数智化转型背景下模具专业现场工程师培养模式研究

2024-03-02李靖高文嫱战淑红

教育与职业(下) 2024年2期

李靖高文嫱战淑红

［摘要］现场工程师专项培养计划瞄准数智化职业场景，有利于提升人才培养供给侧与企业需求侧的匹配度，助推中国特色学徒制发展，增强职业教育适应性。针对数智化转型背景下模具专业现场工程师培养机制保障不全、校企互通不畅、标准制定模糊等问题，需明晰模具专业现场工程师培养的知识、能力与素质定位，基于“三角阵”原则构建策略，形成一主线、两平台、三导师、四进阶的“1234”人才培养模式框架，通过教学模式、课程体系、质量评价体系、校企共育共建等方面的改革，提高模具专业现场工程师培养质量。

［关键词］现场工程师；人才培养；数智化；模具专业

［作者简介］李靖（1992- ），女，吉林舒兰人，长春汽车工业高等专科学校，讲师，硕士；高文嫱（1990- ），女，黑龙江佳木斯人，长春汽车工业高等专科学校，讲师，博士；战淑红（1967- ），女，吉林长春人，长春汽车工业高等专科学校，教授。（吉林长春 130013）

为了适应新一轮科技革命和产业变革，迫切需要优化职业教育供给结构，深入推进产教融合、科教融汇，创新人才培养模式，提升人才培养规模与质量［1］。面向“数字化+智能化”数智化职业场景，兼具技术岗位实践能力和管理岗位创新能力的高层次复合型人才显得尤为紧俏，因而培养能够用科学技术第一时间创造性地解决生产一线问题的现场工程师成为增强职业教育适应性的必然要求，对于传统制造业转型升级具有重要的现实意义［2］。现场工程师培养与传统的学术型或应用型人才培养不同，需打造全新的人才培養模式，包括建设具有针对性和有效性的培养目标、课程体系、教学内容与评价体系等，探索先进制造领域现场工程师特色发展路径。

一、现场工程师培养模式的构建背景

随着“中国智造”建设脚步不断加快，国家及省市政府出台了一系列政策，鼓励产业数智化转型升级［3］。2022年5月，智联研究院公布的《高技术制造业人才需求与发展环境报告》统计结果显示，2022年第一季度高技术制造业的招聘职位数同比增速达到了28.2%。可见，培养能够现场解决实际问题的复合型、创新型技术技能人才，已成为企业提高效益的迫切需求［4］。2022年9月，《教育部办公厅等五部门关于实施职业教育现场工程师专项培养计划的通知》提出，在对接重点领域数智化发展需求，面向人才紧缺技术岗位，以中国特色学徒制为主要培养形式，在实践中探索形成现场工程师培养标准……培养一大批具备工匠精神，精操作、懂工艺、会管理、善协作、能创新的现场工程师。2022年10月，教育部办公厅等五部门启动实施“职业教育现场工程师专项培养计划”，聚焦先进制造业等重点领域，目标是，到2025年，累计培养不少于20万名现场工程师。2022年11月，教育部职业教育与成人教育司负责人就实施职业教育现场工程师专项培养计划答记者问时明确，与常规人才培养相比，“专项培养计划”具有完善工程师培养体系、打造校企命运共同体、推广中国特色学徒制三个特点。2023年3月，第一批现场工程师专项培养计划申报工作正式启动，对接企业岗位需求与职业教育资源，明确现场工程师人才培养、招生考试评价改革、“双师结构”教学团队、员工数字提升等重点建设任务。现场工程师培养采用自上而下顶层设计的方式，由国家从宏观到微观统筹规划整体方案，各相关部门依据具体细则组织项目实施，具有资金与资源配置效率高、组织稳定性好、政策可持续性强的特点。

针对现场工程师的培养，刘康等［5］提出现场工程师培养应以实践性知识为核心，构建兼具工程教育性与社会适应性的核心能力标准体系；曾天山等［6］指出应对接工作岗位，优化专业设置，助推现场工程师人才培养；邱亮晶等［7］指出需基于大职教观理念，面向未来工程与技术需求，产教深度融合，校企协同共建学院。可见，关于培养现场工程师的前期理论研究大多从宏观角度阐述其基本内涵、现实困境与优化对策，研究内容较为泛化，指向性不明显。因此，本研究从数智化转型背景下汽车制造业对从业者素养要求的视角出发，对现场工程师人才培养模式进行研究，以模具设计与制造专业（以下简称“模具专业”）现场工程师班级为研究对象，匹配岗位需求，提出一线岗位高素质技术技能人才培养的具体举措。

