蔣曉梅,封士彩,張福生
(常熟理工學院 機械工程學院,江蘇 常熟 215500)
作為應用型本科院校,常熟理工學院(以下簡稱“我校”)確立了培養符合區域經濟、產業發展需要具有創新精神的高級應用型工程技術人才培養目標,以滿足當前我國高校建設新工科的人才要求。2010 年常熟理工學院機械工程學院急企業市場之所需,開設電梯方向班,采用行業定向、校企聯合培養人才的方式。多年來一直與電梯行業企業在技術研發、人才培養方面持續合作互動,推動產教融合的深入,建立應用型人才培養課程培養體系,畢業生每年都供不應求,為區域電梯行業輸送了大量合格人才,促進產業鏈和人才培養鏈的縱深發展,并成立了電梯行業學院,區別于一般的校企合作,學校不再只是與某一家電梯企業建立合作關系,而是與整個電梯行業對接,其中包括全國電梯標準化技術委員會、質監局、特檢院和電梯企事業單位,這一方面有利于高校加強與電梯行業、企業的聯系,另一方面促進了電梯專業建設的廣度和深度。隨著電梯行業對從業人才培養質量要求的不斷提高,需要滿足產業升級對人才的客觀需求,孕育從課程體系和育人模式進行教學改革實踐,組建電梯教學團隊。
課程教學團隊建設的高效運行和有序發展,需要團隊成員的分工與合作,目前團隊凝聚力不夠,部分教師主要精力集中在科研,課程教學僅僅當作工作量要求,各自單打獨斗完成任務,教師之間缺乏溝通交流、合作意識不強,團隊計劃、目標和定位不明晰。
目前電梯行業正處于“自動化—數字化—智能化發展”的階段,新技術、新標準和新工藝的不斷創新使用,以及5G 技術、VR/AR 虛擬現實技術和多學科協同技術貫穿了電梯產業的研發、設計、制造、檢測、裝配、調試、管理、維保和服務等全生命周期流程,這也進一步表明了電梯行業對復合型人才的需求,多學科交叉融合協同的復合型人才培養模式才是當前電梯行業人才培養的必然需求,不僅要具備電梯方向傳統機械工程、電氣工程學科的專業知識技能,還要掌握現代信息科學、人文社會科學等與電梯相關交叉融合的技能知識,包括AI、大數據、云計算、網絡工程和藝術設計等新型學科技術,應用于電梯設計制造、物聯網故障診斷、預測性維護和智能安全等技術崗位。電梯行業對我校學生的工作內容需求包括:電梯調試工程師、電梯技術支持工程師、電梯設計研發、電梯項目管理和電梯服務主管等。
針對當前電梯專業課程教學存在的問題,建設教學團隊,以學生為中心、學生能力培養為導向,以多名相互協作而且技能互補的教師為主體,以一系列相同或相近課程為建設平臺,通過課程建設、教學改革、教學研究、教材開發、質量評價及科學研究等,建立科學合理的人才教育體系,以提高人才培養質量和教師教學水平為目標。課程群是以現代教育思想和理論為指導,對教學計劃中具有相互影響、密切聯系和互動有序的相關課程進行重新規劃設計和整合構建的課程集合,注重整體育人、系統整合和課程聯動,重視課程的集群效應和實踐創新。每一個專業課程體系的建設都是學校教學團隊實現育人目標的重要載體之一。不僅如此,課程體系建設的好壞也體現了學校對人才培養途徑的優化與否,進行課程體系的建設時需要充分發揚展示我校的特色,依據所處的地理位置、辦學條件和師資力量等,綜合考慮了環境資源和社會資源等因素來構建課程群。蘇州地區集中了全國近25%的電梯整機制造廠和超過30%的配件企業,年產電梯量超過全國的三分之一,目前已經成為國內最密集的電梯生產制造基地,為我國電梯企業的規模擴張、產業整合和產業升級提供了有力的保障,專業技術人員尤其是高層次工程技術人員的培養是保證行業持續健康發展的重要因素,更是電梯產業結構調整所必須完成的任務。電梯教學團隊的建設可以彰顯電梯專業在區域經濟下新時代的特色,也充分發揮我校自身的本土特色。
