摘" 要:為了更好地培養復合型工程技術人才,推進校企共建培養模式,基于專業相關技術構建質量工程應用系統,為學生提供實踐教學平臺,包括軟件資源、硬件資源、網絡控制立體化教學資源和來自教學、實驗、企業和科研單位的導師資源。文章根據復合型工程型技術人才的知識、能力與素質要求,探究了一種基于質量工程應用系統的復合型工程技術人才培養模式,進一步完善了復合型工程技術人才培養體系的新格局。
關鍵詞:質量工程應用系統;復合型工程技術人才;校企共建
中圖分類號:G642.0" " 文獻標識碼:A" " 文章編號:1673-7164(2025)07-0110-04
在“雙一流”建設和“強勢工科”背景下,技術人才培養應聚焦新時代高等教育的新要求、新使命,要求堅持立德樹人根本任務,培養符合國家發展需求,不斷深化教育教學改革,培養具有全球競爭力的領軍人才,顯著提升人才培養質量。[1-2]
以電氣工程及其自動化專業為例,該專業對復合型工程技術人才的基本要求:具有人文、經濟、管理等基本知識,掌握電工、電子、控制與計算機應用技術等基本理論和電力系統、電機電器、電力電子等專業知識,受到電工電子、控制及計算機技術方面的基本訓練,應用適當的理論和提升實踐能力,解決電氣工程與自動控制等工程技術問題,能夠承擔對職業、社會、環境的責任。因此,培養寬口徑、復合型工程技術人才成為高等院校的重要任務。文章探討了利用專業相關技術構建質量工程應用系統,針對創新創業與實踐教育,實現校企共建聯合培養模式,更加明確復合型工程技術人才的知識、能力與素質要求,研究相關教學資源和教學方法,真實模擬工業系統中生產過程,為學生提供更強的工業現場認知模型,為進一步推進產學研一體化建設和完善復合型工程技術人才的培養體系奠定了基礎。[3]
一、質量工程應用系統概述
為了深化人才培養模式改革,強化人才質量保障體系,特別是針對復合型工程技術人才的培養,[4]為學生打造一個集教學、實踐、科研于一體的綜合平臺。[5]
(一)構建質量工程應用系統的目標與原則
深化人才培養模式改革和人才培養質量保障體系建設,著力構建領軍人才培養新格局。質量工程應用系統旨在為培養復合型工程技術人才提供實踐教學平臺,該系統秉承合理設計、服務于教學為基本原則,具有可靠性、全面性、安全性、擴展性等特點,研究多元化學習動機激勵與信息化項目教學手段傳授系統專業技術知識,體現了學科先進技術水平。基于系統提供的教學資源和教學方法,結合來自教學、實驗、企業和科研單位的導師團隊,為學生提供更強的工業現場認知模型,學生的創新實踐思維意識可以得到激發,提高學生創新創造能力、研究開發能力、團隊協作和解決實際工程問題的能力,培養實事求是、嚴肅認真的科學實驗作風。
(二)質量工程應用系統的結構體系
質量工程應用系統是一種有機整體結構體系,由立體倉儲子系統、三坐標測量子系統、CNC數控加工子系統、機器人安裝搬運子系統、零件安裝搬運子系統、拆卸分揀子系統、自動傳輸子系統、質量中央控制平臺等八個子系統(單元)組成,系統集成了零件質量自動分類及管理物聯網子系統、網絡控制平臺、信息集成與調試。質量工程應用系統中的各子系統可以單獨存在,通過質量中央控制平臺進行統一控制、協調工作。系統可容納多人同時學習,使學生有更多的機會操控設備,培養學生的實踐技能和團隊協作能力。
二、質量工程應用系統的教學資源
質量工程應用系統集成了自動控制技術、視頻測量技術、RFID的物流技術、數控加工系統、工業六軸機器人、工業以太網、人工智能、信息管理技術、計算機語言編程組態監控、MES生產過程管理軟件等先進技術,可作為ERP管理系統培訓的下行執行單元。學生通過這套實訓系統可學到系統全面的知識。本系統方便學生了解這套先進技術如何在工業上的應用,使學生能近距離地學習這些技術,更好地應用于工程實踐。[6]系統滿足由淺入深、由點及面的教學需求,加強學生對實驗平臺的感性認識,再結合教師對實驗原理的分析和特性演示,引導學生快速掌握各種軟硬件知識,體現了一種多學科知識集成與融合的教學理念和教學方法。
(一)軟件資源
本系統為復合型工程技術人才的培養提供了專業技術軟件,包括組態、OPC客戶程序、VC++、LABVIEW、MES、RFID物流管理軟件等,建立了質量工程應用系統的信息數據庫。另外,基于系統平臺的可擴展性,還可以根據不同的教學需求,運行和開發多種專業軟件。
(二)硬件資源
質量工程應用系統提供的硬件資源主要包括:電源配線安裝、氣動元件設置、通訊電纜連接、八大子系統(立體倉儲子系統、三坐標測量子系統、CNC數控加工子系統、機器人安裝搬運子系統、零件安裝搬運子系統、拆卸分揀子系統、自動傳輸子系統、質量中央控制平臺等)的機械結構,解決氣壓傳動、傳送帶、步進電機、直流電機傳動、交流伺服電機、變頻調速電機等工業常見的傳動問題。系統平臺可以根據需要進行擴展,添加教學所需的子系統,通過質量中央控制平臺實現對整個系統的調度配置。
