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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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校企协同开展新工科课程与教学创新改革与实践——以先进制造类专业为例

【作者】 吴志清 史豪慧

【机构】 (广州工程技术职业学院)


【正文】  摘 要:本文介绍了新形势下为了积极推动新工科建设与实践,进行人才培育布局,以先进制造类专业为例,校企协同开展新工科课程与教学创新、改革与实践,通过以一个个机电产品的开发与研制为项目主线的课程设置和教学模式的创新改革,把先进制造专业群之间相关的知识、技能交互地融合、交叉地渗透,让专业群之间的知识与技能通过产品串联起来,形成系统化全面的知识与技能,从而来提高学生横向知识与技能的交互应用能力,具备一精多会、一专多能,真正符合新时代下新工科人才的要求。
  关键词:校企协同;新工科;课程与教学;创新
  新工业革命加速进行,新工科建设势在必行,新工科人才培养迫在眉睫。为应对新一轮科技革命和产业变革的挑战,主动服务国家创新驱动发展和“一带一路”、“中国制造2025”、“互联网+”等重大战略实施,加快工程教育改革创新,培育一大批多样化、创新型卓越工程科技人才支撑中国制造、产业转型升级,各地方政府应以党的十九大精神为依托,积极推动新工科建设研究与实践,进行人才培育布局,主动牵头企业、院校共同研究新工科人才的培养,提升国家战略的支撑能力。
  新工科人才应该具有专业知识、自然科学和人文社科知识、工程实践能力强、具有绿色思维、应用转换、创新创业和跨国跨界整合能力、具备国际竞争力和终身学习能力等可持续发展能力的多元化卓越技能人才。他们不仅在专业上精深,还应具有知识技能交叉融合应用、专业群支向技能交叉渗透的能力,具有一精多会、一专多能;他们不仅能运用所掌握的知识去解决现有的问题,也有能力学习新知识、新技术、新工艺、新设备去解决未来发展出现的问题,对未来技术和产业起到引领作用;他们不仅在技术上优秀,同时懂得经济、社会和管理,兼具良好的人文素养,适应国际、部门、行业、学科之间的互相跨越与协调,适应各种职业活动的相互渗透和配合。
  1. 校企协同创新思路
  在不改变现有的高职人才培养模式下,高职教育在纵向培养学生能力的前提下也应该重视学生知识与技能交互应用的横向发展。比如,如何拓宽专业口径、突破单一陈旧的教学模式,如何在专业群之间建立知识与技能的交互融合,如何培养学生的创新能力、自主学习能力,如何让学生能较多地具备岗位群实际工作的综合能力和综合技能,如何拓宽学生的就业适应面、更利于学生将来职业的发展与提升,等等。
  所以,校企共同考虑在先进制造专业群中开设的课程应具有多元化、数字化或进行实践的创新教学,以一种最适用、最易开展实施的课程教学来补充完善目前高职教育中在专业设置方面存在的一些不足。
  通过课程多元化设置与校企联合创新教学把先进制造专业群之间相关的知识、技能交互地融合、交叉地渗透,让专业群之间的知识与技能通过产品串联起来,形成系统化的知识与技能。从而提高学生横向知识与技能的交互应用能力,满足社会综合型人才“一精多会、一专多能”的要求,拓宽学生就业途径,为将来职业提升打下基础。
  2. 课程与教学创新
  (1)课程多元化设置
  课程主要以项目任务的形式进行设置,项目是以机电产品(如减速器、齿轮泵、涡轮机、发动机等)的创新研制或虚拟开发作为课程的主线,项目产品的选择要考虑能满足学生在先进制造专业群方面的学习需求,符合与企业合作的深度,产品任务由浅入深,由易到难。课程的开展由不同专业领域的教师和企业专家共同参与完成,共同引领学生参与产品从设计到研制到形成产品的整个过程。通过项目产品的实施过程来构建一个复合型交互型的知识结构体系,培养学生综合能力结构与人格素养结构均衡发展的教育平台。
  这里以减速器产品作为一个课程项目的陈述对象。减速器是用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速、传递转矩作用,其特点是承载能力大、低噪音、高精度,在现代机械中应用极为广泛,在各层次院校的教学应用中也是一个常用的题材。作为一个产品,减速器结构复杂,零部件较多,涉及到的知识点也较多。我们按照传统的正向设计、类比设计进行,可以从机械设计开始,根据产品基本的设计参数,计算出所要求规格的减速器;或者从已有的产品出发,运用测绘技术对已有的零件进行数据测绘;或者运用反求工程技术的三维扫描已有的零件,获取相关的数据;等等。然后运用三维建模的相关知识,可运用三维建模软件Pro/Engineer、UG、Solidwork等把各零件进行三维建模。零件无误后再运用计算机辅助设计软件AutoCAD,画出各零件图,画出整个产品的装配图。根据各零件的形状及结构的特点,或运用模具铸造,或运用数控机床,或运用快速成型机,或运用3D打印机等设备对各零件进行实物加工或虚拟仿真的加工等,形成虚拟零件。最后是根据实物零件进行现场或根据虚拟零件进行虚拟装配,从而来完成整个产品的实质研制或虚拟开发等。
  课程多元化的技术路线图下图1所示



