課程是實現教學活動和人才培養目標的關鍵,也是知識、能力和素質培養的主要載體,所以課程體系是教學團隊建設的核心。首先對課程體系進行改革,在原先總體教學計劃框架上,對先前的電梯工程專業培養方案進行修改完善,幾年間不間斷地與行業、企業進行緊密交流溝通合作,對接行業產業,引入行業標準,及時將新標準、新規范、新工藝和新技術等行業先進元素融入課程建設之中,克服課程相對行業發展所表現出的滯后性,保持課程的新穎活力并與時俱進,深化產教融合,在設置課程時以企業職位崗位所需能力為導向,學生為中心,實踐為主體,設置課內和課外實踐,課程設計、課外實習實訓,單位崗位實習,對實踐、實訓和技能等方面不斷斟酌修改與完善,完成校企合作課程的建設,不斷動態調整課程設置和教學內容,從多維視角不斷提高課程建設的整體水平,對課程質量進行周期性動態監控并調整改進,真正將產業崗位所需的工作知識融入課程內容,形成了以通識教育、專業基礎、主干課程、專業方向課、課內實習和實訓及企業實習的教學體系。教學計劃執行階段,學校負責理論和部分實訓教學及考核,學生在學完專業知識后經過短期強化培訓取得電梯從業上崗資格后進入實習階段,提前為以后從業做好準備,在單位實習期間,學校派專業老師參與管理,企業主要負責實踐、大部分實訓和頂崗實習及考核。學生畢業設計或論文由學校和企業各出一名老師,共同指導。學校與企業雙方共同制定師資培訓計劃,互派人員參與教學管理,企業為教師提供研修基地,學校為企業在職人員的繼續教育提供教學條件。學校與行業知名企事業單位簽署了長期全方位合作協議,在畢業學生分配與人才培訓、科研開發、人員交流、資源共享和信息互通等方面協調互動,充分利用各自的資源,一起聯合申請各類橫向項目、申報專利和科技成果獎項。
改進教學模式,學校和行業企業全程參與教育過程,進行全方位合作。共同規劃參與校內實訓基地的建設,學校出場地和資金,不同企業提供電梯設備并依托相應企業的技術支撐,在設備安裝過程和驗收工作過程中讓學生參與,提前了解各大知名電梯品牌的產品特點。企業提供詳盡的行業發展趨勢、所有崗位的技能分析報告和人才需求報告,學校收集行業就業信息,建立往屆畢業生的就業群,適時了解他們的工作狀態,結合教學規律進行科學分析,明確行業實時的人才真正需求,加強學校和用人單位的合作。電梯行業是一個特種行業,單位大多需要擁有特種作業許可證且動手能力強、溝通交流能力強的現場施工及管理與技術開發人才,因此在后續專業建設規劃中,加強與企事業單位特別是特檢機構合作,強化培訓電梯檢驗技術、電梯安裝調試技術和電梯維護維修技術等方面的綜合技能知識,同時開設電梯虛擬設計、智能制造、預測性故障診斷、大數據處理和模式識別等跨學科交叉融合方面的理論基礎知識,確保與行業產業前沿發展的匹配適應性。對于電梯專業課程體系的構建首先是確立整體框架知識觀,依據課程內容的相似性、一致性和連貫性構建專業課程群,優化整合課程群內各門課程的課程內容。注重系統性、應用性、先進性和融合性,避免過時性和重復性,對于相近專業課程進行組合,電類課程群例如電工電子學、電機電力拖動與控制,電梯電氣原理與設計和電梯控制技術;機類課程群例如工程制圖、工程力學、機械設計、機械制造和電梯結構原理;實踐類課程群例如電梯零部件拆裝、電梯故障診斷和電梯調試。將課程群內這些專業課程打通,課程專業知識進行分解細化融合為專業理論基礎,專業必備、專業加深內容,形成具有整體連貫性和有機系統性的知識。根據課程群的特點形成必要的教學設計,采用體現知識能力的先進應用性和操作技能性的教學方法,在不浪費學時的情況下保證課程內容的系統連貫性,確保整個教學過程效果。
