航空智能制造背景下飛行器制造專本貫通一體化培養模式研究

黃 鵬，楊 豐

（長沙航空職業技術學院，湖南 長沙 410124）

隨著殲-20、殲-16、運-20 等先進軍用飛機進入公眾視野，ARJ21 批量交付，C919 批量生產，無人機和通用飛機井噴式發展，我國航空產業正在進入前所未有的高速發展時期[1]。目前飛機仍大量采用鉚接裝配技術，工藝過程復雜，需要大量鉚接裝配技術技能人才。飛行器制造高職專業學生主要面向飛機制造企業中鈑金工、鉚裝鉗工、裝配調試工等崗位群，從事鉚接、裝配調試等工作。隨著航空制造技術快速數字化、智能化升級變革，自動制孔、自動鉆鉚、自動對接等智能制造單元應用深度和廣度日益增加[2，3]。新技術、新規范、新崗位不斷涌現，航空裝備制造業的典型工作任務及崗位任職要求發生顯著變化，呈現出飛機零件制作智能化、裝配流程數字化、生產管理自動化等發展趨勢，航空制造產業結構和崗位更新迭代加速，對從業人員職業能力復合化需求愈加強烈，對職業教育形成了強烈的外部驅動。然而，受學制、培養規格等限制，飛行器數字化制造技術高職專科專業注重基礎知識的學習和行業基礎技能的培養，學生知識技能單一，復合度不強，在知識結構方面不能完全滿足航空智能制造對高端技術技能型人才的需求。改革和創新人才培養模式，進一步提高飛行器制造專業的人才培養質量迫在眉睫。目前“航空智能制造技術”職業本科尚處于探索論證階段，起點高、跨度大，短期內難以實施。由于區域產業構成、發展需求、技術應用水平差異較大，探索具有行業、地域特色的飛行器制造專本貫通一體化人才培養模式在當前階段更具有現實意義。

一、飛行器制造專本貫通一體化培養需求

（一）職業教育發展專本貫通一體化人才培養需求

2021 年新版《職業教育專業目錄》中高職專科原“飛行器制造技術”專業升級為“飛行器數字化制造技術”，新增“飛行器數字化裝配技術”高職專科專業，新增“航空智能制造技術”職業本科專業，目的是適應航空裝備制造產業數字化發展趨勢，核心是“專業升級”和“數字化改造”。在此背景下，順應航空智能制造發展趨勢和要求，改革和創新人才培養模式，進一步提高人才培養質量，迫在眉睫。2021 年10 月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于推動現代職業教育高質量發展的意見》，指出要穩步發展職業本科教育，高標準建設職業本科學校和專業[4]，到2025 年職業本科教育招生規模不低于高等職業教育招生規模的10%[5]。

我國發展職業本科主要有以下幾種形式：專本院校聯合培養、高職專科院校升格、高職專科院校部分專業辦本、專升本等。四年制職業本科目前還處于探索階段[6]，實施難度較大。專升本模式存在培養目標有差異、培養斷層、課程體系不銜接等問題。高職院校與應用型本科院校聯合辦學、專本貫通一體化培養模式在全國部分省市已經進行了大量有益探索，被認為是現階段培養高素質技術技能人才的一種有效方式[7]。湖南省2021 年10 月頒布的《教育部 湖南省人民政府關于整省推進職業教育現代化服務“三高四新”戰略的意見》，明確指出要探索高職專科與本科層次職業教育試點學校開展“3+2”銜接培養[8]。通過專本院校聯合辦學，打通飛行器制造專本貫通一體化人才培養渠道，是現階段一種較為科學且操作性強的高素質技術技能人才培養途徑。

