機械類專業產學研合作課程建設的研究與實踐

葉泳東

（麗水學院工學院，浙江麗水323000）

產學研合作是一種國際公認的高等教育應用型人才培養模式，旨在解決高等教育自身規律與現實社會對人才需求之間的矛盾，在歐美國家已有近百年的實踐，而我國始于1990 年，至今也有數百所院校開展了多層次、多類型和全方位的探索與試驗，不同程度地促進了人才培養質量的提高和產業部門的發展。教育部《關于一流本科課程建設的實施意見》指出：“課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量，必須深化教育教學改革，必須把教學改革成果落實到課程建設上。”因此產學研合作背景下的專業課程建設與改革是產學研合作教育的核心，也是教學改革的重點和難點。課程建設應充分發揮學校與企業的教育資源和環境資源，將產業和技術最新進展、行業對人才培養的最新要求引入教學過程，推動高校更新教學內容、完善課程體系，建設適應行業發展需要、可共享的課程、教材、教學案例等資源并推廣應用[1]。課程建設成效不僅決定了專業人才培養目標能否實現，還牽涉到師資隊伍建設、實踐基地建設等一系列重大問題[2]。

1 目前產學研合作課程建設存在的問題

2010 年教育部推行“卓越工程師教育計劃”以來，各高校加大了與企業合作的力度，充分利用校企合作實踐基地進行認識實習、生產實習、畢業設計等，同時也聘請企業人員進校開設講座和培訓。但受體制機制等多種因素影響，人才培養供給側和產業需求側在結構、質量、水平上還不能完全適應，“兩張皮”問題仍然存在[3]。校企合作還存在著產教融合度不高的問題，主要表現在合作課程開發與建設上企業參與度不夠，具體地說：一是合作課程的種類多數為參觀、實習、崗位培訓等一些實踐性課程，把重點放在了專業技能的培養上；二是企業參與的課程基本獨立于必修課程之外，沒有與核心課程有機結合、相互交融，與理論教學的結合度不夠；三是合作課程建設僅限于專業課程范圍，忽視了職業素養、意志品質等非專業能力與素質的培養，還沒有把合作教育理念體現在全部的課程建設當中。我們知道，產學研合作教育專業的課程建設要“產學”結合、“學研”結合，但如果弱化了“學”，就不能很好地發揮其在人才培養中的作用。因此，如何整合學校、企業資源進行系統化的產學研合作課程開發與建設是一個亟待解決的問題。

2 產學研合作課程體系的構建

2.1 課程體系框架

依據專業人才培養目標，結合自身學科特點和畢業生就業情況，構建一套理論融于實踐，專業教育、工程教育、創新素質教育相結合的產學研合作課程體系。為加強工程實踐能力培養，提出“工程實現”理念，用其蘊含的“知識、能力、素質”一體化思想和“目標、過程、效果”一體化特質作為體系建構的出發點與歸屬點，讓每一位學生都經歷“工程知識學習、工程實踐訓練、工程經驗積累”過程中的循序漸進、逐步積淀、技術內化、能力養成，將學習知識、運用知識、創造知識有效結合起來[4]。

麗水學院是一所地方本科高校，機械設計制造及其自動化專業培養的學生畢業后直接進入生產一線，從事機械產品設計、制造、設備控制、生產組織管理等工作，因此，本專業建立了一套與人才培養規格相適應的“理論課程體系、實踐教學體系、自主研學體系”三位一體，學校培養、企業培養相銜接的產學研合作課程體系，通過加強教學與實踐、教學與科研、教學與工程的結合，實現“厚基礎、寬口徑、高素質、富有工程實踐和創新能力”的人才培養目標。課程體系框架如圖1 所示。

2.2 專業理論課程體系

按國家工程專業認證標準，行業對人才知識、能力、素質的需求，梳理并重整專業知識領域、知識單元及知識點，根據循序漸進的認知規律，組建課程、課程群，形成四主線（機械設計、機械制造、機電控制、生產管理）、四層次（學科基礎、專業核心、專業方向、專業特色）的專業課程體系（見表1）。盡量增加“工程性”課程（打*課程），在一些專業核心、專業方向課程中嵌入項目設計，或開發項目設計型課程，使其成為專業特色課程。