聘請校外具有深厚專業背景、善于轉化和應用的工程技術人員進行講座、現場指導和課外傳幫帶相結合方式強化實訓、實習。比如電梯安裝實訓課程實施中常分為土建安裝、電梯機械零部件的安裝、電梯電氣裝置的安裝和電梯調試與試運行4 個模塊,了解各種安裝工序流程,從一開始的井道腳手架安裝,放樣線吊線、導軌支架安裝,導軌、轎廂、對重和緩沖器的安裝,曳引機與導向輪的安裝,曳引鋼絲繩的安裝,層門與門滑輪的安裝,安全鉗與限速器的安裝,自動門機的安裝,到最后電氣部分的安裝,之后進行安全調試運行到電梯井道自學習,整個流程中也會應用之前課程群中學到的專業理論知識并加深。在電梯拆卸過程中將學生分組分批帶到實訓工地進行真題真做,全部讓學生自己動手。在拆的過程中耐心講解,讓學生把步驟記錄在案,這樣重新裝配時考慮是否按照拆卸步驟倒序安裝,學生們邊思考邊動手,互相討論,有問題時學校專業教師和工程技術人員在一旁講解,從嚴安裝質量。在腳手架搭建和機械設備安裝工程中,專題講解施工方案、安全評價等課內知識,在校內實訓場地、校外實習工地進行實際動手操作演習,進一步發揮校企合作優勢,實現專業、學校和企業的互補。
課程與教師同步發展成為課程建設開發中教師發展的首要理念。經過多年實踐,建立成熟的課程訓練體系和面向產業的復合型師資隊伍建設。組建了由全國電梯標準化技術委員會專家領銜,國際行業知名教授和行業專家參與的工程應用型教學師資團隊,專業教師95%以上具有博士學歷和企業工作經歷。每年都有教師前往企業“研修”或博士后研究,他們與企業的生產工程師共同現場工作,幫助解決實際技術難題,并把企業生產制造的工藝流程和技術標準引入課堂,反向構建適用的課程體系。在專業課程群構建過程中推舉教學經驗豐富的教授擔任教學團隊課程建設負責人,由其負責課程群內課程內容的整合、增減和補充,根據前期教學成果完善課程體系,在課程內容上增加難度、廣度和深度,課程群教師共同學習探討如何更好地把相關理論和實踐應用知識在教學環節中更準確地解讀,課程群教師共同探索如何把教育與知識學習和能力培養有機結合,確定課程間優化整合的標準和原則,建立適合的課程融合評價標準和評價方法,遵循共同的原則與理念開展課例交流,嘗試課程融合的教學設計,制訂教學評價標準,探索以問題導向貫穿知識教育和能力培養的課程聯動策略與教學方法。
好的課程規劃為學生未來的工作打下了很好的理論基礎,對學生的職業生涯有相當大的輔助支撐作用。教師指導學生參加各類科技競賽,能夠培養學生的實操動手能力,提升學生的綜合素養。同時,教師將參賽作品或當中部分模塊調整修訂后,作為一些綜合實踐課程的儲備題目,可以豐富課程的內容需求,補充學校課程可能在難度深度和新穎性方面的不足。教師將科研成果引入課堂可以較好地活躍課堂互動和學習氣氛,有效吸引學生的興趣和關注。在課程期間通過學生自發主動探究、自主實踐體驗和交流合作互動的學習方式與獨立被動接受性學習方式的完美結合,達到實現多樣化的學習方式,采用現代化手段進行教學和多種教學方法進行講授,充分激發學生自主學習的興趣,挖掘學習的潛能,引導學生進行創新性思維并養成良好的學習習慣,激發學生自主學習的熱情。
教學時增強互動,課堂上教師引入自己的科研成果和工程經驗,引導學生進行知識探索,帶領學生開展探究性學習。教師指導學生參加各類科技競賽,能夠培養學生的實操動手能力,提升學生的綜合素養。教師需要花費更多的時間和精力備課、講課,學生課下要花時間對所學知識進行梳理和鞏固,課上積極思考才能跟上教師的教學節奏。教師將參賽作品或當中部分模塊調整修訂后,作為綜合實踐課程的儲備題目,豐富課程的內容需求,彌補學校課程可能在難度深度和新穎性方面的不足。培養學生知識應用能力、自主學習能力、實踐動手能力、創新能力及團隊協作精神。好的課程規劃為學生未來的工作打下了堅實的理論基礎,對學生的職業生涯有很好的輔助支撐作用。
