文章推荐·阅读经典 2023年 第1期

发布时间:2023-02-13

《专业建设》   

 

1.产教融合下智能制造新工科人才培养实践

2.多场域情境化工程实践教学模式构建

 

产教融合下智能制造新工科人才培养实践

摘要:以产业急需的智能制造人才培养为切入口,创立高校与政府、产业、企业联合体,成立多个产业学院(班),建立优势互补的合作机制,共同进行应用型人才培养。同时以学生工程综合能力培养为主线,搭建智能制造专业群,探索与实施不同学科(专业)交叉的新工科人才培养机制,制定多学科融合的柔性化课程体系。系统推进教学组织模式变革与人才培养机制创新,扩大交叉、跨界和融合,推动工程教育的开放与创新。

关键词:智能制造,产教融合,新工科,产业学院

一、背景

工业4.0时代,未来产业形态将呈现全链条、跨界性、综合化的特征,大量工作岗位日趋智能化和多元化,对技术类人才的专业性和复合性等提出了新要求。制造业是我们国家发展的基石,在市场和政策双重驱动下,中国智能制造业蕴藏着巨大的商机,所有这些为智能制造人才培养提供了极为有利的时机和极其肥沃的土壤。教育部机械类专业教学指导委员会于2015年发出倡议:机械类专业担负着为我国智能制造产业发展和相关战略产业提供人才支撑的重要任务,推动落实《中国制造2025》是我国高校机械类专业的历史使命。

当今世界知识增长、产业变革的速度越来越快,工程教育需要引领未来产业转型升级和创新发展,为新的产业甚至行业的诞生提供智力支撑。这就要求当前的工程教育必须给出升级版的解决方案。工程教育应扩大向产业开放,推动产学深度融合和协同育人,弥合工程教育与产业发展需求之间不断扩大的剪刀差;工程教育应扩大专业开放,推动专业、学科间的交叉融合,加大跨学科(专业)课程设置,推动交叉复合型人才培养。

二、夯实实践基地建设,创新产教融合新模式

新时代工程技术人才的培养必然横跨多个工程领域,因此多学科融合的人才培养模式将是新工科人才培养的有效途径和必然选择;新工科下的多学科交叉融合发展需要更加开放融合的新生态,需要进一步汇聚行业、企业、产业等优势资源共同打造高等工程教育共同体。基于校企合作的产教融合式人才培养模式是提高应用型本科院校办学水平和人才培养质量的现实需要。只有充分发挥产学研合作在高等工程教育中的作用,精准把脉当前和未来产业新技术发展,及时更新学科内涵、教育教学理念、人才培养模式,才能永葆其“新”。

宁波作为首个“中国制造2025”试点示范城市,制造业是立市之本,而智能制造是宁波制造业高质量发展的“制胜之匙”。宁波制造业规模在全国乃至全球领先,制造业从业人数庞大,同时宁波制造业的智能化质量较高。宁波制造业的高速发展为我校创建智能制造实践基地提供了“天时”良机,同时高速发展的高端制造业人才需求旺盛,为创建实践基地提供了“地利”支撑。经过多年的建设,我校已形成以家电、模具、汽车零配件、医疗器械、纺机等行业企业为基础,协同共建的智能制造实践基地群。

实践基地建立初期,产教融合以分散性的校企合作为主,各专业与企业一对一,即“点对点”合作,以企业“嵌入式”人才培养模式为主,主要体现在生产实习、毕业实习等实践性环节;通过广泛合作赢得合作企业的高度评价,有企业、行业与学校开始了“订单式”培养模式,机械类专业开始探索与当地的模具协会、轴承协会、汽车零配件协会、家电产业等集群式、紧密型战略合作。如我校与汽车零配件制造产业开设的订单班,进入了产教融合“面对面”合作层次;在机械类工科先导合作成功的基础上,学校大部分专业进入产教合作的大浪潮中,广泛吸引政府各职能部门、街道乡镇等参与,通过校镇合作、校地合作,开启了“体对体”的产教融合层次,与地方政府和产业全面对接。

