“双高计划”背景下机械制造与自动化专业的教学改革探索*

赵明威 穆龙涛 邬 凯

(陕西工业职业技术学院 机械工程学院 陕西咸阳712000)

2019年国务院《国家职业教育改革实施方案》对职业教育进行了定位：“职业教育与普通教育是两种不同教育类型，具有同等重要地位”[1]。为了职业教育高质量发展，提出了“双高”建设，通过“示范引领、以点带面”的发展策略，对高职教育高质量发展理念的提升与深化[2-4]。“双高计划”院校要打造技术技能人才培养高地和技术技能创新服务平台[5]，支撑国家重点产业、区域支柱产业发展，引领新时代职业教育实现高质量发展[6]。对于深化高职院内涵式发展，通过树立新发展理念，深化办学体制与育人机制改革，完成装备制造类专业的教育转变，强化教学改革的内涵建设，融入西部区域及“一带一路”沿线国家的发展，促进第二产业升级，提升职业教育对于“智能制造2025”发展规划的贡献度。

职业教育体系的顶层设计框架已经实现了中职、高职、高职本科、专业硕士贯通，与普通高等教育并行推进，两驾“马车”衔接融通，推进我国高等教育深化改革。《方案》提出要“开展本科层次的职业教育试点”，充分说明职业教育具有承上启下的作用，同时是“双高建设”院校的优势与特色专业发展趋势。另外，随着 我国职业教育和培训体系的深化改革，其已经成为职业教育的一体两面，是高职院校特色高水平发展的必然要求，是新时代大国工匠培养职业教育的发展根基[7-9]。

总之，“双高”建设是基于国家发展的大趋势，而西北地区只有陕西工业职业技术学院一所院校进入A类建设单位，且机械专业为高水平专业群。因此，需要探索机械类专业学生培养新模式，提出“产学研+技术”的培养模式，为“中国制造 2025”的宏大计划培养职业人才。

1 “双高计划”的必要性

从中国特色高水平高职院校数量统计结果中得出，A档10所院校中9所为东部及沿海省份的职业院校。我国7大地区东北、华东、华北、华中、华南、西南、西北的“双高建设”职业院校总数分别为 16、79、31、29、24、32、19 所[10]，占比分别为6.96%、34.35%、13.48%、12.61%、10.43%、13.91%、8.26%；其中西北地区省份数量多，但“双高计划”建设高校数量少，占比较低。入选“双高计划”专业群中制造类专业占了总数的50%。其中机械制造及自动化为数量最多专业，可以看出国家重视制造业的发展，为智能制造培养更多人才。

我国“双高计划”布局的197所建设单位覆盖了29个省份，专业布局中253个专业群覆盖了18个高职专业大类，布点最多的五个专业大类分别是装备制造大类、交通运输大类、电子信息大类、财经商贸大类、农林牧渔大类[10]。从产业布局中服务面向战略性新兴产业的专业群有75个，面向现代服务业的71个，面向先进制造业的63个，面向现代农业的23个，其他21个，如图1所示。

图1 五个专业大类对应分布院校区域

全面推行以行业需求为导向、实战实用、规模适度、开放合作的专业建设新体系，探索教、学、练、战一体化人才培养模式和教师之间协同关系。推荐院校“高水平专业群”的建设方案，对于专业群建设分析得当，逻辑严密的高校案例，进而推广至全国。

1.1 国家人才战略发展规划

党的十九大报告提出，加强建设制造强国，加快发展先进制造，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合[11]，服务制造强国建设，培养大国工匠，助推区域产业转型升级。然而智能制造所需的高端技术技能型人才对高职院校的专业发展能力提出更高的要求。同时，为高职院校提供服务社会的重要人力资源，面对制造强国建设，围绕区域产业转型升级，提升社会服务能力，也是高职院校教师专业发展的重要内容。未来智能化工厂需要高端技能型人才，重视人才的创新能力，应具备扎实的专业知识与熟练的岗位操作技能；具有分析与解决问题的能力，跨学科和交叉学科融合的能力，并具备对物联网及信息技术的理解与运用能力。

