机械设计制造及其自动化专业产教融合协同育人实践探索

李梦丽 许崇海 安蕾蕾 肖光春 杜 劲 李 智

（齐鲁工业大学（山东省科学院） 机械与汽车工程学院，济南 250353）

2016年6月，我国正式加入国际工程联盟（International Engineering Alliance，IEA）《华盛顿协议》组织，中国工程教育认证体系实现了国际实质等效，在我国工程教育改革发展历程中具有里程碑意义[1-2]。2017年，教育部启动“新工科”建设，加快培养新兴领域工程科技人才，改造升级传统工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养，提升国家硬实力和国际竞争力[2]。2019年，教育部办公厅关于实施一流本科专业建设“双万计划”提出，要“优化专业结构、促进专业建设质量提升，推动形成高水平人才培养体系”[3]。“北京指南”“复旦共识”“交大篇章”“天大行动”等面向“新工科”建设的重要理念，为工程教育指明了改革方向[4]。人才培养是“新工科”建设满足行业和产业的当前和未来发展需要最重要、最核心的任务[5]。传统高校育人往往强调专业理论，与社会发展的现实状态未紧密结合[6]，在人才培养过程中缺乏校企合作平台的支持和保障，对学生的实践创新能力缺乏有效培养，和新时代工程技术的发展不相符合，不能适应社会发展的需求[7]。

“新工科”是以培养学生解决复杂工程问题的能力为核心理念[8]。国家将产教融合作为“新工科”建设下应用型人才培养的主要手段。通过深入实施产教融合，采用校企合作的形式探索新形势下产教融合、校企协同育人的应用型人才培养模式，联合高校和企业资源，结合机械专业特点，深化应用型、高素质人才培养，形成产教深入融合、企业深度参与、校企协同发展的高素质应用型人才培养模式，满足行业企业对人员能力、素质、技能等新要求[9]。产教融合协同育人的产学研用培养模式，可以为学生创造更多参与实践锻炼的机会，培养学生解决实际问题的能力，提升大学生综合素质和创新创业技能，有利于全面提升人才培养、学科发展以及社会服务的能力，从而适应国家和地方社会、经济与科技的不断发展与创新[3]，这对提高本科生的培养质量具有重要的理论和实践意义。

1 产教融合协同育人模式

机械设计制造及其自动化专业具有工程性强、应用范围广以及人才需求量大的特点。本专业为进一步推进工程教育认证持续改进工作，提高国家级一流本科专业建设质量，增强专业人才的核心竞争力，针对当前产教融合协同育人中存在的问题，以市场需求和区域产业特色为出发点，通过构建、探索和实践协同育人的培养模式，充分利用学校与企业、科研单位等各自的优势，把学校教育与生产实践、科研实践有机结合，探索构建“1151”产教融合协同育人模式（见图1），牵头成立机械类专业协同育人联盟，以促进成果转化，服务社会，培养出高素质的具有创新意识的应用型人才。

图1 产教融合协同育人模式

“1151”产教融合协同育人模式，即1平台、1顶层设计、5保障、1核心，是指立足培养目标，依托机械类专业协同育人联盟平台，通过建立校校联合、校企协同的教学指导委员会进行人才培养的顶层设计和指导，出台相关协同育人制度、根据办学定位和人才培养目标制订人才培养方案、建设双师型师资、建设实践基地、项目和竞赛“5保障”育人，最终通过“核心”实习和毕业设计环节检验并进一步培养和锻炼学生，锻炼学生的工程素养，培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。经实践证明，产教融合协同育人不仅能培养胜任行业发展需求的多样化、创新型卓越工程科技人才，还能够促进校企双方深入技术交流，促进产出更多创新成果。

1.1 平台搭建和顶层设计

机械设计制造及其自动化专业在前期产学研合作基础上，2019年底牵头成立机械类专业协同育人联盟，其中歌尔股份、山钢研究院、豪迈机械、盛瑞传动等60余家理事单位成员参加。2020年6月，机械与汽车工程学院、山东省机械设计研究院实现一体化深度融合，强力支撑专业的协同育人培养工作。通过校企协同育人联盟，密切产教融合、校企合作，实现了学校教育、人才培养以及企业产业创新的协同发展。校企双方合作为学生直接面向社会、接触社会、适应社会提供了机会，提升了学生的工程素养，提高了毕业生的就业竞争力，培养了社会需要的应用型人才。

为了形成长期稳定的产教融合协同育人机制，形成校校优势互补、校企互利共赢的良好局面，成立了由行业学会理事长任主任，由国家教学名师、行业学会负责人、教指委委员、高校教授，龙头骨干企业的厂长或总工等组成的机械类专业协同育人指导委员会，全面指导本专业的协同育人工作。为了保障产教融合协同育人工作的具体落实，校企合作由院领导、机械系主任和企业领导成立专业建设领导小组，根据产教融合协同育人的理念和具体要求进行协商达成共识，在指导委员会指导下共同完成产教融合协同育人管理工作。

