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产教融合的航空制造人才培养模式探索与实践

2021-06-02孙士平李启望

关键词:洪都工装产教

孙士平, 李启望, 胡 政

(1. 南昌航空大学 航空制造工程学院,南昌 330036;2. 中航工业洪都航空工业集团公司 工艺装备技术中心,南昌 330036)

引言

目前,在国家政策指引下,产教融合作为中央和地方政府、各个行业非常重要的一项工作,成为促进职业教育、高等教育发展,加强创新型人才和技术技能人才培养的一项重要方针,是统筹推进教育综合改革的一项重要制度安排[1],深化产教融合已成为时代发展所需和社会共识[2]。江西省为落实党中央关于“深化产教融合、校企合作”的重要决策部署,以政府为主导努力搭建高质量的产学研用融合发展平台[3],积极推动航空企业与航空高校的产教协同育人建设,做大航空产业、做强航空教育,从教育链、人才链、产业链上支持江西航空强省战略。

南昌航空大学是江西省唯一的航空高校,承担着为江西培养航空专业人才、服务航空产业、服务经济发展的重任。随着我国大飞机的成功首飞,中航工业洪都集团等航空制造企业进入了飞机批量生产的准备和实施阶段,大量先进工艺装备、先进工艺技术的投入使用,迫切需求掌握先进制造技术的航空制造人才[4-5]。为推进江西航空产业快速发展,服务地方经济社会发展,学校与洪都集团签署“工装设计产教融合平台合作协议”,校企合作开展航空工装设计岗位急需的航空制造创新人才培养。飞行器制造工程专业作为专门培养航空航天领域制造人才的专业[6],积极与洪都集团工装技术中心合作落实协议组建产教融合航空制造班,探索产教融合的航空工艺装备设计与制造岗位专门人才培养,实现航空制造人才的“精准供给”。

南昌航空大学飞行器制造工程专业是江西省高校品牌专业和特色专业,是学校航空主专业,毕业生超过六成进入航空企业工作。该专业经过近二十年发展,借助校企合作实践育人平台,构建了实践、实训、实习持续性的工程实践教育体系,提高了学生的工程能力。与洪都集团工装技术中心联合开展面向航空工艺装备设计岗位急需的航空制造人才培养,既响应国家政策要求、落实学校与洪都集团的校企合作育人战略,又是专业适应航空产业发展、创新人才培养模式、增强学生就业竞争力的必然趋势。本文结合近三年的产教协同育人实践,从产教融合航空班的人才培养方案制定、构建面向航空工装设计需求的专业课程体系、发展适应生产环境的实践教学方式方法以及完善校企合作育人的管理机制四方面进行了讨论和总结,为学校进一步推进产教融合、校企协同育人提供参考。

1 制定产教融合的人才培养方案

当前,大量融合信息化、数字化、智能化技术的先进装备、新工艺逐步投入飞机制造,迅速发展的航空产业迫切需求航空制造专业人才,而融合新技术的航空制造岗位对专业胜任能力又提出了新的更高的要求[7]。因此,要培养与产业需求相适应的专业人才,就需要将航空产业人才需求嵌入人才培养过程,校企共同制定岗位指向明确的专业人才培养目标,通过产教融合实践育人,增强岗位胜任能力,提高人才培养目标的社会契合度。

根据学校和洪都航空工业集团签订的合作协议,航空制造工程学院与洪都集团工装技术中心组建了“产教融合航空制造班教学指导委员会”,结合航空产业发展和洪都集团航空制造人才需求,召集由专业教师、技术主管、航空专家参加的培养方案修订研讨会,经过调研,校企共同编制了用于产教融合航空班的本科人才培养方案,以胜任“航空工艺装备设计与制造”岗位要求为目标,要求毕业生“具有良好的航空工艺装备设计与建模的工程实践能力,通过各种实践教学训练,具备运用所学基本知识和技能、分析和解决复杂飞行器制造工程实际问题的能力”,确定了产教融合航空制造人才培养的目标和要求。

围绕人才培养目标和要求,校企双方将专业胜任能力、职业道德、工程实践能力贯穿人才培养全过程,共同设计专业课程配置和实验实践内容,构建了适应航空工艺装备设计制造需求的专业课程体系,支撑产教融合的人才培养目标。

结合校企协同育人的双教育主体优势,制定了产教融合航空班的教学运行方式。采取前2.5年在学校进行学科基础知识学习和后1.5年在企业完成专业实践学习的“2.5+1.5”培养模式,充分发挥学校理论教学和企业实践训练的优势平台,强化学生理论与实践的结合,大幅提高工程实践能力。同时,该培养模式从时间安排上保证了学科基础、专业课程与专业实践等教学环节的自然衔接,利于在三年级学生中组织申报、选拔学生进行校企联合培养。

2 建立面向产教融合的专业课程体系

课程是支撑人才培养目标的基本单元,只有结合培养目标预期的岗位要求进行专业课程设置,才能培养出具有快速岗位胜任能力的专业人才[8]。围绕产教融合航空班专注于“航空工艺装备设计与制造”的培养目标,制定了以飞机零件成形、飞机装配的工装设计工程能力培养为导向,将专业理论课程与技术岗位能力要求结合,提高实践学时占比,强化计算机辅助工程实践能力,从专业理论、设计仿真、生产实践等环节构建产教融合的专业课程体系。

