机械类专业产学研合作课程建设的研究与实践

叶泳东

（丽水学院工学院，浙江丽水323000）

产学研合作是一种国际公认的高等教育应用型人才培养模式，旨在解决高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间的矛盾，在欧美国家已有近百年的实践，而我国始于1990年，至今也有数百所院校开展了多层次、多类型和全方位的探索与试验，不同程度地促进了人才培养质量的提高和产业部门的发展。教育部《关于一流本科课程建设的实施意见》指出：“课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量，必须深化教育教学改革，必须把教学改革成果落实到课程建设上。”因此产学研合作背景下的专业课程建设与改革是产学研合作教育的核心，也是教学改革的重点和难点。课程建设应充分发挥学校与企业的教育资源和环境资源，将产业和技术最新进展、行业对人才培养的最新要求引入教学过程，推动高校更新教学内容、完善课程体系，建设适应行业发展需要、可共享的课程、教材、教学案例等资源并推广应用[1]。课程建设成效不仅决定了专业人才培养目标能否实现，还牵涉到师资队伍建设、实践基地建设等一系列重大问题[2]。

1 目前产学研合作课程建设存在的问题

2010年教育部推行“卓越工程师教育计划”以来，各高校加大了与企业合作的力度，充分利用校企合作实践基地进行认识实习、生产实习、毕业设计等，同时也聘请企业人员进校开设讲座和培训。但受体制机制等多种因素影响，人才培养供给侧和产业需求侧在结构、质量、水平上还不能完全适应，“两张皮”问题仍然存在[3]。校企合作还存在着产教融合度不高的问题，主要表现在合作课程开发与建设上企业参与度不够，具体地说：一是合作课程的种类多数为参观、实习、岗位培训等一些实践性课程，把重点放在了专业技能的培养上；二是企业参与的课程基本独立于必修课程之外，没有与核心课程有机结合、相互交融，与理论教学的结合度不够；三是合作课程建设仅限于专业课程范围，忽视了职业素养、意志品质等非专业能力与素质的培养，还没有把合作教育理念体现在全部的课程建设当中。我们知道，产学研合作教育专业的课程建设要“产学”结合、“学研”结合，弱化了“学”，就不能很好地发挥在人才培养中的作用。因此，如何整合学校、企业资源进行系统化的产学研合作课程开发与建设是一个亟待解决的问题。

2 产学研合作课程体系的构建

2.1 课程体系框架

依据专业人才培养目标，结合自身学科特点和毕业生就业情况，构建一套理论融于实践，专业教育、工程教育、创新素质教育相结合的产学研合作课程体系。为加强工程实践能力培养，提出“工程实现”理念，用其蕴含的“知识、能力、素质”一体化思想和“目标、过程、效果”一体化特质作为体系建构的出发点与归属点，让每一位学生都经历“工程知识学习、工程实践训练、工程经验积累”过程中的循序渐进、逐步积淀、技术内化、能力养成，将学习知识、运用知识、创造知识有效结合起来[4]。

丽水学院是一所地方本科高校，机械设计制造及其自动化专业培养的学生毕业后直接进入生产一线，从事机械产品设计、制造、设备控制、生产组织管理等工作，因此，本专业建立了一套与人才培养规格相适应的“理论课程体系、实践教学体系、自主研学体系”三位一体，学校培养、企业培养相衔接的产学研合作课程体系，通过加强教学与实践、教学与科研、教学与工程的结合，实现“厚基础、宽口径、高素质、富有工程实践和创新能力”的人才培养目标。课程体系框架如图1所示。

2.2 专业理论课程体系

按国家工程专业认证标准，行业对人才知识、能力、素质的需求，梳理并重整专业知识领域、知识单元及知识点，根据循序渐进的认知规律，组建课程、课程群，形成四主线（机械设计、机械制造、机电控制、生产管理）、四层次（学科基础、专业核心、专业方向、专业特色）的专业课程体系（见表1）。尽量增加“工程性”课程（打*课程），在一些专业核心、专业方向课程中嵌入项目设计，或开发项目设计型课程，使其成为专业特色课程。

