新工科背景下多維度協(xié)同化的制造業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

韓 虎 馬煥芳 陳佩江 梁儒全

（臨沂大學(xué) 機(jī)械與車輛工程學(xué)院，山東 臨沂 276005）

1 引言

21世紀(jì)以來，中國(guó)制造業(yè)迅猛發(fā)展，自2010年起，已成為世界制造業(yè)的領(lǐng)跑者。然而，眾所周知，中國(guó)制造企業(yè)創(chuàng)新能力薄弱，新型傳感、先進(jìn)控制、人工智能等核心技術(shù)受制于人，企業(yè)數(shù)量少，產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)小，競(jìng)爭(zhēng)力弱，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，缺乏行業(yè)內(nèi)的支持。為此，中國(guó)有針對(duì)性地提出“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略、“雙創(chuàng)”戰(zhàn)略，促進(jìn)制造行業(yè)迅速發(fā)展。國(guó)家戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)、制造業(yè)發(fā)展需求、國(guó)際形勢(shì)變換造成制造業(yè)人才緊缺，尤其是適應(yīng)制造業(yè)行業(yè)需求、具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、解決復(fù)雜工程問題、開展綜合研究能力的人才嚴(yán)重缺乏。

為應(yīng)對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略、行業(yè)需求，教育部提出新工科戰(zhàn)略、產(chǎn)教融合協(xié)同育人戰(zhàn)略，各高校也紛紛對(duì)制造業(yè)專業(yè)進(jìn)行優(yōu)化、升級(jí)、改造，提出了人才培養(yǎng)新模式、新范式。浙江大學(xué)構(gòu)建了“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、學(xué)科交叉、職場(chǎng)環(huán)境、產(chǎn)教融合”四位一體的制造業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)體系。[1]三峽大學(xué)在制造業(yè)人才培養(yǎng)方案中設(shè)置了機(jī)械、材料多學(xué)科交叉融合的課程體系，構(gòu)建了基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的多層次實(shí)踐教學(xué)模式。[2]重慶大學(xué)從構(gòu)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)的知識(shí)、實(shí)踐、社會(huì)教育環(huán)境方面，提出了培養(yǎng)創(chuàng)新能力人才的新模式、新方法。[3]上海交通大學(xué)以微觀裝配實(shí)驗(yàn)室原型為切入點(diǎn)，提出面向新工科特征的iFabLab新工科體驗(yàn)式教學(xué)環(huán)境模式。[4]武漢理工大學(xué)則提出了面向產(chǎn)品設(shè)置專業(yè)，開展人才培養(yǎng)的新模式。[5]北京科技大學(xué)利用互聯(lián)網(wǎng)+、云計(jì)算技術(shù)，提出了基于云景互動(dòng)的教學(xué)模式。[6]臨沂大學(xué)提出了基于“四實(shí)平臺(tái)”“四創(chuàng)聯(lián)動(dòng)”的產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式。[7]

以上文獻(xiàn)體現(xiàn)了新工科背景下人才培養(yǎng)注重學(xué)科交叉、實(shí)踐應(yīng)用、體驗(yàn)教學(xué)、目標(biāo)導(dǎo)向，注重學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、多學(xué)科知識(shí)整合等能力的培養(yǎng)。然而優(yōu)化升級(jí)后的人才培養(yǎng)模式存在不夠系統(tǒng)、不成體系，人才培養(yǎng)和行業(yè)需求不銜接，人才培養(yǎng)滯后于創(chuàng)新需求、產(chǎn)業(yè)需求，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、解決復(fù)雜工程問題、開展工程研究的能力培養(yǎng)不足，OBE理念執(zhí)行不徹底等問題。因此，有必要面向新工科，充分考慮立德樹人根本宗旨，對(duì)制造業(yè)專業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造，探索制造業(yè)人才培養(yǎng)的模式、途徑和方法，提出適應(yīng)當(dāng)代制造業(yè)行業(yè)需求的人才培養(yǎng)模式，這樣對(duì)于更好地服務(wù)中國(guó)制造業(yè)，實(shí)現(xiàn)地方新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換提升具有重大的戰(zhàn)略意義。

