广西水利电力职业技术学院机电类产教融合高水平专业群建设
(一)机电专业群组群逻辑
机电类专业(群)构建与智能制造产业链对接,以智能制造产业链为依托,构建机电类专业群,包含机电一体化技术、机械制造与自动化、数控技术、工业机器人技术、水利机电设备运行与管理5个专业,其中机电一体化技术是专业群的核心专业(见图4-4-5)。机械制造与自动化专业承接机电产品的设计与制造,水利机电设备运行与管理专业承接机电产品的安装与维修,是专业群的基础专业;数控技术专业承接现代加工技术的开发与应用,工业机器人技术专业承接机电产品智能制造系统的开发与应用,是专业群的前沿专业。机电类专业群紧密对接我国制造业的产品设计制造、自动控制、设备运行维修三大技术领域,贯穿了机电产品生产的全生命周期,共同面向机电产品设计、生产、设备运行与维修岗位群,5个专业之间联系紧密,课程相互融通,求同存异,突出专业特点,形成在教学内容、实训条件、师资队伍、课程建设等方面实现资源共享,在专业个性方面特色鲜明的机电类专业群。
图4-4-5 机电类专业群的组成
(二)专业建设对应产业链
2015年5月19日,国务院正式印发《中国制造2025》,实施制造强国战略部署,其核心是智能制造。推进智能制造是中国制造从“制造大国”向“制造强国”转型升级的主攻方向。随着新一代信息技术与制造业的深度融合,基于信息物理融合系统的智能制造正在引领制造方式的巨大变革。智能制造成为社会经济发展、科技创新的新增长点。企业对简单工序的操作人员需求越来越少,对智能装备应用与维护、工业机器人系统集成、高端数控加工与编程、数字化建模、精益生产、逆向工程等人才需求越来越多。新世纪以来,党和国家深入实施人才强国战略,推动我国由人力资源大国迈进人才强国行列,制造业人才队伍建设取得了显著成绩,有力地支撑了制造业持续快速发展。
2016年,在教育部、人力资源社会保障部、工业和信息化部共同编制的《制造业人才发展规划指南》中指出:实现制造强国的战略目标,关键在人才。在全球新一轮科技革命和产业变革中,世界各国纷纷将发展制造业作为抢占未来竞争制高点的重要战略,把人才作为实施制造业发展战略的重要支撑,而制造业发展面临着资源环境约束不断强化、人口红利逐渐消失等多重因素的影响,人才是第一资源的重要性更加凸显。可见,有利于制造业人才成长和发挥作用的政策和社会环境正在形成,机电类专业群的构建正是适应了智能制造发展的需求。
2017年广西出台《广西机械工业二次创业实施方案》,其主要任务之一即推动传统制造向数字化制造、智能制造转变,着眼于推动高端装备制造业智能化升级,在南宁、柳州、玉林等市重点建设三座智能制造城。2018年在《贯彻落实创新驱动发展战略打造广西九张创新名片工作方案(2018—2020年)》中提出:全力打造“传统优势产业、先进制造业、信息技术、互联网经济、高性能新材料、生态环保产业、优势特色农业、海洋资源开发利用保护和大健康产业”等广西九张创新名片。特别强调了要加快先进制造业的发展,贯彻落实“中国制造2025”工作要求,加快推进“互联网+工业”行动,促进互联网、大数据、人工智能与制造业深度融合,推动“广西制造”向“广西智造”转变,构建制造业全产业链创新体系,实现传统装备制造产业转型升级和向中高端迈进。
机电专业群的建设与发展正是适应了广西经济发展的战略需求。面对新的形势和挑战,必须把制造业人才发展摆在更加突出的战略位置,加强顶层设计,发挥资源优势,抓好体制机制改革、强化人才队伍基础、补齐人才结构短板、优化人才发展环境,充分发挥人才在制造强国建设中的引领作用。
(三)专业群课程体系构建
