高清冉，秦國防

（濟源職業(yè)技術學院機電工程系，河南 濟源 459000）

隨著國內外競爭日益激烈，新一輪的技術革命和產業(yè)革命已經成為國家綜合實力的核心。新技術新產業(yè)需要與之相匹配的工程教育支撐，于是“新工科”應運而生[1]?！靶鹿た啤毕鄬τ趥鹘y的工科，更注重培養(yǎng)實踐能力強、創(chuàng)新能力強、國際競爭力強的高素質復合型“新工科”人才，強調學科之間的交叉融合、優(yōu)勢互補；更注重培養(yǎng)新一代信息技術產業(yè)人才，特別是信息通信、電子控制、軟件設計等新技術與傳統工業(yè)技術的緊密結合，實現機械的數字化、網絡化、智能化[2]，這也正是智能制造的靈魂。

“新工科”建設離不開創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。濟源職業(yè)技術學院在構建智能制造專業(yè)群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺過程中，把專業(yè)工程訓練中心、大師工作室、專項實訓室、綜合創(chuàng)新室等硬件平臺和教師創(chuàng)新團隊建設、學生科技社團建設、人才培養(yǎng)方案創(chuàng)新、課程體系重構、課程改革等軟件平臺建設相結合，整合優(yōu)化為集教學、生產、創(chuàng)新、研發(fā)于一體的高集成平臺。在平臺上，課題、賽項、項目等任務無界交叉融合，打破專業(yè)和學科的框架，能夠高效解決實際工程難題。課題組以該院近幾年智能制造專業(yè)群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺建設為例，同時結合該院與鄭州輕工業(yè)大學聯辦應用型本科專業(yè)——機械設計制造及其自動化專業(yè)的建設成效，闡述傳統工科專業(yè)在“新工科”理念下的成長蛻變。

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)軟平臺建設

軟平臺主要解決人的問題、方向的問題和內涵的問題。

1.1 制定多學科交叉多出口的機械類人才培養(yǎng)方案

機械大類包羅萬象，門類繁多，為了使學生高質量寬口徑就業(yè)，修訂后的人才培養(yǎng)方案既重視通識教育，又根據個體興趣差異，打造個性化的人才培養(yǎng)方向，分為設計、制造、自動化機器人三個方向，如圖1所示，同時注重自主發(fā)展與學科的交叉融合。根據智能制造對人才培養(yǎng)的需求，不間斷更新課程設置，提升課程內容的綜合度和挑戰(zhàn)性，培養(yǎng)學生設計創(chuàng)新能力。

圖1 面向智能制造的機械類課程體系

1.2 重構專業(yè)基礎，夯實工程地基

“新工科”建設要求專業(yè)從學科導向轉向產業(yè)需求導向，新理念、新結構要求原有的課程體系和課程內容必須重構。傳統的基礎學科是高等工程教育的一級地基[3]，而數學、物理、工程力學、機械原理、機械設計是機械工程的地基，專業(yè)的大廈越高，地基越要挖深夯實。在機電專業(yè)理論和高階的實踐應用中，扎實的基本功始終是解決工程問題的必要條件。伴隨著專業(yè)精細化，不同專業(yè)方向的人才培養(yǎng)方案對應基礎學科和專業(yè)基礎學科的側重點不同。只有做到熟悉專業(yè)培養(yǎng)目標和專業(yè)課程的地位、專業(yè)課程目標任務和重點難點，才能對基礎學科和專業(yè)基礎學科做到精選和精簡[4]。精選是選擇支撐專業(yè)課的基礎學科和專業(yè)基礎學科科目，精簡是對所選課程的內容優(yōu)化組合、推陳出新?？傊够A課程“專而精”，必須做到有的放矢，從課程科目到課程內容都必須經過嚴格篩選，切不可胡子眉毛一把抓。

課程重構除了精選精簡外，還必須轉變以培養(yǎng)工作技能為目標的教學方式。要加強結構概念教學，告訴學生本課程本知識點在專業(yè)中的地位和作用，以及在后續(xù)課程中和工程實際中的應用，減少單純細節(jié)講練，從而減少課時。

1.3 占好課堂主陣地

學生為主體，教師為主導。學生的專業(yè)能力是職業(yè)成長的基石，提高學生的專業(yè)能力，離不開“學生為主體、教師為主導”的教學原則。教學過程中教師的“教”只是手段，學生“學”才是目的。學生為主體的學習模式下，教師的角色不再是傳遞知識的權威，而是學生構建知識、提升能力的幫助者和促進者。實現這一原則的方式也由傳統的“講授+板書”演化為“講授+多媒體”，使原來復雜的工程圖能夠呈現在大屏幕上，便于教師講清楚其形狀結構和裝配連接關系；復雜的原理和工作過程，都可以以動畫和視頻的形式展示。這些手段在專業(yè)方面高效拓寬了學生的視野，提升專業(yè)學習的高度和深度，但同時也帶來了新的問題。例如，教師過分依賴多媒體手段，把“PPT”變成了“騙騙他”，照本宣科，忽略了學生的接受能力，特別是數學、力學、物理、制圖、機械原理和電工學等基礎課程，教師的講授必須伴隨有板書和必要的推演過程，才能啟發(fā)學生思考。這個過程，教師不僅傳授學生知識，還要培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。