（二）航空制造產業對專本貫通一體化人才培養需求

飛機外形復雜、結構特殊、剛度較小、質量要求高，制造時零部件定位困難、結構易變形、誤差難控制、工藝流程復雜，需輔助使用數量龐大且種類繁多的設備、工裝、夾具、量具等。因此，飛機制造不同于普通機械制造，是一項難度大、涉及很多專業領域的復合型集成技術。傳統飛機制造中手工作業占比較高，飛機生產效率和裝配質量依賴個人經驗和操作技能，人為因素的影響較大。隨著四代機、五代機橫空出世，其結構突破了傳統經典設計、繼承設計，突出功能結構一體化，設計分離面和工藝分離面大量減少，普遍采用整體大部件、框梁一體化等新概念結構。此外，新型飛機氣動外形要求嚴格，需要控制表面質量，對于縫隙、階差、凸凹等有嚴格的要求。新型飛機強調設計與制造高度融合，傳統生產模式、操作手法、裝配經驗和合格標準已經不能滿足新型飛機制造要求。為提高產品質量、提升生產效率、降低生產成本，飛機制造過程的智能化程度正在逐漸提升。當前，開敞性較好、外形較規則的飛機零部件大量采用自動鉚接、智能加工單元；部件對接普遍采用自動調姿、自動對接、柔性工裝、脈動生產等先進技術。飛機制造技術發展歷程如表1 所示，現代飛機制造技術總體是向數字化、柔性化、智能化方向發展。

表1 飛機制造技術的變革趨勢

飛機產品的升級換代和制造技術變革對傳統制造模式和從業者已有技能、操作經驗提出了嚴峻挑戰，傳統生產模式、操作手法、裝配經驗和合格標準已經不能滿足新型飛機制造要求，要求新一代技能人員同時掌握前沿數字化技術與行業基礎技能，具有一定的理論水平和創新思維，能和技術員在技術層面進行快速高效的溝通。高職專科學生理論基礎較薄弱，缺乏解決現場較復雜實際問題的綜合素養，職業能力與新形勢下航空制造企業用人需求存在一定差距。國內部分飛機制造企業已經開始招聘本科學生充當一線工人，但本科學生缺乏系統的技能培訓，且培訓周期較長，同時部分本科學生對從事一線技能工作存在一定的心理落差。“航空智能制造”職業本科還處于論證探索階段，從實施、調整、優化到人才產出還需幾年周期。專本貫通一體化人才培養操作性強，能快速填補企業用人需求。

二、飛行器制造專本貫通一體化培養存在的挑戰

（一）培養目標差異

高職專科院校飛行器數字化制造技術、飛行器數字化裝配技術等飛行器制造專業重點培養學生的職業能力，要求學生必須掌握從事航空裝備制造所需的專業知識和技術技能，具有良好的人文素養、職業素養，養成嚴謹細致、精益求精的工匠精神，培養目標是為航空制造行業培養高素質技術技能人才。普通本科院校飛行器制造相關專業學生一般從事航空產品設計、工藝開發等工作，定位是航空航天工程技術人員，人才培養定位要求學生必須掌握扎實的理論基礎知識，具備一定的設計與開發能力。高職專科和普通本科在人才培養目標方面存在較大差異，探索有效的專科和本科培養目標銜接途徑，才能最終實現飛行器制造專本貫通一體化培養目標。

（二）培養模式差異

專科層面側重行業技能和操作實踐能力培養，專業理論知識遵循“必需、夠用”的原則，專業課程體系由專業基礎課、專業核心課和專業拓展課組成。本科層面大多以學科體系組織專業課程體系，側重于學生的理論知識、思維能力、創新能力等方面的培養。現在一些職業院校與當地本科院校開展了高職與本科，中職與高職，甚至中、高、本一體化培養，展開較多的實踐探索，在某些專業形成了一些特色鮮明的銜接辦法。但是這些實踐由于分階段、分學校實施教學，還是沒有很好地解決專科、本科階段在知識深度、專業背景、培養目標等方面的差異，客觀上還是存在教學模式、課程體系、考核方式不一致等諸多問題，在互相銜接過程中缺乏統一標準，導致邊界不清晰，進而導致教學實踐徘徊不前。

