肖海峰,劉峰,李峰光
(湖北汽車工業(yè)學院 材料科學與工程學院,湖北十堰 442000)
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,教育部提出了適應時代發(fā)展的新工科建設,對高等工程教育中的實踐教學提出了更高要求。國內(nèi)各高校對新工科教育模式和人才培養(yǎng)規(guī)范開展了廣泛的研究并取得了顯著的成果?;谥悄苤圃斓脑霾闹圃旒夹g(shù)作為機械、材料、控制工程等多學科融合技術(shù),與新工科所強調(diào)的多學科交叉融合的理念一致[1]。2021 年,教育部正式將增材制造工程列入本科專業(yè)。國內(nèi)開設增材制造本科專業(yè)的高校共有16 所,其中有7 所是應用型人才培養(yǎng)高校,增材制造專業(yè)的辦學處于起步階段,對于增材制造人才培養(yǎng)模式的研究還處于探索階段,增材制造領(lǐng)域人才培養(yǎng)數(shù)量有限、質(zhì)量不高和人才需求空間大是當前現(xiàn)狀;同時,培養(yǎng)的人才能夠順利就業(yè),是高校需要關(guān)注的主要工作之一。因此,為了應對當前機械制造及自動化專業(yè)本科生人才培養(yǎng)所面臨的機遇與挑戰(zhàn),開展增材制造專業(yè)應用型人才培養(yǎng)體系研究,開辟實施路徑,優(yōu)化實施方案,滿足行業(yè)對增材制造人才的需求,助力制造業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展,具有十分重要的意義[2]。
增材制造工程是多學科交叉融合的專業(yè),該專業(yè)培養(yǎng)以先進的3D 打印技術(shù)為主導,以材料、機械、電子信息等學科為基礎(chǔ),集先進、智能制造、自動控制為一體的新型人才[3];要求畢業(yè)生具備從事與3D 打印相關(guān)的科學研究、設計制造、工程應用、生產(chǎn)管理、技術(shù)開發(fā)及服務等工作的能力。近幾年,企業(yè)對增材制造相關(guān)技能人員的需求量持續(xù)上升[4]。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,增材制造目前已在汽車零部件的研發(fā)設計、整車造型評估、輕量化應用等方面得到應用,主要涵蓋了儀表板、通風口及管道、揚聲器格柵、方向盤、格柵及格柵覆蓋、擋泥板及擋泥板襯墊、空氣擾流板、標志、鏡子外殼及支架、后備廂蓋等方面,新能源汽車產(chǎn)業(yè)對相關(guān)人才的需求增長尤為突出[5]。國內(nèi)開設增材制造工程專業(yè)的應用型人才培養(yǎng)高校較少,相關(guān)的教學研究課題有限,增材制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系有待完善。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn):企業(yè)對增材制造人才的需求具有“寬基礎(chǔ)、重應用、寬專適度” 的特點[6-10]。“寬基礎(chǔ)”指學生應具備材料、機械、自動控制、電工電子等多學科知識,體現(xiàn)工程應用型本科人才與高職人才的區(qū)別,保證有發(fā)展后勁;“重應用”體現(xiàn)工程應用型本科人才與研究型本科人才的不同,其解決復雜工程問題的能力強;“寬專適度”指解決好拓寬基礎(chǔ)知識與突出面向增材制造的行業(yè)定位,保證學生能夠適應產(chǎn)業(yè)需求,企業(yè)引進人才能夠“用得上”。應用型高校是為企業(yè)提供應用型人才的主體,應結(jié)合制造產(chǎn)業(yè)對人才需求的特點明確人才培養(yǎng)定位,規(guī)范人才培養(yǎng)要求。
一些應用型高校的綜合實力不強,資源也相對匱乏。因此,為了保證應用型高校培養(yǎng)的人才在就業(yè)市場上具備較強的競爭力,應用型高校必須集合優(yōu)勢資源,揚長避短,培養(yǎng)具有行業(yè)特色的應用型人才,保證培養(yǎng)的人才能夠“下得去、用得上、留得住”,獲得用人單位的認可和好評,提高自己在區(qū)域行業(yè)領(lǐng)域的影響力,形成有效的“產(chǎn)、學、研、用”的校企合作良性循環(huán),不斷擴大學校的影響力,滿足區(qū)域經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的需求。課題立足學校的辦學背景,依托制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,以汽車產(chǎn)業(yè)為研究對象,以轉(zhuǎn)型發(fā)展的新工科人才需求為目標,構(gòu)建基于產(chǎn)業(yè)增材制造的應用型人才培養(yǎng)體系,培養(yǎng)面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的增材制造專業(yè)工程技術(shù)人才;創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建行業(yè)高校增材制造專業(yè)人才培養(yǎng)范式;創(chuàng)新校企協(xié)作育人平臺,深化產(chǎn)教融合,加強質(zhì)量評價和持續(xù)改進,不斷革新校企協(xié)同育人機制,突出行業(yè)特色;引入課程思政,提高學生思想道德品質(zhì),培養(yǎng)能夠深入企業(yè)生產(chǎn)一線解決實際工程問題的人才[11-16]。