1.2 5个保障

1.2.1 规范制度

学院出台了多项规章制度保障产教融合协同育人的顺利和切实有效开展，如《齐鲁工业大学（山东省科学院）机械类专业协同育人联盟章程》《关于开展专业认证、卓越工程师班培养工作的通知》《关于进一步推进工程教育认证、卓工计划工作的通知》《关于机械设计制造及其自动化专业培养学生解决复杂工程问题的实施办法（试行）》等。联盟章程和各种规范制度要求专业主动对接机械类行业人才需求，邀请行业企业及科研院所深度参与机械类专业人才培养过程。此外，积极开展第二课堂，每学期聘请企业工程师来校为学生进行专业指导。同时，为推进学生进入企业开展生产实习、毕业实习和毕业设计，鼓励学生进入科研实验室，协助导师做科研项目，并鼓励校内教师与企业工程技术人员联合指导毕业设计等。

1.2.2 培养方案

本专业自2017版培养方案修订开始，着眼于产教融合、校企合作长效机制的构建，挖掘企业协同育人的利益驱动点，邀请企业参与人才培养方案修订工作。企业从自身实际生产或产品创新需求出发，对培养目标、培养方案提出具体意见，并参与具体专业建设、课程建设、专业教学和教学改革工作，强化与高端装备制造业的融合培养。

1.2.3 双师师资建设

专业全面促进“双师型”师资队伍建设。校内教师到企业实践，接触新产业、新业态，吸纳企业前沿经验，积累和提高解决企业复杂、核心技术问题的经验与能力。企业选派优秀的管理人才、工程师走进课堂，充分发挥企业教师行业背景的优势和特点。本专业近3年有10余名年轻教师走进企业开展“博士+企业”计划，以锻炼教师的工程实践能力。外聘企业指导教师60余名参与学生的理论教学、实验实践和毕业设计指导等教学环节。企业指导教师将优秀的一线工作经验和一线专业知识带进课堂，让学生知为何而学，思为何而考。

1.2.4 共建实践基地

专业联合企业建立工程实践教育中心、校内外实践基地，以基地为依托，提供机械专业的实践教学活动。目前，学校与企业共建了50余家稳定的校外实践教学基地，如玫德集团、常林集团、中国重汽等实习实践教学基地，并于2018年获批智能制造省级新旧动能转换行业（专项）公共实训基地。实践基地为学生提供了良好的实践教学平台，解决了学生创新实践能力提升的实施问题，支撑高素质应用型人才解决“复杂工程问题”毕业要求，同时可以为教师和企业联合开展科研服务提供平台，促进校企协同发展。

1.2.5 以赛代练、项目育人

专业凝练企业实际需求，指导学生参加大学生创新创业竞赛项目、山东省大学生机电产品创新设计竞赛、全国大学生机械创新设计大赛、中国大学生机械工程创新创意大赛系列赛事、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛等。每年有多项学生项目获批校级、省级及国家级大学生创新创业计划训练项目。2021年山东省大学生机电产品创新设计竞赛获得一等奖2项，二等奖4项，三等奖11项；2021年获得全国大学生节能减排大赛全国三等奖3项；2021年获得中国大学生机械工程创新创意大赛二等奖4项，三等奖8项，以及其他竞赛的多项奖项。通过创新训练项目和学生竞赛培养了学生的团队合作精神、表达能力、应用理论知识解决实际问题的能力等。

2 产教融合协同育人实践

2.1 毕业实习、毕业设计概况

机械设计制造及其自动化专业2019届和2020届的39名和40名卓越工程师试点班学生的毕业设计/论文课题皆来源于企业生产实际。自2021届开始，除卓越工程师试点班37名学生在企业进行生产实习、毕业实习、毕业设计外，普通班152名学生也开始在企业进行毕业实习和毕业设计。其中，有86%的学生毕业设计课题来源于企业生产实际或企业与教师的合作开发项目，14%的学生的毕业设计课题来源于教师的在研项目，如图2所示。从卓工试点班到产教融合协同育人模式覆盖全学院、全专业的推广，学院不断加强顶层设计，加强政策引导、制度激励、过程监管，深入贯彻机械专业产教融合协同育人工作。

