机电类专业创新创业人才培养的探索和实践

任明 姜锐 周晨 王晓倩

[摘 要] 在新经济智能制造背景下，地方高校机电类专业传统教育模式已经难以适应区域经济快速发展的需求，人才培养的质量达不到智能制造领域创新创业的要求。机电类专业创新创业人才教育的关键是培养学生的科技创新精神、企业家精神以及科技类创新创业的实践能力。因此，从课程教学体系、实践教学体系、师资培训、实践平台等多方位系统性地对智能制造创新创业人才的培养进行了探索和实践，以期为地方高校双创人才培养提供一些借鉴。

[关键词] 机电类专业;智能制造;创新创业

[基金项目] 2018年浙江省高等教育“十三五”第一批教学改革研究项目“新经济背景下地方高校机械类专业改造升级路径探索和实践”（jg20180301）;“基于大工程观的机械类专业‘工程图学课程教学改革与实践”（jg20180300）;教育部2019年第一批产学合作协同育人项目“机器人技术与应用创新实践师资培训”（201901229033）;温州大学校级重点教学改革项目“机械类专业大学生创新创业教育实践途径研究与探索”（16jg06）

[作者简介] 任 明（1972—），男，浙江宁波人，博士，温州大学机电工程学院系主任，讲师，主要从事机械工程研究。

[中图分类号] G642.0    [文獻标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）40-0209-03    [收稿日期] 2020-03-16

一、引言

新经济下以智能制造为主导的工业4.0正改变着全球制造业的发展格局，也倒逼着我国制造行业向智能制造模式快速转型升级，然而面向区域经济服务的复合应用型创新创业人才的匮乏，特别是占据高等教育90%的地方高校应用型人才培养供给侧与产业发展需求侧结构性不一致问题凸显，地方高校机电类专业人才培养已经难于满足智能制造产业链下对创新创业能力的要求。因此，深入实施创新驱动发展战略，主动适应信息经济下机电类人才培养特点，将具有创新创业精神和能力的复合应用型技术人才纳入人才培养的全过程中，是新形势下高等教育综合改革的突破口和重中之重[1]。

近年来各地方高校在研究智造领域的创新创业人才培养模式方面进行了许多积极探索。例如重视双创教育与专业课程互融的课程体系以及基于CDIO的实践教学体系建设，重视学科竞赛，创建创客空间，完善实训平台，聚焦产教融合校企协同育人等方面的探索，但大部分双创教育的探索依然处于论文范式的宏观研究[2，3]，小部分虽然在双创教育的某一方面具有一定的实践效果，但缺乏贯通智能制造双创人才培养全过程，形不成可推广层面的双创教育实践经验。依然存在学科互融性不足、教学模式单一、智能制造实训设施薄弱，理论探讨与实践脱节等问题[4，5]。本文力求从双创人才培养的课程与实践教学体系、实验实训平台、师资培训等多方位系统地对智造领域新形势下双创人才的培养进行改革和实践，为地方高校双创人才的培养提供一些参考和思路。

二、智造背景下双创教育与专业教育融合的课程体系建设

机电类专业创新创业人才教育的关键是培养学生的科技创新精神、企业家精神以及科技类创新创业的实践能力。因此需要将创新创业教育融入专业技术教育中，通过科技创新促进创业。特别是新形势下机电类专业学生面对的更多是数字化设计普及、工业机器人广泛应用、光机电控、网络通信、生产管理等跨领域知识融为一体的复杂工程。培养具有科技类创业能力、创新精神的人才，当务之急是构建工程“系统观”下的专业教育与创新创业教育融合的课程体系。我校机电类专业的课程体系架构如下图所示。

其中，在坚持以通识教育和创新创业教育为两翼，强力支撑专业教育的理念之下，为了应对工业界智能制造快速发展的趋势，专业方向增加了机器人模块课程，替代了传统的模具模块，增加了与工业机器人应用密切相关的机器人动力学和运动学、机器视觉和图像处理、工业机器人编程和系统集成技术课程。优选了数字化创新机械设计、机电系统方案创新设计、创新思维与方法等课程，以培养学生数字化信息技术创新意识和能力。优选企业家精神与创业能力、市场营销和财务管理等课程，并邀请具有创业经验背景的校企专家进行课程讲授，以培养学生创业意识。同时，将学科竞赛和CDIO项目，以学分的形式纳入课程体系中，贯通大二至大四，普及至所有学生。通过以上在课程体系中将素质教育、专业教育、双创教育、竞赛、项目之间相互融合，为机电类复合型双创人才培养奠定了坚实的知识结构。

