王海濤, 梅雪松, 許睦旬, 徐學(xué)武

(1.陜西省智能機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710049；2.西安交通大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，西安 710049；3.西安交通大學(xué) 城市學(xué)院，西安 710018)

0 引 言

智能制造作為新型的生產(chǎn)方式，融合了新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)[1-3]。為深化落實(shí)“中國制造2025”戰(zhàn)略，推進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加速實(shí)現(xiàn)智能制造，近年來國家加大了對智能制造項(xiàng)目的扶持力度，工業(yè)和信息化部在2015～2018年累計(jì)公示了“智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目”4批次306個(gè)，在2016～2018年立項(xiàng)培育“智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化與新模式應(yīng)用項(xiàng)目”3批次509個(gè)。項(xiàng)目涵蓋了眾多制造業(yè)領(lǐng)域，不但包括化工、鋼鐵、有色、汽車、機(jī)床等傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)，還涉及節(jié)能環(huán)保、新一代信息、生物、新能源、新能源汽車、高端裝備制造和新材料等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。智能制造裝備和先進(jìn)工藝通過在典型行業(yè)中的不斷探索，逐步形成了一些可復(fù)制推廣的新模式，然而現(xiàn)行高等教育培養(yǎng)的人才卻難以滿足我國制造業(yè)智能化進(jìn)程的需求，高層次工程科技人才的缺乏嚴(yán)重制約了我國智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[4]。如何培養(yǎng)智能制造領(lǐng)域的工程科技人才，已經(jīng)成為我國工科院校當(dāng)前的重要任務(wù)和使命擔(dān)當(dāng)?，F(xiàn)結(jié)合機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)類實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)實(shí)踐，探索一種“能力優(yōu)先、多元支撐、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同”的人才培養(yǎng)新模式，促進(jìn)了產(chǎn)教融合與校企合作，提高了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，為專業(yè)類實(shí)驗(yàn)室人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新提供了有益的借鑒和啟示。

1 當(dāng)前存在的問題

(1) 人才培養(yǎng)模式單一。系統(tǒng)性、適應(yīng)性、靈活性較差，面向工程實(shí)際的設(shè)計(jì)與實(shí)踐環(huán)節(jié)嚴(yán)重缺失，工程人才培養(yǎng)脫離產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。當(dāng)前國內(nèi)大部分高校專業(yè)課程體系的設(shè)置與建設(shè)嚴(yán)重落后于產(chǎn)業(yè)需求，未能跟上科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的變化趨勢做出適時(shí)調(diào)整，高等教育人才培養(yǎng)體系主要側(cè)重于理論傳授與學(xué)術(shù)前沿探索，致力于培養(yǎng)各類學(xué)術(shù)型人才，工程教育長期以來處于弱化狀態(tài)，應(yīng)用型人才教育未得到應(yīng)有的重視，專才教育存在一定程度的缺失[5]，導(dǎo)致我國的工程科技人才培養(yǎng)存在設(shè)計(jì)訓(xùn)練缺乏、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱、課程綜合性實(shí)用性不足、單一化和趨同化現(xiàn)象嚴(yán)重等問題[6]。同時(shí)，由于國家和行業(yè)主管部門、企業(yè)對工程教育管理的責(zé)權(quán)利不明確、扶持政策和激勵(lì)措施落實(shí)不到位，我國工科高校與工業(yè)企業(yè)、科研院所之間缺乏緊密聯(lián)系和有效協(xié)作，工程教育的層次規(guī)格、人才類型、培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求嚴(yán)重脫節(jié)，有些企業(yè)甚至不愿提供實(shí)習(xí)和見習(xí)場所，這樣既不利于工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)提升，也不利于產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展[7]。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇最新發(fā)布的《2017—2018全球競爭力報(bào)告》，盡管我國市場規(guī)模(第1位)、宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境(第17位)等一級指標(biāo)具有較好的競爭優(yōu)勢，但是與人才培養(yǎng)密切相關(guān)的高等教育和培訓(xùn)(第47位)、技術(shù)成熟度(第73位)、創(chuàng)新(第28位)等一級指標(biāo)排名相對靠后，與西方發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距[8]。在人才培養(yǎng)的過程中，不僅需要教育行政部門指導(dǎo)和支持高校積極開展工程教育的改革和實(shí)踐，而且需要國家產(chǎn)業(yè)主管部門、產(chǎn)業(yè)組織、企業(yè)、科研院所等相關(guān)單位做好協(xié)調(diào)工作。