圖1 產學研合作教育模式下的課程體系框架

表1 機械設計制造及其自動化專業“四主線四層次”專業理論課程體系

2.3 專業實踐教學體系

創建含基礎實踐、專業實踐、工程實踐、創新實踐四層次，貫穿設計、制造、機電控制和生產管理四主線，多類型、開放式、研學型、適應“工程實現”能力培養需要的實踐教學體系（見表2）。體現“工程性”的實踐教學環節（打*）四年不斷線，專業課程整體前移，便于實行“3+1”卓越工程師培養計劃，強化企業工程實踐。持續建設各類創新性實驗教學項目，積極組織承擔各類形式多樣的創新性活動或學科競賽，突出創新能力培養的及早性、漸進性，活動形式的多樣性。

表2 機械設計制造及其自動化專業“四主線四層次”專業實踐教學體系

3 產學研合作課程建設

產學研合作課程的特征是課程內容融入企業生產、科研的活動和成果，建設的關鍵是學校和企業建立一個合作共贏的運行機制，共同制定課程大綱、組建教學隊伍、編寫教學資料、實施教學過程、進行課程評價等，體現出工程性、開放性、協同性、互動性的特點[5]。

3.1 建設“工程化”課程群

以培養工程實踐能力為核心，結合地方主導產業，重點建設機械設計、機械制造、控制技術、生產管理4 個具有鮮明特色的核心課程群，每個課程群內重點建設2～3 門課程。將工程案例和工程項目融入課程教學，推進課程的“工程化”建設。根據企業項目在課程教學內容中所占的份額，可將產學研合作課程分為“企業參與課程”“全企業課程”兩種（見圖2）。

圖2 “工程化”產學研合作課程構成圖

“企業參與課程”的“工程化”元素以項目或案例方式嵌入到課程中，針對表1 中的部分專業課程（比如打*課程），從當地產業行業中收集素材并整理和制作成課程教學工程案例和課程研究項目案例，建成案例庫，然后將項目內容融入課程教學并編制講義。課程團隊以學校教師為主、企業教師為輔。

“全企業課程”以企業產品為對象，以企業的研發、生產部門在產品生成過程中總結提煉的經驗為內容形成企業課程資源，通過對一種產品的全生命周期的闡述，詮釋理論知識應用于工程實際的全過程。如表1 中“地方特色機械產品概述”，選取麗水機械裝備特色帶鋸床產業，聯合當地龍頭企業（同時又是國內權威企業），共同開發以他們的產品為載體的綜合性專業應用課程。在教材編寫上，以學生應用能力開發為目標，精選一定數量的知識、技能和其他元素，既保證課程的實用性，又使課程具有技術上的先進性；內容組織上合理排序，符合學生認知過程。課程團隊以企業教師為主、學校教師為輔。

3.2 實行“開放性”教學模式

產學研合作課程采取“開放性”教學模式，即“校內教學”和“企業教學”交替模式。理論課程中的項目教學的“開放性”多采取企業教師進課堂講學、學生進車間現場聽課；而實踐課程的“開放性”多采取全程企業學習。麗水學院機械設計制造及其自動化專業2015 級開始實行“卓越工程師教育培養計劃”，將原先在學校進行的工藝與夾具、機械裝備、控制技術三項課程設計（表2）轉移到企業進行，由原先的“封閉”教學變成“開放”教學，學生由被動接受課題變成了“項目主動實踐”，這就需要學生在企業教師指導下，在實踐中去發現問題、解決問題。校企“雙導師制”指導呈“協同”“互動”特征，企業導師重點完成問題提出、現場監控與目標實現，學校導師指導學生采用科學化的方法分析問題、解決問題。

4 產學研合作課程建設的配套措施

4.1 產學研合作平臺建設

產學研合作平臺建設是產學研合作課程建設的基礎，學校應充分挖掘資源，以共建共享的方式，建設產學研合作平臺。產學研合作平臺有校外實習基地、校企共建的技術研發和產業化基地兩部分，既能滿足對學生的教學、實訓要求，又可滿足企業的產品研發要求，把產學研緊密地聯系在一起，使得企業能夠深度參與學校的人才培養。近年來，麗水學院機械工程系與區域內機電設備、電機、軸承、閥門、機器人等行業10 余家企業簽訂了合作協議，在人才培養、資源共享、技術開發應用等領域開展密切的合作，共同開發課程、共建共享實訓基地、共享校企人才資源、共同開展應用研究與技術服務，使企業在分享學校資源優勢，實現其經濟效益增長的同時，參與學校的改革與發展，使學校在分享企業資源中，發揮其人才培養、科學研究、社會服務的三大職能。另外，結合區域塊狀經濟發展特色，麗水市政府在麗水學院成立了快速制造技術服務中心、機器人行業科技創新公共服務平臺，學校與企業共建了金屬導管塑性成形智能裝備研究院、生態資源探測智能裝備研究所、方正電機研究所等，這些科研平臺進一步拓寬了產學研合作領域，加深了產學研合作層面，促進了校企“互利雙贏”，從而保證了校企合作人才培養獲得可持續發展。