三、模块化、层次化、能力进阶的双创教育实践体系

培养应用型人才双创能力的关键之一是基于各类双创实践平台，建立适合地方高校机电类专业人才培养的双创实践体系。智造背景下学生面对的是利用智能化云端网络完成数字化产品设计，自动化装配制造直至仓储物流全过程的制造技术。因此针对智造产品全生命周期涉及机、电、管、控多学科交叉的特点，我校机电类专业依托校内外各类实践平台协同运作（实验平台、实训中心、科创平台、众创空间、国际交流平台和产教融合基地等），设置了“数字化设计、数字化制造、信息技术、生产规划、生产执行”五个创新实践模块;结合行业应用背景和知识应用的复杂程度，在每个模块内部设置单元、综合、系统集成三层项目;按照解决复杂工程问题的能力培养层级递进的方式，分解为认知能力、基础应用能力、综合创新能力三个培养阶段，系统融入各级创新实践项目的实施中。形成融合了技术维、能力维、行业项目维的模块化、层次化、能力进阶的双创实践教学体系。学生在校企教学团队的指导下进行教学和生产实践、科研和创业训练，实现产学研创用的无缝衔接。

四、面向智能制造的创新创业实践平台建设

基于传统陈旧的实验实训平台，其项目内容已经落后于信息技术发展下的行业企业对人才技术技能训练的需求。我校机电类专业在面向智能制造学科实践平台建设中，注重对接企业生产的升级改造，并从以下几个方面进行了改革。

（一）配置层次分级的智能实训设备

其一，新增桌面型5轴机器人、双臂协作棋类机器人、滑轨式绘画机器人、3D塑料打印机、Robotmaster组件，慧魚组件构建了机器人创新基础实验室，主要面向大学一年级开展机器人体验，机器人创意比赛等，培养学生对智造技术的双创意识和兴趣;其二，构建机器人搬运、码垛、焊接、装配、打磨等与智造工艺相关的离散型实训装备，以及自动化机器人分拣和焊接系统、物流仓储管理系统、机器视觉平台等教研级智造系统，用以提高学生的创新实践能力;其三，实施引企入校，校企共建产教融合大楼，配置工业级别，面向地方企业实际产品生产运行的CNAS和D-Laic生产线以及面向企业服务的金属粉末打印平台以及智能制造加工检测装配平台等，以培养学生企业管理、制造、物流等全方位的生产技能。通过以上教学级认知型、产线模块型、工业级生产型的实训装备，逐步提高学生在智造技术的创新创业能力。

（二）建设VR虚拟现实仿真实训平台

工业级自动化生产线和智造装备由于高昂的采购运维费用，较大的占地空间，限制了实训台数的配置，同时操作安全也是智造生产线实训中不可忽略的隐患因素。通过VR技术将实训车间布局、设备、生产线工艺流程进行数字化，构建与实际生产线装备高度逼真的虚拟系统，采取“虚实结合、双层联动”的实训方法，可以强有力的支撑学生创新实践。我校机电类专业在各类生产线和装备的VR系统开发过程中，以学生为主、教师为辅、企业技术支持三方协作的原则设计仿真项目，极大地培养了学生的数字化设计、团队合作能力。同时依托虚仿技术的熟练运用，机电类专业师生成立科技创业公司，承接周边院校的虚拟仿真项目的软件开发业务，成为我校学生科技类创业的一个亮点。

（三）打造基于“1+X”证书制度下的双师型师资培训平台

在学生的创新创业的实践过程中，智造领域双师型师资的匮乏是直接影响双创教育发展的主要因素之一。我校机电学院与企业、研究院合作共建了校内外一体化的智能制造实训中心，在此基础上向教育部申请获批了“1+X”培训试点院校，建立了工业机器人操作与运维的培训平台。以此为契机，不仅学生可获得在机器人运维方面的创新实践和技能等级证书，而且机电类专业教师为了能达到专业技能培训资格，需要在企业培训机构利用校内外实训平台进行长期的系统培训，从而为智能制造双师型教师的培养开辟了新的途径。

五、结语

智能制造创新创业人才的培养需要根据智能制造领域对技术型创新创业人才特点，将创新创业教育融入专业教育课程中。以学生个性化培养为主线，依托信息技术支撑下教学级、工业级虚实结合的各类智造实训平台，全面实施学科竞赛、工程CDIO项目、师生共研共创等活动。同时，将创新创业师资培养融入“1+X”的认证制度中，协同企业各方共同发力、共同培养智能制造行业合格的创新创业人才。

参考文献

[1]雷朝滋.关于推进高校大学生创新创业工作的思考[J].中国高等教育，2017（Z2）：57-60.

[2]项贤明.探索新时代创新创业教育[J].教育与教学研究，2019，33（11）：97-129.

[3]杜巧连，王笑，李星云.智能制造背景下机械创新人才培养机制探索与实践[J].中国教育技术装备，2019（4）：127-128.

[4]徐海楠，吴慧媛.高职智能制造类专业创新创业教育课程体系优化策略探析——以W职业技术学院为例[J].湖南工业职业技术学院学报，2018，18（3）：88-92.

[5]夏自由.新工科背景下印刷工程专业的创新创业教育研究[J].广东印刷，2019（3）：51-53.