1.2 科研人员和技术工人互补

科技创新与经济发展来源于人才储备。我国提出了“双一流”高校建设和“双高计划”职业院校建设方案，推动科研创新与技术应用发展，运用技术解决实际生产问题、满足经济社会发展需要。面对“中国制造 2025”战略、“一带一路”倡议等国家战略和区域产业发展需求，高职教育的人才培养应转型升级，通过优化专业结构、课程体系、教学手段和创新实习实践平台，培养适应产业发展的具有技术运用能力和革新能力，又有专业技能的应用型、适用性和创新型人才。

1.3 大国工匠需求

工匠精神指工匠不仅要具有高超的技艺和精湛的经验，而且还要具有严谨、细致、专注、负责的工作态度和精雕细琢、精益求精的工作理念，以及对职业的认同感、责任感、荣誉感和使命感。大国工匠精神主要表现以下五个方面，执着专注、作风严谨、精益求精、敬业守信、推陈出新[12]。高职院校社会服务功能最主要是通过教师来发挥，提升教师的社会服务能力和生产实践能力是高职院校教师专业发展的重要方面。因此，“双师型”教师的社会服务主要体现在参与企业技术改造与更新，运用知识和技术帮助企业解决生产问题，从而推动区域经济社会发展。

1.4 职业教育发展分析

大国工匠“精准操作-技改创新-重大发明”对应我国教育体系的“技校-专本科-研究生”的不同培养阶段。职业教育重视强化技术实训和竞赛获奖等综合职教的阶段性技能培养，强化“理论和实践”一体强化训练。精准操作类大国工匠通过参加技能大赛，在团队集训中培养其锐意进取、精益求精的工匠精神， 练就精准操作的绝技。在2020年完善现代职教体系后，则可由本科以上职教直接培养“睿智发明”类大国工匠，让其在改进生产技术中发挥重要角色。以创造型技术大师和前沿理论研究者为双导师，在技术硕士阶段的强训练和启发下，用系列创新专利技术和世界发明金奖，突破技术壁垒，实现中国制造2025战略。为了提高我国职业教育的品质和培养“大国工匠”的技术人员，需要加快双高建设院校的机械专业建设方案。

2 机械制造与自动化专业群建设

本专业群立足服务西部，以支撑“中国制造2025”国家战略中关键装备（数控机床）制造及应用核心领域、服务数控机床制造产业及西部区域经济发展。我国装备制造产业正处于“自动化-数字化-智能化”发展的关键阶段，在5G技术、VR虚拟技术等支撑下，产业升级快、技术更新频繁已经成为常态，生产技术、生产过程以及组织性发生很大变化，“操作技能高端化、岗位技能综合化、服务生产一体化”的多学科跨界协同先进制造技术大量应用，以及产业链延伸融合背景下岗位能力拓展交叉对复合型人才培养提出新的要求，装备制造企业对具备“设计、生产、管理、服务”能力的多元、复合型人才急切需求，单一专业人才培养已经难以适应多元、复合型人才培养，专业组群协同培养成为必然趋势。

以先进制造技术为核心，专业群对应产业链聚焦为：关键装备（数控机床）—智能制造装备集成（柔性生产线）—智能制造装备应用（精密加工单件小批量生产）。主要以数控机床制造为载体，对接“设计-加工-检测-装配-维护-服务”产业链复合型人才需求，通过人才培养模式创新、课程资源建设、教材教法改革、师资队伍建设、实训基地建设、技术服务平台搭建、服务水平提升、国际化交流、机制体制创新的思路。机械制造与自动化专业群建设方案，如图2所示。

图2 机械制造与自动化专业群建设思维导图

2.1 交叉学科专业组群方案

跨学科跨专业组群方案。同一个专业可以面向不同的人才培养领域，同一个职业岗位需要不同领域的专业知识和能力，教学组织应当是跨学科、跨专业的，否则很难培养出适应产业需求的创新型、复合型、应用型人才；要努力改变专业碎片化、教学资源割裂的现象，突破把专业作为教学单位，构建对接产业链的专业体系或专业集群；专业群和跨专业培养代表着现代职业教育的未来，要淡化传统的专业界限，根据需求设计组织好课程；校企深度合作建立的产业学院应当是多学科、多专业集聚的专业群，各种跨界整合资源的专业群将会越来越普遍。从“割裂”的专业结构转型到“资源共享”的高水平专业群，既是“双高”建设的要求，也是高职院校对接需求、服务产业的重要举措；既需要理念的转变，也需要较强的执行力；既对院校领导提出了更高的要求，也对全体教师提出了新的挑战。在这个转型改革的过程中，需要有科学的规划、坚定的信心和制度上的设计。可以预见，“跨学科跨专业教学组织”的成立将成为高职院校内部治理结构改革的一个突破点。

