基于產教融合背景下的“雙高計劃”高水平專業(yè)建設改革與探索實踐

周瑜 周寶 周仁建 馬超

摘要：教育現(xiàn)代化2035、國家職教改革實施方案、創(chuàng)新行動計劃、提質培優(yōu)計劃等為國家開展“雙高計劃”建設指明了方向，建立了目標，成都航空職業(yè)技術學院飛行器制造技術專業(yè)為“雙高計劃”A類高水平專業(yè)，應形成專業(yè)特色方案，建立專業(yè)建設標準。本文圍繞“產教融合、校企合作”開展飛行器數(shù)字化制造技術改革與創(chuàng)新，介紹專業(yè)進行相應教學模式和教學內容等多方面改革情況，通過實踐來提升專業(yè)的建設能力、服務能力，總結了可示范、可推廣的經驗。

關鍵詞：飛行器制造技術、產教融合、專業(yè)建設

Abstract： Education Modernization 2035， the national vocational education reform implementation plan， innovation action plan， quality training plan for national construction pointed out the direction， established the goal， chengdu aviation vocational and technical college aircraft manufacturing technology for "double plan" A high level professional， should form a professional characteristic scheme， establish professional construction standards. This paper focuses on carrying out the reform and innovation of aircraft digital manufacturing technology around the "integration of industry and education and school-enterprise cooperation"， introduces the reform of the corresponding teaching mode and teaching content， improves the professional construction ability and service ability through practice， and summarizes the experience that can be demonstrated and promoted.

keywords：Aircraft manufacturing technology， Integration of industry and education，Professional construction

飛行器制造技術專業(yè)，主要培養(yǎng)從事航空制造、試驗和生產管理的高技術技能人才。這類人才主要從事飛機部件裝配、系統(tǒng)安裝調試、試驗等工作。飛機部件裝配是飛機制造的重要環(huán)節(jié)，飛機裝配為了保證裝配準確度、飛機氣動外形，需要在部件裝配過程中大量協(xié)調零件與零件、零件與工裝、工裝與工裝之間的關系。因此，航空類高職院校應該從航空企業(yè)對高技術技能人才的需求出發(fā)，圍繞“產教融合、校企合作”，分析服務面向、職業(yè)崗位、專業(yè)標準、培養(yǎng)方案、課程體系、資源建設，以滿足航空企業(yè)對高技術技能人才的需求，持續(xù)為航空企業(yè)培養(yǎng)高技術技能人才。專業(yè)應與時俱進地對教學模式和教學內容進行有效改革，及時調整飛行器制造技術的課程體系、教學方法，并增加特定教學內容、創(chuàng)新教學方法，并融入課程思政內容，使學生在掌握傳統(tǒng)飛機裝配技能的基礎上，熟悉飛機數(shù)字化裝配技術和裝配技能。

一、人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

目前飛行器制造技術學生在學習飛機裝配技術專業(yè)理論知識的基礎上，通過完成基礎鉗工、飛機鈑金實訓、飛機鉚接實訓、飛機修配、螺接、膠結等技能實訓，具備飛機裝配所要求的專業(yè)知識和基本技能。通過近幾年飛行器制造技術教學和跟蹤企業(yè)調研，傳統(tǒng)的飛機裝配教學方式已經很難適應新工藝、新材料、新技術不斷更新的復合型高技術技能人才的培養(yǎng)需求，具體表現(xiàn)在：

① 理論和實訓教學內容更新緩慢。目前的飛機鉚接工技能教材仍然沿用多年前的教材，隨著新機型的不斷涌現(xiàn)，目前教材和教學內容不能滿足新機型的研制。

② 先進飛機比如殲-20、運-20中大量應用新材料、新技術、新工藝沒有很好的融入教學環(huán)境中。新型號飛機不斷出現(xiàn)新的材料，比如鈦合金和復合材料的大量應用，由于材料較貴及實訓環(huán)境限制，暫時不能應用于目前的教學環(huán)境。新型號飛機裝配過程中，大量的數(shù)字化制孔、連接、檢測技術未能在教學環(huán)境得以實現(xiàn)。

③ 實訓環(huán)節(jié)單一，飛機裝配實訓仍沿用簡單的板件進行修配、鉚接裝配，沒有真實的飛機零部件，學生很難“身臨其境”進行實操訓練。企業(yè)需求不斷增加，企業(yè)希望學生畢業(yè)即就業(yè)，很快能為企業(yè)創(chuàng)造價值，目前由于真實環(huán)境缺失，沒有進行真機實訓演練，學生進入企業(yè)后仍需要較長時間的實操訓練才能融入飛機裝配環(huán)境中。

