戴冬冰,馮冬梅,趙 琳,郝張紅
(天津天獅學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院 天津 301700)
《中國制造2025》強調(diào)了信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合是新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點,信息化與工業(yè)化的融合是推動“中國制造2025”的核心。
隨著國民生活水平的提升,口腔義齒加工制造行業(yè)在我國的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模和人才需求持續(xù)增長,全球70%~80%義齒加工業(yè)務(wù)在中國。2018 年我國假牙產(chǎn)量是3.93 億顆,國內(nèi)供給量是1.17 億顆;2019 年我國假牙產(chǎn)量是4.28億顆,國內(nèi)供給量增至1.33 億顆;預(yù)計2024 年,我國假牙產(chǎn)量將突破6 個億,達到6.36 億顆,國內(nèi)供給量也將達到2.56 億顆,市場規(guī)模將超過170 億元人民幣。產(chǎn)業(yè)模式逐漸向智能制造轉(zhuǎn)變,高端數(shù)字化智能化加工設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛,這就需要大量跨行業(yè)、懂技術(shù)、具備專業(yè)技能的數(shù)字化智能化義齒生產(chǎn)、設(shè)備升級改造及自主研發(fā)的工匠級、大師級人才。然而,我國適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的專業(yè)技能教育和人才培養(yǎng)一直沒跟上,致使國內(nèi)義齒加工制造的自動化及智能化水平相對較低,嚴重制約著行業(yè)數(shù)字化智能化加工技術(shù)與國際水平的接軌。
自動化技術(shù)是支撐智能制造發(fā)展的核心技術(shù)之一,自動化人才培養(yǎng)為推動我國智能制造的快速發(fā)展提供重要的人力技術(shù)保障。因此,以自動化專業(yè)為基礎(chǔ),培養(yǎng)義齒智能制造方向?qū)iT人才成為一條有效路徑。天津天獅學(xué)院聯(lián)合義齒行業(yè)企業(yè)于2020 年、2021 年在自動化專業(yè)先后開設(shè)兩屆“義齒智能制造”特色班,通過學(xué)?!髽I(yè)—行業(yè)的深度產(chǎn)教融合,探索特色智能制造人才培養(yǎng)模式,為天津經(jīng)濟發(fā)展提供人才支撐。開展自動化專業(yè)“義齒智能制造”特色班人才培養(yǎng)模式研究,既能探索提煉本專業(yè)的新特色,又能培養(yǎng)具有特定專長的自動化人才,對提高學(xué)生的專業(yè)技能和就業(yè)能力,有效緩解義齒智能制造領(lǐng)域人才緊缺需求,支持地方和行業(yè)建設(shè),具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
CEI-f(College-Enterprise-Industry fusion)模式即為高?!髽I(yè)—行業(yè)融合模式,以學(xué)?!髽I(yè)—行業(yè)的深度產(chǎn)教融合為核心,根據(jù)行業(yè)標準、企業(yè)需求及高校教學(xué)目標,對人才培養(yǎng)進行探索與實踐。
高校,特別是地方應(yīng)用型本科院校,在傳統(tǒng)專業(yè)發(fā)展、就業(yè)競爭力等方面面臨困境,需要有前景的新興行業(yè)為其注入活力,為傳統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)提供新的方向。行業(yè),尤其是快速發(fā)展且人才急缺的領(lǐng)域,人才培養(yǎng)跟不上行業(yè)需求,需要高校適度調(diào)整為其培養(yǎng)大量具備專業(yè)技能的人才,改善行業(yè)的發(fā)展窘境。企業(yè)則在高校和行業(yè)融合進行人才培養(yǎng)的過程中承擔橋梁紐帶的作用。