二、数智化转型下模具专业现场工程师培养目标

美国心理学麦克利兰（David C.McClelland）提出“冰山模型”用以全面描述一个人所有的价值要素，包括海平面以上外在的可以改变和发展的知识与技能，以及海平面以下内在的难以测量的通用能力、价值观、内驱力等综合素质。现代化企业管理中通常应用“冰山模型”分析员工岗位胜任力，进而提高人才匹配度［8］。高职院校人才培养应以企业需求为导向，实现“知识、能力、素质”三位一体协调发展。现场工程师需具备工程实践基础、创新思维意识与沟通协调能力，能够在数智化职业场域解决错综复杂的实际问题，包括技术性、社会性等难题。聚焦区域汽车产业与模具行业发展方向，在数智化平台上以虚拟化和数字化形式实现模具全生命周期管理与数字化制造，保证质量、降低成本和缩短模具生产周期，是当前企业适应人机互联数字化转型的发展重点。因而，数智化转型背景下模具专业现场工程师的培养目标应包括知识目标、能力目标、素质目标［9］。

（一）知识目标

模具专业现场工程师应具有深厚的工程知识基础，即机电专业高层次基本理论与基本知识，面向职业、行业和产业，掌握跨学科理论知识和专业知识，强于模具设计、工艺优化和产品改进。同时，还需具备较强的实践性知识，全面掌握模具设计加工的具体流程，结合模具行业规范和质量检测标准，能够运用专业知识分析判断影响产品质量的因素并加以改进。总之，要基于学术与职业共生的理念，坚持理实一体化育人原则，全面掌握基础知识、专业知识、工程技术与实践技术，将通识知识、学科专业知识、职业技能实践有机结合，以期实现理论、实践、学科三者互融联结，科研、职业实践两者相互贯通的任务目标。

（二）能力目标

现场工程师是指在一线岗位上能够现场解决实际问题的复合型、创新型技术技能人才，不同于流水线上的普通技术工人与技术员，数智化生产线模具工程师需具备敏捷的现场应变能力，高难度技术操作能力，探究、创新和研究能力等，能够综合运用高新技术技能跨学科解决复杂工作问题。面对产业快速转型升级，现场工程师还需具备跨岗位、跨职业的自我更新和应变能力，在实践中提升工程管理、设计创新、复杂生产技术应用能力，以应对生产系统更加复合、更加高端的情况。如针对某车型左后门内板C柱外露面褶皱缺陷，现场工程师经过统筹、协调、分析、决策，能够用科学的方法解决生产中的质量控制问题，实现技术创新，节约企业成本，提高经济效益。

（三）素质目标

工匠精神是中国职业教育体系高素质技术技能人才培养的内在要求，从个人角度可以理解为德技并修、做学合一、坚持不懈、精雕细磨，从企业角度可以理解为精益求精、开拓创新、追求卓越、创造伟大。工匠精神是现场工程师的文化内核，现场工程师应以积极的职业态度，主动适应社会变革，甚至引领行业发展转型升级，具备终身学习能力与自主学习能力，以适应科学技术的迭代更新。现场工程师素质作为人才发展的内在力量，具有敬业奉献、勤劳勇敢、踏实肯干、积极进取、严谨规范、持之以恒等特质。与知识目标、能力目标相比，人才培养素质要求难以量化考核，但素质要求是基础性关键指标，处于人才培养“一票否决”的核心地位。

三、“1234”现场工程师培养模式构建思路

以现场工程师培养目标为导向，聚焦职教发展新动态，以科学合理的人才培养理念和原则为依托，构建特色化人才培养模式，有助于满足数智化转型背景下企业对复合型高层次技术技能人才的迫切需求，是完善中国特色工程师培养体系、推动产教融合新生态、构建“职教出海”新范式的有效途径。

（一）基本原则

现场工程师人才培养可以理解为由院校和企业共同将“工作场域”职业能力岗位需求转化为“教育场域”专业知识、工程能力和综合素质需求，进而形成政府统筹、企业下单、院校定制的教育教学模式。其以数智化市场需求为导向，以综合职业能力为本位，坚持产学研相结合、校企行协同发展的理念，根据科学化、具体化的人才培养目标，重构专业课程体系，创新教学模式与教学管理，优化教学评价，提升职业教育社会适应性。

