李康舉, 梁 爽, 趙 元
(沈陽工學(xué)院 a.機(jī)械工程自動(dòng)化學(xué)院; b.教學(xué)管理部, 遼寧 撫順 113122)
新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的蓬勃發(fā)展對(duì)我國制造業(yè)、科技、教育等多個(gè)領(lǐng)域提出了新的要求。在新時(shí)代、新經(jīng)濟(jì)的呼喚下,我國高等教育的新工科建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生,成為主動(dòng)應(yīng)對(duì)第四次工業(yè)革命的“先手棋”。新工科概括起來為“五個(gè)新”,即“工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系”〔1〕。近年來,國內(nèi)外許多高校的專家學(xué)者對(duì)新工科加強(qiáng)了研究,也取得了一定進(jìn)展。圍繞“五個(gè)新”,教育部認(rèn)定了首批612個(gè)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目,但針對(duì)應(yīng)用型高校開展新工科人才培養(yǎng)的研究成果尚為數(shù)不多。
應(yīng)用型本科高校培養(yǎng)新工科人才更加注重理論和實(shí)踐的融合,注重將學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)與應(yīng)用有機(jī)結(jié)合,畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)部門后,將以應(yīng)用理論帶動(dòng)技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)和技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化。新工科應(yīng)用型人才在推動(dòng)科技革命和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中具有不可替代的作用〔2〕,因此,必須從“新的工科專業(yè)、工科的新要求”出發(fā),全面加強(qiáng)應(yīng)用型新工科建設(shè)。
1.師資問題。據(jù)《2018年度全國普通高校本科教育教學(xué)質(zhì)量報(bào)告》統(tǒng)計(jì),作為應(yīng)用型本科高校中的典型代表新建本科高校,其雙師型教師占比25.42%,具有工程背景專任教師占比8.5%,具有行業(yè)背景專任教師占比17.23%。從這些數(shù)據(jù)中不難看出,新建本科高校的教師缺乏系統(tǒng)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),這與新建本科高校建校時(shí)間短、師資隊(duì)伍積累不足、年輕教師多、教師成長需要過程等因素有關(guān),這樣的教師隊(duì)伍對(duì)新工科的需求了解不足,與新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要有差距。要想教師隊(duì)伍建設(shè)達(dá)到新工科人才培養(yǎng)要求,必須轉(zhuǎn)換思路,創(chuàng)新聘用方式,借助社會(huì)力量,加快教師隊(duì)伍成長,縮短達(dá)到要求的時(shí)間〔3〕。
2.設(shè)施問題。從《2018年度遼寧省域本科高校教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測報(bào)告》可知,全國一流大學(xué)教學(xué)科研儀器生均設(shè)備值5.37萬元,而新建本科生均0.92萬元。從比較數(shù)據(jù)中看出,新建本科高校要培養(yǎng)新工科人才,還需要在教學(xué)科研儀器設(shè)備投入上下功夫,這與新建本科高校的出身有一定的相關(guān)性。新建本科高校要么前身是??茖W(xué)校,要么是依托某高校設(shè)置的獨(dú)立學(xué)院轉(zhuǎn)設(shè)而來,建校時(shí)間普遍較短,生均值較低。教學(xué)科研儀器設(shè)備不能對(duì)新工科人才培養(yǎng)形成有力的條件保障,因此,必須扭轉(zhuǎn)局面,加大設(shè)備投入,尤其是要加大能代表行業(yè)發(fā)展水平的先進(jìn)儀器設(shè)備的投入,唯此才能與新工科人才培養(yǎng)的內(nèi)容體系接軌。新建本科院校每年的招生人數(shù)基本不變,來自政府撥款和學(xué)費(fèi)收入也沒有大的調(diào)整,要想加大設(shè)備投入力度,必須開放辦學(xué),立足地方,爭取社會(huì)投入,有效銜接企業(yè)需求,密切校企合作,加大產(chǎn)學(xué)研用的融合,通過加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)踐基地建設(shè),優(yōu)化學(xué)生實(shí)踐環(huán)境和條件,為開展新工科人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
