基于产教融合的机械专业三层次三维度实践教学体系构建与实践

基金项目：宁波市产教融合“五个一批”项目“智能装备产教融合人才培养基地”（无编号）；浙大宁波理工学院专业综合改革项目“基于‘互联网+’的机制专业‘三实’课程及其评价机制建设”（无编号）；浙大宁波理工学院实验教学专项“基于产教融合的应用型本科高校智创实验室建设与管理”（NBTJG-202344）

第一作者简介：张炜（1975-），男，汉族，湖南邵东人，工学博士，教授，硕士研究生导师。研究方向为摩擦学，润滑与密封系统设计。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.22.016

摘 要：产教融合将教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，培养面向产业的优质人才，具有深远的现实意义。但是实施过程中，教学、人才、产业以及创新等多种元素和维度发挥的体制机制问题并不十分通畅，往往没有形成长效机制。该文基于浙大宁波理工学院机电与能源工程学院的产教融合实践教学体系建设和实施实践，提出基于产教融合平台的三层次三维度有机融合的机械专业工程实践能力培养模式，将工程实践教学资源拓展为基础实践、产业实践、“双创”实践三个层次，学生、教师、雇主三个维度共同参与、共同评价实践教学效果，建立一套行之有效的运行机制，循环迭代、立体驱动学生工程实践能力的持续提升。建设成效显著，示范作用明显，吸引诸多企业踊跃参与。该文可为地方院校工科类专业开展产教融合的教学实践提供一种比较可行的实施路径。

关键词：产教融合；三层次；三维度；机械专业；实践教学模式

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）22-0068-04

Abstract： The integration of industry and education organically connects the education chain， the talent chain， the industrial chain and the innovation chain， and has far-reaching practical significance to cultivate high-quality talents facing the industry. However， in the implementation process， the system and mechanism problems of teaching， talent， industry and innovation are not very smooth， and there is often no long-term mechanism. Based on the construction and implementation practice of the practical teaching system of the integration of industry and education in NingboTech University， this paper proposed a three-level and three-dimensional organic integration model for the cultivation of mechanical engineering practice ability based on the integration platform of industry and education. Firstly， the teaching resources of engineering practice have been expanded into three levels： basic practice， industrial practice， and entrepreneurship and entrepreneurship practice. Then， when evaluating the teaching effect， students， teachers， and employers participate in and evaluate the teaching effect together. In conclusion， an effective operational mechanism was established， iterated circularly， and driving the continuous improvement of students' engineering practice ability. And he construction has achieved remarkable results， and the demonstration role is obvious， attracting many enterprises to participate actively. Therefore， this paper can provide a feasible implementation path for the teaching practice of integration of industry and education for engineering majors in local universities.

Keywords： integration of production and education; three levels; three dimensions; machanical major; practical teaching mode

高等教育产教融合的政策旨在促进教育与产业的深度融合，提高人才培养的针对性和实用性，为经济社会发展提供有力的人才支撑。目前，产教融合已成为国家层面的重要战略，特别是促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接[1]。近年来，各级政府和学校相向而行，出台相关政策、设立专项资金、搭建产教融合平台等方式，鼓励企业与学校开展深度合作，产教融合体系构建在深度和广度上都得到了明显加强。例如，各级产业学院、专业共建、实验室共建等合作项目以及合作方式不断涌现。

在校（院）产教融合模式推动下，很多院校基于校企合作等多种模式，建立紧密对接产业链、创新链的学科专业体系，确保高等教育的专业设置与国家的产业发展和创新需求相匹配，深入挖掘真实工程案例中涉及的理论知识、实践能力培养要求，重构教学体系，重新形成一套以真实工程案例为需求导向的新的教学体系，形成横向和纵向联系，体现综合性，有利于提高学生综合运用理论知识解决复杂工程问题的能力[2-4]。但是同样面临着产教融合过程中如何将教学、人才、产业以及创新等多种元素和维度充分发挥，并形成长效机制的问题，否则在操作过程中，由于学校和企业价值取向不同引起的弊端，甚至不能形成合力而不能持续改进提升效果[5]。

