产教融合视域下应用型高校智能制造人才培养新模式研究与实践*

◆管志光 司文慧 赵凌燕 王浩

0 引言

党的十九大报告提出到2035 年我国基本实现现代化，2050 年全面建成社会主义现代化强国，国家经济进入创新驱动发展阶段，人才是创新驱动发展过程中最核心的资本。2021 年的政府工作报告提出：加快数字化发展，打造数字经济新优势，协同推进数字产业化和产业数字化转型。推动产业数字化智能化改造，人才是关键。高等教育是培养人才的主要阵地，肩负培养创新型、复合型、应用型人才的重任。

《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》提出：大力支持应用型本科和行业特色类高校建设，紧密围绕产业需求，强化实践教学，完善以应用型人才为主的培养体系[1]。实现校企资源整合互补、协同发展的产学研合作体，对增强自主研发创新能力、驱动原始创新成果产业孵化、提升我国的科技创新能力、构建人才培养模式及提升国家综合实力等具有非常重要的作用[2]。

近年来，我国的产学研合作发展取得显著成绩，对企业自主创新和高校学生人才培养具有一定的积极意义。但由于企业主体参与度和应用型教育内驱力不够，“高校热、企业冷”以及高校“重理论、轻实践”的问题长期存在，产学研合作无法真正达到人才培养预期目标。应用型高校要坚持需求导向，以产教融合、校企合作为主线，培养产业和行业所需的高素质应用型人才，精准服务区域经济高质量发展，与一流企业和行业共建产业学院[3]，共同推动产教深度融合，为人才培养提供一个新的理论视角与理论支撑。

2021 年，山东省确定山东交通学院等20 所省属本科高校为山东省应用型本科高校建设首批支持单位，亟待探索产业链、创新链和教育链有效衔接机制，完善产教融合协同育人机制，从而构建高等教育与产业集群联动发展机制，打造集产、学、研、转、创、用于一体的互补、互利、互动、多赢的实体性人才培养创新平台。产学研合作创新对高校、企业的技术进步具有重要意义，但我国产学研合作创新尚有巨大的进步空间。尤其在新工科建设背景下，应用型本科人才培养目标逐渐发生转变，但现有的育人模式比较单一，产学研合作方没有形成成熟的协同育人模式。在人才培养模式的构建上，产学研各主体协同性不足，从而导致院校与企业、科研院所等资源群体没有形成成熟的协同育人模式。

本文以山东交通学院为例，在对现有理论和经验研究进行系统梳理的基础上，从产教融合视域出发，对应用型高校智能制造专业人才培养模式进行研究。

1 应用型高校智能制造人才培养新模式

1.1 产学研等多元融合协同育人模式构建

产学研等多元融合协同育人模式以培养应用型人才为中心，以产学研三方确立协同为目标，以互惠互利和资源共享两大原则为主线，确立组织领导架构，知识、能力、素质三位一体，构建融合共享机制，立足于课程体系、育人队伍、实践教学及质量评价等四个方面优化育人体系，充分聚合政府、高校、科研院所、产业、企业各种资源，通过科教融合、产教融合，校政合作、校地合作、校企合作（“二融合三合作”）等方式，建立新型多元融合协同育人模式，完善育人保障机制，提升高校人才培养质量。

构建图1 所示政产学研用多元主体协同育人模式，将立德树人根本要求贯穿教学全过程，打造数智化人才新生态；在“共同确定培养目标、共同制订培养方案、共同建设教学资源、共同指导实践环节、共同评价培养质量、共同开发实践教材、共同享有教学成果”的“七共”联动下研究教学理论、教学方法和教学内容；建立“校内小循环、校外大循环”的双循环体系，强化“科研反哺教学、教学支撑科研”联动；构建共促发展的教育链、人才链、科技链、产业链、创新链。

图1 政产学研用多元融合协同育人模式

1.2 “定岗双元”人才培养模式

在人才培养供给侧和产业需求侧双轮驱动的基础上，构建图2 所示学校（理论）和企业现场培训（真实岗位）的“定岗双元”人才培养模式，建立人才培养的系统动力机制。学生入校后，第1 ～4 学期，第6、7 学期，在学校学习理论并完成工业机器人本体装调、编程等综合实习；第5 学期，在合作企业完成机电一体化技术及系统设计、PLC 技术及应用等理论课程和工业机器人应用工作站开发课程设计；第8 学期，在合作企业完成毕业设计。由大学教授、企业经验丰富的工程师对学生进行基础技能训练和理实一体化教学，将大学的理论知识和企业的实践应用进行系统性结合，培养应用型人才。

图2 “定岗双元”人才培养模式思路

1.3 基于三维职业能力要求的智能制造专业课程体系

秉承OBE 教学理念，按照“夯实理论基础，办出交通特色”的工作思路，突出专业特色与企业需求融合、理论创新与实践应用融合的办学理念，打破理论教学与实践教学之间的界限，所有学习活动均以学生为主体，倡导“学中做”“做中学”和“基于项目教育和学习”的教学方法，让学生在知识的学习和应用之间形成良性互动[4]，从而建立基于图3 所示的能力要求维度、内容结构维度和职业行动维度的三方面考评机制，优化智能制造专业课程体系，建立社会参与的毕业要求达成度评价体系。面向市场需求成立产学研用合作教学指导委员会，在“七共”联动下，以学习产出为导向，构建理实一体的课程体系，通过以产为方向、学为基础、研为纽带、用为目的的培养，实现学生多元化发展[5]。合作教学指导委员会根据能力要求维度、内容结构维度和职业行动维度三方面的考评机制负责理论和实践教学过程管理，增强效果评价。