3.課程問題。新工科教育是新形勢下的新理念,部分專家學(xué)者結(jié)合未來工程發(fā)展趨勢和特征,《華盛頓協(xié)議》《歐洲國家工程協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)》對(duì)工程師專業(yè)勝任力要求,《ABET本科工程專業(yè)的畢業(yè)要求》和《中國工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)》制定了《新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量通用標(biāo)準(zhǔn)》〔4〕。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定者多是一流大學(xué)的專家學(xué)者,更側(cè)重于研究型大學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)應(yīng)用型本科高校雖有一定的參考意義,但因兩類學(xué)校的辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)等存在較大差異,應(yīng)用型本科高校往往需要將通用標(biāo)準(zhǔn)“應(yīng)用型”化,對(duì)課程體系和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)一步探索。針對(duì)新工科人才培養(yǎng)的新要求,須更注重學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng),從“掌握”知識(shí)到“應(yīng)用”知識(shí),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有機(jī)會(huì)使用一流的設(shè)備,有機(jī)會(huì)與不同背景、文化和經(jīng)歷的人接觸,有機(jī)會(huì)以完成實(shí)際工程項(xiàng)目為目標(biāo)進(jìn)行自主式學(xué)習(xí),有機(jī)會(huì)開拓知識(shí)面以激發(fā)原創(chuàng)性思維和獨(dú)立能力,有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)之間的關(guān)聯(lián),這些都需要充分利用社會(huì)資源,結(jié)合行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要和趨勢,科學(xué)合理的設(shè)計(jì)專業(yè)課程體系,向第一課堂要效率,向第二課堂要效果。
通過上述分析可知,應(yīng)用型本科高校在師資、設(shè)施、課程等基本條件方面存在的問題將嚴(yán)重制約新工科建設(shè)的開展,而所有問題的解決都指向了同一個(gè)路徑,即校企多方協(xié)同助力應(yīng)用型本科高校開展新工科建設(shè)。
1.產(chǎn)學(xué)研合作教育的開展已具備一定的基礎(chǔ)
產(chǎn)學(xué)研合作教育是由美國辛辛那提大學(xué)工程學(xué)院教務(wù)長赫爾曼·施耐德開創(chuàng)的,它的基本特征是學(xué)習(xí)和工作相結(jié)合。長期以來,產(chǎn)學(xué)研合作的重點(diǎn)放在產(chǎn)、學(xué)合作上,主要合作方式為建立校外實(shí)踐基地接納學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)?!?018年度全國普通高校本科教育教學(xué)質(zhì)量報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,新建本科高校校均校外實(shí)踐實(shí)習(xí)基地?cái)?shù)量153.31個(gè),校均當(dāng)年接納學(xué)生總數(shù)為6042.22人次,說明各新建本科高校已經(jīng)建立了校企合作的基礎(chǔ),形成了基本的合作。
2.新工科技術(shù)的需求來源于企業(yè)
應(yīng)用型新工科不是學(xué)術(shù)導(dǎo)向的建設(shè),而是產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向的建設(shè),最終目的是要服務(wù)社會(huì)需求。畢業(yè)生的就業(yè)崗位來自企業(yè),學(xué)生的能力和素質(zhì)應(yīng)該滿足企業(yè)崗位的需求,教師的科研成果應(yīng)該更好地為企業(yè)服務(wù)。因此,在需求導(dǎo)向上,應(yīng)用型新工科建設(shè)離開企業(yè)將成為無源之水、無本之木。