我们通过创新产教融合新模式,将产学合作的意义和作用上升至学校战略层面,由外部的支撑作用提升为内在的核心要素,拓展合作广度和深度,精准把握区域经济转型升级的现实需求,在新工科人才培养中有针对性地予以呼应,从而推动产业的技术进步。

三、构建多学科融合智能制造工程教育培养模式

为适应区域经济发展、产业转型升级的需要,对接当地的家电产业、医疗器械产业和智能纺机产业,我校与当地龙头企业共建多个产业学院,以提高人才培养与社会需求的契合度。在产业学院的培养模式上,我们尝试了多重的新工科人才培养模式,如与家电产业龙头企业共建的产业学院实施的为工科+精益管理的主辅修模式,在原工科专业的基础上融合管理学科理论和实践,旨在培养新型现代企业精益管理人才;与医疗器械产业共建的医疗器械产业学院实施的为工科+医疗器械的新工科二元模式,在机械学科基础上,融合医疗器械设计制造模块,旨在培养医疗器械及大健康产业领域智能健康产业人才;与纺机龙头企业成立的智能产业学院采取智能+X项目化培养模式,并完成企业实战驱动培养,旨在培养智能纺机行业需要的智能制造人才。

这些模式的共同特点是都采用“2+2”培养模式,即学生前两年在原专业学习,后两年进入产业学院学习,注重实战训练、项目化教学,引入校内外专家讲座;在培养过程中融入企业元素、引入更多产业力量,使学生更早、更多接触产业实际。这种以产业学院为主导的新的教学组织,采用多学科专业融合的培养模式,使得学生既接收一个工科类专业的核心训练,掌握该专业基本思维方式和分析解决问题的方法,又融合掌握其他学科专业的交叉方法,满足创新产业发展所需的复合型人才。

四、智能制造多学科融合培养体系的构建

在“中国制造2025”以及“产教融合”两大国家战略的指引下,为培养适应和引领区域经济社会发展的应用型人才,通过几年的探索,我校构建了“产业链—专业链—课程链—能力链”对接的人才培养体系:点—线—面渐进式探索区域产业链高度匹配的专业群链;构建智能制造应用型人才培养体系;打造“平台+模块+拓展”式课程链课程体系,完善通识教育、学科基础、专业基础三大平台课程群,保证专业群全面发展的共性要求,培养专业基础认知与能力;做精专业方向模块课程群,实现专业群链内不同专业(方向)人才的分流培养,夯实岗位核心能力。

坚持外部产教融合协同育人与内部专业升级改造同步展开:外部校企合作,共同进行专业建设、课程建设,共同建设实训基地,深化与地方企业的产业学院(班)“订单培养”合作;学校内部对接区域制造产业链,实施专业建设的转型发展和提升,制定柔性的应用型人才体系。

以机械设计制造及其自动化专业为例(图1),构建“四链对接”的人才培养体系:对标产业链需求,以机械设计制造及其自动化专业为骨骼,机械电子工程、电气工程及其自动化、电子和信息技术等专业为经络,组建智能制造专业群;以产业链中的“职业和岗位群”为纽带,构建能力链;以能力链为导向,构建“平台+模块+拓展”式课程链;课程链对接专业链。四链深度对接融合,培养适应和引领制造产业急需的智能制造应用型高素质人才。

以产业学院为引领,制定适合多学科融合的柔性化课程体系。家电产业学院倡导工科与管理的融合,通过课程的调整、交叉及前沿性课程的开设,创新创业能力和领导力的培养,培养适应产业发展变化和引领未来产业发展的后备产业骨干和领军人物;医疗器械产业学院通过机械工程与医学工程课程的组合、专业方向的选择,培养医工结合的大健康医疗器械研发、维护、管理和营销后备人才。在产业学院组织模式下允许学生根据自己的专业兴趣和职业规划自主选择专业方向和课程组合,实现真正意义上的个性化人才培养,打通专业群链内部不同学科专业间的壁垒,提升职业迁移能力。