图2 2021届毕业设计课题类型

2.2 毕业设计过程实施

依托校企协同育人联盟，毕业设计课题由“双师资团队”联合研发完成，课题均来自行业前沿、工程实践，实现一线课题、双师指导。毕业设计实施过程如图3所示。从毕业设计/论文课题征集开始，专业教师联系相关企业，从企业需求出发，实现学校教学与企业技术现状的零对接。与协同育人的毕设企业签订联合培养协议，组织专业教师对征集课题进行审核，指导学生进行选题，建立学生、校外指导教师、校内指导教师的联系，逐一陆续送学生进入企业开展毕业实习和毕业设计工作。学生深入企业生产一线，在校内外指导教师的共同指导下开展毕业实习和毕业设计工作。为了督促学生的课题进展和加强过程监督，严格毕业设计过程管理，要求学生每两周提交一次毕业设计指导汇报记录表，确保毕业设计/论文质量。最后，校企共把出口关，邀请企业专家参与毕业答辩环节。答辩由企业专家担任答辩小组组长。

图3 毕业设计实施过程

实习和毕业设计过程引导学生在教师指导下深入企业，培养和提高分析问题与解决问题能力，提高毕业设计/论文的创新性、应用性，强化学生对行业一线需求的综合体验，锻炼和培养学生解决复杂工程问题的能力，同时拉动招生和就业良性发展，培养学生实际动手能力和毕业综合竞争力。

2.3 协同育人成效与典型案例

依托机械类专业协同育人联盟，教师与企业深入交流，学校与企业一起开展科研工作。学校发挥专业师资优势，开展校企合作研发新产品、设备改造或解决技术难题。据统计，校企联合先后开展技术交流近百余次，签订合作项目60余项，承担了多项省部级以上项目。学生毕业设计选题绝大部分来源于企业实际项目。通过毕业设计，校内外导师联合指导学生既解决了企业的实际需求和技术难题，又锻炼和培养了学生的工程应用和创新能力，帮助企业解决了一批技术难题，同时在发现问题、分析问题和解决问题过程中培养了学生，锻炼了师资队伍。近3来，本专业为相关企业输送高水平应用型人才400余人。

2.3.1 典型案例一

专业教师与山东越成制动系统股份有限公司开展合作已有3年。其中：2名学生在毕业设计期间为企业申请发明专利2件，授权实用新型专利1件；教师也通过校企合作获批山东省重点扶持区域引进急需紧缺人才项目。

2.3.2 典型案例二

在协同育人联盟的支持下，首批4位同学在山东有荣机床有限公司进行了为期半年的毕业实习与毕业设计工作，其中2位学生成功攻读硕士学位。此外，专业教师与山东有荣机床有限公司在高精密机床结构与智能设计方面开展了一系列工作，校企联合申报科技部“科技助力经济”重点专项并获批。

2.3.3 典型案例三

2020年11月，专业与山东山水重工有限公司签订卓越工程师教育联合培养协议，同时输送3名大四学生进入公司开展毕业实习和毕业设计工作，学生在毕业设计中完成了“实验室用小型辊压机及生产线设计”。该辊压机已在2021年8月份成功下线，进入调试阶段。在此基础上，校企双方就辊压机用辊子表面的耐磨性能展开深入探讨，达成了柱钉辊制造及耐磨性能研究的科研项目合作。同年，学院毕业研究生就业该公司继续合作项目研究。

3 产教融合协同育人实践分析

3.1 学生调查与分析

3.1.1 实习分析

如图4所示，经统计调查，大多数同学对待实习的态度较为认真，能够通过实习体会专业知识在实际中的运用，能够在企业指导教师讲解过程中联系专业知识进行回顾，针对实际工程问题理论联系实际。通过实习，绝大多数同学（81.8%）认为自己运用所学专业知识和原理，分析机械设计、机械制造中的技术问题的能力有很大提高，有18.25%的学生认为提高较少或没提高，如图5所示。

图4 学生对待实习的态度

图5 实习对专业知识的作用

通过在企业的实习和毕业设计，大多数学生（83.3%）认为3部分能力有很大提高：理解分析和评价企业机械设计方案、机械制造工艺、产品布局对社会、健康、安全、法律以及文化的影响的正确性，并理解应承担的责任；站在环境保护和可持续发展的角度，评价企业在能源消耗与尾气、废水、废渣等回收过程对环境、社会可持续发展的影响的正确性；理解并遵守工程师职业道德和规范。此外，部分同学（15.6%）认为有点提高，极少数同学（1.1%）没感觉提高。

3.1.2 毕业设计分析

如图6所示，84%的学生认为自己毕业设计课题与本专业很相关或者密切相关，少部分学生（14.5%）认为有一定的相关性，有4位同学（1.5%）认为自己的毕业设计课题与本专业不相关，反映出毕业设计课题存在审核不严的情况。因此，在毕业设计课题征集阶段应加强与企业的沟通，请企业提供与本专业相关的毕业设计课题，同时专业教师应加强对毕业设计课题任务书的审核，确保与本专业密切相关。