3.校企合作共同培養(yǎng)人才
在確定專業(yè)設(shè)置和人才培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)格時(shí),要了解企業(yè)、行業(yè)和社會(huì)對(duì)人才需求的信息;在專業(yè)論證、課程體系設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)等方面,要滿足企業(yè)、行業(yè)和社會(huì)的需要;在人才培養(yǎng)的過程中,要企業(yè)全程參與,合作企業(yè)是高校辦學(xué)的伙伴,人才培養(yǎng)需要校企協(xié)同實(shí)施。
基于應(yīng)用型本科高校建設(shè)新工科存在的問題和校企多方協(xié)同開展新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,應(yīng)用型本科高校建設(shè)新工科需要以成果導(dǎo)向(outcome based education,簡稱OBE)理念為引導(dǎo),以多方校企合作為手段,明確需求,建設(shè)基地,提升師資,構(gòu)建課程,通過校企多方協(xié)同共建共育共享,培養(yǎng)新工科高水平應(yīng)用型人才。
1.打破學(xué)科專業(yè)藩籬,對(duì)接產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)專業(yè)群
目前應(yīng)用型本科高校的院系大多依據(jù)學(xué)科設(shè)置,學(xué)科專業(yè)之間形成了壁壘,阻礙了學(xué)科專業(yè)的交叉融合。按照地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,應(yīng)將對(duì)接同一產(chǎn)業(yè)或以相同產(chǎn)業(yè)為核心的上下游產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專業(yè)設(shè)置為同一個(gè)專業(yè)群,以專業(yè)群為建設(shè)單元開展師資隊(duì)伍、教學(xué)條件、課程體系等方面的建設(shè)。同一專業(yè)群的各專業(yè)之間聯(lián)系緊密,教學(xué)條件和團(tuán)隊(duì)可以資源共享,各團(tuán)隊(duì)既可獨(dú)立開展研究、落實(shí)任務(wù),又可互相幫助和支持,定期開展經(jīng)驗(yàn)分享,能在一定程度上促進(jìn)各專業(yè)間的交叉融合,為培養(yǎng)復(fù)合型新工科人才提供專業(yè)基礎(chǔ)。
2.尋求先進(jìn)企業(yè)開展校企協(xié)同創(chuàng)新,探索新工科人才培養(yǎng)新模式
開展新工科人才培養(yǎng),要充分認(rèn)識(shí)新工科的新技術(shù)、新工藝、新流程和新標(biāo)準(zhǔn),而這些最新技術(shù)、工藝、流程和標(biāo)準(zhǔn)往往存在于本領(lǐng)域內(nèi)的高水平企業(yè),因此必須尋求本領(lǐng)域內(nèi)高水平的企業(yè)做合作伙伴,形成以重點(diǎn)合作企業(yè)為核心的一批校企合作企業(yè)群,開展專業(yè)共建、人才共育、技術(shù)導(dǎo)入、科技賦能、創(chuàng)新孵化等戰(zhàn)略合作,實(shí)施協(xié)同創(chuàng)新。將先進(jìn)企業(yè)的新技術(shù)、新理念和新思路按照繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享等原則納入多方協(xié)同人才培養(yǎng)的框架,探索應(yīng)用型新工科人才培養(yǎng)新模式。
3.構(gòu)建多層次校內(nèi)外實(shí)踐基地,為新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供平臺(tái)
具有創(chuàng)新特質(zhì)的應(yīng)用型新工科人才培養(yǎng),不是傳統(tǒng)教學(xué)模式的補(bǔ)充,而是一種新的人才培養(yǎng)模式,因此搭建滿足市場需求的多層次實(shí)踐基地至關(guān)重要〔5〕。要解決復(fù)雜工程問題必須按照局部與整體相結(jié)合、單項(xiàng)與綜合相結(jié)合的思路進(jìn)行,建設(shè)校內(nèi)外實(shí)踐基地也必須按照這樣的思路建設(shè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)平臺(tái),保證設(shè)施設(shè)備的多樣性,能同時(shí)實(shí)現(xiàn)專項(xiàng)訓(xùn)練與系統(tǒng)集成。校企可以無保留的實(shí)現(xiàn)技術(shù)共享,師生可以在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上完成二次開發(fā),學(xué)生在校內(nèi)就可以得到與實(shí)際產(chǎn)業(yè)接軌的工程項(xiàng)目的訓(xùn)練,然后到企業(yè)工程環(huán)境中去實(shí)習(xí)。這樣的建設(shè)思路不但提高師資隊(duì)伍建設(shè)水平,促進(jìn)教師和團(tuán)隊(duì)的教學(xué)科研能力,也為學(xué)生解決實(shí)際復(fù)雜工程問題提供基礎(chǔ)和條件保障。