在教学改革过程中，首先需要在信息化时代，以“学”为中心进行教学设计，注重从学员的发展、学员的学习、学员的学习效果三个方面重构教学设计[6-7]。探究如何通过课程改革来自下而上地贴合产教融合宏观政策，以授课流程对应实际工作流程，来培养学生的核心职业能力，协调人才供给和需求的失调，健全以需求为导向的人才培养结构调整机制[8]。“双师型”教师队伍建设破解建设力度不够、校企协同体育人落地性较差、工程认证背景下缺乏与之相配套的质量标准和保障机制等问题，这在地方性应用型本科高校新工科专业实践教学体系建设中更加急切和重要[9]。教学效果评价现需要多元主体参与[10]，改变过多依靠学生的评价，缺少用人端等社会层面的反馈信息的问题，注重评价的实质内容和实际效果[11]。

很多工科院校和专业也探索了基于产教深度融合的应用技术人才培养模式，对接职业标准，引入新技术、新工艺、新规范，融入课程思想政治和创新思想，形成通识课程+核心课程+拓展课程的结构体系，校企共建高水平师资队伍，健全质量监控与反馈机制，形成“学习、合作、共赢”共同体；培养出学校自豪、企业满意的机械类应用技术技能人才，并取得了较好的效果[12]。

基于产教融合的教学改革必须立足并落地于院校所在地和具体的产业行业需求。宁波市是国内首个“中国制造2025”试点城市，拥有众多的制造企业。在智能制造产教融合领域，宁波市内产业和高校具有天然的合作需求。对于机械等工科学生的需求一直巨大，随着产业升级，对于学生的契合度提出了新的需求，包括知识层面的多样性、信息化以及创新思维等方面的专业知识和技能。

在实践教学体系构建和教学实践中，笔者发现依然存在着不少矛盾，具体表现如下：①校内实践和校外实践环节所培养的能力边界及其对接不够合理，导致学生工程实践能力提升较慢。②产业元素融入实践教学环节不够深入，造成学生工程实践能力与企业需求偏离较大。③人才培养实效和产业需求存在“两层皮”问题，难以满足企业、学校及学生三方期望。机械制造课程等的产教融合[13]。如何破解上述教学问题，浙大宁波理工学院机电与能源工程（以下简称“我院”）依托宁波市首批试点特色学院、省级产教融合人才培养基地、市级智能制造产教融合创新示范基地、省级实验教学重点示范中心等平台和项目做了探索和实践，形成了一套行之有效的实践教学体系的构建、实施和评价方法，取得了较好成效。

一 三层次三维度的机械专业实践教学模式构建

浙大宁波理工学院是宁波市政府举办的地方院校，具有极强的地域性，其教学、科研和服务活动紧密围绕所在地区的需求和发展。这种地域性使得地方高校能够更好地融入当地社会，为当地经济发展和社会进步做出贡献。地方高校的一项重要任务是服务于当地社会，为当地经济发展和社会进步提供支持。这种社会服务性使得地方高校能够更好地发挥自身优势，促进当地社会的全面发展。

作为代表性的智能制造城市，宁波市智能制造产业体系明确，具有智能制造产业的独特优势和核心竞争力。重点构建“3511”产业体系。这个体系明确指出了智能制造的发展方向和目标，为产业提供了清晰的发展路径。“十三五”以来，高端装备企业综合实力显著增强，产值规模超百亿元的企业3家，50～100亿元的企业5家，10～50亿元的企业50家。全市有19家装备上市企业，其中整机装备制造企业7家。拥有13家单项冠军企业，74家国家级专精特新“小巨人”企业[14]。对于机械类学生的需求特别旺盛。

