吳雁 張珂 鄭剛 楊瑞君 王曉軍

[摘 要]面向“中國智能制造2025計劃”智能制造人才培養需求,文章提出“產教融合,同心致遠”智能制造 “1+2” 人才培養新模式,探索校企協同跨學科研究生人才培養的新途徑。文章對校企人才培養,雙導師制建設,校企合作科研項目開發等方面進行了論述。文章在建立產教融合機制,服務行業,解決產品全生命周期關鍵技術共性難題,將智能制造新技術貫穿人才培養全過程,培養具有多學科視野的跨學科復合人才,為長三角企業智能制造轉型提供服務,在全國高校智能制造跨學科研究生人才培養方面具有示范推廣作用。
[關鍵詞]產教融合;人才培養模式;智能制造;創新實踐
[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2021)05-0157-03
美國提出“合作教育”是由企業和學校合作,按照1:1的比例共同對學生實施教育。學校根據教育計劃安排學生在校的學習課程,企業根據教育計劃安排學生進行生產實習和實踐,學生的最終成績由學校和企業共同評定。英國建立了英國科學創業中心并成立專門的為加強校企合作設立的高等教育創新資金,促使高校和企業之間開展合作,從而提高學生的整體素質。德國在創新創業人才的培養上主要是通過建立以高等教育為主導的、與科研和生產緊密結合的聯合體,推動高等教育的改革與發展。瑞士、澳大利亞等國普遍開設創新創業教育課程,教師在授課的同時提供給學生大量的創新創業案例,與學生共同探討、總結案例中的經驗與教訓[1]。總體來說,國外對于校企聯合人才的培養已經形成了一套完整且相對成熟的教育體系。
國內,北京航空航天大學采取課堂教學與實踐相結合的教學模式,除了讓學生學習基本的課程知識外,還增強學生的實踐和應用能力。上海交通大學成立創業學院,為學生提供企業見習實習的機會,提高學生的基本素質和實踐活動能力。黑龍江大學構建“政產學研用”的培養模式,通過學生的項目研究培養學生的創新思維。綜上所述,我國現已逐步從傳統的人才培養模式轉變為校企合作的創新型人才培養模式,全面培養創新型智能制造人才。
隨著智能制造的不斷發展以及“中國制造2025”的普及,國內高校已經意識到必須通過人才培養模式的改革來應對智能制造所帶來的挑戰。許德章[2]從智能制造技術特征著手,深入剖析人才能力構成,通過實踐教學體系的改革,提高學生實踐參與度、充分訓練學生實踐能力,實現了獨特的教學體系。劉清濤[3]融合工程機械學院、材料學院與工程訓練中心在創新教育方面的優勢,建立了智能制造與智能建造融合的創新人才培養基地,探索了多學科多部門智能制造融合人才培養方式。董剛[4]針對寧波市高校智能制造人才培養的不合理之處,提出了高校制造業人才培養的五項培養方法,為人才培養提供了新的思路。楊繼君[5]以專業學位研究生培養為對象,探索項目與市場需求為向導的雙向驅動模式;同時設置創新創業課程,實現研究生培養質量的全面提升。盧雅琳[6]以提升機械類碩士研究生為出發點,提出“2+2”碩士培養新模式,通過理論與實踐,高校與企業之間的有機融合,增強了研究生的創新和實踐能力。陳繼文[7]總結了機械類研究生創新培養所面臨的問題,并提出提高研究生創新能力的新途徑。熊先青[8]在智能制造的背景下,以市場需求為目標,對工業工程碩士研究生的培養模式進行改革,通過理論+實踐、校內+校外、目標+成果等融合方式提高學生的整體素質。王紅軍[9]結合學校實際情況,給出了面向智能制造的研究生實踐體系建設思路,為培養智能制造亟須的高層次人才打下了基礎。
中國“十三五”規劃提出,工業化和信息化兩化融合是制造業發展的未來趨勢,“十四五”提出“中國制造2025計劃”,近五年汽車、軌道交通、能源、航空等制造業實施了智能化、數字化轉型,基于產品生命周期(PLM)的生產理念成為企業主導。基于現代信息技術的面向制造的產品數字化設計與制造技術徹底地改變了傳統的產品設計與制造模式。高校跨學科“機械+互聯網”研究生人才培養需要摒棄傳統的人才培養模式,培養對象的就業定位由面向產品的制造設計研發崗位群, 改變為面向“大制造”概念的數字化設計與制造的智能制造復合人才崗位群,實現與智能制造產業人才培養需求的無縫對接。本文提出“產教融合,同心致遠”智能制造人才培養新模式,基于學校與西門子工業軟件上海研發中心近5年的合作基礎,雙方共建智能制造研究生人才培養科研與實踐平臺,探索“1+2”產學研用智能制造跨學科研究生人才培養新模式,共同開展研究生科研與實踐平臺建設。雙方通過校企科研與實踐基地建設,雙導師制建設,校企合作科研項目開發,長三角智能制造知識應用技術服務平臺的建設,建立校企產教融合機制,服務行業產業,解決產品全生命周期關鍵技術共性難題,將智能制造的新技術與新技能貫穿于人才數字化設計與制造能力培養全過程。