五、产教融合、协同育人智能制造新工科人才培养实践

学校本着以区域经济为重点,不断探索校企共建行业特色学院。建立以政府主导、企业参与、高校主办的校政企联合体,基于地方产业人才需求的能力链,构建对接产业的专业链,校企共定培养方案、共建育人平台、共设课程标准、共研课堂教学、共享专业师资、共促创新创业,深化与地方企业和产业的“订单培养”合作。产业学院在校企合作形式上进行整合、升级和改进,是产教深度融合的新型载体,是应用型人才培养改革先行先试的举措,符合地方本科高校的办学规律。

校企双方作为产业学院双主体,在运营过程全面对接,定期沟通与交流,建立校企“多向互动”的产业学院运行机制,人力资源、实习实训基地、技术和研发平台等多方面协同共享:共享双方人才、联合申报各类项目、联合开展产学研和企业员工培训、共享学生实习实训基地、共同实施技术攻关与研发、共同培育成果转化推广、共享企业技术成果。为提升学生的专业技能和职业素养,校企双方多渠道创新实践应用能力的培养实践。

通过深入实施产教融合、校企协同,在教学培养方案和培养过程中设置企业行业实践课程和环节,实施专业实习、专业课程设计以及毕业设计进企业。以先进制造业产品的设计制造、调试运行为学习任务,分组实施项目化教学,按照生产流程安排教学进程,按照行业标准检验人才培养效果,培养学生的创新创业能力。通过解决产业关键问题,提升产教融合水平,夯实改革基础训练平台、专业训练平台、综合创新创业训练平台,拓展学科竞赛平台、协同创新中心、技术合作中心、产业训练平台(校外实践基地)等平台建设。提高学生分析和解决复杂工程问题的能力,实现多方互赢,取得较好的效益和效果。

六、结论

经过多年的实践探索耕耘,结合智能制造产业需求,我们提出了多学科(专业)融合型的人才培养模式,以机械类学生工程综合能力培养为主线,以机械学科为骨骼,以机械设计制造及其自动化专业为主体,嫁接自动化专业、信息技术专业、电子类专业等学科专业为肌肉,按照区域支柱产业需求拓展专业外延,搭建“智能制造多学科专业链群”,专业群以产业链为基础,突破专业壁垒和院系建制,依循能力培养逻辑,狠抓课程链建设,通过课程组合、交叉和专业方向调整等,用一套柔性的方案培养在跨学科产业链上需要的不同类型的后备人才,培养体系实现与主专业合理地对接和过渡,同时又满足与企业和产业的人才需求无缝对接,是对新工科学科专业交叉、跨界培养的一种新的探索,也是对新工科背景下专业建设新路径的有益探索。

同时利用学校迁建制造业强市的机遇,创立高校与政府、产业、企业联合体,成立多个产业学院(班),建立优势互补的人才培养机制,共同进行应用型人才培养。形成了校企、校产、校地合作,体现了产学合作从“校企点对点”“校产面对面”到“校地体对体”思想理念的转变,有利于提高高校办学效率,有利于人才培养质量的提升。

通过近几年与当地企业积极主动、密切的交流与合作,赢得了较高的社会声誉,持续提高人才培养质量以及企业对毕业生的满意度,持续提升专业的社会影响力及专业对产业的服务能力。

者简介:蒋亚南(1969—),女,汉族,浙江余姚人,硕士,副教授,宁波大学科学技术学院机械工程与自动化学院院长,研究方向:机械设计制造、机械CAD、高等工程教育。

作者:宁波大学科学技术学院 蒋亚南

《现代职业教育》2022年第10期

 

 

