吳瑞明,傅 陽,沈云霞
(浙江科技學院 機械與能源工程學院,杭州 310023)
機械制造業是國民經濟的物質基礎和支柱產業,是高技術產業化的載體,是傳統產業改造的基礎及其借以升級的技術手段。先進制造技術利用計算機輔助設計與優化設計技術,使設計過程實現了自動化和最優化;微電子技術與機械技術的結合,實現了機電產品的一體化,出現了數控機床和加工中心、機器人和微型機電系統等;利用計算機控制技術使機械制造過程實現了自動化和智能化,傳感技術、計算機技術和機械設計制造的結合;機器的設計與運行過程的緊密結合,可以對機電產品的設計過程、制造過程、銷售過程、安裝與運行過程實現綜合的自動化控制[1]。
浙江省的制造業占了整個工業的95%以上。浙江省制造業的增加值占整個浙江省GDP 的50%左右。從制造大國走向制造強國的迫切需要,國家也將把先進制造技術列為重點發展的技術領域,并提出了建設創新型國家的任務,對人才的要求越來越高,因此對于機械行業來說也是一個發展機遇,而機械工程教育也面臨著重要戰略機遇期。
高等職業教育作為高中后教育,在納入職業教育的同時,也納入高等教育的范疇。浙江科技學院是專升本培養單位,浙江省首批中本(3+4)一體化人才培養試點單位,以專升本和中本一體化為特色的專業共同體建設,突出功能復合立足于技術技能的積累和傳承,要把人才培養、團隊建設、技術服務“三位一體”,通過專業共同體,有利于積累人才,形成開放式團隊,從而實現多功能目標,實現資源綜合利用和共享。通過鼓勵和激勵的方法支持教師和專業技術人員積極開展技術技能創新研究開發和社會服務,以此擴大學校的社會合作面,履行學校的社會責任,努力把專業群建設、師資隊伍建設提高到新的水平。
成果導向教育(Outcome-Based Education,OBE)由Spady 于1981 年率先提出,OBE 是指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果,被認為是追求卓越教育的正確方向[2]。如圖1 所示,OBE 強調如下5 個問題:我們想讓學生取得的學習成果是什么;我們為什么要讓學生取得這樣的學習成果;我們如何有效地幫助學生取得這些學習成果;我們如何知道學生已經取得了這些學習成果;我們如何保障讓學生能夠取得這些學習成果。OBE 工程教育模式下,畢業生品質要求下的大學生綜合素質的評價內容和構成要素,在內容設計上要充分體現知識、能力和素質三者間的關系,明確各項指標,同時盡量使所設計的指標體系能夠涵蓋大學生的思想、學習、工作和生活等各個方面,同時突出辦學特色。

圖1 OBE 為導向的專業建設
專業共同體必須從頂層設計開始,從專業定位、培養目標和培養方案開始,必須對自身培養目標存在的問題有著清醒的認識,有著可靠的信息獲取途徑,建立明確可行的改進機制和措施,并跟蹤改進之后的效果及收集信息用于下一步的繼續改進。基于OBE 的培養計劃制定流程如圖2 所示。

圖2 基于OBE 的培養計劃制定流程
如圖3 所示,課程設置系統化和模塊化,設立通識教育、力學基礎、設計基礎、專業基礎、智能制造、機器人技術、綜合實踐、企業課程、特色班和創新創業等模塊,提高培養計劃的柔性,適應人才培養個性化的需求。服務企業技術技能創新,包括應用服務,技術研發和產品升級等。

圖3 專業共同體課程體系結構
制定文化基礎課(以中本一體化專業為例,包括語文、數學、英語、物理等課程)統一要求、專業理論和專業技能課程銜接貫通的教學體系、課程體系,中職機械識圖、機械基礎、零件測量與控制技術等課程和本科機械制圖及CAD、機械設計基礎、CNC 技術(雙語)等課程的一體化銜接,前移金工實習、電工實習、機械精度設計與測量等課程[3-4]。
課程教學——對相關系列課程的設置和內容進行調整與改革。課程中增加介紹機器人相關技術的內容,增加機器人設計、成本控制、編程和競賽課程。
實踐教學——參照德國雙元制模式,建立了三實踐教學,即生產實習、技術實習和畢業設計[5-6]。倡導“做中學”的學習理念,構建模塊式創新與實踐教學體系。將機器人開發引入課程設計、生產實習和畢業設計中,將學生分組,給出幾個課題,讓學生利用QQ 群等組隊、方案設計,自己動手,采購加工,完成一個小系統的設計到成品的工作,提高學生的研發設計能力,以科技競賽、創新班和創新團隊等多種形式開展多種實踐教學活動。
以四年制卓越工程師培養為本,一體多翼,推動中德產教融合(雙元制)、高職本科、專升本和中本一體化培養的專業共同體,多院協同發展,全員全過程全方位育人。“一體多翼”專業共同體建設,結構示意圖如圖4所示。通過打造命運共同體、利益共同體和奮斗共同體,組建職教聯盟,統籌管理課程銜接、教師傳幫帶、校企合作。線上、線下課程共享。