4.建立長效機(jī)制,完善高水平雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)
新工科背景下的應(yīng)用型人才培養(yǎng),更強(qiáng)調(diào)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力、適應(yīng)變化的能力以及創(chuàng)新能力,因此,教師需要以學(xué)生綜合素質(zhì)和能力提升為核心,提高自身的教學(xué)水平和能力,其實(shí)現(xiàn)途徑主要有以下幾種:第一可以聘請(qǐng)企業(yè)工程師兼職并對(duì)企業(yè)教師開展規(guī)范化教學(xué)培訓(xùn),使其適應(yīng)教學(xué)工作;第二可以安排教師赴企業(yè)掛職鍛煉或到國內(nèi)外先進(jìn)典型學(xué)校開展訪學(xué)培訓(xùn),多渠道了解學(xué)科前沿,以便更好地融入教學(xué)過程中;第三可以依托地方重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)成立科研團(tuán)隊(duì),通過科研項(xiàng)目服務(wù)地方,將科研成果應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐,形成教學(xué)科研相互促進(jìn)、水漲船高的良好局面。
5.綜合考慮各利益相關(guān)方的建議,構(gòu)建多學(xué)科交叉融合的課程體系
新工科面臨的問題越來越復(fù)雜,單一的知識(shí)領(lǐng)域很難解決這些復(fù)雜的問題,這就需要綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)。一個(gè)專業(yè)課程體系的構(gòu)建要根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)確定,而對(duì)新工科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)最有發(fā)言權(quán)的是行業(yè)的發(fā)展、企業(yè)市場的需求、學(xué)生的基礎(chǔ)和能力以及家長的期待,針對(duì)上述人群開展調(diào)查,充分了解和掌握需求后確定的新工科培養(yǎng)目標(biāo)才是最符合客觀規(guī)律的培養(yǎng)目標(biāo)。一旦培養(yǎng)目標(biāo)確定,即可按照成果導(dǎo)向(OBE)人才培養(yǎng)理念逆向重構(gòu)人才培養(yǎng)方案,升級(jí)改造舊的工科知識(shí),升級(jí)換代原有的實(shí)踐體系,提高畢業(yè)要求對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐度以及課程體系對(duì)畢業(yè)要求的支撐度,按照交叉融合、因材施教、協(xié)同育人的思路,重構(gòu)能滿足通識(shí)教育、專業(yè)教育以及實(shí)踐能力提升的課程體系。
沈陽工學(xué)院地處沈撫改革示范區(qū)。隨著新一輪產(chǎn)業(yè)革命進(jìn)程的不斷推進(jìn),遼寧省衍生出高端裝備制造業(yè)、新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、新能源汽車等重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),形成了對(duì)智能制造、智能科學(xué)與技術(shù)、機(jī)器人工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等新工科專業(yè)人才的大量需求,因此學(xué)校立足沈撫兩市一區(qū),面向遼寧省,主動(dòng)對(duì)接區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),精準(zhǔn)對(duì)接高端裝備制造業(yè)、人工智能、新一代信息技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,分析產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)領(lǐng)域和崗位群特點(diǎn),瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