為了提高工程教育質量，要采取多維度的課堂教學，包括線下、線上、講座、座談、討論、演講、展示、實驗、制作、調試、社會調查、成果報告等形式。線下重點是講授、推演、協作、互動；線上主要是對線下內容的拓展和強化，通過具體的練習和訓練，鍛煉學生提出問題和解決問題的能力，喚醒并強化工程意識，提升工程素養(yǎng)。同時，還可以依托大學生慕課平臺，彌補課時的不足，把一些“碎片化”“顆?；钡膬热莘旁诰€上學習。

1.4 打造質量過硬的師資隊伍

成立智能制造教師創(chuàng)新團隊，推進產教融合，這不僅要求教師具備扎實全面的理論知識，還要求教師具有一定工程實踐經驗和創(chuàng)新能力。教師創(chuàng)新團隊以實踐經驗多、創(chuàng)新能力強的工程師為核心，以團隊青年教師為突擊手，以團隊中年教師為骨干，以外聘專家教授技術能手為總顧問總指導，共同攻克企業(yè)工程項目或教研科研課題，開展科技競賽，指導創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。建設一支結構合理、善于創(chuàng)新的師資隊伍是教學的重中之重，一所學校、一個專業(yè)群的教風是歷代教師長期共同努力的結果。老中年教師教學經驗豐富、教風嚴謹，能夠熟練駕馭傳統課程；新青年教師知識新、思維活躍、富于創(chuàng)新，對于新技術接受能力強。因此，打造一支老中青結合、優(yōu)勢互補、協作創(chuàng)新的人才梯隊也是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育成功的關鍵。

2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)硬平臺建設

2.1 加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學平臺建設[5]

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié)是智能制造人才培養(yǎng)的重要途徑。工程理論知識的學習積累和動手能力、創(chuàng)新能力在實踐平臺上融合會帶來事半功倍的效果。濟源職業(yè)技術學院智能制造專業(yè)群以機電一體化技術、電氣自動化技術、機器人技術、精密制造技術、無人機技術和應用型本科專業(yè)機械設計制造及其自動化組成智能制造專業(yè)群，緊跟新產業(yè)新技術發(fā)展，新建或擴建了多個新型實驗實訓室。如機器人實訓室、自動化生產線安裝與調試實訓室、現代電氣控制系統安裝與調試實訓室、三維建模實訓室、電子產品安裝與調試實訓室、控制工程綜合技術實訓室、逆向設計實訓室、數控理實一體化實訓室、3D打印實訓室、維修電工實訓室、PLC技術實訓室與PLC技術綜合應用實訓室、焊接工業(yè)機器人實訓室、智能充電樁實訓室等。為服務區(qū)域智能制造升級，探索搭建“前訓后創(chuàng)、協同創(chuàng)新”的實踐平臺。擴大了專業(yè)實驗實訓室的功能，將實驗實訓室規(guī)劃為兩個功能區(qū)，一個區(qū)域供專業(yè)課理實一體化教學用，一個區(qū)域開展專業(yè)課相關的綜合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動。平臺通過服務企業(yè)的具體項目、課題來提高師生的動手能力、協作能力、創(chuàng)新能力，以滿足新產業(yè)需求、解決企業(yè)技術難題為導向，開展師師、師生、生生間的技術競賽，變被動學習為主動學習，既培養(yǎng)了學生的工程素養(yǎng)和工程意識，又為地方企業(yè)提供了技術支持。例如，服務濟源遠大實業(yè)有限公司的智能充電樁項目，地點就在智能充電樁實訓室，教師團隊和師生團隊全部應用stm32，不僅幫企業(yè)解決了實際問題，還使單片機課程由原來的單片機51升級為stm32，課程的難度和實用性增加，為企業(yè)的全面升級培養(yǎng)實用型技術人才。

2.2 以創(chuàng)新設計為中心

專業(yè)群的每一個方向，平臺都設有不同層級的項目。由良構問題到劣構問題，逐漸加大工程難度，把創(chuàng)新設計嵌入教學的任一環(huán)節(jié)。以薯條加工機設計為例，如圖2所示，采用常規(guī)的設計方法，需要設計三個裝置，依次是清洗、削皮、切片切條裝置，每個裝置都需要設計方案，機構簡圖繪制，然后繪制裝配圖和零件圖，按照零件圖制定加工工藝，加工出相應零件并按照裝配圖裝配，調試，完成薯條加工機設計；采用現代設計方法，需要借助計算機輔助設計，對零件三維造型，裝配，虛擬仿真，優(yōu)化設計。根據零件CAD模型生成NC代碼，聯接數控機床，加工出零件并裝配調試，完成薯條加工機設計；采用創(chuàng)新設計方法，同樣需要設計制造出清洗裝置，然后設計一臺薯條成型機：完成粉碎、制漿、沉淀、壓條四個步驟。清洗機和成型機都可以采用計算機輔助設計制造（CAD/CAM）。