2.2 柔性制造专业组群方案

装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。世界机器人安装42.2万台，其中汽车工业占30%，电子领域占25%。机器人集群将为“无人工厂”提供技术支持，满足不同工种对于柔性化生产需求，以及市场需求的多样性。在2020年“新冠病毒”疫情对于我国以及世界范围的制造业造成较大冲击，因此推广无人化生产线，将能够应对因劳动力不足造成停产的问题。另外，客户DIY订单生产、企业需求人才订单模式都促进人才竞争力的全方位化，不仅满足工匠技艺生产者，而且需要能够快速应对产业结构变化的开拓者。因此，以柔性制造专业群组群方案，需要将机械工程学、数学及统计、控制理论、计算机科学、电气技术等学科融合，全方位培养适应企业生产需求的复合型人才，能够将技术人才输送至无人化机器人群生产线。

2.3 创新平台专业组群方案

职业教育专业群组建是基于人才需求而组建的，因此，突出职业教育的“实践基地+校企团队”技术技能创新平台、“五位一体”的实训教学基地布局，从市场需求出发，建立以创新平台为基础的组群方案，能够适应企业对于人才的需求。工业机器人的应用行业的百分比如图3所示。

图3 工业机器人的应用行业的百分比

（1）建立产教融合创新与教学模式改革平台。“学做创”一体化教学模式创新。依托“实践基地+校企团队”技术技能创新平台，深化三教改革，以企业实际生产项目为教学载体，校企融合共同推进“学做创（知识学习-技能训练-创新培养）”一体化教学模式创新。“研学用”一体化教学模式改革。依托“实践基地+校企团队”技术技能创新平台，以高速精密机床、四轴加工中心、五轴加工中心、车铣复合中心、柔性生产线等高端设备技术应用为核心，校企联合组建双师结构教学团队，以企业实际任务为载体的实际项目化教学，校企联合实施“技术研发-技能学习-成果转化”一体化实训模式改革。

（2）建立技术研究，开展精密制造技术研发平台。依托“实践基地+校企团队”技术技能创新平台，以先进的硬件水平和高水平企业技术团队为保证，校企联合实施实际企业任务，逐步提升校内师资高档数控机床精密制造技术研发能力。

（3）建立创新研究，开展先进制造技术服务平台。依托“实践基地+校企团队”技术技能创新平台，服务区域经济开展社会培训，面向职业院校开展师资培训，面向装备制造中小微企业开展技术研发、技术服务工作。为区域内中小微企业高端数控设备维修、生产线装调与维护、设备智能升级改造、智能生产线集成、先进制造技术推广、智能制造及智能生产人员培训等技术技能需求提供服务。同时依托“5G+虚拟”等新兴技术，积极探索先进制造远程协同创新。

（4）建立技能培养，提升技能大赛水平平台。紧随产业结构调整与产业升级的人才需求和高职教育改革发展趋势，坚持“以赛促学、以赛促教、以赛促改”大赛的思路，依托“实践基地+校企团队”技术技能创新平台，继续办好数控机床装调与改造、制造单元智能化改造与集成技术、工业机器人技术应用省级技能竞赛赛项，积极申报和承办其它各级各类学生技能大赛和职工技能大赛。

总之，专业群的建设方案前提是对接产业链，不是专业的简单归并和归纳，也不是为了将某一个专业群做强做大，而将更多专业划归为一类。首先，对学校服务的产业和产业链必须有认真的调研和科学的分析，突出产业专家和教师同等作用。结合学校办学特色建立“组群逻辑”，依托机械制造及自动化特色专业对现有的教学组织和课程进行整合和重组，建立“跨学科跨专业的教学组织和科研组织”，发挥“柔性生产所需的机器人人才培养”，搭建“产教融合，产学研并进的创新平台”，保证专业群内部的教学资源能够真正实现共建、共享，“形成优势互补、协同发展的建设机制”。从这个意义上说，科学构建“跨学科、跨专业新工科教学体系”和实施“对接职业标准的课程创新平台”。

