機(jī)電類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的探索和實(shí)踐

任明 姜銳 周晨 王曉倩

[摘 要] 在新經(jīng)濟(jì)智能制造背景下，地方高校機(jī)電類專業(yè)傳統(tǒng)教育模式已經(jīng)難以適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，人才培養(yǎng)的質(zhì)量達(dá)不到智能制造領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的要求。機(jī)電類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才教育的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新精神、企業(yè)家精神以及科技類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實(shí)踐能力。因此，從課程教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)體系、師資培訓(xùn)、實(shí)踐平臺等多方位系統(tǒng)性地對智能制造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)進(jìn)行了探索和實(shí)踐，以期為地方高校雙創(chuàng)人才培養(yǎng)提供一些借鑒。

[關(guān)鍵詞] 機(jī)電類專業(yè);智能制造;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

[基金項(xiàng)目] 2018年浙江省高等教育“十三五”第一批教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新經(jīng)濟(jì)背景下地方高校機(jī)械類專業(yè)改造升級路徑探索和實(shí)踐”（jg20180301）;“基于大工程觀的機(jī)械類專業(yè)‘工程圖學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐”（jg20180300）;教育部2019年第一批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐師資培訓(xùn)”（201901229033）;溫州大學(xué)校級重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目“機(jī)械類專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實(shí)踐途徑研究與探索”（16jg06）

[作者簡介] 任 明（1972—），男，浙江寧波人，博士，溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院系主任，講師，主要從事機(jī)械工程研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）40-0209-03? ? [收稿日期] 2020-03-16

一、引言

新經(jīng)濟(jì)下以智能制造為主導(dǎo)的工業(yè)4.0正改變著全球制造業(yè)的發(fā)展格局，也倒逼著我國制造行業(yè)向智能制造模式快速轉(zhuǎn)型升級，然而面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)服務(wù)的復(fù)合應(yīng)用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的匱乏，特別是占據(jù)高等教育90%的地方高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)供給側(cè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求側(cè)結(jié)構(gòu)性不一致問題凸顯，地方高校機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)已經(jīng)難于滿足智能制造產(chǎn)業(yè)鏈下對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的要求。因此，深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，主動適應(yīng)信息經(jīng)濟(jì)下機(jī)電類人才培養(yǎng)特點(diǎn)，將具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和能力的復(fù)合應(yīng)用型技術(shù)人才納入人才培養(yǎng)的全過程中，是新形勢下高等教育綜合改革的突破口和重中之重[1]。

近年來各地方高校在研究智造領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式方面進(jìn)行了許多積極探索。例如重視雙創(chuàng)教育與專業(yè)課程互融的課程體系以及基于CDIO的實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)，重視學(xué)科競賽，創(chuàng)建創(chuàng)客空間，完善實(shí)訓(xùn)平臺，聚焦產(chǎn)教融合校企協(xié)同育人等方面的探索，但大部分雙創(chuàng)教育的探索依然處于論文范式的宏觀研究[2，3]，小部分雖然在雙創(chuàng)教育的某一方面具有一定的實(shí)踐效果，但缺乏貫通智能制造雙創(chuàng)人才培養(yǎng)全過程，形不成可推廣層面的雙創(chuàng)教育實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。依然存在學(xué)科互融性不足、教學(xué)模式單一、智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)施薄弱，理論探討與實(shí)踐脫節(jié)等問題[4，5]。本文力求從雙創(chuàng)人才培養(yǎng)的課程與實(shí)踐教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺、師資培訓(xùn)等多方位系統(tǒng)地對智造領(lǐng)域新形勢下雙創(chuàng)人才的培養(yǎng)進(jìn)行改革和實(shí)踐，為地方高校雙創(chuàng)人才的培養(yǎng)提供一些參考和思路。

二、智造背景下雙創(chuàng)教育與專業(yè)教育融合的課程體系建設(shè)

機(jī)電類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才教育的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新精神、企業(yè)家精神以及科技類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實(shí)踐能力。因此需要將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)技術(shù)教育中，通過科技創(chuàng)新促進(jìn)創(chuàng)業(yè)。特別是新形勢下機(jī)電類專業(yè)學(xué)生面對的更多是數(shù)字化設(shè)計(jì)普及、工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用、光機(jī)電控、網(wǎng)絡(luò)通信、生產(chǎn)管理等跨領(lǐng)域知識融為一體的復(fù)雜工程。培養(yǎng)具有科技類創(chuàng)業(yè)能力、創(chuàng)新精神的人才，當(dāng)務(wù)之急是構(gòu)建工程“系統(tǒng)觀”下的專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合的課程體系。我校機(jī)電類專業(yè)的課程體系架構(gòu)如下圖所示。