圖2 薯條加工機的設計

2.3 搭建虛實互通的智能設計制造一體化平臺

在“新工科”背景下，更加注重機、電、液、氣的融合交叉，注重工程軟件的使用和數字模型虛擬仿真，加快制造業(yè)數字化、網絡化、智能化的發(fā)展速度。該院機電專業(yè)早在2014年就建立“機械虛擬仿真實訓室”，并獲得國家教學成果二等獎。在原有虛擬仿真實訓室的基礎之上繼續(xù)升級，提高應用工程軟件進行設計分析評估的能力。例如，在機械工程實踐訓練項目中選取沖壓機和干粉壓片機為設計對象，進行功能分析、工藝動作分解、工作原理設計后，完成方案設計；用Solidworks對設計機構進行結構設計；用ADAMS進行運動學和動力學仿真；用ANSYS對模型結構進行強度、剛度、模態(tài)分析，得到應力和位移云圖，驗證設計的合理性和可靠性。在液壓與氣動實訓室操作臺上，應用Fluidsim仿真軟件，實現了液壓、氣動的電氣控制、PLC控制的回路設計和仿真，大大提高了設計效率和可靠性[6]。通過系列工程軟件的綜合應用，幫助學生鞏固強化專業(yè)知識，提升對機構機器進行分析評價創(chuàng)新等高階思維能力。強化機電一體，高度融合機械、電子、計算機技術，學生通過機電一體化設計訓練項目，能夠更好地對接企業(yè)智能制造的升級改造，為高質量就業(yè)贏得籌碼。

3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺建設成效

探索了“專創(chuàng)融合，協同創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)新模式?！靶鹿た啤北尘跋拢瑢I(yè)之間、學科之間的交叉融合是推動工程教育改革創(chuàng)新的主要動力。在這種趨勢下，該院智能制造專業(yè)群積極探索人才培養(yǎng)新模式，結合地方經濟特色和自身辦學條件，修訂了人才培養(yǎng)方案，不盲目追風，實事求是分析學科交叉后的利弊，對部分學科進行了合理的兼并融合創(chuàng)新。

全面實現了“崗證賽課，理實一體”的課堂教學新模式。課程定位區(qū)域經濟建設需要，為地方經濟發(fā)展服務。主動適應地方新產業(yè)新技術新平臺，及時更新課程教學內容。通過調研傳統崗位或新增崗位的技術需求，指導學生考取相應的職業(yè)資格證書，積極學習并推行“1+X”項目，培養(yǎng)學生應用專業(yè)知識解決實際工程問題的能力；通過師生參加知識競賽技能大賽創(chuàng)新大賽，提升師生專業(yè)能力和綜合技術能力，促進教學改革。

實踐了混合所有制“校中廠”生產運營與實訓管理的新機制。準源公司是該院引進的一所“校中廠”企業(yè)，能夠承擔一定的實踐教學任務，滿足部分認識實習環(huán)節(jié)需要、滿足數控和特種加工等環(huán)節(jié)的工學結合訓練以及頂崗實習，師生在教學中根據課程內容需要能隨時到現場參與工藝制定和機床操作；企業(yè)同時還承擔著項目管理開發(fā)、設備更新維護等任務。這種校企貫通、優(yōu)勢互補、資源共享的新機制，實現了校企雙贏。

探索了一條地方高職院校服務區(qū)域經濟建設發(fā)展的新路子。學院與企業(yè)進行技術合作，學院根據合作企業(yè)的技術需求，積極組織團隊研討、制定方案、進行技術攻關，幫助企業(yè)攻克技術難關，同時對車間一線工人進行技術培訓。例如，對濟源市超光傳感器系統工程有限公司進行技術服務、為濟源金利集團組建訂單班、和濟源遠大有限公司一起開發(fā)新項目等。不僅促進了地方經濟的發(fā)展，同時提升教師的教研科研能力，還給學生就業(yè)提供了幫助。

總之，與傳統工科相比，“新工科”更強調學科的實用性、交叉性與綜合性。濟源職業(yè)技術學院智能制造專業(yè)群以新興產業(yè)需求為導向進行“新工科”建設，以高質量就業(yè)為目標，面向中原地區(qū)智能制造擴張和升級需求，從人才培養(yǎng)方案修訂、課程建設、教師團隊建設、實驗實訓平臺建設、虛實一體化平臺建設等全方位進行了一系列創(chuàng)新。建立了更有利于實踐創(chuàng)新、虛實結合的綜合性創(chuàng)新平臺，積極開展集機電設計、仿真分析評估、控制驅動為一體的綜合性項目訓練，使學生在校期間得到良好的工程實踐鍛煉，為學生在將來的工作崗位上有所作為打下堅實的基礎。