圖4 “一體多翼”專業共同體漸進結構示意圖
通過機械專業碩士研究生培養和專業博士點建設實現“一體多翼”專業共同體漸進式培養。
依托浙江省數字化制造產教融合聯盟和省級浙江科技學院高端智能制造數字化產教融合實驗實訓基地建設項目,整合更多企業和社會優質資源,組建并完善教學教研、課程建設、產業學院及國際交流四大平臺建設,充分利用行業企業資源,通過共建企業研發、生產基地,建成兼具生產、教學和研發功能的產學研一體智能制造和高端裝備研發中心。
以智能制造、機器人為教學、研究對象,產學研相結合,鼓勵教師和高年級學生完成能充分服務社會的研究課題,為參加省級、全國性機器人大賽、創新和創業大賽打好基礎,激勵學生投身科技創新和創業的熱情,不斷研制開發綜合性、設計性培訓實驗項目。
加強校企合作項目制教學,推廣數字孿生教學方法改革,實現線上數字化虛擬仿真教學、網絡教學和線下項目教學結合的實踐教學體系。通過“跨專業學生聯合設計、跨學科教師共同指導”的開放式教學模式,加強工程實踐相關知識的整合訓練,培養學生的實踐能力、創新能力和工程素質。聘請合作企業的專業技術人員、國外合作院校的教師作為課程組兼職教師;為學生小組或團隊配備實習導師(包括校內指導教師和校外工程師),加強實踐教學指導;通過項目實踐,采用“角色模擬”“案例教學”等教學方法,培養多學科的團隊合作能力,定期組織學生創意和成果展示交流,在起步階段通過各級競賽,使學生在校園內度過起步階段[7]。
實踐教學基地的建設是專業實踐教學體系構建的重要保障,是培養學生實踐能力的重要場所,也是成果導向反向設計的要求。要在加強校內實踐基地建設的同時,注重校外實習基地建設。校企合作課程群建設是專業建設與發展的關鍵,也是提升專業教學水平和教學質量的重要保證。我們將根據學校的校、院兩級專業教學團隊的要求,建設一支職稱結構、學歷結構、年齡結構和“雙師型”(含企業教師)結構均合理的校企合作的教學團隊。結合“國家‘十三五’教育現代化推進工程——產教融合發展工程”,建設產教融合實踐教學基地。
建設“就業型”實踐基地,同時盡可能滿足用人單位人才的需求和學生的就業要求。與用人單位聯合定制培養,在課堂教學和實踐教學中,可根據用人單位的要求,進行課程內容與實踐環節的設置或調整,同時鼓勵用人單位積極參與到教學中來,如根據企業的實際要求制定畢業設計的題目,整個畢業設計可在企業進行,校企各配一位指導老師共同指導畢業設計。
如圖5 所示,以特色班、實習、企業、競賽“四位一體”的教學模式為核心,共享課程(如企業課程)在學科競賽基礎上建設創新創業孵化器模型。如我校機械設計制造及其自動化專業開設了大學生方程式汽車大賽創新特色班和機電創新設計(機械設計大賽)特色班。如機器人創新實驗室的建設——機器人創新實踐平臺的基礎是實驗室建設,結合已有的一些機器人實驗設備及科研成果建立一個集中的機器人創新實驗室,可服務于教學和競賽、產品研發等。

圖5 “四位一體”實踐教學
根據學校“學以致用、全面發展”的育人理念和“優化基礎、強化能力、提高素質、發展個性、鼓勵創新”的教學改革要求。制定以綜合素質為核心的應用型本科機械設計制造及其自動化專業的培養計劃。
圖6 為培養目標的監控流程,培養目標評價主要從以下幾個方面進行。

圖6 基于OBE 的培養質量監控
(1)培養目標與社會需求的匹配性評價。根據目前社會經濟發展對人才培養的實際需求,根據專業人才的市場需求導向,評價當前執行的培養目標對社會需求的滿足程度。包括本專業教師與行業、企業專家評價、畢業生初次就業率、畢業生初次就業單位和畢業5 年后就業單位所屬行業、領域,就業崗位所屬性質(與專業相關性)、用人單位對人才需求標準的信息反饋等[8]。
(2)培養目標與學生自身發展需求的匹配性評價。根據學生全面發展的客觀規律、當下學生群體的特點、學生的職業能力培養和個性發展需要,評價當前執行的培養目標對學生自身發展需求的滿足程度。包括應屆畢業生和畢業5 年后的校友對學校人才培養(尤其是課程設置、培養目標定位)的評價和學生本人對單位、崗位的評價。
(3)培養目標與實際人才培養質量的匹配性。根據人才培養的實際質量,包括知識結構、人文素養和職業能力等方面,評價當前執行的培養目標與實際人才培養質量的匹配性。主要由本專業教師、畢業生本人、行業企業專家和用人單位三方面來進行評價認定,包括學生畢業率、獲學位率、就業率、本專業教師評價、應屆畢業生和畢業5 年后的校友對是否能夠勝任目前崗位的評價和行業企業專家和用人單位對人才、崗位匹配性的評價。
應用型人才培養模式改革關鍵在于人才培養方案的制定與調整,特色培養使學生在學習中得到專業知識和專業技能的穩步提升,最終獲得熟練的職業技能和大學學歷,成為高層次技術技能型人才。本文以專升本和中本一體化為特色的專業共同體建設,基于OBE突出功能復合,立足于技術技能的積累和傳承,使人才培養、團隊建設、技術服務“三位一體”,通過專業共同體積累人才,形成開放式團隊,從而實現多功能目標,實現資源綜合利用和共享,加強產教融合。