张丽娟,葛运旺,王新武
(1. 洛阳理工学院 电气工程与自动化学院,河南 洛阳 471023;2. 洛阳理工学院 科技处,河南 洛阳 471023)
2015年10月,教育部、国家发展改革委、财政部联合印发了《关于引导部分普通本科高校向应用型转变的指导意见》,推动这些高校的办学模式转到产教融合上来[1-3]。2017年12月,国务院办公厅印发了《关于深化产教融合的若干意见》,为高校产教融合指明了道路、提供了方法[4]。我校作为河南省首批建设的示范性应用技术型大学,在政府的大力支持下,深化产教融合和培养应用型人才工作进入快车道[5]。
我校电气工程与自动化学院积极开放,改变自我循环的局面,准确把握行业企业需求,融入行业企业生产环节,深化人才培养模式改革,从“3+1”逐步向“2+1+1”人才培养模式过渡,并形成了与之相匹配的基于OBE-CDIO的教学体系。在教学实施过程中,不断研究探索,与企业共同构建了“协同创新”“联合研发”“合作办学”“校中工厂”四种育人模式,较大程度上提升了学生工程实践能力,实现了校企之间的无缝对接。
“3+1”人才培养模式,通常是指学生在学校学习3年、企业学习累计1年[6-7]。但是在实施过程中,出现了企业学习时间分散、周期短,导致学生学习不连贯、效果不明显、企业培养意愿不强等问题。针对这些问题,学院重组教学培养计划,将实践性强的课程、实习整合起来,并统一安排在第7学期,与后续的毕业设计一起,实现完整1年的“企业学习阶段”。
“企业学习阶段”采用“双导师制”,由校企双方科研能力突出、实践经验丰富的骨干成员担任校内学业导师和企业导师,共同指导学生完成学习任务。校内学业导师是企业和学校之间的桥梁,需定期赴企业走访考察,负责解决学生学业中的各类问题,与企业导师共同完成对学生的考核。企业导师负责学生学习期间的现场指导工作。
此外,建设“优质基地”是“3+1”人才培养方案得以实施的关键[8]。学院定期指派专家团队赴深圳、上海、杭州等地走访、调研相关企业,选取具有“家文化”的企业建设为优质基地。“家文化”企业对学生有较强的包容度和接纳度,可以为学生提供宽阔的发展空间。
学习过程的高稳定性,是提升学习效果的有效保障。通过增设“双选”“企业认知”两项内容,在“企业学习阶段”实施前加强学生与企业的相互了解。首先,在第三学年末的5—6月,各专业召开双选会,即学生挑选企业、企业面试学生。初步通过“双选”的学生,在暑假的8月份,赴企业参加为期一个月的“企业认知阶段”学习,学生、企业双方再次加深了解,较好地解决“学生是否适应企业,企业是否满意学生”的问题。最终通过“双选”的学生,在签订一系列协议及购买保险后,将在第四学年到企业学习,并以“学分置换”“校企联合培养”方式完成课程和实习任务。
在新的社会经济形势下,伴随校企间“纵横”合作的推进,为满足双方对更高层次人才的需求,人才培养目标也逐渐由“能用型”向“好用型”转变。在此背景下,“2+1+1”人才培养模式逐渐成为诸多高校的优先选择。
目前,“2+1+1”人才培养模式大致可概括为两类方案[9-12],企业“全程”参与教学或“第三学年”及以后参与教学。为充分发挥企业工程技术人员实践能力突出的优势,在顾及教学大纲、教学计划和课程特点的情况下,我院实施了如下新型的 “2+1+1”人才培养模式。
第一阶段(2年),以校内夯实理论基础为目标,由学院教师主导,邀请企业参与到教学环节中,例如请企业作关于行业发展情况、发展机遇的专题报告;第二阶段(1年),以校内专业理论课和实践课学习为目标,由企业主导实践教学环节,由学院教师主导理论教学环节;第三阶段(1年),以提升学生工程能力为目标,由企业主导、学院教师辅助对学生进行工程能力训炼。
其中,第一、二阶段的校企合作有三种方式。一是由企业提供项目需求和相关仪器设备,学院组建项目工作“协会”,由学生自由组建小组、自由选择兴趣项目,在课余时间进行自主性、创意性、创新性学习;二是邀请企业资深技术人员走进课堂,介绍行业的发展理念、发展趋势、先进技术等相关知识;三是校企双方导师共同指导和评价学生的课程设计、实践实习等。最终,学生通过参与实际项目建设过程,切实培养设计、装配、组装与调试等系统集成能力。
为适应新时代发展要求,提升学生将“理论”与“实践”相结合的能力,学院实施了基于OBE-CDIO的层次化实践教学体系(见图1)。
该体系由三级课程构成。其中,一级课程题目(课题库)基于产出导向思路,主要是结合企业实际需求的课题。一级课题库内的所有题目均来源于实际案例,如增材制造、工业机器人、智慧医疗设备等。二级课程题目(课题库)是由一级题目按照功能模块分解而来,并充分融入对学生的专业课程教学中,从而保障专业课程对课程题目的有效支撑。三级题目(课题库)是由二级课题分解而来,并由专业基础课程教学团队负责,如单片机最小系统、控制系统建模、电机驱动电路、电源变换电路等。