(三)網絡控制立體化教學資源
質量工程應用系統采用以太網絡通息方式實現網絡控制系統,通過中央控制臺連接各子系統,用于控制各站的工作安排。該系統各層執行系統由PLC通訊模塊組成,上層管理控制網絡由以太網及計算機控制構成,實現子系統協調有序運行和信息傳遞,以及工作狀態的監控,如圖1所示,把不同域間的管理、信號傳輸及配置統一起來,從而通過一個公有平臺向其上層提供完整、全面和精確的網絡視圖,建立一套完整的現代生產物流系統。因此,本系統以計算機為載體,以專業技術為手段,通過網絡信息傳遞與交流,實現一種自主式、開放式、交互式學習的網絡立體化教學,[7]讓學生在操作過程中,更直接、有效地學習和掌握網絡控制技術,了解現場通訊在工業自動化生產中的重要作用。
(四)導師資源
復合型工程技術人才的培養要求學生廣泛地參加實踐課程、企業工程項目和各類交流項目,因此質量工程應用系統體現了校企聯合培養模式,面向工程實踐,更加明確復合型工程技術人才的知識、能力與素質要求,組建來自教學、實驗、企業和科研單位的導師團隊,校內指導教師與企業指導教師協同指導,[8]促進、提高人才培養方案的針對性,體現以人為本的理念,緊密結合工程實踐要求,理論聯系實際,解決實際工程問題。
三、質量工程應用系統的教學方法
在探索復合型工程技術人才培養的新路徑中,文章將深入剖析質量工程應用系統的運行框架、復合型工程技術人才的培養模式,以及校企共建聯合培養模式的創新實踐。
(一)質量工程應用系統運行框架
質量工程應用系統的教學與培訓,首先要建立教師與學生的共同體,導師(校內導師和企業導師)幫助學生制訂學習目標,引導學生拓寬知識領域,掌握工程開發、設計和管理的實踐能力,基于網絡控制立體化教學,與導師信息交互、學生信息交互、數據庫信息交互,完成一定學習任務,在科學考核機制下總結與評價學習成果。
復合型工程技術人才不僅要掌握相關的專業工程技術知識,更要注重培養自身優秀的團隊協作能力、全面的工程實踐能力、主動探究的創新能力、解決復雜工程技術問題的綜合能力。質量工程應用系統的培養體系如圖2所示,基于質量工程基礎平臺、質量工程應用系統和質量工程管理系統,在理論研究和應用研究的基礎上,培養學生工程實踐應用能力。
(二)基于質量工程應用系統的復合型工程技術人才培養模式
根據復合型人才培養的培養標準,要求復合型人才要達到一定的知識、能力與素質要求,復合型工程技術人才的知識能力素質體現在工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、使用現代工具等十二個方面,如圖3所示。
(三)質量工程應用系統體現校企共建聯合培養模式
為了提高復合型人才培養的針對性和有效性,質量工程應用系統體現了校企共建聯合培養模式,[9]可以充分發揮企業和學校的優勢,加強校企協作和溝通交流,創新“訂單式”聯合培養模式,不斷探索新的人才培養模式。
推進卓越工程師教育人才培養計劃。[10]在企業設立實習基地,組織相關專家參與高校教學科研研究,深度融合高校和企業的教學新模式,協同制訂培養目標和培養方案,共享優勢資源,共建創新實踐培養基地,共同實施創新人才的培養過程。
推進“案例教學”。公司參與到高校的案例教學改革,篩選公司管理和生產實踐的典型案例、萃取課程知識及專家授課,這種開放式、互動式的新型教學模式,使用特定的案例,結合理論研究進行互動研討,實現加強理論研究和激發創新思維的實踐教學目的。
推進培養基地建設。根據公司的需求,高校為企業員工提供后續教育服務,如為公司更新管理理念方法和掌握新技術、新知識等提供培訓服務,推薦優秀教師參與公司內部培訓課程體系建設,開發培訓項目。
推進雙向掛職的教師人才資源共享。校企雙方加強學術交流,實行雙向掛職交流,實行“雙導師制”,為學生的課題研究、科研項目等方面提供支持與幫助。
推進研發基地建設。組建高層次的項目攻關團隊,促進優秀專家人才的資源互補,共同提升科技創新能力,共同培育具有較大影響力的科研成果。
四、結語
為了服務國家戰略需求,深化教育改革,質量工程應用系統秉承合理設計、服務教學為基本原則,研究了一種基于質量工程應用系統的復合型工程技術人才培養模式,體現了校企共建聯合培養體系,培養了學生的實踐創新能力、研究開發能力、團隊合作和解決實際問題的能力。堅持項目教學培養復合型工程技術人才,未來將繼續著力培養基礎扎實、知識面廣、具有全球競爭力的領軍人才,不斷完善“雙一流”建設背景下復合型工程技術人才培養體系。
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(薦稿人:鄧富金,東南大學電氣工程學院教授)
(責任編輯:敖利)