多场域情境化工程实践教学模式构建

 

摘要:当前高校工程实践教学存在着企业实践教学资源匮乏和教学效率低下、优势实践环境构建不充分、社会性协作交流建构薄弱等问题,在校企利益诉求和行为逻辑相悖的背景下,构建适应学生阶段性实践能力发展水平的工程实践多场域结构成为必然的选择。本文从工程实践情境意涵出发,构建了学习、实践、生产的多场域情境化工程实践教学模式,解决了实践共同体组织结构、实践教学活动设计、情境感知三个关键问题。通过真实案例的探索运行,表明该工程实践教学模式能充分利用企业有限实践教学资源、扩大实践教学覆盖面,极大提升校企协同育人效果。

关键词:工程实践教学模式,情境理论,情境感知,实践共同体

基金项目:浙江省教育科学规划课题“多场域情境化工程实践教学模式构建研究”(2022SCG112);浙江省高教学会高等教育研究课题“基于活动理论的泛在实践教学研究”(KT2021170);教育部产学合作协同育人项目“‘三园融合’视域下的地方高校双创实践教学平台建设”(202101152024)

一、引言

国务院颁布《加快推进教育现代化实施方案(2018—2022)》,提出了“健全产教融合的办学体制机制,提升工程教育办学质量,坚持面向市场、服务发展、促进就业的办学方向”[1],着力推动校企合作和产教融合提升工程教育质量。但由于企业行为逻辑与高校行为逻辑相冲突,校企合作整体存在“高校热、企业冷”的“两张皮”现象。[2]现有经济社会条件下,无法有效解决企业参与工程教育的深层次动力问题,企业在产教融合、校企协同育人、现代产业学院建设等工作中,存在较为明显的虚无主义现象。[3]在目前广泛采用的工程实践教学模式中,比如集中或分散实习、订单班培养、岗位实习以及学徒制等,普遍存在着企业实践教学资源匮乏和教学效率低下、实践环境的构建不充分、社会性协作交流建构薄弱等问题,学生没有成为合法边缘性参与者和实践共同体的核心角色,企业技术专家没能成为有优势的交流同伴,学生学习活动评价形式化倾向严重。[4]当前基于经典实践教学设计理论CDIO(即“构思—设计—实现—运作”模型)构建的实践教学模式,只是从学生与学习对象的主客体关系角度构建了单一活动链条,没有考虑校企合作工程实践中教学资源的有限性和教学情境的复杂性。

在此背景下,本文基于情境学习理论构建工程实践多场域情境,有机融合校企双主体的物理空间、资源空间和社会空间中的关键教学资源要素,打造分层协作的自适应实践支持环境,利用企业真实实践情境以点带面,提高企业实践教学资源的利用效率,扩大学生参与实践的深度和覆盖面。情境化实践教学模式将实践学习内嵌于真实的情境与任务之中,通过情境实践共同体的协作交互,帮助学习者将抽象的概念原理与技术方法和具体、复杂的实践情境结合起来,从而形成对知识的建构和实践能力的习得。[5]

二、多场域工程实践情境教学模式

情境学习理论是融合了社会建构主义与人类学视角的学习观点。[6]学习情境是人为优化的环境,是富有教育内涵的生活空间和多维互动的心理场,也是情境交融的教育场域和理喻其中的靶向意境。[7]工程实践情境是基于客观时空和社会资源构建的人为优化的能力训练和实践工作生活空间。在校企合作的背景下,工程实践情境构建需要协调实践教学输出的确定性、广泛性和企业实践教学资源的稀缺性、不稳定性之间的矛盾。

(一)多场域情境构建

工程实践知识运用的综合性、角色构成的复杂性、物理环境空间的多元化、社会空间的交叉重叠性以及实践活动的多阶段性决定了工程实践情境必须是多层次和结构化的多场域情境。工程实践情境基于情境化学习、情境化实践和情境化协作生产三个维度分别构建学习场域情境、实践场域情境和生产场域情境,三个场域按照一定的原则进行有规划的资源共享和信息交流(见图1)。