天津天獅學(xué)院作為天津市武清區(qū)唯一一所地方應(yīng)用型本科高校,多年來在傳統(tǒng)專業(yè)的發(fā)展上一直在尋求創(chuàng)新突破口。義齒智能制造行業(yè)作為一個產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模不斷提升的朝陽行業(yè),對于能夠利用高科技自動化手段進行加工制造的智能制造人才需求逐年遞增,也迫切需要高校能夠進行該領(lǐng)域?qū)iT人才的培養(yǎng)。因此,2020 年天津天獅學(xué)院與華眾益齒、丹麥3Shape等相關(guān)義齒制造企業(yè)聯(lián)合開展“義齒智能制造”特色班人才培養(yǎng),充分發(fā)揮高校、企業(yè)和行業(yè)各自的優(yōu)勢,將三者進行深度融合,在自動化專業(yè)培養(yǎng)面向“義齒智能制造”領(lǐng)域的專業(yè)人才。這不僅以此逐漸形成新的專業(yè)特色方向,提升本專業(yè)的人才培養(yǎng)能力,而且有效緩解了嚴重制約我國義齒行業(yè)發(fā)展的人才缺口問題,為義齒行業(yè)形成了“智能制造”專業(yè)人才培養(yǎng)有效途徑。CEI-f 模式如圖1 所示。
圖1 CEI-f 模式
人才培養(yǎng)方案是專業(yè)教學(xué)的綱領(lǐng)性文件,是日常教學(xué)的行動指南,人才培養(yǎng)方案制訂得是否科學(xué)合理,將直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。由校企聯(lián)合制訂“義齒智能制造”特色班人才培養(yǎng)方案,將“義齒智能制造”的專業(yè)知識融入自動化專業(yè)知識體系中,在保證自動化專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)完整的情況下,突出“義齒智能制造”的特色內(nèi)容,實現(xiàn)企業(yè)、行業(yè)需求與專業(yè)標準的融合。
課程建設(shè)是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。對于義齒智能制造領(lǐng)域?qū)I(yè)課程,由學(xué)校和義齒行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)共同建設(shè),包括課程資源建設(shè)及教學(xué)活動各環(huán)節(jié)設(shè)計安排等。校企合作共同編寫教材,建立課程案例庫、制訂課程標準,并以義齒智能制造行業(yè)的實際工程案例為內(nèi)容進行實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置,增強課程的實用性。
為堅持產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展道路,學(xué)校聯(lián)合義齒企業(yè)大力推進“義齒智能制造”專業(yè)實驗室建設(shè),構(gòu)建“義齒智能制造”實驗中心,共建行業(yè)科研和生產(chǎn)基地,開展核心設(shè)備升級改造、國產(chǎn)化、自主研發(fā),攻關(guān)義齒智能制造新技術(shù)。通過行業(yè)型項目、合作型項目,為“智能制造”產(chǎn)業(yè)提供區(qū)域性服務(wù)和行業(yè)性服務(wù)。
保證學(xué)校、企業(yè)、行業(yè)在人才培養(yǎng)上能夠深度融合,必須要建立對合作各方都有益處、能夠?qū)崿F(xiàn)各自目標、且可持續(xù)合作的體制機制。同時校企需要共同培養(yǎng)骨干教師和企業(yè)技師,可以通過整班建制培養(yǎng)、自培委培結(jié)合、多類多層并舉等方式共同打造高水平的師資隊伍。
就業(yè)是最大的民生,也是經(jīng)濟發(fā)展最基本的支撐。應(yīng)用型人才培養(yǎng)尤其要以就業(yè)為導(dǎo)向,助力學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)成為人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)義齒行業(yè)就業(yè)特點,聯(lián)合義齒企業(yè)搭建“義齒企業(yè)大數(shù)據(jù)行業(yè)平臺”,將義齒企業(yè)和特色班學(xué)生置于同一平臺,實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)企業(yè)與行業(yè)內(nèi)學(xué)生的無縫對接,為學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)創(chuàng)造條件。
按照“工程教育認證”的要求,建立“義齒智能制造”特色班人才培養(yǎng)質(zhì)量的評估、評價機制,跟蹤學(xué)生的發(fā)展情況,建立持續(xù)改進的教學(xué)機制。特色班CEI-f 人才培養(yǎng)模式體系如圖2(p49)所示。