④ 教學方法簡單，實訓內容仍然全部是單一實操，沒有數(shù)字化裝配、虛擬裝配等新生裝配技術。隨著飛機的更新?lián)Q代，裝配技術與時俱進，飛機裝配技術已經從手工操作轉換為數(shù)字化裝配、虛擬現(xiàn)實、虛擬裝配技術。

二、新型培養(yǎng)方案“產教融合、校企合作”的建立

隨著教育現(xiàn)代化2035、國家職教改革實施方案、創(chuàng)新行動計劃、提質培優(yōu)計劃、“互聯(lián)網+” 等國家級創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，政府不斷加強校企合作領域的政策導向，將“產教融合”上升到國家戰(zhàn)略，就當下而言，政府主導、學校、企業(yè)、行業(yè)、社會多主體推進新技能人才培養(yǎng)的協(xié)同育人機制已逐漸形成，產教融合已成為國家在教育領域創(chuàng)新的重要導向，系統(tǒng)層面推進產教深度融合的外部環(huán)境已完全具備。針對飛行器制造技術專業(yè)建設需要航空工業(yè)企業(yè)與學校共同參與，要求學校和航空企業(yè)圍繞航空產業(yè)需求，共同參與協(xié)同制定人才培養(yǎng)方案，設置教學課程體系，共同開發(fā)教學資源，改善實訓教學條件，構建共商、共建、共享的職業(yè)教育責任共同體，最終形成德技并修、工學結合的育人機制。

成都航空職業(yè)技術學院已與成都航空產業(yè)園、航空工業(yè)成飛及配套企業(yè)建成“航空裝備制造產業(yè)學院”。飛行器制造技術專業(yè)依托產業(yè)學院與航空工業(yè)多家單位開展校企合作，聯(lián)合培養(yǎng)航空裝備制造產業(yè)高素質技術技能人才，專業(yè)對接航空產業(yè)技能人才需求，校企協(xié)同開展人才培養(yǎng)，形成專業(yè)人才培養(yǎng)方案、專業(yè)教學標準和課程標準。

三、人才培養(yǎng)體系改革創(chuàng)新

當前中國的航空技術發(fā)展迅速，各航空公司和軍方對飛機提出了長壽命、高質量的要求，新型飛機不斷涌現(xiàn)，殲-20、運-20、直-20到國產大飛機C919、AG-600，各主機廠所不斷引進高端科技人才加強對飛機裝配技術的研究，形成飛機數(shù)字化裝配模式。傳統(tǒng)的手工裝配方式必將被以自動化、數(shù)字化、柔性化、信息化為特點的飛機數(shù)字化裝配技術模式取代，飛機數(shù)字化裝配技術綜合集成了計算機技術、產品數(shù)據管理、并行工程、裝配仿真、裝配可視化、柔性化、自動化等多個高新技術領域的知識。相應改革創(chuàng)新如下：

（一）增加教學內容，以適應當前先進飛機的研制

飛行器制造技術課程體系包括課堂理論教學、實訓和實踐教學、操作技能等級考試等部分。學院與企業(yè)深度融合，適時調整課程考核體系，每兩年調整一次人才培養(yǎng)方案，對部分課程進行調整，包括課程的增減，課程內容的調整，使考核體系符合專業(yè)發(fā)展，以培養(yǎng)出企業(yè)所需高技術技能復合型人才。教學內容的完善體現(xiàn)在以下四個方面：

1.增加現(xiàn)代飛機制造裝配理論知識

當前航空制造企業(yè)已經跨越三代戰(zhàn)機到四代戰(zhàn)機及后續(xù)的五代戰(zhàn)機，民用航空企業(yè)主要業(yè)務已經從原來的轉包生產到現(xiàn)在國內自行研制的ARJ21、C919及后續(xù)的CR929等機型的生產。飛機的升級換代促使學校的教學內容也應相應的增加現(xiàn)代飛機制造理論知識。比如，繪圖軟件的更新?lián)Q代，最早的飛機是描繪、到手繪，到三代機的二維繪圖軟件，再到四代機的三維設計軟件，我們培養(yǎng)企業(yè)所需的高技術技能人才，就必須增加三維軟件（如CATIA）的教學，以滿足企業(yè)所需。同時通過一系列三維軟件比如CATIA、VPM Enovia及DELMIA軟件的學習，讓學生了解飛機研制過程，并在以后的工作中會使用三維軟件識圖、讀懂模型并將飛機模型中的裝配連接信息應用于飛機裝配生產等等。