人才培养目标是构建人才培养模式的基础，是高职院校开展人才培养的总原则。现场工程师人才培养模式的构建可以遵循“三角阵”原则（见下页图1），即以知识结构、能力结构、素质结构为依托，政府、行业、企业、学校四方联动，通过建设市域产教联合体等优化人才培养方式、丰富人才培养内容、改良质量评价体系，推动人才链、产业链、教育链、创新链、价值链有机融合，形成个性化新型人才培养模式。对于模具专业现场工程师而言，知识结构以应用性、实用性为主线，包含通识教育等基础性知识，机械、模具、电气、计算机等学科专业性知识以及交叉互融的跨学科综合性知识。能力结构包含知识获取与运用能力、现场工程实践能力、问题分析与解决能力、创新应变能力以及沟通交流能力等。素质结构包括以工匠精神为核心的思想道德素质、职业素养、身体素质与身心素质。知识结构、能力结构、素质结构是辩证统一的关系，知识结构是基础，能力结构是关键，素质结构是核心，三者合力才能加快高素质现场工程师人才培养。

（二）设计思路

目前，现场工程师人才培养面临着配套保障机制保障不全、校企互通不畅、培养标准制定模糊等多重障碍和挑战［10］。模具专业现场工程师培养应以“三角阵”原则为基本原则，依托汽车产业园区、省市政府统筹规划、中国模具行业规范，以头部企业为牵引，以高职院校为办学主体，以数智化转型背景下模具专业现场工程师所必备的知识结构、能力结构、素质结构为着力点，构建“一主线、两平臺、三导师、四进阶”的“1234”现场工程师人才培养模式。即将优质校企联合培养项目作为载体，以校企一体化共同发展为主线，利用实体化产教平台与数字化创新技术平台协同创新融合式教学模式，同步开发课程内容、实训资源及考评体系，以解决高职院校毕业生能力单一问题。由“校企行”共同组成校内导师、企业导师、行业专家“三导师”团队，明确生产现场工作实践指导任务，运用数字技术将工作场景的生产项目任务转化为学校场景的学习项目，场域共融、工学交替，构建工程应用意识、工程技术能力、工程实践能力、工程综合能力呈螺旋式发展的“四进阶”课程体系。在课程内容设计上，以技术思维与伦理道德为切入点，渗入融合精益求精的工匠精神；通过以应用为导向的理论学习，夯实机电类专业理论基础；通过真实环境的岗位实践，提升职业社会能力与工程实践能力；通过以个性发展为主的能力拓展，培养创新思维，促进跨学科探索；通过以技能培训为主的终身学习，形成实践—认知—再实践—再认知的学习方式，提升现场工程师综合素养。

四、“1234”现场工程师培养模式实施路径

围绕职业教育现场工程师培养的宏观政策，对接产业高端和高端产业，动态调整专业结构，基于职业岗位群和典型工作任务，探索与实践“1234”现场工程师培养模式，创新校企联合办学机制，构建自适应产业需求的教学内容和课程、教学方式和方法、管理和评估制度，有助于推动现场工程师培养计划落地实施。

（一）“一主线”：多措并举，构建校企共育共建新机制

企业发展重在追求经济效益，学校重在培养人才创造社会效益，如何将经济效益与社会效益相统一，实现校企深度合作是长期以来职业教育的根本症结。自中国特色学徒制实施以来，学校被动处于培养主体地位、企业参与度不高的现象屡见不鲜。由于技术和商业机密，绝大多数企业导师并不能将真实案例融入现场教学。而且课程开发、科研立项等往往需收集多种材料，但由于企业内部分工细化，导致资源整合工作较为烦琐。因此，在现场工程师人才培养过程中，校方应充分考虑企业利益诉求点，从专业人才培育输送、培训资源开发共享等层面为企业提供支持，使企业不是仅仅为了完成相关指标而被迫合作，而是在教学模式改革、课程开发、资源建设等方面真正融入人才培养过程，以校企互利共赢为目标导向，构建产教融合、科教融汇的校企命运共同体。