2 多維度協(xié)同化理念

為了應(yīng)對(duì)中國(guó)制造2025戰(zhàn)略，滿足行業(yè)需求，本文提出了多維度協(xié)同化的制造業(yè)人才培養(yǎng)模式。多維度協(xié)同化指高校、企業(yè)、政府、科研院所、職業(yè)院校等多方協(xié)同，人才、經(jīng)費(fèi)、裝備、技術(shù)、智力、管理等資源共建共享，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、競(jìng)賽比武、學(xué)術(shù)交流、產(chǎn)學(xué)研合作、科技創(chuàng)新等多維度密切合作、協(xié)同，創(chuàng)新產(chǎn)教研融合模式，搭建實(shí)踐平臺(tái)，推進(jìn)教學(xué)模式改革，不斷提升制造業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，從而培養(yǎng)制造行業(yè)所需要的具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、解決復(fù)雜工程問題、開展工程研究能力的人才。

3 構(gòu)建多維度協(xié)同化的制造業(yè)人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)制造業(yè)行業(yè)急需人才

基于多維度協(xié)同化理念，本文構(gòu)建了多維度協(xié)同化的制造業(yè)人才培養(yǎng)模式，該模式以“制造行業(yè)所需創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、解決復(fù)雜工程問題、開展工程研究的能力培養(yǎng)”為主線，構(gòu)建校內(nèi)、校外“雙循環(huán)”反饋機(jī)制，以“沂蒙精神特質(zhì)、雙創(chuàng)精神素質(zhì)、工匠精神品質(zhì)”作為育人引領(lǐng)，在“國(guó)家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展急求、新工科升級(jí)迫求、專業(yè)認(rèn)證需求，學(xué)校頂層設(shè)計(jì)和定位要求”的驅(qū)動(dòng)下，高校、企業(yè)、政府、科研院所、職業(yè)院校協(xié)同，搭建了“基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、學(xué)科競(jìng)賽平臺(tái)、科研創(chuàng)新平臺(tái)、產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)、學(xué)術(shù)交流平臺(tái)”多維協(xié)同實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建了“產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)鏈、教育鏈、人才鏈、創(chuàng)新鏈”銜接的產(chǎn)教研協(xié)同機(jī)制，合理制定了專業(yè)培養(yǎng)方案、設(shè)置課程體系，在雙師型師資隊(duì)伍、現(xiàn)代化條件設(shè)施、應(yīng)用型學(xué)科平臺(tái)、體系化制度機(jī)制、全方位學(xué)生服務(wù)、先進(jìn)的教學(xué)方法、充足的辦學(xué)經(jīng)費(fèi)、良好的育人氛圍保障下，開展綜合應(yīng)用“實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)、實(shí)戰(zhàn)”訓(xùn)練，實(shí)施“雙創(chuàng)課程示范化、理論實(shí)踐一體化、課程內(nèi)容信息化、課堂模式國(guó)際化、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)多樣化”模式改革，不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量和效果，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)。多維度協(xié)同化的制造業(yè)人才培養(yǎng)模式框架如圖1所示。

在中國(guó)制造2025戰(zhàn)略、雙創(chuàng)戰(zhàn)略、新工科背景下，能力培養(yǎng)已經(jīng)成為共識(shí)[8-11]，作為地方高校自然要以能力培養(yǎng)為目標(biāo)、主線。一方面，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，基于OBE理念，人才培養(yǎng)實(shí)施逆向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┠Ｊ?，根?jù)社會(huì)、企業(yè)需求以及家長(zhǎng)、學(xué)生、校友意見制定符合實(shí)際的人才培養(yǎng)目標(biāo)，要根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)制定畢業(yè)要求，使畢業(yè)要求體現(xiàn)不同方面的能力，從而對(duì)畢業(yè)要求細(xì)分指標(biāo)點(diǎn)，然后設(shè)置課程體系及課程教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)內(nèi)容，通過考核評(píng)價(jià)來核算畢業(yè)要求達(dá)成情況，看其是否實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)目標(biāo)，這樣構(gòu)成校內(nèi)、校外“雙循環(huán)”反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)的持續(xù)改進(jìn)。另一方面，人才培養(yǎng)要貫徹“立德樹人”的根本宗旨，進(jìn)行專業(yè)思政、課程思政，為此，將三種精神融入專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)中，推進(jìn)全員、全過程、全方位育人，三種精神相輔相成，并作為育人引領(lǐng)無(wú)縫融入制造業(yè)人才培養(yǎng)體系中。