由图7可知：大多数学生（84%）认为本次毕业设计难度和工作量适中；有少部分学生（13.3%）认为毕业设计很难，工作量大；极少数学生（2.66%）认为毕业设计简单，工作量偏少。由图8可知：过半数学生（54%）能够保质保量完成毕业设计任务；少半数学生（45.3%）能够通过自己努力完成，但存在不足；有2位学生（0.76%）感觉毕业设计很吃力，完成不好。毕业设计的难易程度和工作量的大小，与课题性质和要求有关，也与学生个人相关。毕业设计教师应多关注和帮扶毕业设计存在困难的学生。

图7 毕业设计难度评价

图8 毕业设计完成情况

3.1.3 对企业和指导教师的评价

2021届学生对实习、毕业设计单位的评价如图9所示，对校内外指导教师的评价如图10所示。82%以上的同学认为实习、毕业设计单位很好，约89%的同学认为校外指导教师专业素养高，95%以上的同学认为校内教师指导很好。极少数企业和指导教师也存在不足的方面，后续需加强过程管理，有针对性地进行改正。

图9 对实习和毕业设计单位的评价

图10 学生对毕业设计指导教师的评价

3.2 企业调查与分析

本次调查统计共有47家接收实习/毕业设计学生的协同育人企业参加。大多数企业（87.2%）认为学生的专业知识掌握的扎实或较为扎实（见图11），部分企业（12.8%）认为掌握情况一般。这说明大部分学生掌握知识的程度能够得到企业认可，部分学生对专业知识的掌握仍有不足，应加强对学生专业知识的考核力度，关注学习困难的学生，瞄准专业知识的“弱势群体”，提高学生掌握知识的总体水平。

图11 企业对学生专业知识掌握程度评价

学生的适应能力是学习能力、融会贯通以及沟通表达能力的综合体现。绝大部分企业（81.8%）认为，学校学生在主动适应新工作环境、自觉接受企业培训以及快速熟悉企业产品、生产、管理流程、生活等方面的能力很强或较强（见图12）。少部分企业（19.2%）认为，学生的适应能力一般。可见，在学生的综合素质和能力培养上还需进一步发力。

图12 企业对学生适应能力的评价

绝大多数企业（93.6%）认为，学校的人才培养质量很好或较好（见图13）；有6.4%的企业认为，学校人才培养质量一般。由图14可见，绝大多数企业（89.36%）认为，学校的产教融合协同育人模式很好，值得推广；有少部分企业（10.64%）认为，学校协同育人模式效果一般。统计结果反映了企业对学校人才培养工作和协同育人模式的肯定，但是仍然存在不足的地方，有必要跟相关企业开展深入交流，制定针对性改进措施，实现人才培养与企业实际需求更好地对接，是今后人才培养质量提升的关键所在。

图13 企业对学校人才培养质量的评价

图14 企业对学校协同育人教学模式的评价

以学生在企业进行实习并完成毕业设计为主要内容的产教融合协同育人，在应用型人才培养过程中发挥了重要作用。在实习中学生能够联系和运用所学知识思考问题，更好地理解分析企业生产与社会、健康、环境、安全等的影响。协同育人毕业设计课题选题合理，难度适中。绝大多数课题与本专业相关或密切相关，学生能够通过自身努力完成毕业设计任务要求，对校内外教师的指导评价较高。学生对专业知识的掌握和适应能力得到了用人单位的肯定，绝大多数企业认可人才培养质量和协同育人模式。

经过实践检验和调查分析，在产教融合协同育人取得良好效果的同时，仍然存在需要改进的方面。例如：关注学习困难学生，提高他们掌握知识的水平，进一步加强对学生实践动手能力、职业素养、工作态度以及综合素质的锻炼和培养；进一步加强对毕业设计题目的审核，加强所选毕业设计课题和专业课方向一致性，认真把握选题的难度、工作量等因素；进一步加强与企业的沟通交流，针对不足进行改进，多组织学生与企业互动活动；校内外导师结合应更紧密，在联合培养学生方面发挥1+1＞2的效果。

4 结语

齐鲁工业大学机械设计制造及其自动化专业根据专业特点，依托机械类专业协同育人联盟，在行业和专业领域专家组成的产教融合协同育人教学指导委员会指导下，通过规范制度、培养方案、双师师资、实践基地以及项目、竞赛等的育人保障环节，在实习和毕业设计进行检验并进行更加深入的协同育人核心实践——在企业实习、在校内外导师指导下在企业完成来自企业一线实际的毕业设计课题。这种育人模式获得了学生和企业的一致好评。专业通过产教融合走出产、学、研、用相结合的道路，提高了毕业生综合素质和能力，培养了社会需要的高素质应用型人才。