创新创业微生态
22、系统构建 麻省理工学院创新创业教育的启示 173 息庞杂,需要自己在这些信息中进行有效的筛选加工进而识别出潜在的、共性的用户需求,把其聚焦在一个产品的设计或服务上。学生在这个教学活动过程中,要考虑通过合作、联盟、投资等多种方式来解决与多种利益相关主体之间的各种冲突问题,不断迭代创造,最后形成既具有经济价值又具有社会价值的产品。在教学活动中要让课堂能够促进创业学习与激发学生的创业思维,就必须提供一种有吸引力、充满挑战并饶有趣味的体验。此外,教师还可以通过引导学生参与创新创业竞赛来强化个人综合能力,比如国内高校每两年一次的“挑战杯”对学生的创新创业实践能力的培养是非常有意义的。从教学层面上,一方面
23、可以让学生将专业所学转化为实践,在实践中发现不足进而改进完善,提高学生解决问题和应对挑战的能力;另一方面学生通过比赛实践可以有机会面对面地接触企业(行业),了解本专业的行业需要,发现创业机遇。从技术层面上,创业实践大赛是大学生同现实社会、大学生与企业之间互动和沟通的桥梁,在赛事的校企交流活动中,企业可以发现人才,从学生的创意中挖掘出某些行业问题的解决方案,进而进行投资,衍生出创业价值。2.学生的角色和行动方法 目前学术界一般认为学生是教学活动中的主体1315,但是从教学活动发展过程来看,教师和学生之间的主体角色从表象上看又不是完全割裂开的。从辩证角度来讲,课堂上教师和学生属于对立的两方,双方在
24、事物发展过程中相互制约。这种制约体现在角色的转化上,比如传统知识、基础理论的传授往往是“先生教,学生学”,这时主体角色由教师承担;在项目实践中这种角色又发生了翻转,学生成为项目的主体。特别是在创新创业教育活动中,一些基础的理论知识和经验技能往往是教师直接传授的,在创新创业实践中,学生主体实践是进一步强化习得的,因此学生的角色应该是双重性的,即他们既是学习主体有着被动学习的属性,同时又是知识主体有着建构属性。作为学习主体,学生的创新创业受智力、性格、先前经验、认知方法、社会关系等多方面的制约。来自不同成长背景、具有不同人格特质的学生在创新创业上的表现虽然各不相同,但是在学习行为养成上,他们的要求
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