3 学生培养和教学改革的建议

推进智能制造模式创新，加强学生在特种加工、精密超精密加工技术、先进制造技术、机器人技术等方面的培养。重视培养学生生产实践和敢于创新等精神，融合现代信息技术发展应用，发挥学校“5G+云制造”新兴技术优势，将为“自动化-数字化-智能化”建设提供人才支持。另外，通过以下举措提升学校教学品牌，具体包含制定专业教学标准、专业（类）顶岗实习标准、专业实训教学条件建设标准等国家职业教育标准，支持学习成果的认定、积累和转换的国家学分银行制度、“1＋X”证书制度等相关政策，通过规范化职业教育质量的评估体系，提升高职院校整体办学质量。

3.1 优化“学工合一、知技融通”

培养目标与企业需求合一、学习过程与工作过程合一、教学内容与工作任务合一、专业教师与能工巧匠合一；实现“三融通”能力递进提升：知识与能力相融通、理论与实际相融通、技能与素质相融通，进而形成“学工合一、知技融通”的专业群人才培养新模式。

3.2 实施分类教育管理

主动适应多元化招生带来的“多层次、多类型”人才培养，积极探索实施分类教学与教育管理，以“标准不降、模式多元、学制灵活”为原则，针对不同类型，精准编制人才培养方案，采取弹性学制和灵活多元教学模式，创新校内校外不同地点授课、长短学期结合、线上线下考核等多样性的教学组织和考核评价模式。

3.3 开展“1+X”证书制度试点

做好现行“工业机器人编程与操作1+X”证书试点工作，积极对接新开发的“多轴数控加工、数控车铣加工、数控设备维护与维修、工业机器人装调、工业机器人集成应用1+X”证书试点工作，深入探索学历证书和职业技能等级证书互通衔接，深化复合型技术技能人才培养培训模式改革，积极推行“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点工作。积极参与机械制造类职业技能等级标准制定，对接标准修订人才培养方案和课程标准，联合西门子、华中数控、北京精雕等行业龙头企业，探索开发适合机床制造领域的“1+X”证书。

3.4 实施现代学徒制人才培养

积极总结推广群内专业“电气自动化技术”专业现代学徒制试点的成功经验，建成一批高水平的全英文/中文双语授课专业及中外合作专业；与国内外行业组织、国际知名企业深度联合培养，取长补短，联合制订职业教育国际标准。整合校内和企业资源，开发一批国际水准的职业能力标准、专业教学标准和课程标准，树起中国特色的职业教育标准，培养能够达到国际技能的学生群体。

3.5 加强国际合作和借鉴学习

探索校企联合“走出去”模式创新，举办国际学术会议、论坛，开展我国企业海外发展的国际职业教育服务，通过共建海外分校、海外员工培养基地等，开展青年师资国际化培训，推动“顶尖”人才本土化，形成服务“一带一路”人才输出和国际产能合作成果，发挥赞比亚分校的海外办学保障机制。

3.6 实现学校和企业对接

学校与企业产教融合、校企合作方面争取国家政策支持，引入企业参与职业教育，在人才培养、教学资源开发、双师队伍建设、共建共享生产型实训基地、职工培训及人员互聘互兼等方面进行深度合作，工学结合，知行合一，实现校企良性互动。加强内涵建设，建立标准制度约束与激励的长效机制引擎。

总之，“双高计划”为高职教育带来了良好的发展机遇，要求高职教育的人才培养规格和质量都得到全面提升。首先，开始探索职业教育发展的“引进、生成、输出创新路径，推进高职教育国际化水平提升，能够赶超传统工业强国。其次，加强与国内外高水平大学建立学生互换、学分互认和本、硕学位联读等交流合作关系，形成多类型、多层次、多途径的学生培养体系，提升学生社会认可度。实现“中国制造2025”国家战略，培养出高素质的技能型人才，是制造业创新发展的重要人才支撑。

4 结语

对于陕西工业职业技术学院未来发展，机械类专业一直都是发展重点专业群。因此，重视发展学校的机械大类专业群，国家财政支持建设高水平专业群，建设世界一流职业院校探索“产学研+技术”的培养模式，培养具有大国工匠精神的毕业生，经过企业生产实践锻炼，为国家发展提供新型的培养模式，本文提出了陕西工业职业技术学院机械设计制造类专业为学院未来发展的主攻方向，交叉学科之间融合发展，努力为建成世界一流职业院校迈出坚实一步。