针对宁波市智能制造产业需求，浙大宁波理工学院基于省级智能制造产业学院等平台、工程认证OBE的理念，分解产业对于机械类学生工程能力的具体内涵，拓展工程实践能力的培养环节，密切加强与产业行业企业的关联度，依托诸多实践教学平台，整合校内实验资源，突出工程实践与科创要素开拓校外实习资源，与宁波市智能制造行业龙头和特色企业相向而行，建立稳定高效的实践教学体系（图1）。具体而言，以学生发展为中心，聚焦智能制造产业的人才需求，深化OBE理念，先后在省实验教学示范中心、省产教融合基地以及市特色学院等项目的支持下，持续展开教学改革，重构专业实践环节内涵，优化实践教学体系，将四年实践环节按照产业结合度分为基础实践（工程训练、综合实验）、产业实践（生产实习、毕业设计）及“双创”实践（创新、创业）三个层次。以学生、教师（校内教师、行业教师、企业导师）及雇主为主体构成的三维度，共同参与、共同评价实践教学效果，建立了一套行之有效的运行机制，循环迭代、立体驱动学生工程实践能力的持续提升，构建了价值、资源、成效“三位一体”的校企共享系统，促进协同育人机制的健康有效持续发展。雇主和学生两端教学进行评价，持续改进，形成了三维度的工程实践能力培养体系，并探索出了一条基本动手能力→工程实践能力全流程企业化研发能力的培养路径。建设成果得到了诸多宁波市智能制造产业龙头企业的认可，并取得了较好的教学效果。此教学模式不仅较好地满足了宁波市产业需求，也为培养学生的工程实践创新能力探索了从基本动手能力到工程实践能力再到创新创业的孵化能力的阶梯型工程能力的提升路径。

在具体实施和操作过程中，先后从基于产业需求的OBE理念的机械专业实践环节建设路径、改革校内实践环节教学内容和学生实践能力的培养模式、充实校外实践环节的产业内涵、提升学生工程实践培养实效的产业契合度以及做实“双创实践孵化器”等方面探索全流程研发的企业化培养进行实施、总结以及创新。

图1 基于产教融合的“3L”ד3D”的机械专业实践教学模式

二 夯实校内实践环节教学内容和模式，加强学生基本动手能力的培养

按照工程认证的标准，工程实践与毕业设计比例不少于20%，工程及专业相关课程，包括工程基础类、专业基础类以及专业类课程学分比例不少于30%。机械专业培养过程中，具有诸多不同形式和阶段的校内实践环节。包括工程训练、工程图学实践环节、专业基础课程与专业核心课程的实践环节，以及专业实验课程、专业综合课程设计以及毕业设计等课程的传统和基础的校内实践环节。同时，尽管目前企业层面、科教层面等实践环节的方式内容日益丰富，但是校内实践环节是一切实践环节的基础，不仅必须做实校内环节，更需要改革其内容和模式。

具体操作过程中，将机械专业的认识实习采用过程体验、实物拆装实训，并优化机械零件测绘实验课程；工程训练充实先进制造技术（包括数控车铣、线切割等）技能训练，落实到工程训练课程中；高年级以机构组合和机械创新设计、机电一体化创新设计、机器人实训项目提升实践能力，融入高年级的专业设计课程中。

融入“互联网＋”元素，采用虚拟仿真实验及数控模拟机实验项目，线上线下实验系统，破解“不具备实验条件和无法开展实验”的难题。引入企业共建星宇杯等竞赛平台，培养学生的创新能力[15]。

通过上述措施和优化之后，将实践环节整合为认识实习、工程训练和项目设计三个渐进层次以及线上线下项目、开放预约实验系统、数控模拟及实操实验项目以及虚拟仿真实验项目等多个维度的实践构成（图2）。