4.2 產學研合作課程師資隊伍建設

建設一支高素質的師資隊伍是產學研合作課程建設質量高低的關鍵。因大部分青年教師的學習研究以理論為主，缺乏實踐經驗，難以適應產學研合作課程教學，為此，學校加強了對“雙師雙能型”教師的培養。通過派他們進企業進行生產實踐、承接企業新產品研發任務，以豐富生產實踐經驗，提高技術創新的水平和實踐育人的能力。具體通過以下幾種途徑：指派年輕教師到企業直接從事企業的生產和管理活動；指派博士到企業博士后科研工作站從事企業的科學研究工作；博士通過申請市政府“百博進百企”項目進企業，為企業破解技術難題；指派教師到企業中與企業工程師一道共同指導學生實踐活動，同時被指派教師得到工程實踐鍛煉。另一方面，針對企業課程與項目的教學，從企業中聘請有教學能力的高級工程技術人員擔任兼職教師，充實合作課程主講教師隊伍，同時聘請一批經驗豐富的企業技術工程師擔任企業實踐教學指導教師。在此基礎上，再整合雙方符合條件教師，建立起一支高素質的師資隊伍，協同開展產學合作課程開發、建設和教學。

4.3 課程教學改革

產學研合作課程建設是要將課程學習與實際應用有機統一起來，為保證課程目標的達成，需要進行以下環節的改革。

一是進行教學內容改革。根據“工程化”課程建設要求，以課程群視角重新審視教學內容，解決課程與課程間的內容重復、疏漏、不銜接，理論與實際相脫節等問題。根據工程項目集成特征，將原來分散在不同課程中的知識點重新排序、整合，并延伸和深化知識體系。在項目牽引下，知識理論與項目流程并進，能力訓練與項目實踐交融。要精選引領課程教學的工程項目案例，使其具有典型性，與所授理論知識結合度高，同時兼顧共享性，也能為其他課程所用。

二是加強教學方法改革。項目實踐融入的課程學習體現出“參與、合作、體驗、探究”的學習特征，教學方式需要5 個轉變：從“單純知識傳授”向“學生全面發展”轉變，從“以教為中心”向“教學互動”轉變，從“注重結論教學”向“注重過程教學”轉變，從“千篇一律的教學模式”向“個性化教學模式”轉變，從“單一化的評價模式”向“多元化的評價模式”轉變[6]。倡導推行項目教學法、問題導向教學法、任務驅動教學法、案例教學法，教師根據章節內容特點選擇或混合使用，學生可以PBL 小組合作的方式，在線上線下很多時間里與教師共同商討問題和方案，分工合作完成整個項目。

三是根據課程建設需要，利用現有資源整合實驗室資源，通過學校投入和校企共建等方式，不斷改善實驗、實訓條件。建設一批企業項目實驗室、工作室、實訓室，使學校環境與企業環境對接，方便組織企業項目實踐。實行實驗室、學生創新實踐中心全開放、全天開放、向所有學生開放，為學生自主實踐提供必要的條件。

5 產學研合作課程建設案例

5.1 “機械制造工藝學”“電氣控制與PLC”

“機械制造工藝學”是機械制造課程群的一門核心課程，麗水學院把它作為“企業參與課程”來建設，結合企業項目進行案例教學。與企業人員合作共同編撰了《機械制造工藝與裝備工程案例庫》，案例庫分零件加工工藝、工藝裝備、機器裝配三個部分，含有柴油機柱塞偶件、滾珠絲杠螺母、滾動直線導軌副滑塊、關節軸承球面磨削、深溝球軸承裝配、臥式帶鋸床裝配等8 個工程案例，案例來源于本地導軌、軸承、鋸床、油咀企業，以及教師在這些企業技術服務中形成的科研成果、發明專利。教學中將案例嵌入知識體系，基于案例對理論知識進行闡述，啟發并引導學生通過對案例的學習、分析、理解、交流和討論，有效地理解和領悟理論知識，解決工程實際問題。案例教學環節采取“請進來”“走出去”方式，聘請企業兼職教師進課堂授課，帶領學生進企業車間學習。課程實踐教學環節部分課題源自案例庫，在校企共建帶鋸床實驗分室或到企業車間進行項目實踐。