2.增加新材料、新技術理論知識，建立復材裝配實訓室

在航空制造業(yè)發(fā)展進程中，材料和飛機一直是在相互推動下不斷發(fā)展的?！耙淮牧?，一代飛機”，是世界航空制造業(yè)發(fā)展歷史的真實寫照。隨著飛機的更新?lián)Q代，材料更新也是日新月異，材料從早期的鋁合金、鎂合金、鎂鋁合金和合金鋼等過渡到了鋁合金、鈦合金、復合材料。當前先進復合材料以其高比強度、高比模量和優(yōu)異的耐疲勞性能，已經成為航空飛行器重要的結構材料之一。當前最先進的民航客機波音787主體結構的大部分（包含機身和機翼）采用復合材料和鈦合金，其中復合材料所占質量比例提高至50%。其它飛機如空客A350XWB，其復合材料占比更是達到了52%，國內中國商飛C919復合材料占比也達到了12%。因此，專業(yè)課程設置也需隨之而改變，增加相應的鈦合金、復合材料相關航空工程材料知識，尤其是配套實訓課程的設置。復材裝配實訓室的建立并投入使用，有效解決復合材料成型工藝、復合材料基礎、復合材料維修及復合材料裝配等實訓課程技能實訓問題。

3.注重與航空企業(yè)真實飛機裝配現(xiàn)場相結合，引入飛機裝配生產線

在以往的教學過程中，學院注重飛機裝配實訓過程，從航空企業(yè)引入技能專家進行實訓課程的教學，學生的整體素養(yǎng)較好，技能水平普遍較高，受到企業(yè)好評。但是，通過近期與企業(yè)的調研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)的需求在不斷增加，近年來，企業(yè)對質量，尤其是表面質量需求不斷提高，企業(yè)不僅需要學生裝配基礎鉗工技能的提高，而且需要學生飛機裝配技能水平的提高。目前飛機裝配技術實訓環(huán)節(jié)主要是板件的修配及裝配，未有真實飛機零部件裝配的過程，學生進入企業(yè)以后，對真實的飛機裝配仍然感到陌生，仍需要接受較長時間的培訓。為了服務企業(yè)需求，需要強化學生實訓能力的培養(yǎng)，加強飛機裝配基礎鉗工技能訓練，尤其是對表面質量、對縫、階差等氣動外形裝配能力的訓練，并不斷完善實訓環(huán)節(jié)的教學條件。學院將引入整機三維數(shù)模，包含結構數(shù)模和系統(tǒng)數(shù)模、相關設計技術條件、裝配所用連接件;同時引入飛機裝配所需裝配型架并組裝完成，如圖1，圖2所示。通過飛機部件零部件在裝配型架上進行真實的飛機裝配實訓，學生通過在裝配型架上完成飛機零件裝配定位、劃線制孔、分解去毛刺等并進行連接，學生代入感大大增強，必將大幅度提升學生飛機裝配實作能力，提升學生整體素養(yǎng)，大幅度提高技能水平。

4.引入數(shù)字化裝配、虛擬裝配等先進技術，建立飛機數(shù)字化裝配技術實訓室

傳統(tǒng)的飛機裝配實訓教學投入較大，耗費大量人力和物力，真實的飛機零件價格昂貴，特別是機加框梁。近年來，虛擬裝配、裝配模擬仿真技術、虛擬現(xiàn)實的沉浸式裝配仿真技術的不斷發(fā)展，如圖3、圖4所示，在教學過程中教師可將虛擬仿真手段應用于飛機裝配教學，運用裝配工藝仿真技術進行裝配大綱的編制和裝配過程仿真，并通過可視化顯示終端顯示裝配過程，如圖5所示。飛行器制造技術建立飛機數(shù)字化裝配技術實訓室，用于CATIA教學實訓、飛機數(shù)字化裝配仿真、數(shù)字化機器人仿真等多個實訓課程教學，實現(xiàn)基于多通道大屏幕教學培訓展示環(huán)境數(shù)字化裝配需求。空客和波音公司在大型民機裝配中廣泛采用自動鉆鉚設備進行自動制孔與鉚接等數(shù)字化裝配技術手段，針對空間狹窄，無法實現(xiàn)自動鉆鉚的飛機部組件則進行自動制孔與人工連接。自動制孔與自動鉆鉚不僅可以提高生產效率，降低生產成本，最重要的是可以提高連接質量，延長飛機機體使用壽命。大量的試驗數(shù)據已表明，制孔質量對結構件壽命有很大影響。在飛機裝配技術教學過程中引入機器人，如圖6所示，對飛機零部件進行自動鉆鉚技術等數(shù)字化裝配技術研究并教學，如圖7所示。