4 構(gòu)建“五鏈”無(wú)縫銜接的產(chǎn)教研融合新模式，實(shí)現(xiàn)人才鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)業(yè)鏈深度融合

在多維度協(xié)同化的制造業(yè)人才培養(yǎng)模式框架下，本文分析、研究了制造行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域、運(yùn)維模式以及人才需求規(guī)格，提出“五鏈”有機(jī)銜接的設(shè)計(jì)思路，即構(gòu)建制造產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)鏈、教育鏈、人才鏈、創(chuàng)新鏈融合的產(chǎn)教研融合新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)人才鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)業(yè)鏈深度融合。首先，從產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行分析，明確支撐制造產(chǎn)業(yè)鏈所需的相關(guān)技術(shù)，包括高端裝備設(shè)計(jì)制造、數(shù)控、工業(yè)設(shè)計(jì)、信息、機(jī)電一體化、人工智能、機(jī)器人工程等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)鏈融合。其次，從技術(shù)鏈進(jìn)行分析，一方面分析從事相關(guān)技術(shù)工作的崗位分布和崗位能力要求，確定教育鏈的專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo)，制定專業(yè)培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)技術(shù)鏈和教育鏈融合，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需人才，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)教育鏈和人才鏈融合；另一方面分析以上相關(guān)技術(shù)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展、研究現(xiàn)狀，找準(zhǔn)突破口，多方聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)鏈和創(chuàng)新鏈融合。最后，按照制造產(chǎn)業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)人才提出的要求，“五鏈”無(wú)縫銜接，打造產(chǎn)學(xué)研用育訓(xùn)一體的產(chǎn)教研協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，助推中國(guó)制造行業(yè)高速發(fā)展?！拔彐湣睙o(wú)縫銜接的產(chǎn)教研融合模式理念與運(yùn)行機(jī)制如圖2所示。

圖2 “五鏈”銜接的產(chǎn)教研融合模式理念與運(yùn)行機(jī)制

5 搭建“五維實(shí)踐平臺(tái)”，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、解決復(fù)雜工程問題、開展工程研究的能力

基于能力培養(yǎng)主線，本文搭建了教學(xué)內(nèi)容前后銜接、實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密融合、優(yōu)質(zhì)資源共建共享的五維實(shí)踐平臺(tái)，一是依托機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)中心、工程訓(xùn)練中心、汽車工程實(shí)訓(xùn)中心等實(shí)踐教學(xué)機(jī)構(gòu)，構(gòu)建制造業(yè)專業(yè)的一體化校內(nèi)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行人才培養(yǎng)和科學(xué)研究，服從專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題能力，突出實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的全面性和系統(tǒng)性。二是以學(xué)科競(jìng)賽、科創(chuàng)大賽為引領(lǐng)，建設(shè)機(jī)電創(chuàng)新設(shè)計(jì)、3D打印、航模設(shè)計(jì)、汽車創(chuàng)新設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造創(chuàng)新、電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，全天候?yàn)閹熒_放，組建相應(yīng)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，有畢業(yè)生也有新生，形成梯隊(duì)，采取“以老帶新”的模式進(jìn)行集中培訓(xùn)，參加智能汽車競(jìng)賽、機(jī)器人競(jìng)賽、機(jī)電設(shè)計(jì)競(jìng)賽、飛行器設(shè)計(jì)競(jìng)賽等，讓學(xué)生在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)，進(jìn)而使理論實(shí)踐相結(jié)合，提高創(chuàng)新能力。三是以應(yīng)用型學(xué)科平臺(tái)為支撐，以教師課題為基礎(chǔ)，組建科研工作室，搭建科技創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。四是根據(jù)專業(yè)的辦學(xué)特色和優(yōu)勢(shì)，與山東臨工集團(tuán)、華盛中天集團(tuán)、蒙凌工程機(jī)械有限公司、山東龍立電子有限公司等單位深度合作，建立相應(yīng)的體制與機(jī)制，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)，有效提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，也為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供人才支持。五是在前述各個(gè)實(shí)踐平臺(tái)的基礎(chǔ)上構(gòu)建校學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，廣泛交流，組織學(xué)術(shù)沙龍，邀請(qǐng)相關(guān)學(xué)科知名學(xué)者和行業(yè)專家來校開設(shè)講座，開闊學(xué)生的視野，助推學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)科最新動(dòng)向，真正做到理論教學(xué)與實(shí)際相結(jié)合。