“電氣控制與PLC”是控制技術課程群的一門核心課程，課程任務是培養學生掌握繼電控制電路和PLC控制系統的分析、接線、調試、設計能力，麗水學院把它作為“企業參與課程”來建設。聯合縉云帶鋸床企業，利用帶鋸床實驗分室條件，以臥式帶鋸床控制系統16 種運動控制為任務情景組織教學內容（表3），采用項目（任務）驅動法、問題驅動法、現場教學法、仿真教學法、小組討論法等教學方法，突出學生主體，強化應用技能。教師通過本課程教改，在帶鋸床控制技術方面鉆研頗深，獲得8 項專利技術、1 項省公益技術應用研究項目和1 項大學生國家級創新創業項目，促進了學校和企業行業在學科、技術上的交流與合作。

表3 “電氣控制與PLC”項目法教學內容組織策略（摘選）

5.2 “精益生產管理”“標準化建模”

這是兩門與企業應用接軌的課程，麗水學院把它們作為“全企業課程”來建設。

“精益生產管理”是生產管理技術模塊中的專業特色課程，旨在讓學生掌握先進的精益生產管理方法，能夠熟練地分析和解決實際問題，具備持續現場改善能力。聘請浙江君鴻機械有限公司精益生產管理宣講團承擔教學。君鴻是浙江省首批精細化管理示范企業，行業內精益生產標桿企業，在精益化生產管理上富有成效，已吸引1 000 多家企業前往參觀交流。課程配套實踐環節8 課時，學生進企業現場進行管理案例分析、進員工培訓室進行生產線構建沙盤演練。

“標準化建模”是機械設計模塊中的專業特色課程，在先修三維建模技術基礎上，對接企業通用標準化三維數據模型，使所設計的產品模型能直接進入三維數據市場或符合客戶定制要求。聘請邁迪信息技術有限公司（杭州）技術人員進校主講，公司給學校提供教學軟件，在學校設立“邁迪標準化建模工作室”，招募學生參與企業承接的業務。

5.3 “卓越3+1”之企業學習階段課程

“卓越3+1”計劃在第四學年的企業學習階段，學習企業的先進技術和先進企業文化，參與企業技術創新和工程開發，完成畢業設計。麗水學院與9 家當地企業簽訂了“卓越工程師”聯合培養協議，共同制訂企業學習計劃，內容涵蓋安全生產教育、企業文化與企業制度學習，企業技術、管理及營銷系統培訓，生產實習，輪崗實習，項目設計，畢業設計六大模塊。第七學期主要在車間進行3～4 周的生產實習，在生產管理、銷售部門進行2～3 周輪崗，其后落腳于工程技術部門，參與企業工程項目設計、改造、維護等任務。第12周左右選擇某一子任務作為專業綜合設計課題，該課題要求在本學期完成，同時在此工作基礎上將課題更深入一步變為畢業設計課題，畢業設計開題、答辯均在企業進行。此外，學生全程參加各類企業培訓。聘請一批具有豐富工程經驗和教學能力的企業工程師和學校教師一起構成“雙導師”隊伍，共同指導學生一年的企業學習。學習成績由階段性、主題性實習報告、實習成果、企業評價綜合評定。學校和企業成立專門的管理機構，對學生實習期間的吃、住、行、學、安全和保障等方面實施全程管理。

6 結語

麗水學院機械設計制造及其自動化專業產學研合作課程建設實踐表明，以工程創新型人才培養為出發點，以互利雙贏校企合作平臺為基礎，以“工程化”課程群建設為導向開發、重塑課程，不僅可以保證課程教學與實際應用的銜接，而且能夠促進教材建設、實驗室建設、師資團隊建設、校內外實踐基地建設以及校企合作關系的良性互動，為培育專業優勢和特色、深化產教融合專業建設開辟廣闊的空間。然而，課程建設是一個龐大的系統工程，也是教學改革的重點和難點，由于目前還缺乏一套科學完善的“產學研”合作教育評價標準，因而還需要不斷探索和實踐。