展方向和潛在需求,開展高校內(nèi)的專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推動(dòng)專業(yè)有效整合,以核心專業(yè)為引領(lǐng),將若干知識(shí)和技術(shù)領(lǐng)域相同或相近的、具有內(nèi)在聯(lián)系的專業(yè)有機(jī)結(jié)合,增設(shè)“新興工科”專業(yè),升級(jí)改造傳統(tǒng)工科專業(yè),建設(shè)學(xué)科交叉的新的工科專業(yè),依托與地方政府、行業(yè)、企業(yè)的有效融合,協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展,互惠互利,加強(qiáng)專業(yè)建設(shè),促進(jìn)內(nèi)涵發(fā)展,把產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)大、創(chuàng)造價(jià)值高、帶動(dòng)結(jié)構(gòu)能力強(qiáng)的專業(yè)作為突破重點(diǎn),形成了具有鮮明區(qū)域特色的專業(yè)集群(見圖1)。
圖1 新工科專業(yè)結(jié)構(gòu)
學(xué)校新工科建設(shè)秉承“專業(yè)隨產(chǎn)業(yè)生而長”“產(chǎn)業(yè)隨專業(yè)興而優(yōu)”的理念,彼此相互促進(jìn),協(xié)同共進(jìn)。學(xué)校打破二級(jí)學(xué)院按學(xué)科類別建制,依托產(chǎn)業(yè)鏈條整合專業(yè)形成新的專業(yè)群,依托產(chǎn)業(yè)行業(yè)設(shè)置i5智能制造學(xué)院、華為ICT學(xué)院等產(chǎn)業(yè)學(xué)院,新建了智能制造工程、機(jī)器人工程、大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用等新專業(yè),改造了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè),形成新的培養(yǎng)方向,新工科建設(shè)促進(jìn)了學(xué)校專業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化。
先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)水平領(lǐng)先于應(yīng)用型高校,這些企業(yè)在同類企業(yè)中規(guī)模領(lǐng)先、技術(shù)水平先進(jìn)、具有重要影響力,能夠代表國際、國內(nèi)領(lǐng)先水平。應(yīng)用型高校和先進(jìn)企業(yè)合作,能夠?qū)W習(xí)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù),提升整體辦學(xué)實(shí)力和核心競爭力,是快速獲取新工科技術(shù)的重要渠道之一,在實(shí)際操作中,高校應(yīng)結(jié)合自身辦學(xué)定位精準(zhǔn)選擇技術(shù)領(lǐng)先、能夠深度合作的企業(yè)合作。
按照攜手名企、定位高端、匹配專業(yè)的思路,把深化校企合作作為長期發(fā)展戰(zhàn)略,積極推進(jìn)各專業(yè)(群)實(shí)訓(xùn)基地、產(chǎn)業(yè)學(xué)院、校企聯(lián)盟等項(xiàng)目建設(shè)。學(xué)校圍繞新工科建設(shè),開展了對(duì)沈陽機(jī)床集團(tuán)、華晨寶馬汽車有限公司、華為技術(shù)有限公司、奇虎360科技有限公司、甲骨文(中國)軟件系統(tǒng)有限公司等行業(yè)內(nèi)名優(yōu)企業(yè)調(diào)研,建設(shè)了全國首家i5智能制造中心、華中數(shù)控學(xué)院、華為ICT學(xué)院等一批生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地,牽頭成立了汽車產(chǎn)業(yè)鏈后市場產(chǎn)業(yè)、自動(dòng)識(shí)別智能裝備產(chǎn)業(yè)校企聯(lián)盟,與行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)形成了校企命運(yùn)共同體,為應(yīng)用型本科高校校企合作提供了范式。