1.专业群课程体系的特点
为实施基于目标产品的“三层三线四融合”创新型人才培养模式,学校多次组织一直工作在生产第一线的实践专家进行研讨,寻找机电类专业实践专家在职业成长过程中的典型工作任务,按照“校内学习与实际工作相一致”的要求,突出职业能力和职业素质培养,强调“企业需求和学生需求并重”,构建了基于工作过程的“宽基础多线并行”工学结合课程体系(见图4-4-6)。
图4-4-6 “宽基础多线并行”工学结合课程体系
在原有操作类课程、管理类课程的基础上,整合课程内容和培养目标,随着学生认知能力的提高,分阶段合理设置创新能力课程,包括创新识别类课程、创新技术类课程,培养学生发现新市场、及时获取创新机会的能力,利用在校期间,逐层递进培养学生具有锐意进取的创新精神。“多线并行”的课程体系,包含机械零件设计与加工、数控系统安装与调试、设备安装与维护、设备操作与管理四个专业能力模块。
①一个独立的公共基础平台,包括两课、高职英语、计算机文化基础、体育与健康、职业发展与就业指导、心理健康教育等课程,属于专业群共享部分。
②两个并行的技术基础模块,即机械制造基础和电气控制基础模块,包括金工实训、机械制图与测绘、机械制造基础、电工电子技术、液压与气动技术应用、机电一体化技术应用等课程,属于专业群互通部分。
③多线并行的专业核心能力模块,即机械零件设计与加工、数控系统安装与调试、设备安装与维护、设备操作与管理模块,分属于专业群中不同的专业,以满足各专业培养目标的需求,属于中层分立部分。不同专业的学生可以同时跨模块学习,实现一专多能。各模块的核心课程有所侧重,比如:机电一体化技术专业包括机械装置与零件设计、机械制造技术分析与实践、机电设备安装与维护、数控机床操作及维护、机床数控系统检修与调试、自动化生产线安装与调试、工业机器人安装与调试等专业核心课程。
专业群中的各专业在选修课、毕业设计与实践中还将融入专业拓展能力训练模块,增加创新理论、创新实践、创新制作、创新大赛等创新课程和训练,在各能力模块中渗透创新思维、创新技术和思政教育。
2.专业群教学模式改革
在两个技术基础模块中实施了基于目标产品的“连环载体”教学模式。以此为基础研究形成“基于行动引导型核心课程实施连环载体教学的课程体系建设模式”和“以行业职业标准构建的高职机电类专业课程体系”等教学成果。
基于目标产品的“连环载体”教学模式,即围绕着目标产品的设计、加工、安装调试、控制等过程,选择学生在前期课程学过的并属于目标产品的部分成果作为后续课程的学习载体,这就使得前后课程之间总能通过学习载体发生联系,形成连环,故称连环载体(见图4-4-7)。这种载体是学生熟悉的、感兴趣的,节省了载体的引出和解释时间;同时,学生可以从载体中自己发现和纠正存在的问题,促使学生养成细心工作的良好职业习惯。
(https://www.daowen.com)
图4-4-7 “连环载体”教学模式
实施基于目标产品的“连环载体”教学模式,使专业基础课程也可以实施项目导向、任务驱动教学,在很大程度上融入了职业活动,淡化了专业基础课程和专业课程的概念,使学生参加职业活动的时间大大地提前和增加,打破了传统的建筑学基础观,贯彻了生物学基础观。
3.课程建设勇于突破