一、能制造人才培養面臨的困境
傳統機械制造人才培養向智能制造培養轉型的過程中,過度依賴原有的培養方式,主要反映在培養觀念、培養體系、培養方法和培養條件這四個方面。
(一)培養觀念單一
傳統人才的培養觀念傾向于單一領域的培養,缺乏跨學科、跨領域之間的交流,而未來的智能制造人才是多學科復合型人才。由此看來,對人才知識方面的培養,除了教授其更全面、更扎實的理論知識外,還需要普及智能制造中涉及的前沿知識和跨學科交叉知識。
(二)培養體系不健全
智能制造人才的培養不能只注重理論,必須鍛煉學生的實踐能力,進一步培養學生的綜合專業能力。
(三)培養方法落后
首先,智能制造需要對原有知識進行更深層次的挖掘,從而探索出新的東西,這就需要培養學生的創新能力。其次,人才的培養不能只注重理論,必須鍛煉學生的實踐能力,培養學生較強的實踐能力和問題分析能力。最后,在智能制造的背景下,各種技術、產品等都在不斷變化,作為智能制造方面需要的人才,學生需要不斷地去學習新的知識,探索新技術和新產品。這需要培養學生較強的終身學習能力,以應對智能制造技術的不斷發展。
(四)培養條件有限
在智能制造的培養中,理論與實踐的培養比例為1∶1,且與學校合作的企業必須涉及智能制造領域。但是我國涉及智能制造的企業相對較少,大多數校企合作的企業仍是以傳統制造業為主。同時,部分學校的智能制造實驗條件并不成熟,不能滿足智能制造領域人才的實踐學習。
二、“產教融合,同心致遠”校企協同 “1+2”人才培養模式
結合智能制造研究生人才研發能力培養需求,探索校企協同人才培養模式新途徑,落實“1+2”人才培養模式中的“2”,即拓寬校企合作之路,與國際知名企業聯手,創造機會,使研究生在一年內完成本專業的主要課程,并在第二和第三學年到相關企業進行為期兩年的專業實習。在企業學習階段,一方面,要讓學生在實踐中得到錘煉;另一方面,要使企業對學生各方面的知識、技能、素養有充分的了解;在雙方都滿意的情況下,為學生就業提供一個良好的機會。這個過程中能使本專業有充分的機會傾聽企業對專業建設及人才培養的意見,并反饋到不斷推進的研究生人才培養專業建設中,最終培養出符合企業所需的跨學科復合工程師人才。
(一)智能制造研究生人才培養方案
學校對接上海四新要求、長三角一體化復合型人才培養需求,建設智能制造應用研究生人才培養體系,在“智能制造”領域培養“機械+互聯網”跨學科復合人才以凸顯示范性推廣效應,同時緊密結合模具、汽車制造行業、裝備制造行業,工業化、信息化兩化融合領域進行創新人才培養,以提高研究生的人才培養質量。 校企合作共同制訂研究生培養方案詳見表1。
新增智能制造基礎課程,培養學生數字化制造技術能力,開設跨學科課程,讓學生自學C++語言等,培養學生數字化制造軟件二次開發能力,研究生三年實行全過程校企雙導師制。校企共建課程、教材、企業項目案例,培養學生的跨學科能力。修訂研究生課程大綱、建設研究生思政課程——智能制造基礎,進行線上線下混合式課程建設,引入企業PLM研究生課程,增加軟件應用與開發能力的培養。
人才培養以區域經濟發展、行業、企業需求為導向,以制造業和制造服務業為背景,以智能制造領域的關鍵技術“數字化制造”能力培養為主線,以培養“數字化制造”專業綜合能力為目標理論與實踐相結合,加強高校和行業、企業的聯系探索合作培養人才的模式。技術開發及應用研究課題方向有:1.基于大數據云計算的制造執行管理信息系統的開發與應用;2.模具標準件庫——智能模具標注案件庫的建立與二次開發;3.Mechatronics Concept Designer?機電一體化企業產品協同設計;4.復雜曲面五軸+3D打印混合數控加工;5.數字化工廠自動化產線設計—虛擬仿真設計—生產工藝仿真—自動化生產線;6.智能制造工業軟件研發。
(二)智能制造知識應用技術服務平臺建設
助力學校智能制造學科發展,促進學校教學、科研、產學研、知識創新等方面的發展,校企合作共建智能制造生態圈,面向國家重大需求,適應行業轉型發展,實施制造信息化高水平應用型人才培養與實踐,打造基于科研項目的企業培養方案、課程、教材、人才培養標準,推進西門子PLM人才的培養與示范,使學校成為西門子與中國高校合作的重要高校之一。
