航空智能制造背景下飞行器制造专本贯通一体化培养模式研究

黄 鹏，杨 丰

（长沙航空职业技术学院，湖南 长沙 410124）

随着歼-20、歼-16、运-20 等先进军用飞机进入公众视野，ARJ21 批量交付，C919 批量生产，无人机和通用飞机井喷式发展，我国航空产业正在进入前所未有的高速发展时期[1]。目前飞机仍大量采用铆接装配技术，工艺过程复杂，需要大量铆接装配技术技能人才。飞行器制造高职专业学生主要面向飞机制造企业中钣金工、铆装钳工、装配调试工等岗位群，从事铆接、装配调试等工作。随着航空制造技术快速数字化、智能化升级变革，自动制孔、自动钻铆、自动对接等智能制造单元应用深度和广度日益增加[2，3]。新技术、新规范、新岗位不断涌现，航空装备制造业的典型工作任务及岗位任职要求发生显著变化，呈现出飞机零件制作智能化、装配流程数字化、生产管理自动化等发展趋势，航空制造产业结构和岗位更新迭代加速，对从业人员职业能力复合化需求愈加强烈，对职业教育形成了强烈的外部驱动。然而，受学制、培养规格等限制，飞行器数字化制造技术高职专科专业注重基础知识的学习和行业基础技能的培养，学生知识技能单一，复合度不强，在知识结构方面不能完全满足航空智能制造对高端技术技能型人才的需求。改革和创新人才培养模式，进一步提高飞行器制造专业的人才培养质量迫在眉睫。目前“航空智能制造技术”职业本科尚处于探索论证阶段，起点高、跨度大，短期内难以实施。由于区域产业构成、发展需求、技术应用水平差异较大，探索具有行业、地域特色的飞行器制造专本贯通一体化人才培养模式在当前阶段更具有现实意义。

一、飞行器制造专本贯通一体化培养需求

（一）职业教育发展专本贯通一体化人才培养需求

2021 年新版《职业教育专业目录》中高职专科原“飞行器制造技术”专业升级为“飞行器数字化制造技术”，新增“飞行器数字化装配技术”高职专科专业，新增“航空智能制造技术”职业本科专业，目的是适应航空装备制造产业数字化发展趋势，核心是“专业升级”和“数字化改造”。在此背景下，顺应航空智能制造发展趋势和要求，改革和创新人才培养模式，进一步提高人才培养质量，迫在眉睫。2021 年10 月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》，指出要稳步发展职业本科教育，高标准建设职业本科学校和专业[4]，到2025 年职业本科教育招生规模不低于高等职业教育招生规模的10%[5]。

我国发展职业本科主要有以下几种形式：专本院校联合培养、高职专科院校升格、高职专科院校部分专业办本、专升本等。四年制职业本科目前还处于探索阶段[6]，实施难度较大。专升本模式存在培养目标有差异、培养断层、课程体系不衔接等问题。高职院校与应用型本科院校联合办学、专本贯通一体化培养模式在全国部分省市已经进行了大量有益探索，被认为是现阶段培养高素质技术技能人才的一种有效方式[7]。湖南省2021 年10 月颁布的《教育部 湖南省人民政府关于整省推进职业教育现代化服务“三高四新”战略的意见》，明确指出要探索高职专科与本科层次职业教育试点学校开展“3+2”衔接培养[8]。通过专本院校联合办学，打通飞行器制造专本贯通一体化人才培养渠道，是现阶段一种较为科学且操作性强的高素质技术技能人才培养途径。

（二）航空制造产业对专本贯通一体化人才培养需求

飞机外形复杂、结构特殊、刚度较小、质量要求高，制造时零部件定位困难、结构易变形、误差难控制、工艺流程复杂，需辅助使用数量庞大且种类繁多的设备、工装、夹具、量具等。因此，飞机制造不同于普通机械制造，是一项难度大、涉及很多专业领域的复合型集成技术。传统飞机制造中手工作业占比较高，飞机生产效率和装配质量依赖个人经验和操作技能，人为因素的影响较大。随着四代机、五代机横空出世，其结构突破了传统经典设计、继承设计，突出功能结构一体化，设计分离面和工艺分离面大量减少，普遍采用整体大部件、框梁一体化等新概念结构。此外，新型飞机气动外形要求严格，需要控制表面质量，对于缝隙、阶差、凸凹等有严格的要求。新型飞机强调设计与制造高度融合，传统生产模式、操作手法、装配经验和合格标准已经不能满足新型飞机制造要求。为提高产品质量、提升生产效率、降低生产成本，飞机制造过程的智能化程度正在逐渐提升。当前，开敞性较好、外形较规则的飞机零部件大量采用自动铆接、智能加工单元；部件对接普遍采用自动调姿、自动对接、柔性工装、脉动生产等先进技术。飞机制造技术发展历程如表1 所示，现代飞机制造技术总体是向数字化、柔性化、智能化方向发展。