图1  课程多元化的技术路线图

  (2)专业群交互融合、交叉地渗透
  本项目旨在尝试借助我院的信息化手段,把产品进行实物或虚拟研制的加工生产全过程,整合到课程项目数字化或实践的创新教学实施过程中,通过信息化手段将企业的生产加工过程、工作流程等信息实时传送到课堂,最主要的是通过产品的实物或虚拟研制把先进制造专业群之间的相关知识与技能串联起来,并交互融合、交叉渗透,让专业群之间能通过产品建立柔性联系,形成一个系统的、全面的知识与技能。同时也把当今企业的新技术、新工艺、新设备的应用也融入到课程项目中,开展相近专业的结合与融会的教学,创造先进制造专业群支向知识与技能交互应用的机会,以满足部门、行业、学科之间的互相跨越,满足各种职业活动的相互渗透、融会和配合。从而来提高学生横向知识与技能的交互应用能力,满足社会综合型人才“一精多会、一专多能”的要求,拓宽学生就业途径,为将来职业的提升打下基础。
  (3)校企协同创新教学
  校企协同创新教学模式的创新主要体现在两个方面,第一是通过信息化技术手段,利用数字化教学资源,进行数字化教学;第二是打破传统的教学模式,进行现场模拟或企业实践教学。在教学安排上更具灵活性,教师根据产品的研制进度有序地进入角色,有序地安排相关的教学内容。每位教师可根据不同的教学内容,针对不同的对象,采取不同的教学模式,企业兼职教师可在生产或工作现场直接开展专业教学,实现真正意义上的校企协同教学。在总体的教学设计上应以培养学生的职业能力与综合素质为宗旨,在教学实施过程中应注重引导学生开展自主学习、创新学习,注重培养学生的创新意识、共同参与的积极性、团队合作精神等等。教师必须改变角色,由传统的单向灌输者,转变成学生学习流程的设计者、研究的组织者、课堂教学的参与者、疑难解惑者。学生由被灌输者,逐步转变成探究知识与问题的自主学习者,具有知识应用能力、信息获取和选择能力、动手实践能力、创新能力。
  3. 预期的效果
  (1)专业群建立了柔性地联系
  通过课程中的项目产品把先进制造专业群之间相关的知识、技能交互地融合、交叉地渗透,让专业群之间通过产品建立柔性地联系,同时也把当今企业的新技术、新工艺、新设备的应用也融入到课程项目中,并以学促用,以用促学,从而来提高学生横向知识与技能的交互应用能力,达到社会综合型人才“一精多会、一专多能”的要求。通过课程多元化开展相近专业的结合与融会的数字化或实践的创新教学,创造专业群支向知识与技能交互应用的机会,以满足部门、行业、学科之间的互相跨越,满足各种职业活动的相互渗透和配合。为学生将来职业岗位的多样性以及学生就业后对职业的提升提供了保障。
  (2)产学研有效地结合
  通过课程多元化中项目产品的创新开发与研制学校能进一步与多家企业进行更深层次更融入的合作,在我院信息化技术的工作平台上搭建校企合作教科研平台,通过信息化手段将企业加工、生产、产品等信息引入校园,引入课堂,创造校企在师资、技术、设备等方方面面的灵活合作,让师生和企业人士能够共同参与课程的教学运作。共同创立集科研、生产、应用和高技能人才培养于一体的经济实体,利用经济杠杆把双方的利益紧密结合起来,形成经济利益共同体,建立产学研用长效合作机制。同时,教师可参与到企业中,一起进行调研、设计、研制企业或社会所需的新产品,以此来提高企业产品的科技含量,促进企业科技成果的效益转化。让师生共同参与合作企业的生产、设计、改造、研发等环节,既为企业提供人才和技术服务,又可以提高师生的实践能力,建立校企合作的产学研用一体模式,真正满足产学研结合的人才培养模式。