上海應用技術大學機械工程學院在現有的“數字化制造”人才培養的基礎上,進一步開展智能制造技術關鍵核心技術的PLM項目研發,行業、產業PLM產品應用的二次開發,項目實施和PLM高端技術服務等方面科學研究、技術應用以及“機械+互聯網”跨學科應用人才培養。這樣不僅可以開展智能制造工程應用型跨學科復合研究生水平的人才培養的實習與實踐任務,也可以開展智能制造學科建設和科研工作,為企業提供智能制造相關的技術服務和技術支持,建設智能制造應用技術服務平臺,滿足國家、社會對中國智能制造高校研究生人才的需求,并具有示范推廣作用。
(三)校企協同實行“雙導師制”全過程人才培養
實施校企雙導師聯合培養機制。目前多數高校的研究生在學習期間實施的是研究生導師制,研究生導師負責指導學生的研究方向,指導學生選題、研究、撰寫論文。這種單一的導師制很難打破現有高校學科之間的壁壘,與其他學科很難交叉與融合,導師單一的專業背景和研究基礎,在一定程度上制約了學生的創新能力與復合型知識結構的培養。可以對跨學科研究生培養實施由學校碩士生導師和企業導師聯合培養機制,學校導師發揮理論研究特長,指導學生掌握學術研究方法,培養學生的學術科研能力;企業導師培養學生學以致用的能力,使其對理論與實踐知識融會貫通,從而保障跨學科人才培養質量。
(四)企業科研實踐平臺建設
產教融合共建研究生科研實踐基地。其主要合作單位為西門子工業軟件上海有限公司。2014年學校機械設計制造及其自動化專業獲得國家教育部校企產學合作專業綜合改革項目立項,成為西門子產品全生命周期項目成員單位,同心致遠,產教融合,共同為中國的智能制造培養數字化設計與制造的跨學科復合人才。與西門子工業軟件上海研發中心簽署產、學、研協議,共建校外實習基地,近5年每年選拔一批優秀的學生到上海研發中心進行為期兩年的科研實踐。
學校聘請西門子企業工程師為企業研究生導師,校企共同開展人才培養、教材、課件等教學資源建設、實習、科研實踐工作。每年定期邀請企業導師參與到專業教學過程中,通過校企合作課程、講座、座談會的方式引導在校學生認識、了解企業文化、工作規范等適應職業需求的必備知識與技能。企業科研實踐基地的工程師承擔校企合作課程的教學和企業科研項目及論文的指導工作。
三、結論
基于西門子工業軟件公司的全方位支持和深度參與,遵循教育部人才培養的指導思想,我校在人才培養模式、人才培養方案、企業應用技術服務平臺建設、雙導師制、企業行業認證、企業科研項目實踐等方面進行了創新實踐探索,取得了顯著成效,且具有鮮明特色優勢。
1.產教融合、同心致遠——基于企業項目實踐的“1+2” 校企合作智能制造跨學科人才培養模式。
2.“機械+互聯網”跨學科復合人才培養獨具特色。學校對接上海四新要求、長三角一體化復合型人才培養需求, 在“智能制造”領域培養“機械+互聯網”跨學科復合人才,培養凸顯示范性推廣效應,緊密結合工業化、信息化兩化融合領域進行創新人才培養,提高高校研究生的人才培養質量。
3.校企合作共建智能制造生態圈。深化產教融合,建設智能制造知識應用技術服務平臺,助力學校智能制造學科發展,促進學校教學、科研、產學研、知識創新等方面的科研工作,提升高校智能制造學科水平。
致謝
本文得到國家教育部西門子產學研教育綜合改革,上海應用技術大學研究生跨團隊建設項目資助,同時感謝課題組各成員的共同努力與支持。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 張冠蓉. 高校創新創業人才培養的協同機制研究[D].太原:山西大學,2017.
[2] 許德章.面向智能制造的復合型人才培養實踐教學體系構建[J].大學教育,2020(10):161-164.
[3] 劉清濤,葉敏,顧海榮,等.智能制造與智能建造融合創新人才培養體系研究[J].教育教學論壇,2020(44):326-328.
[4] 董剛.“中國制造2025”視閾下高校制造業人才培養:以寧波市高校為例[J].中國高校科技,2020(9):54-58.
[5] 楊繼君,徐辰華.工業4.0背景下專業學位研究生培養質量提升路徑探索[J].廣西教育學院學報,2018(1):118-121.
[6] 盧雅琳,徐文婷,王江濤,等.“中國制造2025”背景下機械類專業碩士“2+2”培養模式探索[J].江蘇理工學院學報,2018(2):108-111.
[7] 陳繼文,楊紅娟,姬帥,等.面向新一代智能制造的機械類研究生創新能力培養研究[J].高教學刊,2020(27):32-35.
[8] 熊先青,牛怡婷.智能制造背景下工業設計工程專業學位研究生培養模式探討:以南京林業大學為例[J].家具,2020(6):102-106.
[9] 王紅軍,彭寶營.基于創新能力的智能制造研究生人才培養體系建設[J].教育教學論壇,2018(30):88-89.
[責任編輯:陳 明]