图1 产学研合作教育模式下的课程体系框架

表1 机自专业“四主线四层次”专业理论课程体系

2.3 专业实践教学体系

创建含基础实践、专业实践、工程实践、创新实践四层次，贯穿设计、制造、机电控制和生产管理四主线，多类型、开放式、研学型、适应“工程实现”能力培养需要的实践教学体系（见表2）。体现“工程性”的实践教学环节（打*）四年不断线，专业课程整体前移，便于实行“3+1”卓越工程师培养计划，强化企业工程实践。持续建设各类创新性实验教学项目，积极组织承担各类形式多样的创新性活动或学科竞赛，突出创新能力培养的及早性、渐进性，活动形式的多样性。

表2 机自专业“四主线四层次”专业实践教学体系

3 产学研合作课程建设

产学研合作课程的特征是课程内容融入企业生产、科研的活动和成果，建设的关键是学校和企业建立一个合作共赢的运行机制，共同制定课程大纲、组建教学队伍、编写教学资料、实施教学过程、进行课程评价等，体现出工程性、开放性、协同性、互动性的特点[5]。

3.1 建设“工程化”课程群

以培养工程实践能力为核心，结合地方主导产业，重点建设机械设计、机械制造、控制技术、生产管理4个具有鲜明特色的核心课程群，每个课程群内重点建设2～3门课程。将工程案例和工程项目融入课程教学，推进课程的“工程化”建设。根据企业项目在课程教学内容中所占的份额，可将产学研合作课程分为“企业参与课程”、“全企业课程”两种（见图2）。“企业参与课程”的“工程化”元素以项目或案例方式嵌入到课程中，针对表1中的部分专业课程（比如打*课程），从当地产业行业中收集素材并整理和制作成课程教学工程案例和课程研究项目案例，建成案例库，然后将项目内容融入课程教学并编制讲义。课程团队以学校教师为主、企业教师为辅。

图2 “工程化”产学研合作课程构成图

“全企业课程”以企业产品为对象，以企业的研发、生产部门在产品生成过程中总结提炼的经验为内容形成企业课程资源，通过对一种产品的全生命周期的阐述，诠释理论知识应用于工程实际的全过程。如表1中“地方特色机械产品概述”，选取丽水机械装备特色带锯床产业，联合当地龙头企业（同时又是国内权威企业），共同开发以他们的产品为载体的综合性专业应用课程。在教材编写上，以学生应用能力开发为目标，精选一定数量的知识、技能和其他元素，既保证课程的实用性，又使课程具有技术上的先进性；内容组织上合理排序，符合学生认知过程。课程团队以企业教师为主、学校教师为辅。

3.2 实行“开放性”教学模式

产学研合作课程采取“开放性”教学模式，即“校内教学”和“企业教学”交替模式。理论课程中的项目教学的“开放性”多采取企业教师进课堂讲学、学生进车间现场听课；而实践课程的“开放性”多采取全程企业学习。丽水学院机自专业2015级开始实行“卓越工程师教育培养计划”，将原先在学校进行的工艺与夹具、机械装备、控制技术三项课程设计（表2）转移到企业进行，由原先的“封闭”教学变成“开放”教学，学生由被动接受课题变成了“项目主动实践”，这就需要学生在企业教师指导下，在实践中去发现问题、解决问题。校企“双导师制”指导呈“协同”“互动”特征，企业导师重点完成问题提出、现场监控与目标实现，学校导师指导学生采用科学化的方法分析问题、解决问题。

4 产学研合作课程建设的配套措施

4.1 产学研合作平台建设

产学研合作平台建设是产学研合作课程建设的基础，学校应充分挖掘资源，以共建共享的方式，建设产学研合作平台。产学研合作平台有校外实习基地、校企共建的技术研发和产业化基地两部分，既能满足对学生的教学、实训要求，又可满足企业的产品研发要求，把产学研紧密地联系在一起，使得企业能够深度参与学校的人才培养。近年来，丽水学院机械工程系与区域内机电设备、电机、轴承、阀门、机器人等行业10余家企业签订了合作协议，在人才培养、资源共享、技术开发应用等领域开展密切的合作，共同开发课程、共建共享实训基地、共享校企人才资源、共同开展应用研究与技术服务，使企业在分享学校资源优势，实现其经济效益增长的同时，参与学校的改革与发展；使学校在分享企业资源中，发挥其人才培养、科学研究、社会服务的三大职能。另外，结合区域块状经济发展特色，丽水市政府在丽水学院成立了快速制造技术服务中心、机器人行业科技创新公共服务平台，学校与企业共建了金属导管塑性成形智能装备研究院、生态资源探测智能装备研究所、方正电机研究所等，这些科研平台进一步拓宽了产学研合作领域，加深了产学研合作层面，促进了校企“互利双赢”，从而保证了校企合作人才培养获得可持续发展。