1.学习场域情境

学习场域情境注重构建学生基础理论、基础技术、实验技能方面的学习情境,是一个偏向学生个人主体学习和实践的场域情境,同时该场域情境还应该接纳实践场域和生产场域情境中涉及的项目管理、企业管理、产品设计等相关工作场景的情境要素。实验和虚拟情境是工程实践基本技术技能培训的重要情境基础,像针对性的实验设施、实验工具、仿真环境,以及良好的技术技能交流协助环境。推理和想象情境要求教师不拘泥于工程实践能力培养的具体内容,通过学科拓展、行业推广、知识迭代等方式构建创新发展的学习情境。而自身情境主要指学生学习方法、学习态度等元认知能力培育情境,打造具有不同认知负荷适应性和泛认知结构的学习支持服务。

学习场域情境应重点围绕来自实践场域情境总结概括的不仅限于工程技术知识的相关要素,在实验、虚拟和自身情境构建中,深度匹配在实践场域情境和生产场域情境需要的基础工程知识技术、实践心理模态、企业管理中的产品设计方法和项目管理理念等内容。

2.实践场域情境

实践场域情境注重构建服务于对标合作企业的工程技术能力和工程工作任务的实践情境,是一个偏向学生团队主体的工程实践场域情境。资源情境包括工程实践中以项目和团队为核心完成项目任务所需要的所有物理环境、虚拟环境和工具等要素。团队情境主要包括团队成员构成、组织框架以及奖惩机制。项目情境主要包括项目内容、项目执行情境、项目进度跟踪以及实施评估情境等内容。通过与生产场域情境的提炼优化和协调,以及学习场域情境的匹配结果,评估学生能力和技术范围,构建相对应的团队情境、项目情境。协作和社交情境包括团队内部、团队之间以及团队与校内导师和企业导师相互沟通协作的环境和模式,包括技术和项目会议情境、图文情境、文本情境及项目阶段性评估和团队能力评价等重要内容。

该场域情境是学生实践能力培养的最重要的环节,不仅接纳生产场域情境中的工程知识技术、产品、管理、商业等方面的规律总结和情境转承,同时也完成生产场域情境的项目任务需求、进度、技术方法及实现效果等方面的协调服务。

3.生产场域情境

生产场域情境主要依托合作企业提供的物理环境、生产场景,注重构建学生在工程生产一线的产品服务和工程业务的工作情境,是一个偏向学生团队与企业生产一线工程融合的场域情境。企业商业情境、业务销售情境、企业管理情境、人力资源情境主要为企业基本现实面貌,不依赖于教师和学生共构,但教师应该帮助学生提炼总结,给出在这些企业现实情境中活动的基本原则和方法。根据学生和团队在实践场域情境的绩效,与企业协商共建技术和岗位职务情境,包括提供项目需求调研、团队项目运行测试等环境条件,或为学生设定协助性岗位工作。

企业生产场景的真实性可以通过比如带领学生访问交流、技术观摩、举办讲座或者技术交流会等远程投射的方式,完成对学习场域学生和实践场域团队的实践心理场构建。

(二)教学模式及其运作机制

上述基于多场域的工程实践情境构建明确界定了各场域中学生、教师和企业导师的工作职责和工作范围,明确了各场域教学目标和工作重点,相当于给出了三个不同实践教学环节的概念划分。为了保证基于多场域情境工程实践教学模式的落地运作,还应该在每个场域情境构建的基础上,着重进行各自场域的实践共同体建设、情境感知设计以及教学活动设计工作,才能形成一个完整自洽的工程实践教学系统,使得学生从实践场域的边缘参与,真正实现生产场域的身份建构。