圖2 CEI-f 人才培養(yǎng)體系
天津天獅學(xué)院2020、2021 級“義齒智能制造”特色班人才培養(yǎng)方案的修訂堅持以O(shè)BE教育理念為指導(dǎo),以學(xué)?!髽I(yè)—行業(yè)(義齒智能制造行業(yè))的深度產(chǎn)教融合為核心,依據(jù)自動化本科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標準、義齒智能制造行業(yè)標準、企業(yè)實際需求、學(xué)生長遠發(fā)展設(shè)置課程體系、適應(yīng)和體現(xiàn)了學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位的變化和特色。
培養(yǎng)方案修訂前期主要對義齒加工制造、自動化相關(guān)企業(yè)、歷屆畢業(yè)生及部分高校分別就招聘、就業(yè)、培養(yǎng)方案課程體系設(shè)置等進行了調(diào)查研究。針對調(diào)研情況進行了總結(jié)、分析,根據(jù)企業(yè)需求、學(xué)生認可度、課程設(shè)置的重要性等對培養(yǎng)方案的修訂做了初步規(guī)劃,并設(shè)計了修訂思路。
培養(yǎng)方案修訂中期,學(xué)校和義齒企業(yè)不斷進行溝通和研討,共同制訂培養(yǎng)方案具體內(nèi)容。方案既考慮自動化專業(yè)發(fā)展需要,又兼顧義齒行業(yè)所需人才應(yīng)具備的能力與素養(yǎng);以減少總學(xué)分、提高實踐學(xué)分比重為原則,削減了部分理論性較強課程的理論學(xué)時,轉(zhuǎn)由教師安排部署、學(xué)生自學(xué)、教師檢查答疑替代;豐富課內(nèi)實驗、獨立實驗和集中實踐環(huán)節(jié),依托校企合作,引入義齒企業(yè)實際案例作為學(xué)生實踐內(nèi)容。實踐以培養(yǎng)學(xué)生義齒精細化操作、自動控制、創(chuàng)新設(shè)計為主,著眼“工匠型”人才培養(yǎng);大力開展第二課堂,組織指導(dǎo)學(xué)生參加各類學(xué)科專業(yè)大賽,安排部署各種設(shè)計性的開放型實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。
培養(yǎng)方案修訂后期,在培養(yǎng)目標、課程體系基本確立后,組織了多名義齒企業(yè)專家、自動化領(lǐng)域?qū)<液吞旖蛱飒{學(xué)院專業(yè)帶頭人、骨干教師等進行了培養(yǎng)方案定稿的論證,經(jīng)過深入地研究討論,最終確定了首屆自動化(義齒智能制造)特色班人才培養(yǎng)方案。
3.1.1 主干課程模塊設(shè)置
培養(yǎng)方案在學(xué)科基礎(chǔ)課、學(xué)科專業(yè)課平臺都分別加入義齒智能制造行業(yè)所需理論與實驗課程,并由企業(yè)工程技術(shù)人員直接授課,包括“專業(yè)及學(xué)科導(dǎo)論”“義齒智能制造醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)”“口腔修復(fù)工藝”等7 門課程,使培養(yǎng)方案在符合自動化本科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標準的基礎(chǔ)上,保證義齒智能制造人才培養(yǎng)基礎(chǔ)體系的完整性。
在第7 學(xué)期設(shè)置有6 周義齒智能制造方面的實踐類課程“創(chuàng)新能力和企業(yè)項目實習(xí)”,其中包含3Shape義齒設(shè)計技術(shù)、全瓷修復(fù)技術(shù)、技術(shù)等級考核、崗前培訓(xùn)等內(nèi)容,并將智能控制創(chuàng)新實踐融入創(chuàng)新能力和企業(yè)項目實習(xí)當中,為學(xué)生在義齒方向以及自動化專業(yè)方向就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。新增加義齒特色專業(yè)課程及實踐課程總學(xué)分為16,選修課程學(xué)分為9?!皩I(yè)及學(xué)科導(dǎo)論”“生產(chǎn)實習(xí)”及部分畢業(yè)設(shè)計都以義齒特色課程的內(nèi)容為主。
3.1.2 選修課程模塊設(shè)置