按照飞机钣金和装配双专业能力课程群模式,融合洪都工装技术中心的生产实践教学场景,设置了融合制造技术的钣金成形工艺、装配数字化应用的两个专业课程群,比如:从“飞机钣金成形原理”、“飞机零件成形工艺”、“飞机钣金工装设计与制造”、“飞机零件成形仿真”、“航空工艺装备生产技能训练”、“专业课程设计”、“专业综合实践”到“毕业实习”和“毕业设计”,从理论、实训到综合实践,构建了支撑飞机钣金工艺装备知识能力的课程体系。

立足人才的实践能力培养,每门课程充分利用企业生产条件进行理论和实践教学,根据课程目标设置实验实践学时,推进理论学习与现场实践并行,及时掌握知识技能。比如“飞机零件成形仿真”按1:3分配理论与实践学时、而“航空工艺装备生产技能训练”则按3:1安排生产规程学习与实操学时,促进工程实践能力培养。产教融合课程体系中实践学时占比达到28.2%,为实现“基础扎实、实践能力强”的人才培养目标提供了保障。

3 塑造项目/任务驱动的教育场景

洪都集团工装技术中心的生产任务包括工装的研发设计、分析改进、试制试验和定型生产,涉及工装设计、制造的全过程知识,拥有丰富的工装设计制造生产资源,为开展实践教学提供了保障。然而,技术中心的生产任务表现为小批量、多类型特点,中心技术人员的主要目标是完成科研生产任务,因此,要在这种完成生产任务的实践实训中,让学生掌握完整的专业理论知识、培养学生的工程实践能力,涉及如何在理论讲授中形成解决工程问题的实践方案、在生产实践中领悟专业理论的应用途径,需要教师精细的设计教学过程;同时,学生在一个阶段的实践过程中,因完成的工程任务不同,专业知识点存在差异,如何对分解到任务实践中的专业课程进行考核,如何评价学生工程实践能力的获得,需要建立科学的、合理的质量评价体系,确保教学质量。

图1 蒙皮切边真空吸附夹具

根据工装技术中心各部门生产任务分工,提出以项目/任务为主线,通过梳理专业理论知识与生产实践内容,将系统化的专业理论知识碎片化、模块化,并分散融入到生产实践任务中,用专业知识指导学生实践,学生在实践中运用专业理论,以企业生产任务推动专业能力培养,强化问题驱动的学习与实践,快速培育工程实践能力,构造新型的教师教学与学生学习的教学方式与场景。以图1所示学生完成的一个项目/任务为例进行说明。该任务要求设计用于蒙皮切边的工装,设计方案选取真空吸附方式进行蒙皮固定、采用高刚度轻量化曲面平台进行蒙皮的支撑定位。需要根据实际蒙皮材料性能、外形特征和切边工艺进行工装平台总体设计、真空吸附方案规划和计算、平台与吸附夹具的连接方式等。整个过程涉及“飞机钣金成形原理”、“飞机零件成形工艺”、“飞机钣金工装设计与制造”、“航空制造技术及应用”、“CATIA建模及应用”、“飞机装配仿真”等多门专业课程的内容知识,属于专业课程设计性质。但传统的“专业课程设计”是在学生修完专业课程后进行,而产教融合实践育人则是用专业生产任务指引和驱动学生主动学、学中用、用中学,在完成项目/任务的过程中培养学生解决复杂工程问题的能力。

结合学生实践任务的多样性特征,校企双方共同制定了用完成项目/任务的过程表现来考核学生职业素养、用项目/任务的完成情况来评估模块化知识的掌握度、以项目/任务的总结报告串起碎片化的专业知识、用项目/任务的汇报答辩检验岗位胜任能力,塑造项目/任务驱动的专业教育场景,完成学习效果检查和课程考核。

4 形成校企协同育人的规范化管理机制

产教融合、校企合作是培养适应社会经济发展、解决企业岗位急需的订单式人才培养模式,通过将企业引入人才培养供给侧,利用企业现场实践教学资源培养适应企业需求的专业人才,提高人才培养的针对性和竞争力,达到人才“供需”协调[9]。但是,在产教融合人才培养过程中,由于学校和企业的关注对象、管理机制存在较大差异,校企育人积极性各不相同[10],因此,要顺利实现产教融合的创新人才培养,就需要建立一套基于实践育人共识的人才培养管理机制,从管理机构、教学运行管理、学生与教师管理、教学质量评价和保障等方面,确保产教融合工程应用型人才的培养质量。

根据学校与洪都集团签订的战略合作协议,双方组建了包括工装技术中心总师、培训主任与学院教学院长、专业负责人等人组成的产教融合航空制造班教学指导委员会,制定了产教融合航空班教学管理章程文件。飞行器制造工程专业成立以专业负责人为组长的教学管理小组,规范学生选拔组班、课程教学安排、教学质量考核等管理办法;工装技术中心组建了以培训主任为组长、各部门部长组成的实践教学小组,进行实践内容安排、带队老师管理和学生实践现场的教学管理;教学组长与培训组长协商协调教学的过程监管和任务调整。双方围绕航空制造人才培养目标,明确了各自的管理职责,如图2所示,形成了校企协同育人的规范化管理机制。

图2 校企协同育人管理功能框图

5 结论

着眼于航空制造产业转型升级对航空制造人才提出的新要求,主动对接中航洪都集团的制造岗位急需,与洪都集团工装技术中心开展了产教融合的航空工装设计制造人才培养探索与实践,形成了一套可以延续和推广的模式方法。已有的两届产教融合航空班毕业生均就职航空企业,提高了学校服务国防航空与地方经济建设的能力,彰显了学校航空特色。

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