產教融合視域下應用型高校智能制造人才培養新模式研究與實踐*

◆管志光 司文慧 趙凌燕 王浩

0 引言

黨的十九大報告提出到2035 年我國基本實現現代化，2050 年全面建成社會主義現代化強國，國家經濟進入創新驅動發展階段，人才是創新驅動發展過程中最核心的資本。2021 年的政府工作報告提出：加快數字化發展，打造數字經濟新優勢，協同推進數字產業化和產業數字化轉型。推動產業數字化智能化改造，人才是關鍵。高等教育是培養人才的主要陣地，肩負培養創新型、復合型、應用型人才的重任。

《國務院辦公廳關于深化產教融合的若干意見》提出：大力支持應用型本科和行業特色類高校建設，緊密圍繞產業需求，強化實踐教學，完善以應用型人才為主的培養體系[1]。實現校企資源整合互補、協同發展的產學研合作體，對增強自主研發創新能力、驅動原始創新成果產業孵化、提升我國的科技創新能力、構建人才培養模式及提升國家綜合實力等具有非常重要的作用[2]。

近年來，我國的產學研合作發展取得顯著成績，對企業自主創新和高校學生人才培養具有一定的積極意義。但由于企業主體參與度和應用型教育內驅力不夠，“高校熱、企業冷”以及高校“重理論、輕實踐”的問題長期存在，產學研合作無法真正達到人才培養預期目標。應用型高校要堅持需求導向，以產教融合、校企合作為主線，培養產業和行業所需的高素質應用型人才，精準服務區域經濟高質量發展，與一流企業和行業共建產業學院[3]，共同推動產教深度融合，為人才培養提供一個新的理論視角與理論支撐。

2021 年，山東省確定山東交通學院等20 所省屬本科高校為山東省應用型本科高校建設首批支持單位，亟待探索產業鏈、創新鏈和教育鏈有效銜接機制，完善產教融合協同育人機制，從而構建高等教育與產業集群聯動發展機制，打造集產、學、研、轉、創、用于一體的互補、互利、互動、多贏的實體性人才培養創新平臺。產學研合作創新對高校、企業的技術進步具有重要意義，但我國產學研合作創新尚有巨大的進步空間。尤其在新工科建設背景下，應用型本科人才培養目標逐漸發生轉變，但現有的育人模式比較單一，產學研合作方沒有形成成熟的協同育人模式。在人才培養模式的構建上，產學研各主體協同性不足，從而導致院校與企業、科研院所等資源群體沒有形成成熟的協同育人模式。

本文以山東交通學院為例，在對現有理論和經驗研究進行系統梳理的基礎上，從產教融合視域出發，對應用型高校智能制造專業人才培養模式進行研究。

1 應用型高校智能制造人才培養新模式

1.1 產學研等多元融合協同育人模式構建

產學研等多元融合協同育人模式以培養應用型人才為中心，以產學研三方確立協同為目標，以互惠互利和資源共享兩大原則為主線，確立組織領導架構，知識、能力、素質三位一體，構建融合共享機制，立足于課程體系、育人隊伍、實踐教學及質量評價等四個方面優化育人體系，充分聚合政府、高校、科研院所、產業、企業各種資源，通過科教融合、產教融合，校政合作、校地合作、校企合作（“二融合三合作”）等方式，建立新型多元融合協同育人模式，完善育人保障機制，提升高校人才培養質量。

構建圖1 所示政產學研用多元主體協同育人模式，將立德樹人根本要求貫穿教學全過程，打造數智化人才新生態；在“共同確定培養目標、共同制訂培養方案、共同建設教學資源、共同指導實踐環節、共同評價培養質量、共同開發實踐教材、共同享有教學成果”的“七共”聯動下研究教學理論、教學方法和教學內容；建立“校內小循環、校外大循環”的雙循環體系，強化“科研反哺教學、教學支撐科研”聯動；構建共促發展的教育鏈、人才鏈、科技鏈、產業鏈、創新鏈。

圖1 政產學研用多元融合協同育人模式

1.2 “定崗雙元”人才培養模式

在人才培養供給側和產業需求側雙輪驅動的基礎上，構建圖2 所示學校（理論）和企業現場培訓（真實崗位）的“定崗雙元”人才培養模式，建立人才培養的系統動力機制。學生入校后，第1 ～4 學期，第6、7 學期，在學校學習理論并完成工業機器人本體裝調、編程等綜合實習；第5 學期，在合作企業完成機電一體化技術及系統設計、PLC 技術及應用等理論課程和工業機器人應用工作站開發課程設計；第8 學期，在合作企業完成畢業設計。由大學教授、企業經驗豐富的工程師對學生進行基礎技能訓練和理實一體化教學，將大學的理論知識和企業的實踐應用進行系統性結合，培養應用型人才。

圖2 “定崗雙元”人才培養模式思路

1.3 基于三維職業能力要求的智能制造專業課程體系

秉承OBE 教學理念，按照“夯實理論基礎，辦出交通特色”的工作思路，突出專業特色與企業需求融合、理論創新與實踐應用融合的辦學理念，打破理論教學與實踐教學之間的界限，所有學習活動均以學生為主體，倡導“學中做”“做中學”和“基于項目教育和學習”的教學方法，讓學生在知識的學習和應用之間形成良性互動[4]，從而建立基于圖3 所示的能力要求維度、內容結構維度和職業行動維度的三方面考評機制，優化智能制造專業課程體系，建立社會參與的畢業要求達成度評價體系。面向市場需求成立產學研用合作教學指導委員會，在“七共”聯動下，以學習產出為導向，構建理實一體的課程體系，通過以產為方向、學為基礎、研為紐帶、用為目的的培養，實現學生多元化發展[5]。合作教學指導委員會根據能力要求維度、內容結構維度和職業行動維度三方面的考評機制負責理論和實踐教學過程管理，增強效果評價。