為滿足學(xué)生的不同需求,學(xué)校增大了選修課的比例,由原來的15 門增加到20 門,選修學(xué)分從6 學(xué)分增加到11學(xué)分。同時選修課程采用了模塊化的思想,分為“數(shù)理模塊”“義齒特色模塊”“理論應(yīng)用模塊”和“技能方向模塊”,分別為學(xué)生在考研方面、義齒智能制造專業(yè)能力方面、自動化專業(yè)能力方面和參加學(xué)科競賽方面提供了全方位、個性化的選課平臺。
在特色班原有師資基礎(chǔ)上,學(xué)校大力引進博士、海外留學(xué)碩士,不斷提升教師隊伍的學(xué)歷層次,也加大和義齒行業(yè)外企如3Shape 等企業(yè)的聯(lián)系溝通力度。
為了增強自動化專業(yè)知識和義齒智能制造專業(yè)知識的融合性,使自動化專業(yè)教師逐步掌握義齒智能制造相關(guān)理論技能,學(xué)校對自動化專業(yè)教師進行了義齒智能制造專業(yè)知識的集中培訓(xùn),為自動化專業(yè)教師與義齒行業(yè)專家開展課程共建、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計等內(nèi)容打下了基礎(chǔ)。培訓(xùn)內(nèi)容包括齒科數(shù)字化應(yīng)用、個性化基臺設(shè)計、RPD設(shè)計、3D打印在齒科中的應(yīng)用及Build Model 設(shè)計等。
3.3.1 校企聯(lián)合,共同制訂課程教學(xué)大綱
根據(jù)“義齒智能制造”特色班人才培養(yǎng)方案,特色班課程體系融入多門義齒智能制造相關(guān)課程,信息科學(xué)與工程學(xué)院依托合作義齒企業(yè),聯(lián)合義齒行業(yè)多名專家共同制訂了“義齒智能制造醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)”“口腔修復(fù)工藝技術(shù)”“義齒智能制造理論”等12 門課程的教學(xué)大綱,共同設(shè)定課程標準,將行業(yè)知識技能要求與學(xué)校課程目標要求有機結(jié)合。
3.3.2 校企合作,共同完成課程教學(xué)
根據(jù)自動化“義齒智能制造”特色班教學(xué)計劃,義齒類課程由義齒企業(yè)和學(xué)校共同組織實施,形式為到企業(yè)現(xiàn)場理論聯(lián)系實際學(xué)習(xí)和在學(xué)校由企業(yè)技術(shù)工程師講解等,例如已開展的“專業(yè)及學(xué)科導(dǎo)論”“3D 建?!钡日n程的實施,校企共同進行教材編寫、課程案例庫的構(gòu)建。通過該課程的共同實施,學(xué)生不僅對自動化、義齒行業(yè)有了更深入的了解,還對義齒企業(yè)需求及行業(yè)標準都有了全新的認識,拓寬了學(xué)生視野,拉近了高校與企業(yè)之間的距離。
學(xué)校投入場地、師資,企業(yè)投入設(shè)備、師資,天津天獅學(xué)院和義齒行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)共同建設(shè)了“義齒智能制造”實驗中心,包括30 機位多媒體義齒數(shù)字化設(shè)計室、60 座位環(huán)形階梯實作實訓(xùn)教室、3Shape 口腔數(shù)字化設(shè)備展室、學(xué)生資料閱覽自習(xí)室和教師辦公室,并在該實驗中心開展教學(xué)研究、科學(xué)研究,為申報教科研項目搭建實踐平臺。
為了有效緩解義齒行業(yè)人才短缺問題,同時解決特色班學(xué)生就業(yè)問題,天津天獅學(xué)院和義齒企業(yè)共同搭建義齒企業(yè)大數(shù)據(jù)行業(yè)平臺,將義齒行業(yè)內(nèi)企業(yè)基本信息、企業(yè)用人需求、天津天獅學(xué)院“義齒智能制造”特色班學(xué)生基本信息、學(xué)生就業(yè)方向等實時發(fā)布到平臺上,使企業(yè)和畢業(yè)生能夠在最短時間內(nèi)進行最高效的雙向選擇。義齒企業(yè)大數(shù)據(jù)行業(yè)平臺框架圖如圖3 所示。
圖3 義齒企業(yè)大數(shù)據(jù)行業(yè)平臺框架圖
隨著義齒加工制造行業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模不斷增長,且產(chǎn)業(yè)模式逐漸向智能化轉(zhuǎn)變,義齒智能制造領(lǐng)域亟須大量專門人才。本研究通過在天津天獅學(xué)院自動化專業(yè)開設(shè)“義齒智能制造”特色班,對基于CEI-f模式的人才培養(yǎng)進行研究、探索與實踐,不僅能夠與時俱進挖掘?qū)I(yè)新特色,而且可以逐漸解決制約我國義齒行業(yè)發(fā)展的人才缺口問題,研究成果可以輻射其他同類院校。