學校建有江蘇省電梯智能安全重點建設實驗室,設備配套齊全,包括有奧的斯GeN2 無機房電梯,三菱LEHY 無機房電梯,國內電梯行業主流配置的永磁同步曳引機;國內電梯行業主流配置的變頻門機;主流配置的一體化控制系統;自主開發的扶梯和直梯物聯網監控系統,多功能曳引機測試裝置等。江蘇省電梯智能安全重點建設實驗室通過學科建設和積累,在教學、科研、團隊建設、人才培養和服務地方等方面已具備了較好的基礎。為加強電梯工程教育國際合作,我們與開設有目前歐洲唯一的電梯工程碩士、博士課程的英國北安普頓大學,聯合開展國際間科研合作達成共識,定期舉辦實驗室學術研討會,雙方互派教師回訪,并開展課程學分互認工作,商討建立本科生和研究生交流合作項目,實驗室為學生提供平臺,支持鼓勵學生參與國際前沿課題的研究。實驗室凝練了一些和電梯安全密切相關的關鍵問題和研究方向,申請了國家級和省部級研究項目,以具體的研究項目為切入點籌備實驗室建設,目前已經建設的設施能夠支撐當前的課題研究熱點。對電梯工程領域具體研究方向進一步深入細化,讓研究生深化研究,自主選擇確定課題方向,培養研究生的決策能力、分析判斷能力和綜合能力,為促進其能力培養提供良好的平臺。
建設符合專業教學標準的高水平課程群,多方共同開發、建設專業實踐課程教材,利用企業豐富的實踐資源和監管機構將特種設備的法律法規與管理經驗結合學校的教學經驗,緊貼國際行業新標準、新技術及行業發展的方向,借鑒行業前沿技術發展和國內外培訓資料,注重實用知識和工作原理解析,編著、出版具有針對性、實用性及鮮明特色的系列專業教材。在課程群建設過程中,增強學生運用所學專業知識進行設計、實踐和創新的能力。
做好學生入學初期的心理建設,了解行業的轉型發展。加深對電梯行業的從業認知,提高后續學習和工作的能動性。以學生畢業后的職業發展為導向,圍繞著專業進行整體性課程設置。注重緊密結合基礎學習與專業學習,將行業企業崗位的從業要求融入到課程設置中,提升培養方案與企業崗位需求的契合度。將“產學研”的緊密結合,與企業、行業緊密結合開展相應的研究,研究重點是為企業解決生產過程中的技術難題。在實踐教學過程中,以為企業服務為宗旨,定位瞄準行業企業實際生產需求,提升教學的應用性和有效性,保證理論教學與實踐技能的高度匹配。
融入產業的課程群融合建設,通過機類和電類課程群相互支撐和知識重組,形成電梯課程群融合建設特色,并根據地方產業,校內校外聯合重建了面向產業的項目化教學環境,利用項目化的工程項目,重組了傳統學科、課程間的內容,重點培養學生的應用型工程師的實踐能力和思維能力。鼓勵學生將課堂上的理論轉化為模型,讓學生自發將動腦與動手相結合,可以更加深刻地理解所學的理論知識。老師把在從事專業研究時的一些創新思維帶進課堂,鼓勵學生積極開展創新研發。
“注重通識、融入業界”是常熟理工學院的人才培養理念,經過十多年從行業學院到產業學院的實踐探索,學校建立了基于現代產業學院的應用型人才培養模式,以“辦好應用型大學”和“培養應用型人才”為主線,以“建設品牌大學,服務區域發展”為行動綱領,將行業學院進行提檔升級,深化產教融合,由于行業學院靈活的機制特點,使得電梯專業充分融合了各方優質教育資源,有力推動電梯專業的快速發展。電梯教學團隊在不斷傳承、創新的基礎上逐步形成自己的特色,在建設過程中堅持成果導向,重視人才產出及課程體系、教材建設等多方面成果的積累,不斷提升我校的人才培養水平,從而更好地服務高質量發展大局。