（二）改進教學方法

1.課堂教學模式和教學方法不斷創(chuàng)新

積極采用先進的教學方法，完善多媒體教學課件，增強教學的生動性和直觀性，加深學生對基礎理論和關鍵技術的理解。以前是在黑板上教學生怎樣造飛機，學生對飛機研制過程、飛機結構和系統(tǒng)沒有立體的概念。采用多媒體教學，增加了飛機相關結構和系統(tǒng)圖片和視頻，學生學習仍然不是很直觀。現(xiàn)在可以采用虛擬裝配和虛擬現(xiàn)實等多種手段促進學生對于知識的理解和掌握。在2020年新冠疫情期間，大多數(shù)老師都在做網絡直播教學，極大的促進了網絡教學的發(fā)展，通過“職教云”、“騰訊課堂”網絡教學平臺，學生可以遠程進行上課學習，并通過平臺隨時進行網上答疑和討論，如果對老師的講解有不理解的地方，還有回看功能，極大的提升了學生學習效果。

2.深化校企合作，建立校企共享的教學資源和技能培訓資源，建立傳承技藝的國家級大師工作室

“飛行器制造技術”專業(yè)作為雙高專業(yè)A類專業(yè)，為了傳承“航空報國，追求卓越”精神，踐行“質量第一，安全第一”信念，走“產教融合、校企合作、工學結合”發(fā)展之路，將人才培養(yǎng)、科學研究、社會服務深度融入國家航空裝備制造產業(yè)，為飛行器制造技術成為航空裝備制造產業(yè)高素質技術技能人才的第一品牌，為了提升教師教學水平及學生產出質量，學校高度重視校企合作，學院保持與多家航空工業(yè)企業(yè)定期開展聯(lián)合教學，學院經常組織骨干教師到航空工業(yè)成飛調研、下廠鍛煉。企業(yè)也高度重視，組織技能專家與學校骨干教師召開定期交流座談會。學院建立了產學研一體、軍民高度融合的國家級高技能人才培訓基地，聘請航空工業(yè)首席技能大師劉時勇、茍德森建立飛機裝配技術大師工作室。形成大一認知實習、大二生產實習、大三頂崗實習的人才培訓體系，為企業(yè)培養(yǎng)高技術技能人才打下良好基礎。從企業(yè)得到反饋，公司各級領導及技能專家認為我校飛行器制造技術學生進入企業(yè)后能迅速成長，整體能力強、素質高，表現(xiàn)了較好的吃苦耐勞精神，能夠很好的踐行“航空報國、航空強國”使命。

3.建立校企深度合作機制，聯(lián)合培養(yǎng)航空高技能人才

航空企業(yè)為使新員工快速形成戰(zhàn)斗力，與學院展開校企深度合作開展賦能技能培訓，通過一定時間專項賦能培訓培養(yǎng)使得新員工達到高級工水平、部分優(yōu)秀員工能達到技師水平。企業(yè)和學院多次對接培養(yǎng)需求，完善培養(yǎng)方案，形成企業(yè)和學院共同培養(yǎng)的模式，即企業(yè)派出行業(yè)技能大師，學院派出精英骨干教師，共同形成教師隊伍，培訓過程形成以下培訓流程：

（1）課前有要求：安全、保密、任務、重點、難點;

（2）課中有指導：問題分析、錯誤糾正、示范指導;

（3）課后有講評：優(yōu)秀表揚、錯誤指出、改正方法。

通過專項賦能培訓，學生進步很快，達到企業(yè)所需，同時教師隊伍技能水平也同時提高。教師是高職院校建設和發(fā)展過程中最基本的力量，也是職業(yè)教育辦學的基本要素之一，有效決定職業(yè)教育的辦學高度和教書育人的水平，在深度合作共同培養(yǎng)過程中，充分調動了教師開展科學研究和創(chuàng)新的積極性，同時技能水平也穩(wěn)步提高。

4.引入數(shù)字化裝配工藝設計方法進行模塊化教學

數(shù)字化裝配工藝設計的基礎是基于模型的定義（M BD）技術，即用集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息，作為唯一的制造依據。M BD 技術根據數(shù)字化定義規(guī)范，采用三維數(shù)字化裝配工藝設計，建立起滿足協(xié)調要求的全機三維數(shù)字樣機和三維工裝模型。引入數(shù)字化裝配工藝設計方法，對飛機整機進行裝配單元劃分，按總裝、機身裝配、中機身裝配、左機翼裝配、右機翼裝配等劃分裝配單元，如圖8所示，進行模塊化教學，各小組圍繞裝配對象進行分析、討論，定期更換裝配對象，并開展教學模式和教學方法的探討與研究，對大眾都有問題的地方，查明原因并改進。在教學過程中，要以學生為教學的主體對象，教師是教學過程的組織者和引導者，定期和企業(yè)開展對接活動，增加企業(yè)需求，引領先進技術技能發(fā)展，培養(yǎng)出企業(yè)滿意的高技術技能人才。另外，要激勵學生的學習積極性、主動性、創(chuàng)造性，培養(yǎng)學生“嚴慎細實、精益求精”職業(yè)精神和素養(yǎng)，發(fā)揮學生獨立思考能力。