圖3 考評能力要求維度

2 智能制造人才培養實踐

2.1 理論教學體系

根據分散式制造島的概念，充分體現離散制造，同時圍繞智能制造的基本理念建立離散型“智能制造專業雙循環人才培養體系”；采用模塊化組合方式，按照工藝優化、能力匹配原則配置加工制造設備、檢測設備，配以工業機器人、物流單元等自動化輔機，組合成具有一定功能特點和柔性能力的“FMC 島”，通過內部物流網絡和信息網絡將多個“島”鏈接成高柔性度的“FMS 島鏈”智慧工廠；以功能分類匯集成島，以靈活物流連接成線和系統，使其在產教融合的實踐上具有更大的適應性，在教學上則具有更好的配置和靈活性，可容納更多的學生進行現場實操訓練和實驗，并更完整地表達柔性制造、智能制造的核心理念，實現教、產、賽、訓、研、創六位一體，建立層級雙循環人才培養體系，如圖4 所示。

圖4 智能制造專業雙循環人才培養體系

2.2 實踐教學體系

智能制造實踐教學平臺系統融合信息化生產管理、數字化雙胞胎等關鍵技術，建設一個從設計、仿真、規劃到生產、分析的全流程綜合智能制造實訓系統，如圖5 所示。系統單元式設計，以典型零部件模型為主要生產對象，可實現工件的自動化出庫、RFID 檢測、自動化輸送、數控加工、智能檢測、智能焊接、入庫等作業。系統整體數字化采集，信息化管控，真實再現智能制造工廠的生產場景，可實現典型零部件模型的批量加工，使整個系統既具備智能工廠的生產及管理功能，又充分滿足高校教學實踐需求，集教學、設計、實踐、生產、開發、科研功能于一體。系統軟硬件兼顧，涵蓋智能倉儲、智能物流、智能加工與裝配、智能傳感、智能檢測、智能焊接、智能管控等智能制造關鍵要素，還包含機器學習等人工智能關鍵技術。系統單元式構建，每個單元配備獨立的電氣控制系統與人機界面，既可整體運行，也可獨立進行單元實訓，在保證每個組成單元穩定可靠的基礎上，發揮技術的先進性和可行性，把各單元合理地組合成具有創新性、先進性的智能制造生產線綜合實訓系統。系統按工業化標準設計，立足于實際教學情況，做到教學與工業的完美融合。

圖5 智能制造實訓系統

3 改革成效

3.1 智能制造現代產業學院

2021 年，山東交通學院與江蘇杰士德精密工業有限公司共建智能制造現代產業學院，探索構建多學科跨專業知識融合的課程體系，創新智能制造專業人才培養方案，推進人才鏈、產業鏈、創新鏈融合發展。產業學院以培養智能制造高素質應用型、復合型、創新型人才為目標，發揮學校學科專業優勢和實體企業的行業技術領先優勢，深入開展智能制造專業群建設，創建以“學院+實體企業”為共同體的應用型本科教育體系和專業碩士聯合培養新模式，成為育人成效顯著、區域產業特色鮮明、產學研用聯動深入的省級示范學院。智能制造現代產業學院為學生構建綜合實訓平臺，可以完成智能制造產線的整體設計、制作、安裝、調試與實驗，將學生實踐之研發服務于社會[6]。

3.2 教師成長

山東交通學院為山東省唯一一所以培養交通專業人才為主的本科院校，為深入推進產教融合和師資力量建設等相關工作的開展，學校每學期委派一名專業教師入住合作企業進行頂崗互動。從智慧工廠的設計研發階段開始，教師全程參與系統前期的設計開發、中期的采購加工、后期的集成調試等工作，從而打造“雙師型”教學骨干。近三年來，一名教師獲交通運輸青年科技英才稱號；專業教師獲“鼎陽杯”全國電工電子基礎課程實驗教學案例設計競賽（華東賽區）二等獎五項；獲山東省高等學校優秀青年創新團隊一項；主持教育部產學合作協同育人項目七項、省級教研教改課題一項和市廳級教研教改課題兩項；主持山東省高等學校在線開放課程一門；發表論文八篇。

3.3 學生大賽

產學研模式提升了學生的創新創業能力，通過智能制造產業學院，鍛煉了學生的創新能力，提高了學生面向未來的各項素質和能力。近年來，學生先后獲挑戰杯一等獎兩項，“互聯網+”金獎、銀獎兩項，國家級大創項目兩項，山東省機電產品設計競賽等省部級競賽一等獎八項、二等獎16 項，取得較好的成績。

4 結論

本文在產教融合視域下，充分發揮學校學科專業優勢和實體企業的行業技術領先優勢，對山東交通學院智能制造工程專業人才培養方案進行改革和探索，優化智能制造工程專業人才培養體系，旨在培養智能制造高素質應用型、復合型、創新型人才。實踐證明，本次改革效果良好，學生、教師的實踐動手能力大幅提升。