基于产教融合的机械类专业创新实践平台建设

2022-12-16王仲文张伟张璞乐

教育教学论坛 2022年45期

王仲文，张伟，张璞乐

（哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系，山东荣成 264300）

当前，我国正处于发展的重要战略机遇期，大力培育创新型人才，为建设创新型国家、国家创新体系和全面建设小康社会提供坚实的人才保证和智力保障，显得尤为迫切和重要［1］。装备制造业作为衡量国家产业核心竞争力的重要标志，是我国建成制造强国的重要依靠。随着“中国制造2025”的深入实施，我国大力推行数字化、网络化、智能制造，提升产品设计能力，完善制造业技术创新体系，加强核心技术、关键技术转换成先进制造工艺技术。这对机械类专业教师教育教学水平、大学生创新动手实践能力及高校服务企业解决关键实际问题的能力提出了更高的要求。创新型人才有大量缺口，仅靠传统教学模式的培养是远远不够的，况且创新型人才不仅要有专业理论的支撑，还必须深入实践，具备能够将知识转化为能力的创新能力［2］。传统的人才培养模式、课堂教学内容及实验实训教学等，已不能满足新形势下对创新人才培养的要求。本文基于产教融合，对机械类专业创新实践平台体系及内容进行了深入研究，构建了校企“三位一体”创新实践平台建设体系。

一、产教融合与区域经济发展需求

2017年12月，国务院办公厅发布了《关于深化产教融合的若干意见》，要求面向产业和区域发展需求，促进人才培养供给侧和产业需求侧结构要素全方位融合，健全完善需求导向的人才培养模式。山东半岛地区是我国制造业发展水平较高的地区之一，未来一段时期，山东省将由制造大省向制造强省战略转型，汽车、船舶、轨道交通、海工装备、工程机械、数控机床、轮胎制造等行业面临转型升级、智能化改造，需要加快工业化和信息化融合；滚动实施万项技改，推动万企转型；加快推动装备换芯，促进装备数控化；推动机器换人，促进工厂智能化。这对机械类专业人才提出了更高的要求，在专业建设及创新人才培养过程中，更需要借助创新实践平台、校企合作、科技竞赛等作为驱动力，强化工程实践环节，注重创新意识和创新能力培养［3］。

哈尔滨理工大学荣成校区作为理工大学的重要组成部分，坚持传承理工大学特色，以社会需求为导向，以培养应用技能型人才为办学目标，立足山东半岛蓝色经济区，积极投身海洋强国发展战略。努力打造海洋高端装备与智能制造、海洋食品与贸易、现代海洋服务业“两海一服”三大平台。机械工程系现有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程、智能制造工程四个本科专业，在人才培养和科学研究中，突出智能制造、海洋装备制造、新材料等方向，深入调研分析胶东半岛和威海地区产业规划及需求，依托本地支柱产业——机械制造及零部件、房车产业、海工装备、新材料、海洋产品初加工、海洋食品精加工等，积极培育专业特色、凝练科研方向、做实内设研究机构，提高科研攻关能力。根据地方产业发展规划及需求，机械工程系逐步形成了稳定的研究方向：（1）海洋智能材料制备及应用；（2）海洋食品机械创新设计；（3）机电一体化控制及系统集成；（4）轻合金材料制备-成形及智能化焊接；（5）房车创新设计及新材料。现有海洋装备研究所、房车技术研究中心、轻合金材料成形及连接技术研究所等内设科研机构。

二、“三位一体”创新实践平台机制与运行

（一）创新实践平台建设内容

在产教融合、协同育人的实践过程中，充分利用高等院校的技术、人力等资源及先进成熟的技术成果，借助企业的生产条件，提高学校的科研能力，将科研成果尽快地转化为生产力。校企各自发挥优势，通过多种形式开展全面合作，共同构建产学研联盟的创新体系，建立产学研长期合作关系，形成专业、产业相互促进共同发展，努力实现“校企合作、产学共赢”［4-5］。逐渐探索出“三位一体”创新平台共建机制，即校企联合研究中心（实验室）—大学生“双创”实验室—教师创新工作室共同建设、融合运行发展。校企联合研究中心与产学研合作基础好、共性关键技术急需攻关、企业技术团队较为成熟的企业联合共建，实行双主任负责制，定期开展技术研讨与协商，寻找双方共同的研究方向，共同申报国家级、省级、市级科研创新平台和科技攻关项目。学校根据企业提出的高新技术项目需求和企业技术难题，积极组织力量进行研究开发、成果转化和技术攻关，支持企业技术创新，帮助企业进行新产品开发及新技术、新工艺、新材料、新设备的推广应用等。

大学生“双创”实验室是培养学生创新能力、提高团队合作意识，以及使学生提早熟悉企业、了解产品工艺开发流程的重要的第二课堂。依靠企业提供的经费和技术需求，每年大学生“双创”实验室自立若干创新项目，或者申报国家级、省级、校级大学生创新创业项目，以创新项目支撑创新实验室运行，通过学生自治管理、专业教师指导、企业创业导师辅导等方式，提高学生的创新项目开发能力。