經(jīng)過多年的探索實(shí)踐,學(xué)校確立了多方校企合作的思路,組建了新工科合作企業(yè)群。如在智能制造專業(yè)群建設(shè)中,首先圍繞核心工科技術(shù),確定了一個(gè)核心的合作企業(yè)——沈陽機(jī)床集團(tuán)。該集團(tuán)擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的i5智能制造技術(shù),企業(yè)產(chǎn)品銷往全國各地,具有較強(qiáng)的產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢。學(xué)校同沈陽機(jī)床集團(tuán)達(dá)成協(xié)議,雙方共同出資、出人建設(shè)沈陽工學(xué)院i5智能制造學(xué)院。其次,圍繞交叉學(xué)科技術(shù),確定了一批知名的合作企業(yè)——中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所、新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司等。最后,圍繞社會(huì)需求多方協(xié)同育人,拓展了廣泛的企業(yè)用戶——中國航天科工二院、華晨寶馬汽車有限公司等。這些企業(yè)對(duì)學(xué)校新工科專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。
開展新工科專業(yè)建設(shè)必須具備較完善的校內(nèi)實(shí)踐基地,能夠更好地讓老師和學(xué)生去看、去干,甚至去設(shè)置和排除故障。為此,學(xué)校與合作企業(yè)共同設(shè)計(jì)和建設(shè)了一系列功能齊全的校內(nèi)實(shí)踐基地,包括:與華為和中國移動(dòng)建設(shè)的校內(nèi)通訊實(shí)踐基地、與甲骨文公司共建的大數(shù)據(jù)中心、與沈陽機(jī)床集團(tuán)共建的智能制造實(shí)踐基地等。以智能制造實(shí)踐基地為例,按照同時(shí)滿足開放、多樣、綜合系統(tǒng)與單項(xiàng)訓(xùn)練系統(tǒng)相結(jié)合、技術(shù)共享等特點(diǎn)建設(shè)校內(nèi)實(shí)踐基地。智能制造實(shí)踐基地按照設(shè)備層級(jí)智能化、控制層級(jí)網(wǎng)絡(luò)化、企業(yè)層級(jí)過程可視化、網(wǎng)絡(luò)層級(jí)管理數(shù)字化的四化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),包括三個(gè)制造單元島、一個(gè)智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)、一個(gè)車間總控系統(tǒng)的智能制造實(shí)訓(xùn)中心。實(shí)踐基地既可以滿足學(xué)生模塊化訓(xùn)練,也可以滿足學(xué)生的綜合訓(xùn)練。
1.選擇開放平臺(tái)
開放平臺(tái)有利于師生更好地了解新工科各項(xiàng)技術(shù),學(xué)校的i5智能制造平臺(tái)使得企業(yè)向?qū)W校開放了包括程序接口及源代碼的全部技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)軟硬件的參數(shù)調(diào)整、控制對(duì)象的變更、控制手段和方法的變化、新的控制對(duì)象的增加、新的控制方法的嘗試等。教師依托該平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā),充分挖掘和高效利用平臺(tái)資源,對(duì)教師的科研能力的提高發(fā)揮了有效的促進(jìn)作用,為學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐以及解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)提供了保障。
2.設(shè)施系統(tǒng)多樣
企業(yè)為了追求系統(tǒng)的安全和高效,通常采用盡可能同一品牌或相近的系統(tǒng)和設(shè)備,而學(xué)校是為了培養(yǎng)人,在系統(tǒng)構(gòu)成上在保證系統(tǒng)安全性的基礎(chǔ)上,可更多地吸納不同的系統(tǒng)和設(shè)備,以求教師和學(xué)生了解更多的新技術(shù)和新裝備。學(xué)校的智能制造實(shí)訓(xùn)中心的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就包括西門子、FANUC和i5系統(tǒng),機(jī)器人涵蓋發(fā)那科、庫卡、ABB和安川“四大家族”,機(jī)器人的形式也有固定、桁架和地軌等多種。設(shè)施系統(tǒng)多樣性能夠更好地滿足教學(xué)和科研的多樣化需求,助力新工科學(xué)生能力的培養(yǎng)和提高。
3.綜合系統(tǒng)與單項(xiàng)訓(xùn)練相結(jié)合