表1 飞机制造技术的变革趋势

飞机产品的升级换代和制造技术变革对传统制造模式和从业者已有技能、操作经验提出了严峻挑战，传统生产模式、操作手法、装配经验和合格标准已经不能满足新型飞机制造要求，要求新一代技能人员同时掌握前沿数字化技术与行业基础技能，具有一定的理论水平和创新思维，能和技术员在技术层面进行快速高效的沟通。高职专科学生理论基础较薄弱，缺乏解决现场较复杂实际问题的综合素养，职业能力与新形势下航空制造企业用人需求存在一定差距。国内部分飞机制造企业已经开始招聘本科学生充当一线工人，但本科学生缺乏系统的技能培训，且培训周期较长，同时部分本科学生对从事一线技能工作存在一定的心理落差。“航空智能制造”职业本科还处于论证探索阶段，从实施、调整、优化到人才产出还需几年周期。专本贯通一体化人才培养操作性强，能快速填补企业用人需求。

二、飞行器制造专本贯通一体化培养存在的挑战

（一）培养目标差异

高职专科院校飞行器数字化制造技术、飞行器数字化装配技术等飞行器制造专业重点培养学生的职业能力，要求学生必须掌握从事航空装备制造所需的专业知识和技术技能，具有良好的人文素养、职业素养，养成严谨细致、精益求精的工匠精神，培养目标是为航空制造行业培养高素质技术技能人才。普通本科院校飞行器制造相关专业学生一般从事航空产品设计、工艺开发等工作，定位是航空航天工程技术人员，人才培养定位要求学生必须掌握扎实的理论基础知识，具备一定的设计与开发能力。高职专科和普通本科在人才培养目标方面存在较大差异，探索有效的专科和本科培养目标衔接途径，才能最终实现飞行器制造专本贯通一体化培养目标。

（二）培养模式差异

专科层面侧重行业技能和操作实践能力培养，专业理论知识遵循“必需、够用”的原则，专业课程体系由专业基础课、专业核心课和专业拓展课组成。本科层面大多以学科体系组织专业课程体系，侧重于学生的理论知识、思维能力、创新能力等方面的培养。现在一些职业院校与当地本科院校开展了高职与本科，中职与高职，甚至中、高、本一体化培养，展开较多的实践探索，在某些专业形成了一些特色鲜明的衔接办法。但是这些实践由于分阶段、分学校实施教学，还是没有很好地解决专科、本科阶段在知识深度、专业背景、培养目标等方面的差异，客观上还是存在教学模式、课程体系、考核方式不一致等诸多问题，在互相衔接过程中缺乏统一标准，导致边界不清晰，进而导致教学实践徘徊不前。

（三）课程体系重复

飞行器制造相关高职专科专业和普通本科专业课程体系理论上应具有明显的差异，高职专科面向航空产业中制造、试验、维修等岗位，本科院校主要面向研发、工艺等岗位。实际上两者由于面向行业相同，高职专科和普通本科所需的专业基础理论知识相同，只是深度不一样，这就导致两者的专业课程体系有部分重叠，尤其是专业理论课。如果联合培养缺乏顶层机制，院校之间缺乏交流沟通机制，各学校自己单独制订和实施人才培养方案和课程体系，必然导致课程重复。因此专本贯通一体化必须明确专科、本科阶段课程体系。

三、飞行器制造专本贯通一体化培养举措

（一）聚焦培养目标，培育职业能力

飞行器制造专本贯通一体化旨在通过高职专科到职业本科的贯通培养，进一步提高学生理论水平与高阶操作技能，以适应航空制造产业优化升级对技能娴熟、理论扎实的高端技能人才的需求。按照“统一目标、校企合作、专本一体、分层教学、课程衔接、系统培养、多样成才”的思路，构建飞行器数字化制造技术高职专业与航空智能制造本科专业的专本贯通一体化人才培养总体架构。通过体系化的顶层设计，保证高职阶段和本科阶段有效衔接，做到人才培养目标、培养规格、培养模式连贯，同时与航空制造高素质技能人才层次的动态变化需求一致。不同于传统专升本跨越式过渡，通过院校紧密合作、人才培养的无缝衔接，学以致用，进一步提升学生的职业能力，如图1 所示。

图1 飞行器制造专本贯通一体化培养模式总体架构

（二）借鉴航空数字化制造模式，促使专本自然衔接

航空数字化制造的内在特征是高精度数字量传递，飞行器制造专本贯通一体化培养面向飞机部件数字化装配、大部件数字化对接、数字化工装安装与调试等高端岗位需求，既要掌握钣金、铆接、装调等行业基本技能，还要熟练掌握行业所需的数字技能。以行业需求为导向，通过与企业、院校合作，组建联合教学团队，借鉴企业典型生产环节，引入企业先进生产模式，通过教学化改进，开发一套面向教学的“数字飞机+数字工装+智能制造单元”重构教学项目，将数字化应用培养融入教学全过程，培养学生的职业能力，如图2 所示。将数字化应用能力与传统行业基本技能有机结合，高职专科阶段注重“行业基本技能和数字应用能力”培养；职业本科阶段注重“智能制造和数字开发能力”培养，层层递进，使学生具备扎实的理论知识、专业技能和娴熟的数字应用能力。借鉴现代飞机数字化制造模式，并贯穿于专科、本科培养阶段，分层次培养，使得专本培养自然衔接。