人类学情境教学理论强调情境学习的社会性交互作用,视学习实践共同体的构建是其核心环节,共同体的构建包涵了共同体成员的建构和协作交互的内容及方法设计。情境感知是局部场域范围内教学效果和学生学习实践过程阶段性评估的关键手段,虽然实践教学为线下教学,也应该尽可能采取各种教学管理办法提取学生的学习实践动态生成性数据,进行分析总结之后指导场域内的教学活动设计。

整个工程实践教学系统中,双向的项目或实践教学协作及服务是各自场域之间的排他性社会交互通道,着力提高各自场域资源的利用率和协作交互效率。而技术或教学资源及反馈是单向的由实践场域给出优化提炼了的技术指导和教学资源,在整个教学模式起关键的正向反馈作用。

三、教学模式设计运作的几个关键问题

(一)多场域共同体构建及其组织结构

工程实践教学共同体是情境化教学活动的组织方式和成员之间的协同交互机制。图2绘制了各个场域中共同体成员分组以及相互之间的协作交互范围和主要内容。

在实践场域情境构建基础上,实践场域以项目团队为共同体的主要组织单元,围绕项目开发和设计开展协作交互。其中项目管理团队负责与各个企业进行工程实践项目对接和统筹管控,这些来自于不同企业的项目由不同的学生项目团队进行开发设计,由实践技术研究组和实践专题研究组的校企导师,抽取各项目团队的共性技术难题、实践专题问题进行独立的技术培训或研究。每个学生项目团队至少有一名项目管理员,负责本团队项目的管理工作,同时其也作为项目管理团队的核心成员,有利于项目组之间的资源调配和与企业的协作交流。这是一个专业分工、各司其职、以工程实践项目驱动为核心和集中项目协调管控的实践工作组织架构,具有优秀的开放性、灵活性和组织张力。

当实践场域项目设计成熟,步入生产场域进行项目实施时,由企业项目管理员和校企导师,带领该项目团队学生成员进行生产情境的实践工作,期间产生的项目实施反馈意见与实践场域项目管理团队进行双向协作交流。这样的组织架构设计有效地保证了学校教学资源、人员和企业实践资源及人员在各自场域的高效协作,企业有限的实践资源获得最大限度的利用,保护了企业的利益,提升了企业投入实践教学的积极性。

(二)能力镶嵌的实践教学活动

根据活动理论分析实践教学,学生主体对实验客体的生产交互活动是整个教学活动机制的骨干框架[8],在多场域的情境实践教学模式中,对于项目客体的生产交互便是整个教学活动的载体,也是学生能力提高的依赖路径。因此各场域的情境教学活动均围绕项目开展,依据项目立项、项目开发、项目实施三个步骤逐步开展教学活动,在各个阶段进行学生技术实践、组织协调、团队合作、项目管控、系统规划、文案撰写、沟通表达等各方面能力的镶嵌,是教学活动设计的主要思路。

企业实践项目依托企业真实项目背景,在项目立项过程中有发生于生产场域的需求调研、市场调研、产品调研、可行性分析、项目评估等教学实践活动;在项目开发过程中有发生于实践场域的开发及测试方案、进度和人员安排、功能设计和关键技术研究、功能详细开发、功能测试和迭代、系统测试和效果评估等教学实践活动;在项目实施过程中有发生于生产场域的项目部署、项目具体实施、效果测试评估、总结反馈等教学实践活动。具体内容和能力镶嵌点以项目立项过程为例说明如表1。

(三)情境感知内容和方法

情境化学习实践共同体构建中,主要以团队为单位、以项目为核心开展实践教学,以企业真实项目为背景的实践项目,相比传统教学实践项目,具有跨知识体系综合运用、技术难度大、工作量大、实践完成度要求高等特点,学生在多场域的情境中进行工程实践,简单以实践结果审视会丧失宝贵的过程指导机会,基于上述能力镶嵌的教学活动设计,规划图3的感知内容和感知流程,从个人、团队、任务、项目的状态感知,到个人在任务、个人在团队、个人在项目及团队在项目的行为感知,进而产生认知结构、实践能力、团队协作、项目管控四方面的综合效能评价。