學(xué)生的能力培養(yǎng)需要循序漸進(jìn),實(shí)踐基地的建設(shè)需要單項(xiàng)與綜合相結(jié)合。學(xué)校的新工科實(shí)踐基地建設(shè)既有功能齊全、設(shè)施先進(jìn)的綜合系統(tǒng),又有單項(xiàng)技術(shù)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)室,更好地滿足了系統(tǒng)訓(xùn)練與單項(xiàng)訓(xùn)練的需求。為解決單項(xiàng)技術(shù)訓(xùn)練,建設(shè)單項(xiàng)技術(shù)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)室,包括通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室、智能檢測實(shí)驗(yàn)室、智能高速五軸實(shí)驗(yàn)室、大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室、智能物流實(shí)驗(yàn)室等單項(xiàng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。為提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力,建設(shè)了涵蓋多個(gè)智能單元島、智能物流控制以及智能車間總控的集成平臺(tái),學(xué)生可以將單項(xiàng)訓(xùn)練的技術(shù)、技巧根據(jù)項(xiàng)目需求選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、方法、手段、工藝、流程等,開展全方位綜合性智能訓(xùn)練,對(duì)接現(xiàn)代智能制造產(chǎn)業(yè)新需求。
4.技術(shù)共享
學(xué)校與合作企業(yè)共同育人、共同研發(fā),通過共享的全面化開放平臺(tái)發(fā)布各種信息、技術(shù)校企合作雙方能夠及時(shí)了解、參與、研究和分享。合作中,一方面學(xué)校教師的教科研水平得到提高,另外一方面雙方研發(fā)的技術(shù)成果應(yīng)用于企業(yè),提高了企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員整體水平及企業(yè)的競爭力。技術(shù)共享成為校企長期深度合作的保障。
校內(nèi)新工科實(shí)踐基地由校企雙方的技術(shù)人員和專家共同建設(shè),在基地的建設(shè)和應(yīng)用中,很好地鍛煉了師資隊(duì)伍,培養(yǎng)出一批學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干,逐步形成了一支專家教授指導(dǎo)、骨干教師支撐、青年教師快速成長、“雙師雙能型”教師比例高的高水平學(xué)術(shù)梯隊(duì)。通過平臺(tái)建設(shè)和使用,教師提高了自身水平,促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。
首先,學(xué)校通過密切校企合作,聘請(qǐng)企業(yè)工程師來校任教,指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì),為學(xué)生帶來企業(yè)的真實(shí)項(xiàng)目,鼓勵(lì)學(xué)生開展自主式學(xué)習(xí),提升學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力和水平。其次,學(xué)校與深度合作企業(yè)開展“教師赴企業(yè)掛職鍛煉”,教師深入寶馬、華為、機(jī)床、東軟等企業(yè),通過真實(shí)企業(yè)實(shí)踐,深度了解先進(jìn)制造技術(shù)的崗位需求,豐富了教師實(shí)踐背景,提升了教師實(shí)踐水平。再次,學(xué)校引進(jìn)知名企業(yè)教授級(jí)高工、高級(jí)工程師、高級(jí)實(shí)驗(yàn)師,補(bǔ)充了師資數(shù)量,優(yōu)化了師資結(jié)構(gòu),打造形成了一支專兼職結(jié)合的掌握智能制造企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的“雙師雙能型”師資隊(duì)伍。最后,學(xué)校通過高水平實(shí)踐平臺(tái),與企業(yè)工程師一起建設(shè)高水平科研團(tuán)隊(duì),共同開展科學(xué)研究,共同研發(fā)科研項(xiàng)目,共同形成科研成果,將其應(yīng)用到企業(yè)實(shí)踐中,并將這些典型案例轉(zhuǎn)化為教學(xué)項(xiàng)目,支撐學(xué)校教學(xué),形成互惠互利、合作共贏的良性循環(huán)。
