高清冉，秦國(guó)防

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，河南 濟(jì)源 459000）

隨著國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，新一輪的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命已經(jīng)成為國(guó)家綜合實(shí)力的核心。新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)需要與之相匹配的工程教育支撐，于是“新工科”應(yīng)運(yùn)而生[1]?！靶鹿た啤毕鄬?duì)于傳統(tǒng)的工科，更注重培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才，強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的交叉融合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；更注重培養(yǎng)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才，特別是信息通信、電子控制、軟件設(shè)計(jì)等新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化[2]，這也正是智能制造的靈魂。

“新工科”建設(shè)離不開(kāi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院在構(gòu)建智能制造專業(yè)群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)過(guò)程中，把專業(yè)工程訓(xùn)練中心、大師工作室、專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)室、綜合創(chuàng)新室等硬件平臺(tái)和教師創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)、學(xué)生科技社團(tuán)建設(shè)、人才培養(yǎng)方案創(chuàng)新、課程體系重構(gòu)、課程改革等軟件平臺(tái)建設(shè)相結(jié)合，整合優(yōu)化為集教學(xué)、生產(chǎn)、創(chuàng)新、研發(fā)于一體的高集成平臺(tái)。在平臺(tái)上，課題、賽項(xiàng)、項(xiàng)目等任務(wù)無(wú)界交叉融合，打破專業(yè)和學(xué)科的框架，能夠高效解決實(shí)際工程難題。課題組以該院近幾年智能制造專業(yè)群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)建設(shè)為例，同時(shí)結(jié)合該院與鄭州輕工業(yè)大學(xué)聯(lián)辦應(yīng)用型本科專業(yè)——機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的建設(shè)成效，闡述傳統(tǒng)工科專業(yè)在“新工科”理念下的成長(zhǎng)蛻變。

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)軟平臺(tái)建設(shè)

軟平臺(tái)主要解決人的問(wèn)題、方向的問(wèn)題和內(nèi)涵的問(wèn)題。

1.1 制定多學(xué)科交叉多出口的機(jī)械類人才培養(yǎng)方案

機(jī)械大類包羅萬(wàn)象，門(mén)類繁多，為了使學(xué)生高質(zhì)量寬口徑就業(yè)，修訂后的人才培養(yǎng)方案既重視通識(shí)教育，又根據(jù)個(gè)體興趣差異，打造個(gè)性化的人才培養(yǎng)方向，分為設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化機(jī)器人三個(gè)方向，如圖1所示，同時(shí)注重自主發(fā)展與學(xué)科的交叉融合。根據(jù)智能制造對(duì)人才培養(yǎng)的需求，不間斷更新課程設(shè)置，提升課程內(nèi)容的綜合度和挑戰(zhàn)性，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

圖1 面向智能制造的機(jī)械類課程體系

1.2 重構(gòu)專業(yè)基礎(chǔ)，夯實(shí)工程地基

“新工科”建設(shè)要求專業(yè)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，新理念、新結(jié)構(gòu)要求原有的課程體系和課程內(nèi)容必須重構(gòu)。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科是高等工程教育的一級(jí)地基[3]，而數(shù)學(xué)、物理、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的地基，專業(yè)的大廈越高，地基越要挖深夯實(shí)。在機(jī)電專業(yè)理論和高階的實(shí)踐應(yīng)用中，扎實(shí)的基本功始終是解決工程問(wèn)題的必要條件。伴隨著專業(yè)精細(xì)化，不同專業(yè)方向的人才培養(yǎng)方案對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)學(xué)科和專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科的側(cè)重點(diǎn)不同。只有做到熟悉專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)課程的地位、專業(yè)課程目標(biāo)任務(wù)和重點(diǎn)難點(diǎn)，才能對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科和專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科做到精選和精簡(jiǎn)[4]。精選是選擇支撐專業(yè)課的基礎(chǔ)學(xué)科和專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科科目，精簡(jiǎn)是對(duì)所選課程的內(nèi)容優(yōu)化組合、推陳出新?？傊?，要使基礎(chǔ)課程“專而精”，必須做到有的放矢，從課程科目到課程內(nèi)容都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選，切不可胡子眉毛一把抓。

課程重構(gòu)除了精選精簡(jiǎn)外，還必須轉(zhuǎn)變以培養(yǎng)工作技能為目標(biāo)的教學(xué)方式。要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念教學(xué)，告訴學(xué)生本課程本知識(shí)點(diǎn)在專業(yè)中的地位和作用，以及在后續(xù)課程中和工程實(shí)際中的應(yīng)用，減少單純細(xì)節(jié)講練，從而減少課時(shí)。

