摘要:深化產教融合,促進校企協同育人是提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要舉措。在新工科建設和工程教育專業(yè)認證背景下,為進一步提高應用型人才培養(yǎng)質量,本文結合江蘇海洋大學機械工程學院機器人工程專業(yè)建設情況,以學生為中心,以立德樹人為根本任務,依托學科專業(yè)、產業(yè)學院、育人基地和校企項目,協同師資共建、課程共建、實驗實訓、雙創(chuàng)項目和畢業(yè)設計,形成“四依托+五協同”的協同育人模式,提高行業(yè)企業(yè)對辦學的參與度,提升學校應用型人才培養(yǎng)能力。
關鍵詞:產教融合;產業(yè)學院;師資共建;校企項目
地方經濟社會發(fā)展需要通過新的產教融合方式儲備智能制造人才[1],江蘇海洋大學作為地方本科院校,要服務地方經濟社會發(fā)展,必須優(yōu)先發(fā)展支持地方經濟發(fā)展所需要的專業(yè)。機器人工程專業(yè)是教育部于2015年設立的新興本科專業(yè),培養(yǎng)發(fā)展高端智能產品、提升設備智能水平的專業(yè)人才。我校于2019年增設機器人工程專業(yè),并于當年招生。根據機器人工程學科支撐條件以及社會人才需要情況,結合我校應用型本科院校定位,本專業(yè)面向新工科教育理念,培養(yǎng)以工業(yè)機器人為主的系統(tǒng)集成、維護和應用開發(fā)方面的復合應用型高級專門人才。
機器人工程屬于跨學科的新工科專業(yè),涉及機械、電子、自動化、計算機、控制等多學科知識的交叉融合,但目前課程教學內容有待進一步豐富,協同育人機制需要優(yōu)化,產教融合和交流合作有待深化??蒲袃?yōu)勢轉化為教學優(yōu)勢還不夠,充分推動科教融合仍有較大空間,學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識有待進一步強化,需要提高自身的綜合素質。
深化產教融合,促進校企協同育人是提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要舉措。本文結合江蘇海洋大學機械工程學院機器人工程專業(yè)建設情況,以學生為中心,以立德樹人為根本任務,依托學科專業(yè)、產業(yè)學院、育人基地和校企項目,協同師資共建、課程共建、實驗實訓、雙創(chuàng)項目和畢業(yè)設計,形成“四依托+五協同”的協同育人模式,提高行業(yè)企業(yè)對辦學的參與度,提升學校應用型人才培養(yǎng)能力。
一、產教融合協同育人“四依托”
依托“學科專業(yè)+產業(yè)學院+育人基地+校企項目”,推進產教融合平臺的建立,培養(yǎng)高素質人才。機械工程學院持續(xù)與企業(yè)加強實踐實習基地、產業(yè)學院的共建工作,為本專業(yè)學生的實踐教學、生產實習、畢業(yè)實習等提供服務。江蘇海洋大學機械工程學院與連云港市本地4家企業(yè)共建了智能制造產業(yè)學院,通過搭建產教融合平臺,充分發(fā)揮高等院校和產業(yè)行業(yè)企業(yè)的資源優(yōu)勢,實施“項目+頂崗”創(chuàng)新實踐教學形式,建立“企業(yè)導師”制,圍繞企業(yè)實際問題進行畢業(yè)實習,開展畢業(yè)設計(論文),共同論證與設計人才培養(yǎng)方案,為提高學生實踐創(chuàng)新能力提供了保障[2]。產業(yè)學院專任教師全部具有工程背景,形成一支教學水平較高、視野較寬、工程背景較豐富的專任教師隊伍,能夠很好地滿足工程教育的要求和應用型人才培養(yǎng)的需要。開展校企之間全方位、多形式的合作,著眼地方企業(yè)與行業(yè)的技術需求,共同攻關技術難題,促進產教融合。
二、產教融合協同育人“五協同”
協同“師資共建+課程共建+實驗實訓+雙創(chuàng)項目+畢業(yè)設計”,提高行業(yè)企業(yè)對辦學的參與度,提升學校應用型人才培養(yǎng)能力。
(一)師資共建