通過企業(yè)掛職鍛煉和校內(nèi)實(shí)踐基地的學(xué)習(xí)和研究,教師掌握了新工科專業(yè)相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展以及行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求。在此基礎(chǔ)上,以O(shè)BE教育理念為指導(dǎo),教師與企業(yè)技術(shù)管理人員共同研究,通過成果導(dǎo)向的反向設(shè)計(jì),形成了新工科專業(yè)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。
新工科專業(yè)根據(jù)社會(huì)需求和學(xué)校定位,校企多方參與確定人才培養(yǎng)目標(biāo),進(jìn)一步分解畢業(yè)要求,設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案,制定課程體系,確立課程標(biāo)準(zhǔn),開展教學(xué)活動(dòng),實(shí)施課程評(píng)價(jià),形成畢業(yè)要求達(dá)成評(píng)價(jià),進(jìn)一步支撐培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。OBE理念下的人才培養(yǎng)方案體系框架如圖2所示。
圖2 OBE理念下的人才培養(yǎng)方案體系框架
下面以智能制造為例說明新工科課程體系建設(shè)的思路。智能制造新工科課程體系分為三個(gè)模塊:理論課程體系、實(shí)踐課程體系和課外活動(dòng)與社會(huì)實(shí)踐,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、智能制造工程應(yīng)用能力、綜合素養(yǎng),使其成為具有創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力、較強(qiáng)智能制造工程能力、較好綜合素養(yǎng)的高級(jí)應(yīng)用型人才(見圖3)。
圖3 智能制造新工科人才培養(yǎng)課程體系
按照崗位需求,教師與企業(yè)專家一起將企業(yè)先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)化為教學(xué)內(nèi)容,編制成教學(xué)項(xiàng)目,形成講義材料,在教學(xué)中通過應(yīng)用不斷優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上編寫公開出版教材、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書固化教學(xué)成果。
現(xiàn)代化的實(shí)踐中心、高水平的師資隊(duì)伍和先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)生不再上課來、下課走,學(xué)生自己忙起來了,“5+2”“白+黑”地在實(shí)驗(yàn)室里學(xué)習(xí)、實(shí)踐成為常態(tài)。學(xué)校還因勢利導(dǎo)組織了多個(gè)大學(xué)生科技社團(tuán),以項(xiàng)目為載體,探索研究基于實(shí)踐的學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)也鍛煉了解決實(shí)際工程問題的能力、培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作的精神,取得了良好的教學(xué)效果。以上諸多舉措使得學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量不斷提升,學(xué)生還未畢業(yè)就被中國航天科工二院、寶馬汽車、ABB、東軟集團(tuán)等名優(yōu)企業(yè)搶訂一空,這也成為新工科建設(shè)下的“沈工現(xiàn)象”。
筆者以沈陽工學(xué)院為例探索了以校企多方合作為支撐的應(yīng)用型本科新工科建設(shè)的有效路徑:先進(jìn)理念是引導(dǎo),基地建設(shè)是基礎(chǔ),多方校企合作是手段,師資隊(duì)伍建設(shè)是關(guān)鍵,課程項(xiàng)目開發(fā)是落腳點(diǎn)。實(shí)踐證明,這種做法在新工科建設(shè)中是有效的、可借鑒的。筆者牽頭的教育部首批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目——“基于i5智能制造學(xué)院新工科多方協(xié)同育人模式改革與實(shí)踐”獲評(píng)優(yōu)秀就充分體現(xiàn)了學(xué)校探索校企協(xié)同育人的成效。
新工科建設(shè)是一項(xiàng)涉及多產(chǎn)業(yè)、多部門、跨學(xué)科、跨專業(yè)的復(fù)雜的、全局性的系統(tǒng)工程,不可能一蹴而就,需要通過堅(jiān)持不懈的研究、實(shí)踐和探索來實(shí)現(xiàn),而如何進(jìn)一步提升教師的教學(xué)水平和科研能力、深化校企合作長效機(jī)制等問題則需要更多應(yīng)用型高校和專家學(xué)者的研究與實(shí)踐。