其中，在堅(jiān)持以通識教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育為兩翼，強(qiáng)力支撐專業(yè)教育的理念之下，為了應(yīng)對工業(yè)界智能制造快速發(fā)展的趨勢，專業(yè)方向增加了機(jī)器人模塊課程，替代了傳統(tǒng)的模具模塊，增加了與工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用密切相關(guān)的機(jī)器人動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)、機(jī)器視覺和圖像處理、工業(yè)機(jī)器人編程和系統(tǒng)集成技術(shù)課程。優(yōu)選了數(shù)字化創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新思維與方法等課程，以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化信息技術(shù)創(chuàng)新意識和能力。優(yōu)選企業(yè)家精神與創(chuàng)業(yè)能力、市場營銷和財(cái)務(wù)管理等課程，并邀請具有創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)背景的校企專家進(jìn)行課程講授，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)業(yè)意識。同時(shí)，將學(xué)科競賽和CDIO項(xiàng)目，以學(xué)分的形式納入課程體系中，貫通大二至大四，普及至所有學(xué)生。通過以上在課程體系中將素質(zhì)教育、專業(yè)教育、雙創(chuàng)教育、競賽、項(xiàng)目之間相互融合，為機(jī)電類復(fù)合型雙創(chuàng)人才培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的知識結(jié)構(gòu)。

三、模塊化、層次化、能力進(jìn)階的雙創(chuàng)教育實(shí)踐體系

培養(yǎng)應(yīng)用型人才雙創(chuàng)能力的關(guān)鍵之一是基于各類雙創(chuàng)實(shí)踐平臺，建立適合地方高校機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)的雙創(chuàng)實(shí)踐體系。智造背景下學(xué)生面對的是利用智能化云端網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，自動化裝配制造直至倉儲物流全過程的制造技術(shù)。因此針對智造產(chǎn)品全生命周期涉及機(jī)、電、管、控多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，我校機(jī)電類專業(yè)依托校內(nèi)外各類實(shí)踐平臺協(xié)同運(yùn)作（實(shí)驗(yàn)平臺、實(shí)訓(xùn)中心、科創(chuàng)平臺、眾創(chuàng)空間、國際交流平臺和產(chǎn)教融合基地等），設(shè)置了“數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、信息技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)執(zhí)行”五個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐模塊;結(jié)合行業(yè)應(yīng)用背景和知識應(yīng)用的復(fù)雜程度，在每個(gè)模塊內(nèi)部設(shè)置單元、綜合、系統(tǒng)集成三層項(xiàng)目;按照解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)層級遞進(jìn)的方式，分解為認(rèn)知能力、基礎(chǔ)應(yīng)用能力、綜合創(chuàng)新能力三個(gè)培養(yǎng)階段，系統(tǒng)融入各級創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施中。形成融合了技術(shù)維、能力維、行業(yè)項(xiàng)目維的模塊化、層次化、能力進(jìn)階的雙創(chuàng)實(shí)踐教學(xué)體系。學(xué)生在校企教學(xué)團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐、科研和創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)用的無縫銜接。

四、面向智能制造的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺建設(shè)

基于傳統(tǒng)陳舊的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺，其項(xiàng)目內(nèi)容已經(jīng)落后于信息技術(shù)發(fā)展下的行業(yè)企業(yè)對人才技術(shù)技能訓(xùn)練的需求。我校機(jī)電類專業(yè)在面向智能制造學(xué)科實(shí)踐平臺建設(shè)中，注重對接企業(yè)生產(chǎn)的升級改造，并從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革。