课程建设与开发始终坚持校企合作的模式,勇于突破传统,专业课程教材与资源开发均与相关行业企业及技术骨干共同开发,尊重职业人才成长规律,以职业岗位能力重构课程体系,以项目化教学组织教学内容,抓好“课证融通”,坚持“课程思政”。以精品课程建设提升教学资源建设质量,其中机械制图、液压技术、机械设计基础、机械制造技术应用与实践4门课程已为自治区级精品课程,水轮机及辅助设备运行与检修既是自治区级精品课程又是全国水工教指委精品课程;现正在建设中的UG软件应用为自治区级在线精品课程,机械制图为自治区级课程思政示范课,机械设计与应用、机械制图已是校级在线精品课程,正在申报自治区级在线精品课程。配套课程教材已开发完成12部。
积极推进1+X证书制度,工业机器人技术专业、数控技术专业成功申报1+X证书试点专业,建设1+X证书制度课程5门,培育1+X证书试点教师6人;开发了工业机器人技术、数控技术课程资源和机器人安装与调试技能比赛资源,开发工业机器人集成应用(初、中、高级)、数控车铣加工(初、中级)等职业技能等级有关的1+X证书学习资源,为1+X证书试点工作的推进奠定了基础。
建立专业课程与职业技能证书融通的学分银行,优化课程设置和教学内容,将新技术、新工艺、新规范以及职业技能标准融入课程教学内容,课程教育与证书教育融通,上岗证书与课程标准对接,达到“课证融通”的目标。
将工匠精神的培育与职业技能的训练相结合,实现“通用能力训练→专业能力训练→综合能力训练”递进提升。
专业群全部课程已构建网络资源,借助超星“学习通”平台,将教学资源建在网络上,可实现多教师共建课程,师生共享资源,教学过程数据化,考勤记录、作业布置、过程考核网络化。课程通过“线上”“线下”混合式教学,充分地调动了“教”与“学”的积极性。现专业群已在平台上建课48门,其中用于水利电力企业职工培训课程5门,企业员工在线人数300多人。
4.校企合作促基地建设
借助国家骨干院校建设和广西示范特色专业建设的契机,加大加快实训基地建设,建成了包含“三基地三中心”的实践教学工厂,即:三个实训基地(金工实训基地、专业基础实训基地、数控技术实训基地)和三大实训中心(虚拟仿真实训中心、专项技能实训中心、机电一体化综合职业技能实训中心),为目标产品的设计制作提供了基础;包含“三个实训基地、三个实训中心”的教学工厂,为机电类专业群学生在校内的职业能力培养和专业能力训练提供了强有力的支持。同时,以企业模式构建校内教学工厂,营造真实工作环境和氛围,改革教学组织模式,在培养学生的专业能力、方法能力的同时,也锻炼了学生的职业能力和社会能力。
与广西南宁沃源重工机械设备有限公司合作共建集研究、设计、生产于一身的工程机械研发中心,在学生身边营造了真实的生产环境,给机电类专业人才培养提供典型的工作任务和案例,为教学提供一个完成真实生产任务的生产性实训基地,为机电类教师提供一个完整的新产品设计、制造、安装调试、企业运营与管理的生产实践平台。
拥有自动生产线实训室、数控加工实训室、PLC实训室、工业机器人实训室等二十个校内实训场所,建筑面积12000多平方米,实验、实训课开出率100%;配有机电一体化柔性生产实训系统、工业机器人、自动化生产线实训系统、三坐标测仪、A3000高级过程控制实验系统、床身式加工中心等大型设备81台(套),总值2200多万元;学校是国家“数控工艺员培训考点”“广西高等职业院校示范性数控实训基地”“全国机械工业职业技能鉴定考点”。
依托广西水电职业教育集团和里建校区所处的广西—东盟经济技术开发区,建有上汽通用五菱汽车股份有限公司、宝钢湛江钢铁有限公司、百威啤酒等区内外优质稳定的实习基地达22家。与企业联合制定有利于工学结合、技能培训和学生顶岗实习的管理制度。
5.全方位打造创新团队
全面贯彻党的教育方针,坚持立德树人根本任务,坚持“立品、为学、禀艺、砺身”的团队建设理念,传承和弘扬水利人“爱岗敬业、无私奉献”的优秀传统和“上善若水,自强不息”的开拓精神,实现专业精神、职业精神、工匠精神相融合,建立了团队师德师风建设和评价的长效机制。