（三）課程體系重復

飛行器制造相關高職專科專業和普通本科專業課程體系理論上應具有明顯的差異，高職專科面向航空產業中制造、試驗、維修等崗位，本科院校主要面向研發、工藝等崗位。實際上兩者由于面向行業相同，高職專科和普通本科所需的專業基礎理論知識相同，只是深度不一樣，這就導致兩者的專業課程體系有部分重疊，尤其是專業理論課。如果聯合培養缺乏頂層機制，院校之間缺乏交流溝通機制，各學校自己單獨制訂和實施人才培養方案和課程體系，必然導致課程重復。因此專本貫通一體化必須明確專科、本科階段課程體系。

三、飛行器制造專本貫通一體化培養舉措

（一）聚焦培養目標，培育職業能力

飛行器制造專本貫通一體化旨在通過高職專科到職業本科的貫通培養，進一步提高學生理論水平與高階操作技能，以適應航空制造產業優化升級對技能嫻熟、理論扎實的高端技能人才的需求。按照“統一目標、校企合作、專本一體、分層教學、課程銜接、系統培養、多樣成才”的思路，構建飛行器數字化制造技術高職專業與航空智能制造本科專業的專本貫通一體化人才培養總體架構。通過體系化的頂層設計，保證高職階段和本科階段有效銜接，做到人才培養目標、培養規格、培養模式連貫，同時與航空制造高素質技能人才層次的動態變化需求一致。不同于傳統專升本跨越式過渡，通過院校緊密合作、人才培養的無縫銜接，學以致用，進一步提升學生的職業能力，如圖1 所示。

圖1 飛行器制造專本貫通一體化培養模式總體架構

（二）借鑒航空數字化制造模式，促使專本自然銜接

航空數字化制造的內在特征是高精度數字量傳遞，飛行器制造專本貫通一體化培養面向飛機部件數字化裝配、大部件數字化對接、數字化工裝安裝與調試等高端崗位需求，既要掌握鈑金、鉚接、裝調等行業基本技能，還要熟練掌握行業所需的數字技能。以行業需求為導向，通過與企業、院校合作，組建聯合教學團隊，借鑒企業典型生產環節，引入企業先進生產模式，通過教學化改進，開發一套面向教學的“數字飛機+數字工裝+智能制造單元”重構教學項目，將數字化應用培養融入教學全過程，培養學生的職業能力，如圖2 所示。將數字化應用能力與傳統行業基本技能有機結合，高職專科階段注重“行業基本技能和數字應用能力”培養；職業本科階段注重“智能制造和數字開發能力”培養，層層遞進，使學生具備扎實的理論知識、專業技能和嫻熟的數字應用能力。借鑒現代飛機數字化制造模式，并貫穿于專科、本科培養階段，分層次培養，使得專本培養自然銜接。

圖2 數字化賦能分階段人才培養

（三）具化專本銜接，科學搭建課程體系

專本貫通一體化培養的關鍵在于高職專科與本科階段的課程體系及內容是否有效銜接。專本貫通一體化課程銜接既不是因學制變長而將高職專科已有課程進行擴充或增添，也不是將普通本科課程簡化或嫁接移植[9]。飛行器制造專本貫通一體化課程體系設計要融合專科與本科特色，力求知識和技能體系平滑過渡，根據學生心理特征、可接受程度，以及知識積累邏輯、技術技能形成規律，重構高職專科與本科階段課程模塊、教學內容，實現專本課程結構有序銜接，構建相對獨立又具有系統性的課程體系。專、本階段教學內容、教學方式各有側重，專科階段面向航空零部件加工、飛機鈑金制作、鉚接裝配等傳統崗位培養行業通用技能人才，注重職業素養、基礎理論、行業基本技能培養；本科階段面向飛機數字化裝配與調試、智能裝備與產線應用及維護等新崗位所需的現場技術應用型人才，注重現場管理、復雜理論、實踐能力的培養。

