职业院校数控专业数字化人才培养体系创新实践研究

2024-09-26张红霞

职业 2024年16期

■摘要：近年来，大数据、人工智能、云计算等数字技术迅速发展，并广泛应用于社会生活和企业生产中。数字经济的发展改变了职业结构和人才的知识技能结构，推动教育的数字化转型，而传统的人才培养模式已逐渐显现出其局限性。特别是在产品“全生命周期”管理领域，对既懂技术又懂管理的高素质技能人才的需求尤为迫切。为了适应这一时代要求，本文以企业岗位需求模型为培养目标，企业真实的产品为基础，结合PLM（产品生命周期管理）、MES（制造执行系统）、设计与编程软件、工业数据资源、大数据和人工智能应用，探讨如何构建基于产品“全生命周期”的数字化人才培养质量体系。

■关键词：数字工坊；人才培养；创新；“全生命周期”

2022年中央网信办、教育部、工业和信息化部、人力资源社会保障部联合印发《2022年提升全民数字素养与技能工作要点》，提升全民数字素养与技能工作取得积极进展，数字资源供给更加丰富，劳动者数字工作能力加快提升，人民群众数字生活水平不断提高，数字创新活力竞相迸发，数字安全防护屏障更加坚固，全民数字素养与技能发展环境不断优化，为培养一大批具备数字素养的技能人才奠定了基础。而从目前数字化人才培养现状来看，制造业数字化人才队伍建设远远不能满足产业发展需要：一是人才培养与智慧产业转型不匹配；二是专业课程教学与智能化岗位要求不匹配；三是课堂教学评价方式单一；四是教学资源分散，较难提升师生数字化技术应用能力；五是人才质量评价标准单一，难以全面反映学生能力。

笔者立足所在区域经济发展，对接企业产品“全生命周期”所面向的“数字化设计—智能化制造—专业化维护—信息化服务”岗位群，围绕“高端装备制造”“数字化制造”“智能制造”“绿色制造”等重点领域，组建以数控专业为核心的岗位，依托数字工坊，培育大批企业所需的实践型技能人才。

一、课岗对接、创新型人才培养模式的研究

基于人才培养方案和课程标准，结合区域地方经济发展，对接岗位标准，依托校企合作项目，以工作过程为主线构建模块化课程体系，将教学内容进行整合。将传统的车工、钳工、电工等单一的岗位群进行自动化集成，向智能制造专业群集群发展，以校企协作开发的管理平台、智慧物联实训平台、数据分析预测平台为支撑，借助信息技术，培养符合新型产业的产品设计员、工艺分析员、产品检测员、智能加工装备员、智能仓储管理员等复合型人才。结合笔者学校现有的条件和企业岗位目标工种情况，与企业共同调研、论证，研究制定了新的人才培养方案，把合作企业对人才的职业素养与职业技能的需求，融入该实施方案中。笔者学校结合企业产品共同开发培训项目，实现岗位需求精准化培养。积极开展企业新型学徒制培养，笔者学校大部分学生具有双重身份，既是学生也是学徒。以学生为主体，实现学生与学徒融合。校企共同招生与管理，签订订单培养协议，学生在校学习期间，企业多次派人到学校授课，把企业的经营理念和企业精神融入课堂教学，尤其是企业数字化产线师傅，与学校专业教师共同组织和开展各项丰富多彩的活动，并深入班级参与管理，参与考核评价，从而确保学生与学徒培养有效对接。校企共同进行教学与实践，既是教师也是师傅。教师既要教理论知识，也要懂企业生产，并能指导学生进行实践操作。

