機械制造與自動化專業(yè)課程體系研究
時間:2022-06-23 10:55:55
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摘要:武漢軟件工程職業(yè)學院智能制造教研室基于創(chuàng)客教育,進行專業(yè)調研,構建機機械制造與自動化專業(yè)的雙創(chuàng)人才培養(yǎng)標準,研究專創(chuàng)融合的課程體系,設置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提升教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化教育3個課程階段,將工作任務分為機械設計創(chuàng)新、機械零件創(chuàng)業(yè)、機器人創(chuàng)新、虛擬建模創(chuàng)新和自動化應用創(chuàng)新5個方向建立創(chuàng)新團隊,以創(chuàng)業(yè)項目形式為載體,培養(yǎng)專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融合的雙創(chuàng)性專業(yè)人才。
關鍵詞:創(chuàng)客教育;課程體系;專創(chuàng)融合
《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020)年)》提出:“深入開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育既是促進高等教育內涵發(fā)展、促進人才培養(yǎng)轉型發(fā)展、促進經濟增長向創(chuàng)新驅動轉型的必然選擇,也是高等教育國際化、市場化、專業(yè)化的優(yōu)先路徑。”[1]《國家職業(yè)教育改革實施方案》提出:“職業(yè)院校應當根據(jù)自身特點和人才培養(yǎng)需要,主動與具備條件的企業(yè)在人才培養(yǎng)、技術創(chuàng)新、就業(yè)創(chuàng)業(yè)、社會服務、文化傳承等方面開展合作。”[2]高職院校要提高人才培養(yǎng)質量,必須深度推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,以全面提升學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為抓手,將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)的全過程,而創(chuàng)客教育是將專創(chuàng)融合作為高等教育綜合改革的重要突破口。
1創(chuàng)客教育及專業(yè)定位
1.1創(chuàng)客的內涵
創(chuàng)客(maker),指具有創(chuàng)新理念、自主創(chuàng)業(yè)的人,他們基于自己的興趣與愛好,將各種創(chuàng)意和創(chuàng)新轉變?yōu)楝F(xiàn)實的人。創(chuàng)客教育是以“開放、分享、實踐、創(chuàng)新和探究”為教育理念,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標的新型教育模式,具體途徑是通過創(chuàng)客空間,以課程體系為載體,改革“創(chuàng)造中學”的教學方式,培養(yǎng)專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融合的雙創(chuàng)性專業(yè)人才[3]。
1.2機械制造與自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標
《中國制造2025規(guī)劃》、《武漢制造2025行動綱要》和“新基建”等多項政策方針明確指示智能制造是新基建的工業(yè)基礎。機械制造與自動化(以下簡稱“機自”專業(yè))是智能制造的基礎分支,是工業(yè)建設的支柱,也是容易出雙創(chuàng)成果的專業(yè)。在智能制造環(huán)境下,機自專業(yè)是一個復合型多學科融合專業(yè),即新工科,包括人工智能、智能制造、機器人、云計算等新興產業(yè)。機自專業(yè)專創(chuàng)融合人才培養(yǎng)方案是立足裝備制造等產業(yè)(行業(yè)),培養(yǎng)全面發(fā)展,適應生產、建設、管理和服務第一線需要,具有創(chuàng)客精神,掌握機械制造與自動化專業(yè)知識的高素質技術技能人才?;趧?chuàng)客教育,構建機自專業(yè)雙創(chuàng)人才培養(yǎng)標準,研究專創(chuàng)融合的課程體系,可全面提升機自專業(yè)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[4]。
2課程體系研究
2.1重構人才培養(yǎng)方案
根據(jù)人才培養(yǎng)目標和三年一貫制思路,武漢軟件工程職業(yè)學院智能制造教研室設計了“三個階段、三位一體、三種模式、三條途徑”的機自專業(yè)專創(chuàng)融合人才培養(yǎng)方案(如圖1),融合創(chuàng)客教育,明確新工科人才培養(yǎng)目標和人才培養(yǎng)機制[5]。(1)專創(chuàng)融合育人課程體系分為三個階段,第一階段為雙創(chuàng)基礎教育,第二階段為雙創(chuàng)提升教育,第三階段為雙創(chuàng)孵化教育。(2)三種模式,一是實施項目化運作,和華數(shù)等企業(yè)組建訂單模式,通過橫向課題立項獲得相應資金資助;二是實驗室教學,在校企雙方教師指導下,提升專業(yè)能力;三是實訓基地教學,開展企業(yè)工程實踐、專業(yè)特色課、認識實習、生產實習、畢業(yè)實習等環(huán)節(jié)的校外教學。校企合作的實訓基地為專創(chuàng)軟硬件提供了強有力的保障。(3)學生通過三位一體來主動提升創(chuàng)業(yè)項目建設能力,如通識教育,培養(yǎng)創(chuàng)新意識;網絡助學,線上線下信息化多渠道拓展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,并且自主研學,夯實專業(yè)基礎。(4)教師團隊也會提供三種途徑提升學生創(chuàng)業(yè)項目建設能力,以課程化的第二課堂活動為引導,提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,如組建PLC第二課堂;以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類比賽為依托,使具有潛質的學生脫穎而出;利用暑期社會實踐,開展實習、課程設計、科研訓練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實訓等實踐,如師生共去西門子北京總公司學習數(shù)字雙胞胎技術。