(2) 師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不合理，“非工化”現(xiàn)象普遍存在。目前我國工科高校教師隊(duì)伍中嚴(yán)重缺乏既具有較高的學(xué)術(shù)理論水平又具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程背景“雙師”型教師，絕大多數(shù)工科教師是從校門到校門，雖然具有較強(qiáng)的專業(yè)理論水平和科研能力，但是缺少工程歷練和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，缺乏現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)所需的工程設(shè)計(jì)、組織管理和生產(chǎn)技術(shù)等方面的知識儲備[9]。另外，目前高校教師績效評價(jià)、職稱晉升、科技成果獎(jiǎng)勵(lì)等，多以學(xué)術(shù)頭銜、人才職稱為目標(biāo)，以縱向科研項(xiàng)目和文章數(shù)量為標(biāo)準(zhǔn)，高校的這種“非工化”“唯學(xué)術(shù)論”導(dǎo)向背離了工科發(fā)展的初衷，導(dǎo)致越來越多的教師遠(yuǎn)離工程和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，去追求理論研究[10]。

(3) 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃定位不準(zhǔn)。資源配置針對性差、效率低，未能充分發(fā)揮其在創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)中的作用。在管理體制上，不少高校按實(shí)驗(yàn)室類型將不同類型的實(shí)驗(yàn)室劃歸不同職能部門管轄，缺乏一個(gè)強(qiáng)有力的機(jī)構(gòu)來統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和調(diào)配實(shí)驗(yàn)室資源，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室資源不能有效匯聚。在建制模式上，以教學(xué)為主的實(shí)驗(yàn)室多數(shù)是按課程設(shè)置建立單科專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，專業(yè)面過窄，功能單一，既不利于進(jìn)行跨學(xué)科、跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)，也不利于交叉學(xué)科的“協(xié)同創(chuàng)新”；以科研為主的實(shí)驗(yàn)室多數(shù)是由若干個(gè)科研課題組分割資源而形成“單打獨(dú)斗”式實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，與國家重大戰(zhàn)略需求和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需構(gòu)建的跨學(xué)科的大團(tuán)隊(duì)、大平臺相去甚遠(yuǎn)[11]。

2 專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃與人才培養(yǎng)模式融合

智能制造專業(yè)人才多元要素培養(yǎng)體系是指以能力培養(yǎng)、實(shí)踐創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)需求為目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為核心，依托多元支撐平臺，通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方式開展實(shí)踐探索。該培養(yǎng)體系圍繞人才培養(yǎng)過程中的目標(biāo)設(shè)定、實(shí)踐平臺建設(shè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)改革、校企協(xié)同育人等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行具體的改革與實(shí)踐，充分發(fā)揮專業(yè)類實(shí)驗(yàn)室的作用，提升專業(yè)類實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與人才培養(yǎng)的契合度，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。其總體框架如圖1所示。

圖1 智能制造人才多元要素培養(yǎng)體系

2.1 能力優(yōu)先

創(chuàng)新型工程科技人才應(yīng)該具備多元合理的知識結(jié)構(gòu)、善于解決實(shí)際問題的綜合能力以及良好的品格素質(zhì)，創(chuàng)新型工程科技人才的構(gòu)成要素如圖2所示[12]。“能力優(yōu)先”是指以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、環(huán)境適應(yīng)能力等為核心目標(biāo)，堅(jiān)持以學(xué)生為中心、分類培養(yǎng)、因材施教的原則，創(chuàng)新型工程科技人才的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)注重知識結(jié)構(gòu)、綜合能力、品格素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展，著力促進(jìn)通識教育和專業(yè)教育、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的相互融合，切實(shí)推動(dòng)知識能力與素質(zhì)培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。

圖2 創(chuàng)新型工程科技人才的構(gòu)成要素

2.2 多元支撐

“多元支撐”是指基于辦學(xué)條件、為實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)所建立的多元支撐平臺，包括國家級、省部級、地市級等各級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，校級、院級師生教學(xué)科研平臺，產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，校外實(shí)踐培訓(xùn)基地等。

2.3 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”是以提高學(xué)生的科技創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力為主要目標(biāo)，建立“以賽促創(chuàng)”“以項(xiàng)目促創(chuàng)”的能力培養(yǎng)機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生自主走上科技創(chuàng)新之路。面向工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)需求，以教師科研項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、學(xué)科競賽以及學(xué)生自發(fā)創(chuàng)意、自主創(chuàng)新、商機(jī)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)[13]，構(gòu)建成果導(dǎo)向的研學(xué)體系，加強(qiáng)專業(yè)課程與雙創(chuàng)教育的融合，突出學(xué)科、專業(yè)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索中增長知識、在競賽中提升能力、在科研中突破創(chuàng)新。

2.4 產(chǎn)業(yè)協(xié)同

“產(chǎn)業(yè)協(xié)同”是采用“學(xué)生—教師—企業(yè)”三方聯(lián)動(dòng)運(yùn)行模式，將教師作為學(xué)生與企業(yè)溝通交流的樞紐，打通產(chǎn)學(xué)研各方的交流通道，加強(qiáng)信息反饋，盡量保證專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)實(shí)際需求相適應(yīng)，著力推動(dòng)產(chǎn)教深度融合，實(shí)現(xiàn)校企優(yōu)勢互補(bǔ)、互惠共贏。采用圖3所示的“漸進(jìn)式”實(shí)踐培養(yǎng)模式，通過合理設(shè)