二、专业共建，岗课一致课程内容研究

通过将企业项目产品转换为项目教学作品，将学生项目产品实践教学与虚拟仿真项目教学相融合。通过智能化技术运用，创设与实训车间真实场景相近的虚拟实训环境，数字化交互式虚拟动画操作，节省学生实习耗材，学生能熟练掌握产品的加工工艺流程，变消耗型学生实训为生产型项目实训。通过数字技术制作零件检测交互式动画，学生反复观看，增强对企业产品的质量意识。在实训教学过程中，通过3D软件绘制出产品的立体图，并分析其加工工艺过程，学生形象直观地了解该产品的生产过程，然后通过三维动画设计制作，掌握产品的加工工艺，优化设计产品整个周期的模拟加工交互式虚拟动画，学生掌握产品的整个加工流程，再通过仿真软件，在仿真软件上模拟加工出来，生成程序。原本该项目理论教学需要10个课时，实训教学需要30个课时，而学生的接受与实践效果并不理想，完成产品的生产合格率仅为50%左右。现在通过先虚拟仿真模拟加工再进行实践操作，该项目的理论教学仅需要4个课时，实践教学需要10个课时，可生产出企业合格的产品。通过数字工坊，不仅提高教学效果，同时使该产品的生产效率提高了3倍，产品的合格率也由之前的50%提高到现在的98%以上，为企业节省了成本，提高了效益。实现从“单一课本+教案模式”向“多元素融合+活页式教材”转变，提高了教学效果。

三、校企共建，数字化资源平台研究

数字化人才培养涉及众多教学资源。然而，在传统的教学模式下，这些资源往往分散在各个部门或教师手中，难以实现统一管理和高效利用。一方面，资源的分散性导致了资源的浪费。由于缺乏统一的管理和调度机制，一些优质的教学资源可能无法得到充分利用，也有一些教学资源则可能因为重复建设而造成浪费。另一方面，资源的分散性也影响了教学效果。学生在学习和实践过程中，往往需要频繁地切换不同的教学资源，这不仅增加了学习难度，也降低了学习效率。为了整合和优化教学资源，实现教学资源共享与协作。学校建立了统一的教学资源管理平台，该平台可以整合多种教学资源，实现资源的统一管理和高效利用，打破部门壁垒，实现教学资源的优化配置。教师可以共享自己的教学经验和资源，学生可以在该平台上获取丰富的学习资料和实践机会，从而提高教学效果和学习效率。

四、校企共评，综合评价体系研究

传统的人才质量评价方式往往以单一的考试成绩或作业成绩作为评价标准。这种单一的评价方式忽视了学生的个体差异和实践能力，导致评价结果不够客观、公正。此外，数字化人才的能力是多元化的。单一的评价标准无法全面反映学生的真实能力，也无法满足企业对多元化人才的需求。为了全面反映学生的能力水平，学校建立了多元化的人才质量评价体系。该体系应包括专业理论、实践能力、团队协作、创新创业等多个指标的综合素养评价内容，客观、公正地评价学生的真实能力。为了确保评价结果的客观性和公正性，学校引入第三方机构。第三方机构可以根据企业的需求和标准，对学生的学习成果和能力进行评估，并提供反馈和建议。这有助于学校更准确地了解人才培养的实际情况，及时调整教学策略和方法。

五、成果的创新

（一）智慧平台创新：统一的教学资源管理

为了解决教学资源分散、利用效率低下的问题，学校创新性地建立了统一的教学资源管理平台。该平台实现了教学资源的集中管理、共享与协作，提高了资源的利用率和教学效果。在平台建设过程中，对资源进行整合与优化。通过对现有项目教学资源梳理、分类、整合，建立了符合国家统一标准且完善的数字化教学资源数据库，方便师生使用和查找。

引入企业智慧实训系统，将企业先进技术、流程与岗位要求融入实训课程，结合物联网、大数据技术，模拟企业场景，构建智慧实训、智慧管理的实训体系。依托校企合作企业案例，课堂融入数字化平台、交互式检测动画、智慧实训车间模拟、仿真综合平台等多种信息化技术，学生既可现场操作也可以课外学习，打破时空限制，实现自主学习。针对生源不同，做到因材施教，面向人人，实现课前、课中、课后教学全面“线上化”。建立了开放式的资源共享机制，鼓励师生将自己的教学经验和资源进行上传和分享，形成了一个充满活力的教学资源生态圈，这种开放式的资源共享方式不仅丰富了教学资源库，还促进了师生之间的交流与合作，提升了教学质量。