图3 考评能力要求维度

2 智能制造人才培养实践

2.1 理论教学体系

根据分散式制造岛的概念，充分体现离散制造，同时围绕智能制造的基本理念建立离散型“智能制造专业双循环人才培养体系”；采用模块化组合方式，按照工艺优化、能力匹配原则配置加工制造设备、检测设备，配以工业机器人、物流单元等自动化辅机，组合成具有一定功能特点和柔性能力的“FMC 岛”，通过内部物流网络和信息网络将多个“岛”链接成高柔性度的“FMS 岛链”智慧工厂；以功能分类汇集成岛，以灵活物流连接成线和系统，使其在产教融合的实践上具有更大的适应性，在教学上则具有更好的配置和灵活性，可容纳更多的学生进行现场实操训练和实验，并更完整地表达柔性制造、智能制造的核心理念，实现教、产、赛、训、研、创六位一体，建立层级双循环人才培养体系，如图4 所示。

图4 智能制造专业双循环人才培养体系

2.2 实践教学体系

智能制造实践教学平台系统融合信息化生产管理、数字化双胞胎等关键技术，建设一个从设计、仿真、规划到生产、分析的全流程综合智能制造实训系统，如图5 所示。系统单元式设计，以典型零部件模型为主要生产对象，可实现工件的自动化出库、RFID 检测、自动化输送、数控加工、智能检测、智能焊接、入库等作业。系统整体数字化采集，信息化管控，真实再现智能制造工厂的生产场景，可实现典型零部件模型的批量加工，使整个系统既具备智能工厂的生产及管理功能，又充分满足高校教学实践需求，集教学、设计、实践、生产、开发、科研功能于一体。系统软硬件兼顾，涵盖智能仓储、智能物流、智能加工与装配、智能传感、智能检测、智能焊接、智能管控等智能制造关键要素，还包含机器学习等人工智能关键技术。系统单元式构建，每个单元配备独立的电气控制系统与人机界面，既可整体运行，也可独立进行单元实训，在保证每个组成单元稳定可靠的基础上，发挥技术的先进性和可行性，把各单元合理地组合成具有创新性、先进性的智能制造生产线综合实训系统。系统按工业化标准设计，立足于实际教学情况，做到教学与工业的完美融合。

图5 智能制造实训系统

3 改革成效

3.1 智能制造现代产业学院

2021 年，山东交通学院与江苏杰士德精密工业有限公司共建智能制造现代产业学院，探索构建多学科跨专业知识融合的课程体系，创新智能制造专业人才培养方案，推进人才链、产业链、创新链融合发展。产业学院以培养智能制造高素质应用型、复合型、创新型人才为目标，发挥学校学科专业优势和实体企业的行业技术领先优势，深入开展智能制造专业群建设，创建以“学院+实体企业”为共同体的应用型本科教育体系和专业硕士联合培养新模式，成为育人成效显著、区域产业特色鲜明、产学研用联动深入的省级示范学院。智能制造现代产业学院为学生构建综合实训平台，可以完成智能制造产线的整体设计、制作、安装、调试与实验，将学生实践之研发服务于社会[6]。

3.2 教师成长

山东交通学院为山东省唯一一所以培养交通专业人才为主的本科院校，为深入推进产教融合和师资力量建设等相关工作的开展，学校每学期委派一名专业教师入住合作企业进行顶岗互动。从智慧工厂的设计研发阶段开始，教师全程参与系统前期的设计开发、中期的采购加工、后期的集成调试等工作，从而打造“双师型”教学骨干。近三年来，一名教师获交通运输青年科技英才称号；专业教师获“鼎阳杯”全国电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛（华东赛区）二等奖五项；获山东省高等学校优秀青年创新团队一项；主持教育部产学合作协同育人项目七项、省级教研教改课题一项和市厅级教研教改课题两项；主持山东省高等学校在线开放课程一门；发表论文八篇。

3.3 学生大赛

产学研模式提升了学生的创新创业能力，通过智能制造产业学院，锻炼了学生的创新能力，提高了学生面向未来的各项素质和能力。近年来，学生先后获挑战杯一等奖两项，“互联网+”金奖、银奖两项，国家级大创项目两项，山东省机电产品设计竞赛等省部级竞赛一等奖八项、二等奖16 项，取得较好的成绩。

4 结论

本文在产教融合视域下，充分发挥学校学科专业优势和实体企业的行业技术领先优势，对山东交通学院智能制造工程专业人才培养方案进行改革和探索，优化智能制造工程专业人才培养体系，旨在培养智能制造高素质应用型、复合型、创新型人才。实践证明，本次改革效果良好，学生、教师的实践动手能力大幅提升。