2.2設置課程體系
經過調研,機自專業(yè)畢業(yè)生大部分從事零件圖電氣圖繪制、零件加工工藝與編程、智能設備裝調、智能產線系統(tǒng)設計、智能制造系統(tǒng)安裝調試與維護等方面的典型工作任務。校企雙方共同探討,分析出知識技能和素質要求。同時,校企雙方共同分析工業(yè)機器人應用編程1+X證書,數(shù)控車工銑工1+X證書,數(shù)控多軸加工技能證書、工業(yè)自動化認證、電工IC卡認證5證的職業(yè)技能考核考點,融合成實訓課的應知應會教學內容。根據(jù)從學生到創(chuàng)新人才的成長規(guī)律,將課程體系分為基礎學習領域、專業(yè)學習領域和人文素質拓展領域3個領域,其中,大一學生學習基礎學習領域,大二學生學習專業(yè)學習領域,大三學生學習人文素質拓展領域。在專業(yè)學習領域中,高校和企業(yè)共同把涵蓋智能制造領域的企業(yè)真實生產過程和步驟的典型工作任務、職業(yè)技能、職業(yè)素質的內容作為相應的核心技能,融入“雙創(chuàng)”課程。機自專業(yè)專創(chuàng)融合課程體系研究總體框架如圖2所示。如圖3所示,基于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式將課程體系分為三個階段,第一階段為雙創(chuàng)基礎教育,培養(yǎng)學生滋生創(chuàng)意,將專業(yè)基礎課和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識課程分類而上。第二階段為雙創(chuàng)提升教育,將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)合作課程與校企合作項目庫融合起來,專業(yè)課程都采用了項目式的課程改革,教學內容連續(xù)包周,每周18節(jié)課。第三階段為創(chuàng)新人才,可以創(chuàng)事業(yè),將做好的產品再一次提升,達到商品階段。第一階段創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎教育中的《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎》、第二階段創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提升教育中的《三菱工業(yè)機器人應用技術》《PLC應用技術》《智能制造建模與仿真》《智能產線數(shù)字化仿真》、第三階段的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化教育中的《智能制造自動化產線調試》《機器人工程思維訓練》《畢業(yè)設計(智能制造集成項目綜合強化)》8門課程為雙創(chuàng)合作課程,學生可以在這些課程中學習專業(yè)知識,做出創(chuàng)新產業(yè),每門課程都可設計出一個創(chuàng)新產品,如《PLC應用技術》課程,學生在學習中可以解決交通中的紅綠燈軟件編程問題,智能設備建模與仿真,可以解決工業(yè)產品數(shù)字建模問題。然后進入第三階段的《智能制造自動化產線調試》,可以在第二階段的PLC應用技術上進行深化,做出PLC固件,研制出產品售賣,并提供客戶的售后服務。學生在創(chuàng)新人才培養(yǎng)的過程中,以企業(yè)、社會發(fā)展中的重大需求為導向,如智能制造等專業(yè)項目為引領,使用任務驅動的方式來解決企業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題。2.3課程對接創(chuàng)業(yè)項目機械制造與自動化專業(yè),可分為兩個專業(yè)方向———機械設計制造類和機電設備類,對應10個工作崗,如機械工程技術人員、機械制造工藝員、電氣工程技術人員、智能產線管理員等,如圖4所示。工作任務為零件圖及電氣圖繪制、零件加工工藝與編程、智能設備裝調、智能制造產線系統(tǒng)設計、智能設備信息化管理與維護5項,工作任務劃分歸類為《AUTOCAD》、《機械設計基礎》、《三菱工業(yè)機器人應用技術》……等10門專業(yè)課程,可在機械設計創(chuàng)新、零件加工創(chuàng)業(yè)、機器人創(chuàng)新、虛擬建模創(chuàng)新和自動化應用創(chuàng)新5個方向進行雙創(chuàng)融合,培育創(chuàng)客。
3創(chuàng)客培養(yǎng)成效
教研室在機自專業(yè)2019級全體學生中進行選拔,建立5個融合方向團隊,結合所學的課程內容,每個團隊完成1~2個項目。如機械設計創(chuàng)新團隊,根據(jù)所學的《機械設計基礎》《工程制圖》課程內容,完成助老行走裝置的虛擬模型一套;機械零件創(chuàng)業(yè)團隊,根據(jù)所學的《數(shù)控加工編程》《多軸加工技術》,完成機械加工零件,將所加工的工藝產品進行售賣;機器人創(chuàng)新團隊,根據(jù)所學的《機器人工程思維訓練》《三菱工業(yè)機器人應用技術》,和企業(yè)進行技術開發(fā),完成視覺導航移動消殺機器人樣機一套;虛擬建模創(chuàng)新,根據(jù)所學的《智能設備建模與仿真》《智能產線數(shù)字化仿真》,完成新能源汽車變速箱自動化產線的數(shù)字化工廠調試模型;自動化應用創(chuàng)新(數(shù)字化雙胞胎)團隊,根據(jù)《智能傳感技術》《PLC電氣控制技術》等課程,完成離散行業(yè)工業(yè)4.0產線創(chuàng)新平臺的虛擬現(xiàn)實調試平臺1套和鏜床夾具自動裝配創(chuàng)新平臺的虛擬現(xiàn)實調試平臺1套。
4結束語
創(chuàng)客教育是新形勢下的教育創(chuàng)新,為適應產業(yè)結構轉型下的創(chuàng)新人才培養(yǎng),研究課程體系構建極其重要。高職院校應結合區(qū)域人才需求,在現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式上探索創(chuàng)客教育的有機融合,完善以創(chuàng)客人才培養(yǎng)為主線的課程體系構建和專業(yè)課程設置,為學生成為技術性創(chuàng)業(yè)人才提供實用、可行的知識能力儲備。
作者:高淼 柴藝 蔣芬 單位:武漢軟件工程職業(yè)學院