（二）课程架构创新：多线立体式课程

构建“课证融合、学用结合、虚实混合、思政掺和”多线立体式课程架构，课程架构以国家规定的课程内容为主，以行业企业新工艺、新方法与新材料等专业类内容为辅。教学内容上将证书要求、岗位标准、大赛知识与课程教学内容有机融合；内容编排上专业理论知识与实践能力知识并重；课时分配上理论知识传授时间小于实践操作时间；资源使用上采用线上线下、虚实结合；课堂教学上融入“文化渗透、情感浸润、榜样引领、崇德向上”思政元素。将专业理论知识、专业实践能力与课程思政有机融合，从而有效地解决了课程体系与学生专业能力、职业素质培养不协调的问题。

（三）教学模式创新：八位一体教学模式

依托企业新型学徒制试点项目，校企双主体协同育人，学生在学校和校企合作企业真实场景中成长。以学生、学徒、准员工身份，接受校企双导师授课，完成认岗、跟岗、轮岗、顶岗4个阶段的学习。第1至第3学期根据课程安排和企业生产实际进行工学交替，第4至第5学期在企业轮岗，第6学期顶岗。校企导师实施线上线下混合式教学、远程教学、现场教学及岗位实践等，以典型企业合力叉车转向轴生产流程为主线，引入企业“以人为本、以精品回报社会”的现代管理理念与学校精益管理保持一体；引入企业“合力提升未来”文化和学校文化保持一体；叉车零部件生产工作任务与实训课程保持一体；学校学生与企业学徒身份保持一体；合力叉车生产场景与教学场景保持一致；企业生产时间与学生学习时间保持一致；叉车转向轴生产工作手册与学生实训手册保持一致；学校评价与企业质量综合考评保持一致。重点培养学生具备适应智改数转下的智能制造产业数字化转型升级的计算机辅助设计、智能排产、智慧管理、智能监测等能力，实现了学生基本能力、专项能力、核心能力、综合能力递进提升。

（四）评价体系创新：多元化人才质量评价体系

针对传统人才质量评价标准单一问题，创新性地构建了多元化的人才质量评价体系。该体系不仅关注学生的考试成绩，更注重对学生的实践能力、创新能力和团队协作能力等多个方面的评价。构建内容全面和评价方法多样的评价体系。通过课程设计、实践操作、项目完成、团队协作等多个评价环节，全面反映学生的能力水平。引入自我评价、过程性评价、增值评价、教师评价、企业评价等多元化评价体系，确保评价结果的客观性和公正性。建立了动态调整机制。根据企业的需求和行业的发展趋势，定期对评价体系进行调整和优化，确保评价体系与市场需求保持同步。这种动态调整机制有助于及时了解和掌握市场需求变化，为人才培养提供有力支持。

六、成果推广与应用

（一）探索出产教一体人才培养的基本路径

教学以企业真实项目为例，帮助学生理解企业的知识技能，让学生循序渐进地了解企业的产品从创意到设计、验证、制造、装配、市场、售后等完整的设计生产流程。经过近3年实践，学校已成功培养了526名数控专业毕业生，实现了学校和企业的无缝对接。打造了具有产学研实践经验的师资团队，有省级名师3人，正高级教师2人。新建3个多功能一体化教室，总结出“八合一”课堂教学模式，在教学氛围营造、教学场景布置、教学方法应用、教学过程实施、教学手段使用、教学实训过程、教学评价方式、教学资料收集8个方面全面改革与创新，拓宽学生知识面，激发学生学习兴趣。

（二）实训教学与数字化平台使用相结合，取得良好的教学效果

校企协同开发的智慧教学平台在国内领先，校企协作管理、智慧实训、数据分析诊断等平台软件，获得国家软件著作权，特别是数字技术与教学实训相融合，创新了智能实训评价模式，为质量的评价提供技术支持。采集教学、学习过程与结果数据，为教学、学习评价提供了数据支撑。学生能够通过该平台获得教学资源，为学生自主学习提供了帮助。

（三）提升了学校的影响力和教师的教学能力

开展实践以来，先后有20多家兄弟学校来学校参观考察，学校承办了淮安市校企合作现场会、信息化教学大赛培训会、校企合作精细化管理现场会。教师编写了《车工工艺与技能实训》等项目教材，开发2门省级精品课程，改造并引入56个企业实践项目进课堂，省级课题《多元共建数字化数控实训基地研究与实践》立项，并发表20多篇校企合作论文。