  (3)学生综合能力的培养
  通过课程的多元化的设置与创新教学,构建一个复合知识结构、综合能力结构与人格素质结构均衡发展的教育平台,真正地开发学生的学习潜力,拓宽学生的专业知识,提供学生自主学习的空间、方法与途径,让学生能面向行业技术岗位明确自己的专业与技能取向,激励学生有意识地去掌握相关专业知识与技能,增强学生自主学习能力及创新意识,提高学生专业群支向技能交互应用的能力,具备开展贴近生产、技术、工艺、研发的职业活动能力,了解企业运作模式。通过共同设计研制产品促进师生、职业人与准职业人之间的互动、交流与沟通,促进学生之间相互探讨与配合,培养他们的综合能力与素质,培养学生成为一精多会、一专多能、应变能力强的综合性人才.
  4. 结论与展望
  为加快工程教育改革创新,提升国家战略的支撑能力,人才的培养是优为重要,为支撑中国制造、产业转型升级,新工科人才的培养已迫在眉睫。
  本文通过课程项目中产品开发研制的开展以及教学模式的创新,能有效地拓宽学生的专业知识,开拓相近专业的结合与融会,提高专业群之间知识与技能的交互应用,培养广博多能、应变能力强的综合性人才。通过不断地进行课程与教学创新改革,校企的不断深入融合,培养的新工科人才不仅在专业上精深,还具有知识技能交叉融合应用、专业群支向技能交叉渗透的能力,也有能力学习新知识、新技术、新工艺、新设备,适应部门、行业、学科之间的互相跨越与协调,适应各种职业活动的相互渗透和配合,对未来技术和产业起到引领作用。
  【基金1】:广州市教育科学规划(Guangzhou education scientific research project)2018 年度课题+校际协同创新中高职衔接的云教育平台实践策略研究(课题编号:201811555)阶段性研究成果
  【基金2】:广州市教育科学规划(Guangzhou education scientific research project)2016年度课题+中高职衔接协同创新课程教学改革研究(课题编号:1201534021)阶段性研究成果
  参考文献:
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  [3] 陈红兵,邓梅娥,卢进登,赵丽娅,尹光霞.? “新工科”背景下实践教学模式的研究与探索[J]. 教育现代化.?2018(20) 
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  [5] 吴志清,史豪慧.?开展基于产品创新研制的课程,提高高职机电学生的综合能力[J]. 科学技术哲学. 2017(31)
  [6] 吴倩,程宜康.技术素养:中国制造2025背景下的高职人才培养质量思考[J].职教论坛.2016(6):10-14.
  作者简介:吴志清,女(1967.06—),汉族,江西省丰城市人,硕士,机械高级工程师,机械制造自动化副教授,数控车床高级技师。研究方向:职业教育、CAD/CAM /CAE。史豪慧,男(1968.05—),汉族,淅江省象山县人,广州工程技术职业学院,校企协同办公室主任,副教授,高级营销师,经济学硕士,研究方向:职业教育、宏观经济和市场营销。