4.2 产学研合作课程师资队伍建设

建设一支高素质的师资队伍是产学研合作课程建设质量高低的关键。因大部分青年教师的学习研究以理论为主，缺乏实践经验，难以适应产学研合作课程教学，为此，学校加强了对“双师双能型”教师的培养。通过派他们进企业进行生产实践、承接企业新产品研发任务，丰富生产实践经验，提高技术创新的水平和实践育人的能力。具体通过以下几种途径：指派年轻教师到企业直接从事企业的生产和管理活动；指派博士到企业博士后科研工作站从事企业的科学研究工作；博士通过申请市政府“百博进百企”项目进企业，为企业破解技术难题；指派教师到企业中去与企业工程师一道共同指导学生实践活动，同时被指派教师得到工程实践锻炼。另一方面，针对企业课程与项目的教学，从企业中聘请有教学能力的高级工程技术人员担任兼职教师，充实合作课程主讲教师队伍，同时聘请一批经验丰富的企业技术工程师担任企业实践教学指导教师。在此基础上，再整合双方符合条件教师，建立起一支高素质的师资队伍，协同开展产学合作课程开发、建设和教学。

4.3 课程教学改革

产学研合作课程建设是要将课程学习与实际应用有机统一起来，为顺利保证课程目标的达成，需要进行以下环节的改革。

一是进行教学内容改革。根据“工程化”课程建设要求，以课程群视角重新审视教学内容，解决课程与课程间的内容重复、疏漏、不衔接，理论与实际相脱节等问题。根据工程项目集成特征，将原来分散在不同课程中的知识点重新排序、整合，并延伸和深化知识体系。在项目牵引下，知识理论与项目流程并进，能力训练与项目实践交融。要严格精选引领课程教学的工程项目案例，使其具有典型性，与所授理论知识结合度高，同时兼顾共享性，也能为其他课程所用。

二是加强教学方法改革。项目实践融入的课程学习体现出“参与、合作、体验、探究”的学习特征，教学方式需要5个转变：从“单纯知识传授”向“学生全面发展”转变，从“以教为中心”向“教学互动”转变，从“注重结论教学”向“注重过程教学”转变，从“千篇一律的教学模式”向“个性化教学模式”转变，从“单一化的评价模式”向“多元化的评价模式”转变[6]。倡导推行项目教学法、问题导向教学法，任务驱动教学法、案例教学法，教师根据章节内容特点选择或混合使用，学生可以PBL小组合作的方式，在线上线下很多时间里与教师共同商讨问题和方案，分工合作完成整个项目。

三是根据课程建设需要，利用现有资源整合实验室资源，通过学校投入和校企共建等方式，不断改善实验、实训条件。建设一批企业项目实验室、工作室、实训室，使学校环境与企业环境对接，方便组织企业项目实践。实行实验室、学生创新实践中心全开放、全天开放、向所有学生开放，为学生自主实践提供必要的条件。

5 产学研合作课程建设案例

5.1 “机械制造工艺学”“电气控制与PLC”

“机械制造工艺学”是一门机械制造课程群的核心课程，应用于广泛联系生产现场的机械制造工艺分析与夹具设计，丽水学院把它作为“企业参与课程”来建设，结合企业项目进行案例教学。与企业人员合作共同编撰了《机械制造工艺与装备工程案例库》，案例库分零件加工工艺、工艺装备、机器装配三个部分，含有柴油机柱塞偶件、滚珠丝杠螺母、滚动直线导轨副滑块、关节轴承球面磨削、深沟球轴承装配、卧式带锯床装配等8个工程案例，案例来源于本地导轨、轴承、锯床、油咀企业，以及教师在这些企业技术服务中形成的科研成果、发明专利。教学中将案例嵌入知识体系，基于案例对理论知识进行阐述，启发并引导学生通过对案例的学习、分析、理解、交流和讨论，有效地理解和领悟理论知识，解决工程实际问题。案例教学环节采取“请进来”“走出去”方式，聘请企业兼职教师进课堂授课，带领学生进企业车间学习。课程实践教学环节部分课题源自案例库，在校企共建带锯床实验分室或到企业车间进行项目实践。