隨著數字化、自動化和智能化技術的提高,智能時代即將到來,工業(yè)機器人產業(yè)銷售額及市場增長速度每年20%~30%,相關政府部門越來越重視工業(yè)機器人產業(yè)的發(fā)展,但相應的行業(yè)人才缺口巨大,尤其是本科生人才。這就要求高等院??焖倥囵B(yǎng)一大批機器人專業(yè)應用型人才,滿足企業(yè)和市場的迫切需求。但是多數本科院校對機器人工程領域人才的培養(yǎng)仍處在起步階段,機器人工程專業(yè)新建立不久,還面臨專業(yè)教學標準不成熟、師資緊缺、課程資源匱乏、設備配置及應用不充分等許多問題。其中,師資建設是長期系統(tǒng)的過程,相比于課程資源建設、實驗實訓設備及環(huán)境搭建,專業(yè)師資匱乏的問題尤為緊迫,專業(yè)師資技術的培訓需求相對更加迫切。在師資方面,機器人技術工程師本就屬于市場緊缺資源,從社會吸引相關經驗的人才以引進高校師資的方式顯然比較困難,要解決機器人專業(yè)的師資問題,重點還是要依靠高等教育內部培養(yǎng)。因此,對正在建設機器人工程專業(yè)的本科院校來說,亟須培養(yǎng)一批“雙師型”教師[3]。
針對目前國內機器人技術實際狀況和我校建設機器人專業(yè)面臨的困惑,一方面,協同企業(yè)聯合國際知名品牌機器人生產商、國內工業(yè)機器人領域發(fā)展前沿院校,共同構建機器人工程技術應用師資培養(yǎng)體系,開發(fā)與機器人主流應用相匹配的技術課程,邀請知名企業(yè)一線專家、教育專家作為主要培訓講師,分層次分階段地開設機器人專業(yè)技術應用師資培訓班,為高等院校培養(yǎng)和輸送技術型的專業(yè)教師;另一方面,開展校企合作協同育人模式,安排教師到企業(yè)掛職、培訓,參與企業(yè)技術創(chuàng)新、生產制造和應用推廣,提高教師的理論水平和實踐能力。另外,學??梢园哑髽I(yè)工程師引入高校,參與機器人專業(yè)的培養(yǎng)方案制訂,以及相關課程的教學大綱、課程開發(fā)和教材建設,將產品技術創(chuàng)新案例作為任務驅動,推進教學模式的改革。通過校企合作模式,培養(yǎng)優(yōu)秀的“雙師型”教師隊伍,提升一線教師的實踐能力和課程建設水平。
(二)課程共建
機器人產業(yè)是我國的戰(zhàn)略支柱產業(yè),隨著以機器人產業(yè)的綜合能力為目標的快速發(fā)展,機器人專業(yè)人才的需求與日俱增,無法滿足市場人才需要。機器人工程專業(yè)屬于多領域交叉融合的前沿學科,為了解決人才的供需矛盾,通過設立微專業(yè),把機電類、電子類、通信類、計算機類等與機器人工程相近專業(yè)的優(yōu)秀學生吸引來,通過彌補其原專業(yè)的欠缺,培養(yǎng)出可從事機器人領域工作的技能,富有多學科交叉融合能力以及較強的工程實踐能力的高素質人才[4]。
(1)課程設置。通過修訂培養(yǎng)方案,對課程設置進行不斷優(yōu)化,根據培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求,進行指標點分解,分析課程目標對指標點的支撐關系,不斷優(yōu)化課程設置。
(2)課程建設。融合企業(yè)實際工程問題,工程師、教師共同參與課程資源建設,結合實際工程案例,形成產教融合課程。例如,聯合企業(yè)工程師,共同以線上生產現場錄播/直播、與線下一體化授課相結合的方式,開展實踐性較強的專業(yè)課程的教學改革。
(3)課程開展。授課方式多樣化,采取靈活多樣的方式培養(yǎng)應用型人才,例如,企業(yè)技術骨干指導課內實驗或專業(yè)實習實訓、邀請企業(yè)/行業(yè)專家講座、校企項目實訓、實踐基地課程實訓、校企雙導師制對畢業(yè)設計進行指導等。
(4)評價機制。建立合理的課程評價機制,通過企業(yè)/行業(yè)專家評價、學生評教、學校督導聽課評教、畢業(yè)生及企業(yè)調查問卷等多種方式開展產教融合課程評價。
(5)人才評價。通過分析就業(yè)質量、統(tǒng)計就業(yè)率,暢通用人單位、就業(yè)、企業(yè)面試、深造/就業(yè)調查等多項反饋渠道,多方面協同綜合開展人才評價[5]。
(三)產教融合雙創(chuàng)項目
以校企導師指導的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為驅動,從項目申報、實施、管理、驗收到成果獲獎、轉化等的過程中,對應每個項目要素,以達成要求的能力和素質為目標,形成三層次(項目訓練—素質培育—工程能力提升)、輻射式(項目階段—項目要素—能力與素質)人才培養(yǎng)模式,形成了可持續(xù)性的發(fā)展生態(tài),極大地提升了大學生的工程能力。