教师创新工作室是国家各级工会系统组织申报建设的，弘扬劳模精神、工匠精神，培养职工的创新意识、创新能力。教师创新工作室是以骨干教师为核心，以师带徒为主要培养形式，共同开展基于线上线下的学科研究、教改探索和教学磨炼为一体的新型工作室，可以发挥引领示范作用，以点带面，为教师搭建学习、交流、成长的平台，以促进教师专业化发展。

（二）创新实践平台机制保证与建设成果

充分借助山东省“科技特派员”“科技副总”及产业教师（导师）等制度，鼓励支持专业教师到企业挂职实践锻炼、定向为企业提供技术服务、担任校企联合研究中心（实验室）负责人。结合威海地区房车产业规模不断扩大、产业转型升级的需求，哈尔滨理工大学荣成学院先后与山东康派斯新能源车辆股份有限公司共建“房车技术联合研究中心”，与荣成名骏休闲用品股份有限公司共建“房车先进制造与智能化焊接联合研究中心”，与黑系智能装备（威海）有限公司共建“房车创新设计与新材料联合研究中心”，为企业培养签约技术人员30余人，签订项目合作开发合同8项，累计研发经费近200万元。在重型房车开发、房车新材料应用、房车升降台创新设计及智能控制方面为企业解决了诸多技术难题。积极协助企业筹建山东省博士后创新实践基地。和山东金飘食品机械股份有限公司合作共建“海洋食品机械及智能控制联合研究中心”，协助企业获批2021年山东省科技型中小企业创新能力提升项目1项。

构建全新的学生创新能力培养“平台+项目+竞赛”模式。大学生“双创”实验室项目来源于两方面：一是每年获批的国家级、省级和校级大学生创新创业项目；二是依据企业技术需求和升级改造，由企业资助的实际技术攻关项目。大学生“双创”实验室实行专业化、自主性管理，采取项目入驻、动态运行。积极鼓励学生参加“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛、山东省大学生机电产品创新设计竞赛、创青春全国大学生创业大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等。近五年，依托大学生“双创”实验室，大学生创新创业项目立项60余项，其中国家级10余项，省级近30项。积极组织学生参加科技竞赛并取得了丰硕的成果，先后参加了全国大学生“挑战杯”赛、全国机器人锦标赛、全国三维数字化创新设计大赛、山东省大学生机电产品创新设计等科技大赛，有50多名学生荣获国家级、省级科技大赛及创新大赛奖。

三、“三位一体”创新实践平台建设与人才培养探索

面对制造业企业产业转型升级、智能化改造对创新人才的迫切需求，在机械类专业人才培养过程中，需要不断丰富理论课程和实践教学体系、更新实验实训内容、构建产教研一体化实验实训平台［6］。

第一，在课程体系中专业课设置方面，努力把专业知识关联性强、属同一学科方向的课程整合为多学时综合性大课，比如“焊接结构与质量控制”“金属塑性成形工艺及模具设计”课程均为80学时，这些课程和船舶、汽车、锻压行业密切相关，在授课过程中要把行业发展现状、技术需求及面临的问题等融入教学过程，培养学生的家国情怀、职业素养及专业能力。

第二，在实验实训平台建设方面，打造综合性、智能化、产教研一体化实训平台，尽可能避免采购单台、功能单一的专业设备。紧密结合“互联网+工程实践教学”的建设思路，以智慧工厂和智能制造为主题，以信息化与模块化为核心思想，搭建一个既贴近于工业化生产，又立足于教学，既能充分地体现学生的参与性，又能使教学与工业实际无缝对接，能体现出多种专业特色的智能制造综合教学平台系统。已建成了智能化焊接实训平台，如图1所示，包括六自由度焊接机器人、变位机、自动化焊接小车、TIG焊机、虚拟焊接模拟仿真软件等。正在建设智能制造生产线，包括数控加工中心单元、数控车床单元、上下料机器人单元、激光打标单元、品质检测单元、自动装配包装单元、智能立体仓库、AGV系统、RFID系统、工站控制单元、总控单元、数字看板系统等单元。改造现有的四柱液压机、注塑机、挤出机等单功能设备，配置上、下料搬运机器人，将实验设备产线化、模块化。

图1 智能化焊接实训平台

第三，在生产实习环节，基于工程项目驱动，依托区域经济产业发展和装备制造业水平，构建基于“产业模块+平台建设+专题讲解”的生产实习教学模式［7］。以材料成型及控制工程专业为例，生产实习教学周数为3周，以3天为实习单元模块，根据产业分布，划分为汽车生产模块、船舶制造模块、压力容器制造模块、锻压设备制造模块和模具设计与制造模块，如图2所示为汽车生产流程。