1.3 占好課堂主陣地

學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。學(xué)生的專業(yè)能力是職業(yè)成長(zhǎng)的基石，提高學(xué)生的專業(yè)能力，離不開(kāi)“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)原則。教學(xué)過(guò)程中教師的“教”只是手段，學(xué)生“學(xué)”才是目的。學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)模式下，教師的角色不再是傳遞知識(shí)的權(quán)威，而是學(xué)生構(gòu)建知識(shí)、提升能力的幫助者和促進(jìn)者。實(shí)現(xiàn)這一原則的方式也由傳統(tǒng)的“講授+板書(shū)”演化為“講授+多媒體”，使原來(lái)復(fù)雜的工程圖能夠呈現(xiàn)在大屏幕上，便于教師講清楚其形狀結(jié)構(gòu)和裝配連接關(guān)系；復(fù)雜的原理和工作過(guò)程，都可以以動(dòng)畫(huà)和視頻的形式展示。這些手段在專業(yè)方面高效拓寬了學(xué)生的視野，提升專業(yè)學(xué)習(xí)的高度和深度，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問(wèn)題。例如，教師過(guò)分依賴多媒體手段，把“PPT”變成了“騙騙他”，照本宣科，忽略了學(xué)生的接受能力，特別是數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、制圖、機(jī)械原理和電工學(xué)等基礎(chǔ)課程，教師的講授必須伴隨有板書(shū)和必要的推演過(guò)程，才能啟發(fā)學(xué)生思考。這個(gè)過(guò)程，教師不僅傳授學(xué)生知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

為了提高工程教育質(zhì)量，要采取多維度的課堂教學(xué)，包括線下、線上、講座、座談、討論、演講、展示、實(shí)驗(yàn)、制作、調(diào)試、社會(huì)調(diào)查、成果報(bào)告等形式。線下重點(diǎn)是講授、推演、協(xié)作、互動(dòng)；線上主要是對(duì)線下內(nèi)容的拓展和強(qiáng)化，通過(guò)具體的練習(xí)和訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，喚醒并強(qiáng)化工程意識(shí)，提升工程素養(yǎng)。同時(shí)，還可以依托大學(xué)生慕課平臺(tái)，彌補(bǔ)課時(shí)的不足，把一些“碎片化”“顆?；钡膬?nèi)容放在線上學(xué)習(xí)。

1.4 打造質(zhì)量過(guò)硬的師資隊(duì)伍

成立智能制造教師創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，推進(jìn)產(chǎn)教融合，這不僅要求教師具備扎實(shí)全面的理論知識(shí)，還要求教師具有一定工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新能力。教師創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)多、創(chuàng)新能力強(qiáng)的工程師為核心，以團(tuán)隊(duì)青年教師為突擊手，以團(tuán)隊(duì)中年教師為骨干，以外聘專家教授技術(shù)能手為總顧問(wèn)總指導(dǎo)，共同攻克企業(yè)工程項(xiàng)目或教研科研課題，開(kāi)展科技競(jìng)賽，指導(dǎo)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、善于創(chuàng)新的師資隊(duì)伍是教學(xué)的重中之重，一所學(xué)校、一個(gè)專業(yè)群的教風(fēng)是歷代教師長(zhǎng)期共同努力的結(jié)果。老中年教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、教風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，能夠熟練駕馭傳統(tǒng)課程；新青年教師知識(shí)新、思維活躍、富于創(chuàng)新，對(duì)于新技術(shù)接受能力強(qiáng)。因此，打造一支老中青結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)作創(chuàng)新的人才梯隊(duì)也是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育成功的關(guān)鍵。

2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)硬平臺(tái)建設(shè)

2.1 加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)[5]