(1)選拔引導,學科交叉、高低搭配的學生分工協作,增強創(chuàng)新源頭供給,凝聚創(chuàng)新合力。選拔各類特長的學生,結合自身的專業(yè)知識,組建知識互補型團隊。我們也鼓勵具有不同專業(yè)背景的學生能夠自由組合,鼓勵學科交叉,實現自由申報;同時針對每個項目,在成員上形成高年級為主和低年級參與的梯隊,便于技術和經驗的傳承。堅持創(chuàng)新驅動實質是人才驅動,落實以人為本。目前的創(chuàng)新團隊主體是機械工程學院的同學,但也吸引了計算機學院、電子工程學院、商學院、理學院的同學加入,同時積極吸納近兩年新招生的領航班和機器人工程專業(yè)的學生,增強創(chuàng)新源頭供給,凝聚創(chuàng)新合力,培養(yǎng)團隊作戰(zhàn)精神。
(2)能力導向,啟發(fā)教育、校企導師制下的項目創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練,促使學生學習被動變主動。以能力和素質培養(yǎng)為目標,以目標為導向,從創(chuàng)新意識啟迪、人才選拔到項目申報成功,從創(chuàng)新潛力開發(fā)到創(chuàng)新過程體驗,以及創(chuàng)業(yè)過程指導等體現循序漸進的原則;改變了傳統(tǒng)的灌輸式、應試式的教學模式,使學生由被動學習變?yōu)橹鲃?、積極地學習。通過選修創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程(如創(chuàng)新方法論)、聽取講座、參加培訓、校企導師定期指導和方案探討,激發(fā)大學生創(chuàng)新意識,培養(yǎng)創(chuàng)新思維(如批判式思維、思維導圖、TRIZ理論、六項思考帽等)。通過申報項目、課賽結合[6],以及成果獲獎,學生得到多方面鍛煉,形成了新的激勵機制,切實培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計的意識和能力。
(3)素質培育,專業(yè)教育、創(chuàng)新教育相結合,遞進式提高學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。學生通過參與訓練項目,在校企導師的指導下,融合技術創(chuàng)新,能夠提出一些有建設性的建議,提高實踐創(chuàng)新能力。在項目實施階段,對于機械類專業(yè)的學生,運用所學的專業(yè)技術知識,進行仿真(如ADAMS動力學仿真)和優(yōu)化設計(如VB連桿優(yōu)化),進而進行數控加工或3D打印,再進行整體組裝調試,這個過程無一不體現專業(yè)教育和創(chuàng)新教育的結合。從長遠來看,參與機械科技制作,將今后進入社會和企業(yè)從事的產品研發(fā),甚至團隊管理、成本預算等環(huán)節(jié)提前到大學階段進行,積累相關經驗,通過素質培育,提升大學生的工程綜合能力。
(4)系統(tǒng)訓練,項目申報、方案論證、季度報告、設計制作、結題答辯等,循序漸進提高學生科學素養(yǎng)。在產教融合雙創(chuàng)項目循序漸進且環(huán)環(huán)相扣的進行過程中,大學生無論是從申報書的撰寫、方案的論證、季度報告的提交、零件的設計加工,還是結題報告的總結和修改中,都得到科學的指導和鍛煉,提高了科學素養(yǎng),以正確的世界觀和方法論為指導,專注細心、大膽創(chuàng)新,注重知識學科交叉等。這對于考研繼續(xù)深造以及從事以后的產品研發(fā)、設計和制造工作等奠定了良好的基礎。