1.校企资源共享共融，推动产科教协同发展。现场工程师的健康发展必然要深化校企合作，实现资源的整合与利用。将企业的技术资源、设备资源、人才资源与学校的场地资源、课程资源、教学资源相整合，具体可按照以下三个步骤实施：第一，组织专任教师利用寒暑假到企业进行岗位实践，深入企业项目人员内部，参与企业横向课题开发，引导教师解决企业技术更新面临的难题，进而提升专任教师的设计与开发能力，促进教学课程改革，实现科教融汇。第二，在学生毕业设计阶段，借助校企共享的数字化创新实践平台，搭建技术合作渠道，促进师生在新产品开发、工艺规划等方面的科研成果转化，实验成果可广泛应用及进一步推广。第三，由企业选派专业技术人才担任兼职教师，指导学徒岗位实践，企业导师全程参与学生人才培养，推动企业新技术、新工艺、新规范融入教育教学过程，从而促进教学革新与教师成长。

2.人才培养助力企业发展，实现校企双向赋能。现场工程师人才培养应基于良好的校企合作经验和模式，将一线岗位高素质技术技能人才培养作为校企共同价值认知，确立一套优势互补、良性运转的产学研路径。第一，将企业生产性环节技能培养前移，以“岗课赛证”融通为基础，以工学交替为载体，通过螺旋进阶的课程体系设计，使学生在学徒岗位时就已基本掌握工程领域专业技术技能，实现毕业即上岗，大大降低企业培训员工的成本。第二，职业院校要充分发挥办学优势和特长，实现校企双向互动，为汽车制造企业、汽车零部件生产企业及中小微企业提供技能培训等人才培养服务，促进双方需求契合。如通过开展新型学徒制培训，完善职业技能鉴定的数字化信息平台，开发手册、教案、虚拟仿真实验等技能培训教学资源，逐步形成现场工程师模修工、维修工的作业标准与质量标准，为企业新员工培训、老员工晋升提供强有力的支持，进而充分调动企业参与现场工程师人才培养的积极性与主动性。

（二）“两平台、三导师”：实施融合式教学模式，构建科学化质量评价体系

教学模式是指教师在课堂上所采用的教学方法和策略，而质量评价机制则是对这些方法、策略的有效性和成果进行评估的方式。在教育领域中，教学模式和质量评价机制是相互关联的，两者之间相互促进、相辅相成。现场工程师人才培养亟须构建新型教学模式以适应企业数字化转型需求。教学模式的实施需要有与之相适应的能够充分反映学生知识结构、能力结构、素质结构的科学化质量评价体系。

1.创新“理论—实践”双线并行的融合式教学模式。将数智化融入模具专业现场工程师人才培养过程，“校企行”协同开展教育教学，构建“理论—实践”双线并行，校内与校外结合、线上与线下混合的融合式教学模式（见图2）。将优质校企联合培养项目作为载体，企业设定学徒岗位数量，采用小班制教学形式，利用实体化产教平台与数字化创新技术平台，由校内导师、企业导师、行业专家联合对学生实行个性化人才培养。实体化产教平台主要包括智慧教室、示范性实训基地、智能制造生产线、企业车间现场等，智慧课堂与示范性实训基地可作为校内课堂教育基地。校内理论教学在课前、课中、课后阶段要充分利用数字化手段实施教学任务。例如，利用智慧教学课堂平台获取学情数据，通过大数据技术对学生培养全阶段进行精准分析，准确描绘生成学生画像，便于智能检测与诊断，一对一制订个性化的教学方案；将智能化辅助技术融入课堂教学环节，建立钳工实习虚拟模型库，在虚拟仿真实训基地融入AR等仿真技术，开展塑料模具拆装类课程教学；采用云录播等方法，建立计算机辅助工程制图、冲压数字化结构设计与工艺分析等专业课程线上资源库，使学生可以随时随地获取学习资源。校内实践教学可将德国“双元制”模式下的“六步教学法”本土化，坚持职业性培养目标，对接工作领域岗位需求，对学生进行项目导向式、任务驱动式教学。而校外实践教学可在企业学徒岗位上进行，即根据模具专业现场工程师岗位标准与要求，将课程内容与生产任务相对接，将教学过程与生产过程相对接，对学生开展车间式教学［11］，增強岗位体验。针对车间环境嘈杂等问题，采用数字化降噪技术优化“车间课堂”教学环境。此外，依托数字化创新技术平台，基于企业真实设计任务，校内外导师灵活组织毕业设计教学，提升学生的设计与开发能力，强化实践能力培养。如某型号汽车顶盖在拉延过程中，中部区域刚度和强度不足，导致后期在焊接和烘烤过程中产生变形，成型质量较差。针对此问题师生可共同组建应用人才创新团队，利用有限元模拟仿真软件，研究板材在不同工艺条件下的变形规律，进而解决企业“卡脖子”问题，实现职业性与学术性的有效融合。基于“两平台、三导师”的融合式教学模式，有助于培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力，改变高职院校人才培养维度单一问题，培育适应产业快速变化的高素质技术技能人才。