“电气控制与PLC”是一门控制技术课程群的核心课程，课程任务是培养学生掌握继电控制电路和PLC控制系统的分析、接线、调试、设计能力，丽水学院把它作为“企业参与课程”来建设。联合缙云带锯床企业，利用带锯床实验分室条件，以卧式带锯床控制系统16种运动控制为任务情景组织教学内容（表3），采用项目（任务）驱动法、问题驱动法、现场教学法、仿真教学法、小组讨论法等教学方法，突出学生主体，强化应用技能。教师通过本课程教改，在带锯床控制技术方面钻研颇深，获得8项专利技术、1项省公益技术应用研究项目和1项大学生国家级创新创业项目，促进了学校和企业行业在学科、技术上的交流与合作。

表3 “电气控制与PLC”项目法教学内容组织策略（摘选）

5.2 “精益生产管理”“标准化建模”

这是两门与企业应用接轨的课程，丽水学院把它们作为“全企业课程”来建设。

“精益生产管理”是生产管理技术模块中的专业特色课程，掌握先进的精益生产管理方法，能够熟练地分析和解决实际问题，具备持续现场改善能力。聘请浙江君鸿机械有限公司精益生产管理宣讲团承担教学，君鸿是浙江省首批精细化管理示范企业，行业内精益生产标杆企业，在精益化生产管理上富有成效，已吸引1000多家企业前往参观交流。课程配套实践环节8课时，学生进企业现场进行管理案例分析、进员工培训室进行生产线构建沙盘演练。“标准化建模”是机械设计模块中的专业特色课程，在先修三维建模技术基础上，对接企业通用标准化三维数据模型，使所设计的产品模型能直接进入三维数据市场或符合客户定制要求。聘请迈迪信息技术有限公司（杭州）技术人员进校主讲，公司给学校提供教学软件，在学校设立“迈迪标准化建模工作室”，招募学生参与企业承接的业务。

5.3 “卓越3+1”之企业学习阶段课程

“卓越3+1”计划在第四学年的企业学习阶段，学习企业的先进技术和先进企业文化，参与企业技术创新和工程开发，完成毕业设计。丽水学院与9家当地企业签订了“卓越工程师”联合培养协议，共同制定企业学习计划，内容涵盖安全生产教育、企业文化与企业制度学习，企业技术、管理及营销系统培训，生产实习，轮岗实习，项目设计，毕业设计六大模块。第七学期主要在车间进行3～4周的生产实习，在生产管理、销售部门进行2～3周轮岗，其后落脚于工程技术部门，参与企业工程项目设计、改造、维护等任务。第12周左右选择某一子任务作为专业综合设计课题，该课题要求在本学期完成，同时在此工作基础上将课题更深入一步成为毕业设计课题，毕业设计开题、答辩均在企业进行。此外，学生全程参加各类企业培训。聘请一批具有丰富工程经验和教学能力的企业工程师和学校教师一起构成“双导师”队伍，共同指导学生一年的企业学习。学习成绩由阶段性、主题性实习报告、实习成果、企业评价综合评定。学校和企业成立专门的管理机构，对学生实习期间的吃、住、行、学、安全和保障等方面实施全程管理。

6 结语

丽水学院机械设计制造及其自动化专业产学研合作课程建设实践表明，以工程创新型人才培养为出发点，以互利双赢校企合作平台为基础，以“工程化”课程群建设为导向开发、重塑课程，不仅可以保证课程教学与实际应用的衔接，而且能够促进教材建设、实验室建设、师资团队建设、校内外实践基地建设以及校企合作关系的良性互动，为培育专业优势和特色、深化产教融合专业建设开辟广阔的空间。然而，课程建设是一个庞大的系统工程，也是教学改革的重点和难点，由于目前还缺乏一套科学完善的“产学研”合作教育评价标准，因而还需要不断探索和实践。