圖3 “漸進(jìn)式”實(shí)踐培養(yǎng)模式

置驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)、開放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、CDIO實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐、科研項(xiàng)目訓(xùn)練等實(shí)踐環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立思考和解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使其具備終身學(xué)習(xí)能力和更好的環(huán)境適應(yīng)能力[14]。

3 實(shí)踐與成效

該培養(yǎng)體系目前得到應(yīng)用，并已初見成效：

(1) 學(xué)生綜合素質(zhì)獲得大幅提升，就業(yè)質(zhì)量穩(wěn)步提升[15]。在該培養(yǎng)體系實(shí)施過程中，大量的實(shí)踐案例激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們有目的、有意識地去完善知識結(jié)構(gòu)和提高創(chuàng)新能力，各類實(shí)踐項(xiàng)目的圓滿完成使學(xué)生具備了一定的綜合工程應(yīng)用素質(zhì)和能力。近3年來，有11篇畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)獲“西安交通大學(xué)本科生優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)”；學(xué)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量穩(wěn)步提升，學(xué)院學(xué)生一次性就業(yè)率達(dá)到98%以上，被中航工業(yè)、中航科工、中核工業(yè)、中船重工、中車集團(tuán)等國家大型裝備制造企業(yè)錄用的畢業(yè)生數(shù)量逐年增多，學(xué)生畢業(yè)后經(jīng)過2～3年的鍛煉多數(shù)已經(jīng)成長為技術(shù)骨干，人才培養(yǎng)質(zhì)量得到了企業(yè)的普遍好評和認(rèn)可。學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力進(jìn)一步提升，在全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、學(xué)科競賽等賽事中屢創(chuàng)佳績，在2016年第二屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲得金獎(jiǎng)，在2017年全國虛擬儀器大賽獲得唯一特等獎(jiǎng)，在2018年全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)大賽獲得特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)6項(xiàng)，在2018年第八屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽獲得一等獎(jiǎng)12項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，其中5項(xiàng)作品推選進(jìn)入“中國好設(shè)計(jì)”大賽。

(2) 推動(dòng)教師積極開展教改新模式探索與實(shí)踐。將科研成果融入教學(xué)內(nèi)容，有效提升了教學(xué)效果[16]。在教學(xué)改革過程中，重視科研對教學(xué)的促進(jìn)作用，把最新的科研成果帶入課堂中，把最新的知識和信息傳遞給學(xué)生，提升了教學(xué)的深度和廣度，保證了教學(xué)質(zhì)量的不斷提高，取得了較為豐富的教學(xué)成果和經(jīng)驗(yàn)，并形成了研究報(bào)告、教研論文等多種形式的教學(xué)成果材料。相關(guān)成果在2017年獲得陜西省教學(xué)成果特等獎(jiǎng)2項(xiàng)，校級教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

(3) 結(jié)合產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)校企協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。機(jī)械工程學(xué)院以國家對工程人才的需求為導(dǎo)向，緊密結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)及轉(zhuǎn)型升級的需求，依托專業(yè)類實(shí)驗(yàn)基地和共建平臺，設(shè)立了“高端裝備”“智能制造”“大數(shù)據(jù)”“機(jī)器人”“增材制造”等多個(gè)不同的專業(yè)方向，優(yōu)化課程和實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置，設(shè)計(jì)了面向產(chǎn)業(yè)需求的校企合作實(shí)踐教學(xué)方案。在哈爾濱、十堰、寶雞、西安等地與10多個(gè)企業(yè)簽訂了校企合作協(xié)議，建立了產(chǎn)學(xué)研

一體化的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，探索了人才協(xié)同培養(yǎng)模式，構(gòu)建了人才培養(yǎng)生態(tài)鏈，最終形成了校企共建雙贏機(jī)制(總體架構(gòu)見圖4)。

圖4 培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)方向與支撐條件的關(guān)系

4 結(jié) 語

針對普通高校在創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)方面存在諸多問題，分析給出了若干富有建設(shè)性的實(shí)施措施，立足行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)科建設(shè)要求，以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為核心，依托多元支撐平臺，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方式，充分利用各類資源，開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐基地的建設(shè)，形成了體系化面向創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)新局面，使智能制造專業(yè)類實(shí)驗(yàn)室真正成為人才培養(yǎng)、專業(yè)建設(shè)、科學(xué)研究和社會服務(wù)的基地，對高校的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和人才培養(yǎng)具有一定的借鑒意義。