岳 鹏
(天津工业职业学院,天津 300400)
2015年5 月,国家提出“国制造2025”战略。作为直辖市的天津,积极参与中国制造2025,基于“中国制造2025”打造天津市先进制造技术基地,促进产业转型升级,针对制造类企业、行业,提出解决主要问题具体对策建议,打造天津市先进制造研发基地[1]。这些行动使天津市制造业在近10年产业升级改造后处于国家先进行列。
“中国制造2025”要求培养的复合型人才要具备创新能力、绿色能力和应用转换能力[2]。高职教育培养的学生应该是专业理论够用,生产技术操作熟练和组织能力强的复合型人才。
高职院校作为培养复合型人才的主要教育基地,在机械制造业向智能制造转型升级的时代,天津工业职业学院现有的传统专业课程,其设置的培养专业技术技能型人才,与现在制造业升级转型过程中所需要的人才要求有脱节的现象。但是,随着企业加工工艺的更新、技术的改进及产品升级换代的产业转型升级要求,人才培养也要保证培养目标精准,能力要求匹配。
天津工业职业学院坐落于天津市北辰区,区域内集聚高端装备制造、现代医药、新能源新材料、新一代信息技术四大主导产业。北辰区以完备的产业体系为基础,以智造赋能高质量发展,推动“北辰制造”向“北辰智造”转变,从生产设备和生产流程发力,通过持续创新提升了企业整体的智能化水平,在制造智能化方面,打造贯穿生产全过程的智能化管理系统,实现了每一道工序可视化,使得每个链接工序之间的流转更加快速。
用人单位招聘学生主要关注以下几点:学习成绩、工作实习经历、个人综合素质与个人修养,学生具备责任心、学习能力强、敬业精神。对于沟通能力强、爱岗敬业、专业知识扎实的学生更受企业的欢迎。
企业岗位多数集中在设备装配工、绘图、智能化设备操作、设备操作工、产品检测、工艺员等岗位。在部分企业调研中,现场维护要求具有数据收集、管理能力和精益化管理软件使用能力。主要岗位包括:设备装配工、操作工、产品检测、工艺员、绘图员等。
学院应培养机械生产制造领域,能从事机械设备操作及维护、产品造型设计、零件工艺编制与加工、产品的质量控制、设备装及与销售、生产线管理等工作的高素质技术技能人才。
立足天津市机械装备制造业对人才技术技能要求,培养思想政治立场坚定、德才兼备、掌握机械加工等知识和技术技能,面向装备制造领域的高素质劳动者和技术技能人才。
根据高职学生的认知规律和职业能力的养成规律,搭建“三层次”能力进阶的课程体系。其中“三层次”能力是指:专业基本能力(包括基本绘图、零件普通加工、机械零件检测、零件基本结构分析);专业核心能力(包括机械零件结构设计、工艺编制、机械零件精密检测、机械零件结构优化、零件数字化设计);专业综合能力(包括现代制造装备的使用、机械设备的维护保养等综合制造能力),见图1所示。
图1 “三层次”课程体系
“三层次”专业技能课程主要包括:工程材料与热处理、机械制图与CAD、机械制造工艺与实施、机械结构设计、公差配合与精度检测、电工与电子技术、液压与气动系统应用与维修、数控编程及加工技术、机电设备维修与维护、机械产品数字化设计、电气控制与PLC、先进制造技术、零件测绘、机械产品建模实训、工程创新实践等。
通过专业课程中增加创新设计项目,使学生了解机械产品制造全过程。通过三层次课程的学习,采用现代学徒试点班教学,引进企业导师到校授课,将企业职业标准、行业技术技能标准融入到课程中,使学生对企业真实岗位的实际情况有一定的了解,将企业真实案例融入到专业课程当中,采用任务完成的形式,作为学生学习的主要载体。通过在校学习的基础,最终引导学生到校企合作企业实习工作,进行针对性较强的顶岗实习,培养复合型技术技能人才。
通过专业课程增加创新设计项目,具体的应用性技术项目——缠绕机设备为载体,围绕机械制造与自动化专业课程开发了“小型缠绕设备”产品设计流程,即产品项目,使学生了解机械产品制造全过程。
将滨海新区城市的文化特征、精神特征、地域特征融合到以城市整体形象设计中,通过归纳整理提取出代表元素,并运用图形和文字相结合进行设计表现,并且将多元素重组应用在城市形象相关的设计中,构成由平面到立体的滨海新区城市品牌形象。地域文化元素以城市VI设计、环境公共设施设计、城市景观设计等为载体,体现地域文化特色,使人们在多重设计中感受、体验滨海新区文化。特色明确的城市品牌形象可以增加人们的认知和识别度,从而扩大城市影响力和知名度。