以汽車產(chǎn)業(yè)應用型人才培養(yǎng)為研究對象,通過文獻研究、政策搜集分析,整理國內(nèi)外行業(yè)有關(guān)政策、法規(guī),圍繞增材制造促進地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展主題等開展政策研究,為人才培養(yǎng)體系研究提供理論支撐;通過檢索與梳理國內(nèi)外關(guān)于增材制造人才培養(yǎng)的研究成果,以及服務行業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的改革實踐等方面的文獻,就人才需求和應具備的職業(yè)素養(yǎng)等問題對行業(yè)企業(yè)開展實地調(diào)查,為人才培養(yǎng)體系研究提供實踐支撐。
應用型增材制造人才是適應國家及地方經(jīng)濟發(fā)展與制造產(chǎn)業(yè)需要,德、智、體、美、勞全面發(fā)展,掌握材料增材制造技術(shù)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,具備分析和解決材料成形復雜工程問題的能力,具有創(chuàng)新精神、社會責任感、職業(yè)道德及人文素養(yǎng)、組織管理和自主學習能力的高級工程技術(shù)人才。人才培養(yǎng)實施方案從以下幾個方面擬定。
(1)打破傳統(tǒng)課程的學科界限、交叉融合,將增材制造在汽車整車設計、研發(fā)及制造中的典型案例引入課程內(nèi)容和教學過程,構(gòu)建機械+材料+自動控制多學科交叉融合的課程體系。
(2)從不同學科專業(yè)角度出發(fā),設立各類創(chuàng)新課程和創(chuàng)新項目,分不同側(cè)重點,進行增材制造課程內(nèi)容設計和創(chuàng)新實驗教學設計的改革與實踐,提升創(chuàng)新能力;開展實踐教學改革,充分考慮增材制造生產(chǎn)工藝的實際情況,促使學生在學習過程中提出問題,在項目實踐中解決問題。
(3)增材制造課程體系學科交叉融合特點突出,迫切需要培養(yǎng)一批實踐能力強、教學能力突出、科研能力出眾以及事業(yè)心強的專業(yè)教師。可采用校企共建、校內(nèi)共享等方法加快培養(yǎng)增材制造工程專業(yè)特色鮮明的一流教學團隊的步伐,達到提高教學水平的目的。
一是外引,不斷引進適合學校發(fā)展并和增材制造專業(yè)密切相關(guān)的優(yōu)秀人才,提高師資隊伍的綜合實力;二是內(nèi)培,實施校內(nèi)共享、校企共建的雙重路徑,快速提升增材制造專業(yè)教師的綜合業(yè)務水平。
① 校內(nèi)共享。增材制造課程屬于典型的交叉學科,其背景知識橫跨機械、電氣、材料、信息工程等專業(yè),主要內(nèi)容包括零件設計、材料調(diào)控以及后處理。因此,單一專業(yè)背景的教師難以滿足系統(tǒng)性講授增材制造技術(shù)的需求,擬采用結(jié)合不同專業(yè)背景教師,共同開設增材制造課程,共同研究教學內(nèi)容、教學方法、考核評價方式,創(chuàng)新跨專業(yè)授課的方式、方法,集中學校的優(yōu)勢資源,打造增材制造專業(yè)特色鮮明的一流教學團隊,提高教學水平。
② 校企共建。為了更好地適應產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型對人才培養(yǎng)提出的更高要求,擬采用聘請專家進行實踐指導、企業(yè)一線掛職鍛煉、定期組織教師學習、進企業(yè)學習深造等途徑不斷提高教師隊伍專業(yè)水平,提高教師的教育教學水平,強化教師對于理論知識、關(guān)鍵技術(shù)的理解與運用,進而提升增材制造專業(yè)教師的競爭力。
(4)校企協(xié)同,共建“1+5+N”校內(nèi)、外聯(lián)動實踐平臺(1個校內(nèi)、5個校外涉及機械、材料 、自動控制、傳統(tǒng)增材制造和先進制造的5 大類校外實踐平臺,N 是立足增材制造新發(fā)展,開拓省內(nèi)外新合作企業(yè),形成面向增材制造全產(chǎn)業(yè)鏈的校外實踐基地及教師工程能力和科創(chuàng)能力提升的培養(yǎng)基地),實施產(chǎn)教融合,完善質(zhì)量評價和持續(xù)改進機制,提升協(xié)同育人的有效性,實現(xiàn)從單學科到多學科、從基礎(chǔ)到綜合到創(chuàng)新的實踐育人平臺建設的戰(zhàn)略目標。
以汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級為研究基礎(chǔ),明確增材制造工程專業(yè)面向制造產(chǎn)業(yè)人才需求的特點,構(gòu)思獨具特色的增材制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系,探索以構(gòu)建學科交叉融合的課程體系助力培養(yǎng)學生扎實的專業(yè)理論知識,以項目為載體的理實一體化實踐教學改革,助力提升學生工程實踐能力為核心;以校企產(chǎn)教融合,完善質(zhì)量評價和持續(xù)改進機制,提升校企協(xié)同育人的有效性為目標;以校企共建、校內(nèi)共享,打造高水平教師團隊,助力提升教學質(zhì)量為依托的實施路徑,打破學科限制,學科交叉融合構(gòu)建課程體系及其課程內(nèi)容,將智能制造、數(shù)字化設計、自動控制等知識與傳統(tǒng)課程內(nèi)容相銜接、結(jié)合,解決人才培養(yǎng)與新時代產(chǎn)業(yè)需求偏差的問題;整合校內(nèi)、校外資源,打造高水平的教學團隊,快速提升教學水平,開展理實一體化教學改革,解決學生工程實踐能力不強的問題;完善質(zhì)量評價和持續(xù)改進機制,深化科教融合、產(chǎn)教融合,解決校企協(xié)同育人機制有效性不高的問題,對增材制造新工科人才培養(yǎng)具有借鑒作用。