上述教学资源建设覆盖实践教学全周期，学生基本动手能力的培养需求，为适应于产业需求的校外实践能力提升夯实基础。

三 提升产业需求和OBE理念的校外专业实践环节建设路径

经过多年的建设，我院与机械行业头部企业、行业协会等紧密合作，共建立20余个实习实训基地。基于产教融合平台，共建提升实践教学环节内涵。导入实际工程案例，开发优质虚拟仿真实验及数控模拟机实验项，破解设备投入难题。重视虚拟仿真实验的开发以及网上平台的维护和升级。与优质企业或专业实践教学公司共建“学习工厂式”，采用项目教学共建，探索行业专家“全托式”教学策略。大三学生的生产实习全部在“学习工厂式”专业实习小镇完成，并由行业教师完成课程评价[16]。优化组合校内实验内涵，与行业培训专家共建综合性和设计性实验，形成了体制机制完善的校内外导师互聘制度，破解项目化教学的师资与企业融合不够，缺少代表业界新工艺、新方法、新技术的项目案例的痛点。

图2 构建机械专业的实践动手能力图谱

联合智能制造龙头企业形成长期合作，并有针对性地导入符合学生能力水平的部分企业研发课题作为毕业设计题目，提供给即将进入该企业的学生进行毕业设计，实现部分毕业课题与企业项目的无缝对接。与头部企业，如海天集团共建“海天工程师班”等，优秀学生大三暑期可通过双向选择进入海天集团实习，大四继续完成来源于企业的毕业设计课题，实行以校外导师为主的校内校外“双导师”制管理机制。在具体执行过程中，实行企业导师为主的“双导师”制、线上线下相结合的教学策略。形成了“学习工厂式”到毕业设计的高年级学生实践能力培养路径，开通“就业直通车”。形成了“小镇+海天”的高年级学生实践能力培养路径（图3）。

图3 构建机械专业的实践动手能力图谱

四 共建校企联合研发机构，做实“双创实践孵化器”，探索全流程研发的企业化培养

从学校人才培养的角度出发，在产教融合实践过程中，学校需要发挥高校多学科的综合优势，与企业构建组织间学习体制，完善运行机制，促进高校人才培养与企业发展的合作共赢。校企产教融合需要突破校企传统的商业合同关系，汇聚多方优势，形成价值、资源、成效“三位一体”的共享系统，构建持续优化的共享策略体制机制，凝聚多方合力，形成产教融合成效的指数级裂变提升。发挥高校多学科的综合优势，与企业构建组织间学习体制，完善运行机制，促进高校人才培养与企业发展的合作共赢。

共建联合实验室是一种有效途径和平台，作为“双创”实践基地。校企合作共建精品课程资源，开放共享，学生和企业员工可同等学习，减小企业培训成本。学生均可申请加入联合实验室进行“双创”实践，完成从设计、仿真、制造、测试（监控）和装机搭载等全流程研发的企业化培养，做实“双创实践孵化器”的内涵（图4）。教师在此与企业开展产学研合作，破解企业研发瓶颈，促进企业水平上台阶。“双创”实践教学，针对明确的研发目标，采用教师全程面授，实时纠偏式教学策略。上述策略和方法综合应用，适应了产教融合机制教学主体的变化，对于持续内化学生的工程实践能力大有裨益。基于此类平台助力，增强了企业的“真实获得感”，形成价值、资源、成效“三位一体”的稳定共享系统，促进三层次和三维度深度融合持续深入发展。

图4 全流程研发的企业化培养方式

五 成效与结论

本文总结了浙大宁波理工学院在开展产教融合促进三个层次、三个维度实践教学体系构建和实践。针对内外结合、时空变化、主体互异、层次递进的教学环境，基于工程认证OBE的理念，构建了内外有别的教学策略。在校内实践环节，优化重构了基础教学实践环节，采用教师引导，阶梯递进的教学策略。在校外实践环节，校企产教融合需要突破校企传统的商业合同关系，汇聚多方优势，形成价值、资源、成效“三位一体”的共享系统，构建持续优化的共享策略体制机制，凝聚多方合力，形成产教融合成效的指数级裂变提升。基于多种形式的产教融合平台，将工程实践教学资源拓展为基础实践、产业实践、“双创”实践三个层次，学生、教师、雇主三个维度共同参与、共同评价实践教学效果，建立了一套行之有效的运行机制，循环迭代、立体驱动学生工程实践能力的持续提升。