图2 数字化赋能分阶段人才培养

（三）具化专本衔接，科学搭建课程体系

专本贯通一体化培养的关键在于高职专科与本科阶段的课程体系及内容是否有效衔接。专本贯通一体化课程衔接既不是因学制变长而将高职专科已有课程进行扩充或增添，也不是将普通本科课程简化或嫁接移植[9]。飞行器制造专本贯通一体化课程体系设计要融合专科与本科特色，力求知识和技能体系平滑过渡，根据学生心理特征、可接受程度，以及知识积累逻辑、技术技能形成规律，重构高职专科与本科阶段课程模块、教学内容，实现专本课程结构有序衔接，构建相对独立又具有系统性的课程体系。专、本阶段教学内容、教学方式各有侧重，专科阶段面向航空零部件加工、飞机钣金制作、铆接装配等传统岗位培养行业通用技能人才，注重职业素养、基础理论、行业基本技能培养；本科阶段面向飞机数字化装配与调试、智能装备与产线应用及维护等新岗位所需的现场技术应用型人才，注重现场管理、复杂理论、实践能力的培养。

（四）内化职业素养，强调德技并修

航空制造业制的是“大国重器”，飞行器制造专业学生未来在生产一线直接面向航空产品研制全过程，必须将质量意识、环保意识、安全意识、保密意识、诚信意识、规范意识、信息素养、创新思维融入学生日常培养中。要通过与航空制造企业合作，引入企业典型工艺规程、操作规范、现场管理规范、6S 管理规定等。借鉴企业典型工作任务，进行教学转化，对接企业生产场景，开发数字化教学载体，重构教学模块；同时在校内实训车间全面推行6S管理、多余物管理，教学现场要求工具、设备、耗材定置摆放，加强过程考核和引导，改进管理与测评形式，实现理论考核、技能评价、产品质量评价对接；在日常教学中潜移默化，培养学生追求卓越、精益求精、无私奉献的航空工匠精神、爱岗敬业的劳模精神，切实做到“零缺陷、无差错”。

（五）坚持产教融合，贯彻工学结合理念

据教师企业实践、企业调研、毕业学生回访得知，目前高职毕业生入职后还需在航空制造企业进行半年左右的基础培训，然后分配到车间进行具体岗位培训，其职业能力还很难满足用人需求，与岗位需求仍存在一定的差距。主要原因是学生装配工艺理论知识薄弱、未接触过装配工装和较复杂产品装配实践，为避免在飞机产品上进行操作练习损坏珍贵器件引发质量安全事故，新员工必须进行长时间跟岗观摩学习，导致企业用人紧张。飞行器制造专本贯通一体化培养过程中应充分发挥产教融合、校企合作、产学研结合的优势，通过校企合作共建育人环境，融入岗位资格标准，提升学生的综合能力，实现人才培养和企业用人需求之间的无缝对接。因此，在人才培养方案制订、课程体系设计、教学资源开发、实训条件建设等方面都应以校企合作、产教融合的理念为指导，借鉴企业生产模式，选取典型飞机生产环节，创设更接近真实环境的数字化教学场景，充分利用现代信息技术，变革教学模式，以学生为中心，将理实一体、项目化教学、数字化教学融入对学生的日常培养中，保障学生职业能力的全面形成。

（六）严格教学质量，构建科学考评体系

考评体系是检测学生职业能力的试金石，考评结果是进行教学反思的重要参考指标，在职业教育中发挥着至关重要的作用。考评体系要与人才培养目标相统一，考评形式要与教学模式相一致，评价指标要与课程目标、教学目标相协调。飞行器制造专本贯通一体化人才培养方案明确了高职专科与本科阶段分别应达到的知识、技能、素养标准。考评体系以学生职业能力为主要评价标准，注重对综合素质和综合能力的考核。考核方式力求方便、真实与可操作，强调形成性考核而不是终结性考核。因此，构建考核评价指标要兼顾专业知识、技能操作、运用能力和职业素养，建立科学系统的评价标准。

四、结束语

飞行器制造专本贯通一体化人才培养面向航空制造业数字化、智能化转型升级背景下对高素质技术技能人才的需求，明确新形势下典型工作任务及岗位任职要求，通过对行业、企业、兄弟院校等不同领域的调研，构建飞行器制造专本贯通一体化人才培养目标和培养规格，院校合作、校企合作，确定课程体系、职业能力培育体系等，旨在培养“理论基础扎实，专业技能娴熟，实践能力强，职业素养高，数字技艺出众，创新特质突出”的复合型技术技能人才。专本贯通一体化培养的核心是高职专科阶段与本科阶段人才培养的精准衔接，这就要求在人才培养方案、课程设置和教学模式等方面进行改革与衔接，探索出一条新形势下专本贯通一体化培养路径，凸显高职专科和本科各自特色，实现“1+1＞2”。