2.2.1 创新任务选择
在选择创新项目中,选择典型企业产品——小型缠绕机产品设计为依托,进行机械结构的设计、机械图纸绘制、机械制造工艺的编制、数控程序编制、产品造型设计、机床电气回路设计、机械产品的安装与调试等课程的设计。小型缠绕机产品设计对应的任务及课程见表1。
表1 小型缠绕机设备任务设计
2.2.2 创新任务融入课程
通过在不同课程中融入创新设计内容,选取班级采用“立典型任务,增课程设计”,将与创新项目相关的内容,以课程设计、专题讲座、第二课堂、生产实践等方式融入相关课程的教学中。
小型缠绕机设备教学设计表如下表示,通过不同任务的教学要求,采用不同教学方式,最终学生以任务成果的形式展示,提高学生学习兴趣。整个过程以通过典型工作任务,将缠绕机项目融入课程教学。
任务包括:缠绕机图纸设计、缠绕机零部件工艺的编制、零件加工——数控程序编制、电路安装调试、产品的安装与调试、产品造型设计。缠绕机具体教学任务参见表2。
表2 缠绕机教学任务设计
在缠绕机项目中,每个任务都有相应的子任务,子任务设计要按照能力递进规律,从简单到复杂来设计教学内容。“三段式”:初学阶段、掌握阶段、提升阶段。在初学阶段,了解本任务要解决的问题,任务中对应的重要知识点。掌握阶段,学生应对要完成的任务需要解决的问题非常清晰,能对提出的问题有针对性的解决。提升阶段,熟练掌握该任务要求,提出解决方案并实施。
以缠绕机设备任务为例,选择其中“缠绕机零部件工艺的编制”任务,开展阶梯递进式教学。在该任务中,针对“三段式”任务阶梯式教学,设计了3个子任务,分别为:销轴零件工艺编制、台阶轴零件工艺编制、光滑轴工艺编制。其中,台阶轴为缠绕机设备中主机内的实际零件,其流程如下:
试读典型零件图纸-分析零件图纸-机加工工艺与装备-制定零件加工工艺方案-产品质量检测。
台阶轴的加工工艺制定是根据企业实际产品缠绕机上所用零件所设计的一个学习子任务,通过学习销轴、台阶轴、光滑轴,完成轴类零件加工工艺装备的选择及加工工艺方案的制定。从初级到进阶,反复训练的同时难度提升,学习难度螺旋上升,提升学生学习效果。
专业课程进行颗粒化资源的打造,包括文本、图形、课件、动画、虚拟仿真、微课视频、实训视频等。同时可将颗粒化资源进行整合,建设立体化教材,搭建课程平台,为教学提供标准资源。
(1)线上、线下混合式学习模式
基于信息化手段在专业课程中的应用实施与研究,实现学生主体和可定制的学习模式创新,突出以学生为主体,改变了教师在教学中的角色和地位,有效地提高学生学习兴趣。
(2)教学资源的整合
搭建的教学平台要适合混合式学习模式,对学生而言,能够自主学习,也可进行小组互助,师生互动的协作式的学习,对教师而言,能够分层教学来实现教学过程。颗粒化的教学资源的通过网络平台完成整合,为教学提供标准资源。
(3)测评系统和考核评价系统
网络平台系统会记录学生知识点访问、论坛交流统计及学习进度情况。在线考试系统可自动评分并导出错题,方便学生自我管理、自我提高。加大了过程性评价所占的比重,减小了总结性评价所占的比重,使对学生的最终评价回归自然,正常反映学生的学习方法和效果,有效提高了学生各方面的素质和能力[4]。
学院对校内教学实训基地进行建设,扩建具有实际生产加工能力的实训中心,实训中心由数控机床和工业机器人等设备构成的可以实现对机械产品的智能自动化加工,可以使学生对当今现代机械制造领域的先进技术有一个全新的认识,亦可承接社会企业机械产品的加工任务,对企业员工进行培训、鉴定等。建立工业造型设计实训中心,可完成包括CAD/CAM实训室,数字化产品造型设计,数控仿真实训室,工业产品设计与造型等实训任务。培养学生熟悉产品造型设计、产品开发流程,具备创新能力。
智能制造背景下,高职院校机械制造及自动化专业应按照企业岗位能力要求重新整合,是适应智能制造业的发展需求的,也是未来企业转型下所需岗位的要求。根据高职学生的认知规律和职业能力的养成规律,搭建智能制造背景下的“三层次”能力进阶的课程体系。课程教学内容设计“三段式”阶梯递进项目,从初级到进阶,反复训练的同时难度提升,学习难度螺旋上升,提升学生学习效果。专业从以上几个方面展开课程改革,有效起到提升综合教学质量的作用,有利于高职院校培养出更多的机制专业高端人才。