工程实践中,项目碎片化分割为任务,对个人和团队、任务和项目同时进行状态感知,体现了宏观化和过程化的情境感知理念。状态感知获取个人和团队实践者的状态,包括个人身份、团队成员构成、团队内部关系等基本信息,个人情绪状态、实践主观动力、团队内聚力等主观信息,周工作时长、工作量等统计信息,上述信息描绘了个人和团队实践学习的特征画像。状态感知中依托阶段性的文档、图纸、视频、程序、设计方案、调查报告等多模态资源信息,获取项目和任务的运行状态。

行为感知从实践行为、内容交互行为、与情境互动行为三个方面感知个人和团队分别在任务和项目中的动态活动和协作,形成个人实践行为序列和团队实践行为序列,细微地观察个人在任务中、团队中和项目中的行为习惯和行为效果,能显性表现团队工作失效或项目遇阻的深层次原因。

综上两项,可以清晰给出对认知结构、实践能力、团队协作、项目管控等实际综合效能评价,为进一步教学实践活动的调整、项目任务的再分工、学生个人心理建设和团队建设方面,给出清晰的判断依据。

四、应用案例

基于上述多场域情境化工程实践教学模式,A高校契合与区域性智能制造上市企业某C公司合作建设C产业学院的战略机遇,践行校企合作工程实践教学模式探索,协助地方经济智能制造产业升级,以智能制造为行业聚焦点,构建以工程实践专业群为核心的情境化学习场域、以企业实践项目驱动为核心的情境化工程实践场域和以创新服务为核心的生产实践场域,多个场域协同联动,形成了良性共赢的校企协同育人框架,充分利用有限的企业资源,扩大了工程实践教学的覆盖面和教学效果,值得大力推广。

(一)贯穿“企业—产业园—实训基地”的多场域实践情境

杜威认为“思想起源于直接经验的情境”,提出“从做中学”和“教育即生长和生活”的情境性教育思想[9],如图4所示,C产业学院多场域情境化工程实践教学模式紧扣真实性这一核心情境要素构建。学习场域以信息工程学院全体学生为主体建设智能制造“端—管—云”应用开发综合实训基地,融合电子信息工程、软件工程和计算机科学与技术各专业进行多专业课程群建设。实践场域以C产业学院为建设核心,该产业学院选址于具有30多家智能制造企业的H智能产业园,从信息工程学院高年级学生选拔大致200名学生参加,并将学生的住宿、生活、学习都安排在该智能产业园,产业学院装修布置参考一般科技企业的布置格局,每个学生拥有一个工作工位,办公区位分为云端开发技术部、移动端技术部和嵌入式开发技术部,配置多个会议室、项目交流室和专业技术实验室,产业园项目合作企业派驻工程师长期入驻。生产场域以企业实际生产环境为物理依托,是学生团队开展企业项目的最终目标场所。

学习场域各教学团队将产业学院和产业园企业合作项目中的典型案例作为重点技术范例,总结提炼分解后对校内全部专业群学生进行实践教学,完善了“企业—产业园—实训基地”的多场域实践情境构建,使得全体信息工程学院学生的学习实践全方位接驳企业生产相关的商业管理、企业管理、部门规划和新技术发展等资源要素,打造了极具张力和灵活性的个人实践学习空间。

教学实践表明,由于场地的统一和沟通的便利,产业园企业表现出极大的意愿提供真实技术项目需求和项目实施环境,C产业学院学生团队和企业团队既保持相对独立、又能够随时沟通交流,相互之间形成了一个便于知识生产和技术再生的良好实践环境。上述实践情境配置方式确保了知识被综合运用的真实物理情境,学习主体和共同体成员能够从不同视角基于客观资源进行反馈检查,同时教学活动与真实世界发生关系,在真实世界的调查研究基础上进行复杂任务开发实施,学生和团队有大量的知识交叉和协作交互机会。