（一）配置層次分級的智能實(shí)訓(xùn)設(shè)備

其一，新增桌面型5軸機(jī)器人、雙臂協(xié)作棋類機(jī)器人、滑軌式繪畫機(jī)器人、3D塑料打印機(jī)、Robotmaster組件，慧魚組件構(gòu)建了機(jī)器人創(chuàng)新基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，主要面向大學(xué)一年級開展機(jī)器人體驗(yàn)，機(jī)器人創(chuàng)意比賽等，培養(yǎng)學(xué)生對智造技術(shù)的雙創(chuàng)意識和興趣;其二，構(gòu)建機(jī)器人搬運(yùn)、碼垛、焊接、裝配、打磨等與智造工藝相關(guān)的離散型實(shí)訓(xùn)裝備，以及自動化機(jī)器人分揀和焊接系統(tǒng)、物流倉儲管理系統(tǒng)、機(jī)器視覺平臺等教研級智造系統(tǒng)，用以提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力;其三，實(shí)施引企入校，校企共建產(chǎn)教融合大樓，配置工業(yè)級別，面向地方企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)運(yùn)行的CNAS和D-Laic生產(chǎn)線以及面向企業(yè)服務(wù)的金屬粉末打印平臺以及智能制造加工檢測裝配平臺等，以培養(yǎng)學(xué)生企業(yè)管理、制造、物流等全方位的生產(chǎn)技能。通過以上教學(xué)級認(rèn)知型、產(chǎn)線模塊型、工業(yè)級生產(chǎn)型的實(shí)訓(xùn)裝備，逐步提高學(xué)生在智造技術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

（二）建設(shè)VR虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)訓(xùn)平臺

工業(yè)級自動化生產(chǎn)線和智造裝備由于高昂的采購運(yùn)維費(fèi)用，較大的占地空間，限制了實(shí)訓(xùn)臺數(shù)的配置，同時(shí)操作安全也是智造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)中不可忽略的隱患因素。通過VR技術(shù)將實(shí)訓(xùn)車間布局、設(shè)備、生產(chǎn)線工藝流程進(jìn)行數(shù)字化，構(gòu)建與實(shí)際生產(chǎn)線裝備高度逼真的虛擬系統(tǒng)，采取“虛實(shí)結(jié)合、雙層聯(lián)動”的實(shí)訓(xùn)方法，可以強(qiáng)有力的支撐學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐。我校機(jī)電類專業(yè)在各類生產(chǎn)線和裝備的VR系統(tǒng)開發(fā)過程中，以學(xué)生為主、教師為輔、企業(yè)技術(shù)支持三方協(xié)作的原則設(shè)計(jì)仿真項(xiàng)目，極大地培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)字化設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作能力。同時(shí)依托虛仿技術(shù)的熟練運(yùn)用，機(jī)電類專業(yè)師生成立科技創(chuàng)業(yè)公司，承接周邊院校的虛擬仿真項(xiàng)目的軟件開發(fā)業(yè)務(wù)，成為我校學(xué)生科技類創(chuàng)業(yè)的一個(gè)亮點(diǎn)。

（三）打造基于“1+X”證書制度下的雙師型師資培訓(xùn)平臺

在學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實(shí)踐過程中，智造領(lǐng)域雙師型師資的匱乏是直接影響雙創(chuàng)教育發(fā)展的主要因素之一。我校機(jī)電學(xué)院與企業(yè)、研究院合作共建了校內(nèi)外一體化的智能制造實(shí)訓(xùn)中心，在此基礎(chǔ)上向教育部申請獲批了“1+X”培訓(xùn)試點(diǎn)院校，建立了工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維的培訓(xùn)平臺。以此為契機(jī)，不僅學(xué)生可獲得在機(jī)器人運(yùn)維方面的創(chuàng)新實(shí)踐和技能等級證書，而且機(jī)電類專業(yè)教師為了能達(dá)到專業(yè)技能培訓(xùn)資格，需要在企業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)利用校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)平臺進(jìn)行長期的系統(tǒng)培訓(xùn)，從而為智能制造雙師型教師的培養(yǎng)開辟了新的途徑。

五、結(jié)語

智能制造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)需要根據(jù)智能制造領(lǐng)域?qū)夹g(shù)型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才特點(diǎn)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)教育課程中。以學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)為主線，依托信息技術(shù)支撐下教學(xué)級、工業(yè)級虛實(shí)結(jié)合的各類智造實(shí)訓(xùn)平臺，全面實(shí)施學(xué)科競賽、工程CDIO項(xiàng)目、師生共研共創(chuàng)等活動。同時(shí)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)師資培養(yǎng)融入“1+X”的認(rèn)證制度中，協(xié)同企業(yè)各方共同發(fā)力、共同培養(yǎng)智能制造行業(yè)合格的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)

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