(5)產出導引,成果自信,提升考研、就業(yè)競爭力,實現創(chuàng)業(yè)夢想?!耙援a出為導向”切合工程教育認證理念,成果以實物裝置、論文、專利或比賽獲獎而產出,有利于促進技術轉移,使技術應用落地生根;同時項目成果大大提高了學生專業(yè)實踐能力,提升了學生的自信,學風濃厚促進良性學習氛圍。近五年,以學校承擔的教育部資助項目為重要載體,合理選拔優(yōu)秀學生,精心選擇新穎創(chuàng)意,積極申報國家級、省級、學校內的大學生實踐創(chuàng)新訓練項目累計40余項。項目實施過程中,對學生進行從立項、中期檢查、經費管理、撰寫論文與科學總結報告到結項的全過程科研訓練。一些項目參加國家、省級的機器人大賽、“挑戰(zhàn)杯”比賽等,屢獲佳績,累計獲得獎項30余個;同時創(chuàng)新成果申請專利,獲得授權10余件,發(fā)表論文5篇,極大地提升了在考研和就業(yè)市場上的競爭力,給在學的同學建立了良好的就業(yè)導向。
(四)實驗實訓項目開展
機器人工程專業(yè)課內實驗中,實驗內容需要反映行業(yè)發(fā)展的最新成果,也來源于科研及工程項目的最新案例,綜合性、創(chuàng)新性的實驗涉及多個專業(yè)技術知識點,因此實踐教學需要緊跟科技發(fā)展潮流,綜合性的實驗課程幾乎都需要重構教學案例。綜合性實驗案例欠缺,不能很好地滿足當前本科院校專業(yè)建設的需求,已經成為亟待解決的關鍵問題之一[7]。
在機器人實驗室建設方面進行校企交流合作,企業(yè)提供創(chuàng)客實驗室和機器人專業(yè)實驗室建設方案,校企共建學科實驗室。圍繞專業(yè)核心課程建設中的案例進行探討,在原有基礎上,不斷提供并融入課程新的案例,如水下機器人、CHR機器人設計等,并提供配套教材、教程和實驗指導書,激發(fā)學生學習的熱情。同時為進一步突出海洋特色,不斷加強水下機器人實驗室建設與合作。近三年,機器人工程專業(yè)致力于產教融合卓越人才培養(yǎng)模式改革,獲批教育部產學合作協同育人項目多項。
(五)畢業(yè)設計(論文)雙導師制
不斷完善和改革教師聘任與評價制度,加強“雙師雙能型”教師隊伍建設,建立校企專、兼任教師的互動機制。一方面,積極引進企業(yè)行業(yè)高級專業(yè)技術人才擔任畢業(yè)設計專任或兼任教師[8]。另一方面,支持教師開展社會服務與對外交流、參加高水平學術會議、赴著名高校或科研院所訪學、到企業(yè)掛職鍛煉及參與校際校企合作課程建設,提升校內教師的專業(yè)實踐能力。企業(yè)專家與高校教師共同承擔指導學生畢業(yè)設計撰寫等工作,加強畢業(yè)設計工作的有效性。結合企業(yè)生產一線和社會經濟發(fā)展的實際需求,組織學生進行畢業(yè)設計選題,有效提升學生的理論與實踐綜合能力。對于選題內容,校外導師可以有針對性地安排學生直接到企業(yè)邊實踐邊撰寫,實現成果的真正轉化,校內導師在畢業(yè)設計撰寫環(huán)節(jié)對學生輔助監(jiān)督,使學生在完成畢業(yè)設計過程中真正實現理論到實踐的飛躍,促進工程能力、創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)的提升。
結語
根據畢業(yè)要求科學設計課程體系,適度加大專業(yè)核心課程的課內實驗比例,適量提高專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的教學比例,提升學生專業(yè)實踐應用能力,切實做到“基礎好,能力強”。本專業(yè)通過學科融合與校企合作,協同開放,促進開放共享,優(yōu)化課程設置,建立以產業(yè)需求為導引的課程體系,著力突破應用型本科人才課程知識體系與用人單位人才需求之間的差距,全面服務于本專業(yè)研究型和應用型人才培養(yǎng)目標。在課程與教學資源建設過程中,建設服務不同專業(yè)方向的課程教學資源,避免知識體系趨同性、改變過分追求知識的全面性,使教學能夠瞄準基本目標。
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基金項目:教育部產學合作協同育人項目“基于產教融合的機器人工程專業(yè)師資共建模式研究”(22080349160348);江蘇省高等教育教改研究重點課題“基于OBE理念現代產業(yè)學院產教融合培養(yǎng)應用型人才的探索與實踐”(2021JSJG084);長三角高水平行業(yè)特色大學聯盟專項課題(CSJYB202208)“江蘇海洋大學機械工程學科服務地方特色海工裝備產業(yè)模式研究”
作者簡介:王曉麗(1978—),女,漢族,河北安國人,博士,副教授,研究方向:機器人工程。