学院实施基于 OBE-CDIO的层次化实践教学体系,不仅完善了理论教学体系,也促进了实践教学体系的改革。学院将实践教学分解为基础、应用、开发、创新四个层面,以满足不同阶段的能力培养目标。
基础实验层旨在通过开展专业基础课程中的实验,以及金工、电工和电子实习,使理论结合实践,以实践巩固理论,培养学生分析与处理问题的能力,使学生打下坚实的理论基础,并初步具备工程素养。
应用实践层旨在通过与三级课题题目配套的实践教学,培养学生独立分析能力及运用所学的理论知识解决实际问题的能力,使学生建立完整的工程概念。
综合设计开发层旨在通过嵌入式应用,控制系统综合设计(包括运动控制、可编程自动化控制、计算机控制、自动化系统集成),毕业设计等环节,培养学生提出问题、解决问题的能力,从实际工程角度提升学生方案选取、方案设计、软硬件设计与调试、故障诊断等工程能力,使学生具备良好的工程素养。
图1 基于OBE-CDIO的层次化实践教学体系
科技创新层旨在一方面尽可能为学生参与科研项目创造良好条件,另一方面积极营造更多的创新创业机会,并鼓励学生参加各种实践性科技比赛,如“挑战杯”科技比赛、大学生电子竞赛、智能车大赛、机器人大赛等,提高学生的创新能力。
在充分利用人力、技术、设备等资源,并实现在校企之间相互转化、相互支撑的基础上,学院构建“协同创新”“合作办学”“联合研发”和“校中工厂”四种育人模式,从而形成良性的育人生态。
借助教育部协同育人项目平台,校企双方展开合作。由企业提供经费、设备和技术支持,学院提供人才和环境,以产业技术的最新需求引导人才的培养方向。
实施协同创新育人模式以来,取得了良好的社会效果。例如越疆公司提供人工智能项目和20余套桌面机器人,为学院建立了人工智能创新创业基地,共申报协同育人项目4项。学生在大一暑期即可申请进入创新创业基地,选取感兴趣的课题自主学习,并结合课程进行创意活动。又如学院与越疆公司合编应用型教材,带领学生研发出的“开放性可重组智能制造实训平台”已成为企业主推产品,联合培养的学生均被企业高薪聘用,真正意义上实现了“融教材、融平台、融培养”。
合作办学模式即学院与企业联合培养适应行业工程设计、建设、运营维护及应用开发等岗位的高端应用型人才。近年来,学院先后与企业成立了“力诺电力学院”和“世椿智能装备学院”,由企业捐赠工业设备,提供项目,指派工程技术人员走进课堂,与校内导师联合指导学生进行实际生产项目的研发。
企业通过提供科研经费和奖学金、现场授课等多种方式激励学生的工程实践热情。同时,在“2+1+1”人才培养模式的第三阶段,企业优先为我院学生提供学习岗位,并提供直接来源于生产一线的毕业设计课题。通过这种立体式培养,学生在校期间就能利用企业的设备和课题进行锻炼,所以一走出校园就能胜任企业提供的岗位。
学院与多家企业合作,成立了运动控制、嵌入式应用、智能医疗、机器视觉等“产学研”实验室,组建了包括企业工程师及学校教师、研究生和本科生在内的联合研发团队。通过参与项目研发、实际安装、现场调试,不仅有利于教师团队将工程案例融入课程教学,而且很好地锻炼了学生的工程实践能力。
例如,学院与深圳杨森公司组建的联合研发团队,开发出成熟的工业机器人及智能装备控制系统。通过建立联合研发团队,校企双方的信任与合作也进一步加深。目前深圳杨森公司已落户洛阳,双方正在推进联合研究院组建工作。
基于“课堂/工厂一体化”“学习/生产一体化”和“教材/技术一体化”的教学理念,通过创建创新电子工艺加工“校中工厂”,学院探索出以“SMT工艺为主线”的实践教学体系。
“校中工厂”不仅承担部分课程设计、实习、劳动、勤工俭学等任务,而且鼓励学院师生参与全流程设计,包括板级开发、PCB制板、元器件插装、SMT过程管理、成品检测、故障排除等,其设计出的产品在厂内进行试制、集成、检测等过程之后,交由企业进行销售。“校中工厂”不仅落实了德智体美劳中的“劳”,而且落实了CDIO教学体系中I(实现)和O(运作)。
在贯彻执行“产教融合、校企合作、联合培养”指导思想过程中,学院先后与深圳杨森、苏州合润、黄河同力、河南铜牛等企业签订校外实习、产学研合作、联合培养等合作协议,完成共建20余个优质基地。通过与企业展开深度合作,师生团队充分融入企业生产和研发过程,改变了自我循环的局面,精准对接了行业需求和社会需求。经过多年的探索与实践,学生实践应用能力显著提升,企业满意度逐年提高,学生从“能用”向“管用”方向转变,整体实现了“好就业、就好业”。