团队负责人分别获得广西高等教育教学名师、广西优秀教师、广西三八红旗手、莫正高式八桂好老师等称号,专业负责人获得全国水利职教名师、首届广西水利科技优秀青年奖、南宁市技术能手等称号,获广西科协2011年专家学者建言献策行动计划先进个人,先后6次获广西水利厅直属机关优秀共产党员称号。
机电教学团队2009年获得广西壮族自治区优秀教学团队称号,2020年获得了全国水利职业教育教师教学创新团队的称号。团队爱岗敬业,团结友爱,乐于奉献,主动开展课程思政,传道授业,传承优秀文化,弘扬社会主义核心价值观,用爱营造了良好的学习和工作氛围。
6.技术服务助企业发展
发挥教学团队在水电站及变电站机电设计、安装调试方面的理论和经验优势,以及多年来在水利机电行业职工培训积累的资源优势和良好的培训质量口碑,一方面积极响应水利行业企业职工培训的要求,另一方面主动去企业洽谈增效扩容改造后面向企业职工的新技术培训工作,帮助企业解决职工新技术掌握和技能提升问题,开展水电站站长培训班、安全生产管理人员培训班、水电站自动化及典型事故分析处理培训班、水工闸门运行工培训班等,2018—2020年,共为行业企业培训职工1893人次,总培训6144人天,服务到账金额76.1914万元。
积极与企业对接,专业骨干教师带领学生一起参与企业产品研发与制造。一方面与广西南宁沃源重工机械设备有限公司在校内共建“工程机械研发中心”,共同研发大型凿岩钻机,现已形成由挖掘机改凿岩钻机年产8台套、年产值达640万元的生产规模;另一方面与广西徐沃工程机械设备有限公司在企业共建“工程机械应用技术协同创新中心”,参与徐沃公司的研发,其中微型挖掘机年产量达200台、销售额达2200万元,夹木器年产量达700台、销售额达1100万元,此外,为徐沃公司研发了一条微型挖掘机动臂双工位机器人焊接系统,全面提升动臂的焊接效率和焊接质量。
7.国际交流已初见成效
响应国家“一带一路”倡议,立志帮助中国水电装备制造企业走出国门,走向东盟。2016年首次举办越南水电站综合自动化技术培训班,为来自越南并使用中国水电装备的4座水电站10名技术骨干开展了为期10天的培训;2019年与南宁广发重工集团发电设备有限公司合作,利用校内水电站综合自动化实训室举办了面向越南使用中国水电装备的越南水电站综合自动化技术培训班,共有来自越南所罗1水电站、所罗2水电站、猛商水电站的8名技术骨干参加了为期10天的校内理实一体化培训,除培训水电站综合自动化系统配置、微机保护与整定、开停机操作与维护、PLC编程、中国水电技术与标准等内容外,重点分析和解答越南水电站技术骨干在生产过程中碰到的技术难题,帮助他们更好地理解和掌握水电站综合自动化的操作、维护、故障诊断与维修等技术,培训得到了越方学员的高度评价,不断点赞中国的水电装备和技术。此外,承办了一期柬埔寨留学生培训班,为来自柬埔寨的10名留学生培训了自动化控制与操作的内容,让学员全面了解和体验了现代工业自动化技术的应用,得到了学员的好评。专业的职业技术培训已走出国门,不仅服务于中国水电装备制造企业走向东盟,输出中国水电技术标准和中国水电产品,提升中国水电在东盟国家的影响力,同时进一步提升了专业在中国西南地区和东盟国家的影响力。
此外,率先引进德国COMET职业能力测评标准,在专业学生中做了三次职业能力测评,从学习动机、职业取向、工作能力等方面全面考核学生的综合职业能力,通过学生的能力测评对专业、课程的质量进行诊断与改进。