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)是智能制造人才培養(yǎng)的重要途徑。工程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)積累和動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力在實(shí)踐平臺(tái)上融合會(huì)帶來(lái)事半功倍的效果。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造專業(yè)群以機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、精密制造技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)和應(yīng)用型本科專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化組成智能制造專業(yè)群，緊跟新產(chǎn)業(yè)新技術(shù)發(fā)展，新建或擴(kuò)建了多個(gè)新型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室。如機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室、自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)室、現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)室、三維建模實(shí)訓(xùn)室、電子產(chǎn)品安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)室、控制工程綜合技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、逆向設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室、數(shù)控理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室、3D打印實(shí)訓(xùn)室、維修電工實(shí)訓(xùn)室、PLC技術(shù)實(shí)訓(xùn)室與PLC技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室、焊接工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室、智能充電樁實(shí)訓(xùn)室等。為服務(wù)區(qū)域智能制造升級(jí)，探索搭建“前訓(xùn)后創(chuàng)、協(xié)同創(chuàng)新”的實(shí)踐平臺(tái)。擴(kuò)大了專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的功能，將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室規(guī)劃為兩個(gè)功能區(qū)，一個(gè)區(qū)域供專業(yè)課理實(shí)一體化教學(xué)用，一個(gè)區(qū)域開(kāi)展專業(yè)課相關(guān)的綜合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。平臺(tái)通過(guò)服務(wù)企業(yè)的具體項(xiàng)目、課題來(lái)提高師生的動(dòng)手能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新能力，以滿足新產(chǎn)業(yè)需求、解決企業(yè)技術(shù)難題為導(dǎo)向，開(kāi)展師師、師生、生生間的技術(shù)競(jìng)賽，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，既培養(yǎng)了學(xué)生的工程素養(yǎng)和工程意識(shí)，又為地方企業(yè)提供了技術(shù)支持。例如，服務(wù)濟(jì)源遠(yuǎn)大實(shí)業(yè)有限公司的智能充電樁項(xiàng)目，地點(diǎn)就在智能充電樁實(shí)訓(xùn)室，教師團(tuán)隊(duì)和師生團(tuán)隊(duì)全部應(yīng)用stm32，不僅幫企業(yè)解決了實(shí)際問(wèn)題，還使單片機(jī)課程由原來(lái)的單片機(jī)51升級(jí)為stm32，課程的難度和實(shí)用性增加，為企業(yè)的全面升級(jí)培養(yǎng)實(shí)用型技術(shù)人才。

2.2 以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為中心

專業(yè)群的每一個(gè)方向，平臺(tái)都設(shè)有不同層級(jí)的項(xiàng)目。由良構(gòu)問(wèn)題到劣構(gòu)問(wèn)題，逐漸加大工程難度，把創(chuàng)新設(shè)計(jì)嵌入教學(xué)的任一環(huán)節(jié)。以薯?xiàng)l加工機(jī)設(shè)計(jì)為例，如圖2所示，采用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法，需要設(shè)計(jì)三個(gè)裝置，依次是清洗、削皮、切片切條裝置，每個(gè)裝置都需要設(shè)計(jì)方案，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制，然后繪制裝配圖和零件圖，按照零件圖制定加工工藝，加工出相應(yīng)零件并按照裝配圖裝配，調(diào)試，完成薯?xiàng)l加工機(jī)設(shè)計(jì)；采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，對(duì)零件三維造型，裝配，虛擬仿真，優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)零件CAD模型生成NC代碼，聯(lián)接數(shù)控機(jī)床，加工出零件并裝配調(diào)試，完成薯?xiàng)l加工機(jī)設(shè)計(jì)；采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，同樣需要設(shè)計(jì)制造出清洗裝置，然后設(shè)計(jì)一臺(tái)薯?xiàng)l成型機(jī)：完成粉碎、制漿、沉淀、壓條四個(gè)步驟。清洗機(jī)和成型機(jī)都可以采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造（CAD/CAM）。

圖2 薯?xiàng)l加工機(jī)的設(shè)計(jì)

2.3 搭建虛實(shí)互通的智能設(shè)計(jì)制造一體化平臺(tái)

在“新工科”背景下，更加注重機(jī)、電、液、氣的融合交叉，注重工程軟件的使用和數(shù)字模型虛擬仿真，加快制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展速度。該院機(jī)電專業(yè)早在2014年就建立“機(jī)械虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室”，并獲得國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。在原有虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的基礎(chǔ)之上繼續(xù)升級(jí)，提高應(yīng)用工程軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析評(píng)估的能力。例如，在機(jī)械工程實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目中選取沖壓機(jī)和干粉壓片機(jī)為設(shè)計(jì)對(duì)象，進(jìn)行功能分析、工藝動(dòng)作分解、工作原理設(shè)計(jì)后，完成方案設(shè)計(jì)；用Solidworks對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；用ADAMS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真；用ANSYS對(duì)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、模態(tài)分析，得到應(yīng)力和位移云圖，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。在液壓與氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)室操作臺(tái)上，應(yīng)用Fluidsim仿真軟件，實(shí)現(xiàn)了液壓、氣動(dòng)的電氣控制、PLC控制的回路設(shè)計(jì)和仿真，大大提高了設(shè)計(jì)效率和可靠性[6]。通過(guò)系列工程軟件的綜合應(yīng)用，幫助學(xué)生鞏固強(qiáng)化專業(yè)知識(shí)，提升對(duì)機(jī)構(gòu)機(jī)器進(jìn)行分析評(píng)價(jià)創(chuàng)新等高階思維能力。強(qiáng)化機(jī)電一體，高度融合機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)，學(xué)生通過(guò)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)訓(xùn)練項(xiàng)目，能夠更好地對(duì)接企業(yè)智能制造的升級(jí)改造，為高質(zhì)量就業(yè)贏得籌碼。