6 推進(jìn)“五化”教學(xué)模式改革，提升制造業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量

本文積極推進(jìn)“五化”教學(xué)模式改革，一是積極推進(jìn)實(shí)施“雙創(chuàng)”示范化工程，立項(xiàng)建設(shè)課堂教學(xué)模式改革課程、學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)改革課程、網(wǎng)絡(luò)在線課程等，在全校形成一種氛圍、一種導(dǎo)向、一種趨勢(shì)。二是工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程較多，實(shí)踐教學(xué)占學(xué)分比例提高到了30%以上，為此，實(shí)施理論實(shí)踐一體化，將大部分課堂搬到實(shí)驗(yàn)室，比如單片機(jī)、數(shù)控技術(shù)、C語(yǔ)言、CAD/CAM、汽車電子等課程，理論及時(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，將枯燥的理論課程變?yōu)橹庇^的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。三是利用現(xiàn)代化手段，將大部分課程內(nèi)容放到網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)施課程內(nèi)容信息化教學(xué)，不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量和效果。四是積極推進(jìn)課堂模式國(guó)際化，包括現(xiàn)有的菲律賓專業(yè)外教教學(xué)，聘請(qǐng)相關(guān)專業(yè)外教來校講課講學(xué)，課堂教學(xué)模式、學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)模式直接對(duì)接國(guó)外教學(xué)模式，真正實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)國(guó)際化。五是基于OBE理念，變結(jié)果考核為過程考核，實(shí)施學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)模式多樣化改革。通過“五化”模式改革，變“以教師為中心”為“以學(xué)生為中心”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生能力培養(yǎng)效果，從而提升教育教學(xué)質(zhì)量。

7 結(jié)論

本文針對(duì)制造業(yè)人才培養(yǎng)模式傳統(tǒng)、人才培養(yǎng)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)不足等問題，提出了基于多維度協(xié)同化的制造業(yè)人才培養(yǎng)新模式，緊密協(xié)同高校、企業(yè)、政府、科研院所、職業(yè)院校五方，設(shè)計(jì)了“五鏈”融合的產(chǎn)教融合育人機(jī)制，搭建了優(yōu)質(zhì)資源共建共享的“五維實(shí)踐平臺(tái)”，進(jìn)行了課堂教學(xué)“五化”模式改革。同時(shí)，將整套理論應(yīng)用到臨沂大學(xué)制造業(yè)人才培養(yǎng)中，科學(xué)地確定制造業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)定位與目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)人才需求與人才培養(yǎng)無(wú)縫銜接，教育教學(xué)取得顯著成效：學(xué)生就業(yè)率顯著提升，學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽人數(shù)、創(chuàng)業(yè)人數(shù)顯著增加。2019—2020年，臨沂大學(xué)機(jī)械類專業(yè)本科生就業(yè)率達(dá)到98%，創(chuàng)業(yè)率達(dá)到5%，各類學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)超過300項(xiàng)。