2.引入学分银行，优化现场工程师质量评价机制。融合式教学模式重视学生素养的养成以及实践技能的培育，形成学校、企业、行业共同参与的多元化评价主体，细化和量化的现场工程师培养标准，多维度的质量评价指标，科学合理的过程性评价和结果性评价，能够实现“考核有标准，退出有依据”，有助于构建现场工程师人才培养体系，推动一线岗位高层次技术技能人才可持续发展。

针对模具专业现场工程师岗位需求与培养目标，由校内导师、企业导师、行业专家共同全方位参与学徒岗位人员选拔与人才培养质量评价环节，以确保学生具备现场工程师所需的知识结构、素质结构与能力结构。通过学生自愿报名方式，采用校企“文化素质+职业技能”考核，各岗位分别遴选学生参与现场工程师人才培养。建立学分银行数字化平台，实现学习成果认证、学分自动积累与转换，并在运行过程中进行实时质量监控，及时获取评价结果反馈。在过程性评价方面，将德育评价指标与专业技能评价指标相结合，建立完善的评价指标体系，确定合理的赋值评分标准，使评价内容科学、规范，通过收集、分析学生的学习数据和行为表现，及时调整教学策略，提升教学效果。在结果性评价方面，校内导师从理论教学、实训教学等维度对学生进行评价，占比为30%；行业导师从职业技能等级证书、1+X证书、职业技能竞赛等维度对学生进行评价，占比为30%；校外导师对学徒岗位工作态度、工作成效、工匠精神等维度对学生进行评价，占比为30%；学生从道德素养、心理健康等维度进行自评及互评，占比为10%，成绩汇入学生个人积分账户，据此评价其职业能力，完成入职前的定岗定级定薪。

（三）“三导师、四进阶”：设计工学交替的螺旋式模块化课程体系

美国教育心理学家杰罗姆·布鲁纳（Jerome Seymour Bruner）认为，课程体系设置以与学生思维和能力相符的形式，将学科结构置于课程的主体地位，使其呈现螺旋上升的态势［12］。基于布鲁纳学科结构课程理论，针对模具专业现场工程师的岗位需求与培养目标，以工学交替为基础，以工程技术应用为主线，构建工程应用意识、工程技术能力、工程实践能力、工程综合能力“四进阶”的螺旋式模块化课程体系。其中，基础课、核心课旨在培育学生工程应用意识，应根据企业岗位需求制定具体科目明细，梳理典型工作任务，开发模块化核心课程内容，建议增加人工智能、孪生技术类课程，以满足企业数字化转型需求。综合实践与岗位实习采用工学交替的方式进行，旨在培育学生工程技术能力以及工程实践能力，采用“岗课赛证”综合育人模式，将1+X证书、职业技能竞赛融入人才培养过程，实现专业建设与产业需求对接、课程标准与岗位职业标准对接、课程内容与生产任务对接、教学评价与职业能力对接。专业拓展课、毕业实践旨在提升学生的工程综合能力，如聚焦智慧汽车前沿技术，利用集数字化技术、工业机器人、工业云平台、工业互联网、工业大数据于一体的智能制造协同创新中心，深入挖掘企业真实需求，开展基于真实职业场景的项目实践式教学，同时进行课程资源开发与科研创新。以新能源汽车装配钳工学徒岗位为例，现场工程师应能够识读机械工程图、电气原理图，掌握钳工基本操作技能，具备驱动电机装调与故障诊断的能力。基于此，校企共同构建专业课程体系，第一学年在智慧教室、计算机教室、虚拟仿真教室，主修“毛泽东思想与中国特色社会主义理论体系概论”等公共课，同时主修钳工、机电、人工智能类专业核心课；第二、三学年采用工学交替形式，在实训基地、技能大师教学工坊开展工程训練综合实践，在企业生产车间进行针对性学徒岗位实习；第四学年，利用数字化创新技术平台进行毕业设计，同时根据学生兴趣和工程技术发展动态，拓展专业选修课程。

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