（三）融入課程思政內容

2016年，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調： “要用好課堂教學這個主渠道，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”。自此，“課程思政”在教育界和學術界引起了廣泛關注和討論，各地高校也陸續(xù)開始“課程思政”改革的探索和實踐。為貫徹落實教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》及《新時代高校思想政治理論課教學工作基本要求》等政策，緊密圍繞“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一“育人”根本問題，結合飛行器制造專業(yè)技術特色，學校高度重視課程思政建設，課程和思政要協(xié)同發(fā)展，做到“潤物細無聲”地融入到課程當中，要建立課程思政元素資源庫，要從專業(yè)上進行系統(tǒng)設計，要抓取合適的思政元素，把課堂作為“育人”主戰(zhàn)場，要真正落實“三全育人”，培養(yǎng)成為德智體美勞的社會主義接班人。飛機裝配過程中要融入“航空報國，追求卓越”精神，培養(yǎng)學生“精益求精、嚴慎細實”職業(yè)素養(yǎng)。在理論課程及實訓課程教學過程中，結合當前飛機零件制造案例，講述國產大飛機制造故事，建立了專業(yè)核心課程“飛機數(shù)字化裝配技術”為“課程思政”示范課程，并在全校范圍內推廣，并在后期要將整個專業(yè)核心課程都建設成為課程思政示范課程，讓學生為中國制造而自豪，激發(fā)學生愛國主義和民族自信心。

四、結語

近年來，國內外先進制造企業(yè)不斷提高數(shù)字化技術的應用水平，數(shù)字化裝配技術代表了現(xiàn)代飛機制造的發(fā)展方向，其研究和應用既是技術的革命，又是觀念的革命，更是管理的革命。飛行器制造技術培養(yǎng)的學生要適應現(xiàn)代飛機數(shù)字化裝配技術的發(fā)展，必須將進行理論、實訓、虛擬仿真及裝配技能等級考試的綜合教學，并融入“1+X”培養(yǎng)體系，注重學生基礎技能、鉚接技能、工程實踐能力及“X”能力培養(yǎng)。為讓學生適應并緊跟現(xiàn)代飛機裝配發(fā)展趨勢，飛行器制造技術相關專業(yè)課程的教學內容和教學方法須再設計，并融入課程思政元素，以提高本專業(yè)教學效率和教學質量，以適應現(xiàn)代飛機數(shù)字化制造、數(shù)字化裝配模式的快速轉變。通過飛機數(shù)字化裝配實訓基地及國家級高技能人才培訓基地建設，引入高端設備、部件生產線以及飛機數(shù)字化裝配大量設備，培養(yǎng)出適應現(xiàn)代飛機制造模式的高技術技能復合型國防技術人才。

參考文獻：

[1]朱永國，周結華，霍正書，張文博.基于虛擬仿真和綜合案例的飛機裝配工藝課程教學改革[J].高等教育，2018：167-169.

[2]馮子明.飛機數(shù)字化裝配技術[M].北京：航空工業(yè)出版社，2015.91-95

[3]何勝強.大型飛機數(shù)字化裝配技術與裝備[M].北京：航空工業(yè)出版社，2013. 12-16

[4]范玉青.大型飛機數(shù)字化制造工程[M].北京：航空工業(yè)出版社，2011. 545-548

[5]王菊陽.關于推進學院教學改革的幾點思考[J].教育園地，2020：179-180.

[6]程晨，付學敏，程航，徐輝.新工科建設背景下計算機專業(yè)深化產教融合路徑探索與實踐[J].中小企業(yè)管理與科技，2020：138-139.

[7]陳雪梅，劉順濤.飛機數(shù)字化裝配技術發(fā)展與應用[J].航空制造技術，2014：60-65.

[8]谷霞英，陳志強.高職院?！罢n程思政”建設的探索與實踐—以張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院為例[J].輕工科技，2020年：184-185.

作者簡介：周瑜（1979— ），男，四川資中人，高級工程師，研究方向為飛機數(shù)字化裝配技術。