(二)聚焦智能制造平台开发的实践共同体构建和协作交互

经与智能产业园30多家智能制造企业多次协商,根据多家企业的产品技术特点和项目需求,确定了工业物联网、智能仓储和数字工厂等企业实际开发项目及研究方向,由企业工程师和校内双师型教师联合指导,建立各自的开发团队。产业学院校企联合指导团队根据软硬件系统工程项目开发的一般规律,提炼工业物联网、智能仓储和数字工厂三类技术项目中公共技术内容,成立了嵌入式系统开发技术组、移动端技术组和云平台技术组,并分别进行技术专题化教学和实践指导。三个技术组和三个项目开发团队组成成员交叉重叠,各项目中的嵌入式系统技术、移动端技术和云端开发技术的任务分工对照一般高新科技企业嵌入式工程师、后台工程师和前端工程师的岗位职责,结合学生的个人职业规划进行任务分配。

另一方面,项目管理组开展项目管理和上述三个技术组指导的技术开发工作密切配合、相互交叉,并适时与生产场域的企业项目团队进行沟通,与学习场域相关专业学生进行技术示范和观摩交流活动。表2以某一云端数字工厂项目为例展示两条指导线的交互协作内容和过程。

C产业学院的实践场域项目实践教学经验表明,上述项目团队和专业技术组的复合分层架构,以及项目管理组的加入,极大提高了学生工程实践中的项目完成度,提升了学生工程实践效果。

(三)企业应用效果导向的实践情境感知和评价

工程实践情境感知针对实践过程中资源情境、设备情境、环境情境、任务情境各要素进行感知,将学生实践过程和导师指导过程中的各种相关要素进行感知。表2中以节点评审和技术内容输出规范为项目管理和技术管理的主要手段,同时表明C产业学院多场域情境化教学模式将生产场域的项目效果评价作为引导实践过程情境感知和评价的价值取向,依赖企业工程师的评估判断,以项目执行过程的节点任务完成度作为教学管理和成绩评价的关键指标,替代以知识掌握和技能习得的传统教学评价方式,极大地解放了学生的实践工作自由度,使得教师和学生聚焦于企业实践应用的成果标准评价。

针对个人和团队的周工作时数、阶段性总代码量、BUG数量和BUG修正率、个人文档质量、代码质量、汇报演讲质量、子任务完成度等运作状态和实践行为,阶段性对项目实践情境进行有效评估从而实现基于真实情况的反馈调节,确保学生实践的有效进行。

(四)实践教学效果

C产业学院构建了产学一体的生活空间、团队化作战的技术开发空间和专业企业项目管理的业务空间,成功打造实践场域教学情境。目前多场域情境化教学模式经过两年多的探索和建设运行,A高校信息工程学院与C产业学院获得了较为丰富的办学成果,学生日常的周工作时数、阶段工作代码量、阶段完成文档数量和汇报次数相比原先办学模式获得了几倍的增长,学生的解决问题能力、调研和分析能力、文本和语言表达能力等综合素质获得了长足的进步。两年来学生累计配合企业完成企业实战项目二十多项,服务企业十余家,以学生第一发明人产生发明专利4项、学生发表C类以上论文多篇,产生横向课题经费共500多万,学生项目成果多次获地方日报、中国教育报[10]、央视新闻点名报道。[11]目前第一批学生已经毕业,多家企业以学生团队为核心成立独立研发部门,具备企业工程实践项目经验的学生比例比往届提高了200%,占总应届毕业生数的60%,应届毕业生的平均薪资比往届学生提高30%以上。

作者:宁波大学科学技术学院慈星智能产业学院副院长、讲师 吴振谦

《高等工程教育研究》2022年第2期