3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)建設(shè)成效

探索了“專創(chuàng)融合，協(xié)同創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)新模式?！靶鹿た啤北尘跋拢瑢I(yè)之間、學(xué)科之間的交叉融合是推動(dòng)工程教育改革創(chuàng)新的主要?jiǎng)恿ΑＴ谶@種趨勢(shì)下，該院智能制造專業(yè)群積極探索人才培養(yǎng)新模式，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)特色和自身辦學(xué)條件，修訂了人才培養(yǎng)方案，不盲目追風(fēng)，實(shí)事求是分析學(xué)科交叉后的利弊，對(duì)部分學(xué)科進(jìn)行了合理的兼并融合創(chuàng)新。

全面實(shí)現(xiàn)了“崗證賽課，理實(shí)一體”的課堂教學(xué)新模式。課程定位區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。主動(dòng)適應(yīng)地方新產(chǎn)業(yè)新技術(shù)新平臺(tái)，及時(shí)更新課程教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)調(diào)研傳統(tǒng)崗位或新增崗位的技術(shù)需求，指導(dǎo)學(xué)生考取相應(yīng)的職業(yè)資格證書(shū)，積極學(xué)習(xí)并推行“1+X”項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力；通過(guò)師生參加知識(shí)競(jìng)賽技能大賽創(chuàng)新大賽，提升師生專業(yè)能力和綜合技術(shù)能力，促進(jìn)教學(xué)改革。

實(shí)踐了混合所有制“校中廠”生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)與實(shí)訓(xùn)管理的新機(jī)制。準(zhǔn)源公司是該院引進(jìn)的一所“校中廠”企業(yè)，能夠承擔(dān)一定的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，滿足部分認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)需要、滿足數(shù)控和特種加工等環(huán)節(jié)的工學(xué)結(jié)合訓(xùn)練以及頂崗實(shí)習(xí)，師生在教學(xué)中根據(jù)課程內(nèi)容需要能隨時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)參與工藝制定和機(jī)床操作；企業(yè)同時(shí)還承擔(dān)著項(xiàng)目管理開(kāi)發(fā)、設(shè)備更新維護(hù)等任務(wù)。這種校企貫通、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享的新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了校企雙贏。

探索了一條地方高職院校服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的新路子。學(xué)院與企業(yè)進(jìn)行技術(shù)合作，學(xué)院根據(jù)合作企業(yè)的技術(shù)需求，積極組織團(tuán)隊(duì)研討、制定方案、進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，幫助企業(yè)攻克技術(shù)難關(guān)，同時(shí)對(duì)車間一線工人進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。例如，對(duì)濟(jì)源市超光傳感器系統(tǒng)工程有限公司進(jìn)行技術(shù)服務(wù)、為濟(jì)源金利集團(tuán)組建訂單班、和濟(jì)源遠(yuǎn)大有限公司一起開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目等。不僅促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)提升教師的教研科研能力，還給學(xué)生就業(yè)提供了幫助。

總之，與傳統(tǒng)工科相比，“新工科”更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造專業(yè)群以新興產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向進(jìn)行“新工科”建設(shè)，以高質(zhì)量就業(yè)為目標(biāo)，面向中原地區(qū)智能制造擴(kuò)張和升級(jí)需求，從人才培養(yǎng)方案修訂、課程建設(shè)、教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)、虛實(shí)一體化平臺(tái)建設(shè)等全方位進(jìn)行了一系列創(chuàng)新。建立了更有利于實(shí)踐創(chuàng)新、虛實(shí)結(jié)合的綜合性創(chuàng)新平臺(tái)，積極開(kāi)展集機(jī)電設(shè)計(jì)、仿真分析評(píng)估、控制驅(qū)動(dòng)為一體的綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練，使學(xué)生在校期間得到良好的工程實(shí)踐鍛煉，為學(xué)生在將來(lái)的工作崗位上有所作為打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。