（四）內化職業素養，強調德技并修

航空制造業制的是“大國重器”，飛行器制造專業學生未來在生產一線直接面向航空產品研制全過程，必須將質量意識、環保意識、安全意識、保密意識、誠信意識、規范意識、信息素養、創新思維融入學生日常培養中。要通過與航空制造企業合作，引入企業典型工藝規程、操作規范、現場管理規范、6S 管理規定等。借鑒企業典型工作任務，進行教學轉化，對接企業生產場景，開發數字化教學載體，重構教學模塊；同時在校內實訓車間全面推行6S管理、多余物管理，教學現場要求工具、設備、耗材定置擺放，加強過程考核和引導，改進管理與測評形式，實現理論考核、技能評價、產品質量評價對接；在日常教學中潛移默化，培養學生追求卓越、精益求精、無私奉獻的航空工匠精神、愛崗敬業的勞模精神，切實做到“零缺陷、無差錯”。

（五）堅持產教融合，貫徹工學結合理念

據教師企業實踐、企業調研、畢業學生回訪得知，目前高職畢業生入職后還需在航空制造企業進行半年左右的基礎培訓，然后分配到車間進行具體崗位培訓，其職業能力還很難滿足用人需求，與崗位需求仍存在一定的差距。主要原因是學生裝配工藝理論知識薄弱、未接觸過裝配工裝和較復雜產品裝配實踐，為避免在飛機產品上進行操作練習損壞珍貴器件引發質量安全事故，新員工必須進行長時間跟崗觀摩學習，導致企業用人緊張。飛行器制造專本貫通一體化培養過程中應充分發揮產教融合、校企合作、產學研結合的優勢，通過校企合作共建育人環境，融入崗位資格標準，提升學生的綜合能力，實現人才培養和企業用人需求之間的無縫對接。因此，在人才培養方案制訂、課程體系設計、教學資源開發、實訓條件建設等方面都應以校企合作、產教融合的理念為指導，借鑒企業生產模式，選取典型飛機生產環節，創設更接近真實環境的數字化教學場景，充分利用現代信息技術，變革教學模式，以學生為中心，將理實一體、項目化教學、數字化教學融入對學生的日常培養中，保障學生職業能力的全面形成。

（六）嚴格教學質量，構建科學考評體系

考評體系是檢測學生職業能力的試金石，考評結果是進行教學反思的重要參考指標，在職業教育中發揮著至關重要的作用。考評體系要與人才培養目標相統一，考評形式要與教學模式相一致，評價指標要與課程目標、教學目標相協調。飛行器制造專本貫通一體化人才培養方案明確了高職專科與本科階段分別應達到的知識、技能、素養標準。考評體系以學生職業能力為主要評價標準，注重對綜合素質和綜合能力的考核。考核方式力求方便、真實與可操作，強調形成性考核而不是終結性考核。因此，構建考核評價指標要兼顧專業知識、技能操作、運用能力和職業素養，建立科學系統的評價標準。

四、結束語

飛行器制造專本貫通一體化人才培養面向航空制造業數字化、智能化轉型升級背景下對高素質技術技能人才的需求，明確新形勢下典型工作任務及崗位任職要求，通過對行業、企業、兄弟院校等不同領域的調研，構建飛行器制造專本貫通一體化人才培養目標和培養規格，院校合作、校企合作，確定課程體系、職業能力培育體系等，旨在培養“理論基礎扎實，專業技能嫻熟，實踐能力強，職業素養高，數字技藝出眾，創新特質突出”的復合型技術技能人才。專本貫通一體化培養的核心是高職專科階段與本科階段人才培養的精準銜接，這就要求在人才培養方案、課程設置和教學模式等方面進行改革與銜接，探索出一條新形勢下專本貫通一體化培養路徑，凸顯高職專科和本科各自特色，實現“1+1＞2”。