经校内外多年的实践与应用，本文的教学改革取得了丰硕的教学成果，与专业学科平台的建设相互促进，包括机制专业获批2019年国家级一流专业建设点、2016年获批宁波市首批试点特色学院、2017年挂牌宁波智能制造学院，2019年获批第一批省级产教融合人才培养基地，2017年省级智能制造产业学院、2020年市级智能制造产教融合创新示范基地，2019年为省级实验教学重点示范中心，多个校企联合实验室，并于2023年通过了机制专业工程认证。共建多门校企联合课程以及新形态课程，机械专业2021—2023届学生100%赴校外基地实习实训，与市内多家龙头企业建立稳定的校企联合培养机制和毕业设计运行机制，吸引多家本地企业设立专项奖学金以及学科竞赛，三方满意度持续提升。

参考文献：

[1] 刘奉越，郑林昌.职业教育产教融合发展水平测度及空间分异研究[J].国家教育行政学院学报，2023（5）：38-46.

[2] 银峰，高英，朱跃钊.面向新工科的科产教融合“3-3-3”人才培养路径构建——以南京工业大学能源与环境系统工程专业为例[J].教育教学论坛，2023（47）：45-48.

[3] 张学昌，杨慧梅，许少锋，等.基于新工科的图学课程体系建设与实践[J].大学教育，２０２１（５）：５２－５４，５８．

[4] 付麦霞，段宇乐，杨六栓，等.新工科背景下电子信息类专业产教融合模式思考与探索[J].高教学刊，2023，9（31）：87-90.

[5] 娄燕，李漓，邱洪.“三位一体”的产教融合长效机制建立与实践[J].现代职业教育，2024（3）：1-4.

[6] 徐培亮.以“学”为中心的混合式教学优化设计[J].高等教育研究学报，2023，46（3）：116-120.

[7] 张炜，高德，陆俊杰，等.包装机械设计课程建设研究与实践[J].包装工程，2022，41（S1）：24-27.

[8] 张凯.产教融合背景下机械制造技术课程改革研究[J].中国机械，2023（18）：112-115.

[9] 刘安琴，王亚平，侯志刚，等.应用型本科高校机械类专业实践教学体系建设探讨[J].装备制造技术，2022（10）：178-181.

[10] 陈卓，丁吉超，耿辉，等.高校学生评教困境与超越[J].高等教育研究学报，2023，46（2）：79-83，116.

[11] 刘云生.新时代高等学校评估多元主体参与的基本意涵与创新路径[J].教育发展研究，2023，43（23）：1-9.

[12] 黄力刚，王景.基于产教深度融合的机械类应用技术人才培养模式研究[J].装备制造技术，2022（9）：203-205.

[13] 张培荣，杜劲，周婷婷.产教融合背景下机械制造技术基础课程教学方法研究[J].高教学刊，2024，10（6）：6-10.

[14] 宁波市经济和信息化局.宁波市高端装备产业集群发展规划（2021—2025年）[EB/OL].http：//jxj.ningbo.gov.cn/art/2022/1/24/art_122960

7289_58933964.html.

[15] 高德，陆俊杰，晏祖根，等.吹灌旋虚拟仿真教学模式改革与创新实践[J].包装工程，2020，41（S1）：1-5.

[16] 张学昌，江美芬，童森林，等.以“1345”为特色的地方高校省级实验教学示范中心建设探索与实践[J].大学教育，2022（3）：1-4.