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基于导师制的智能制造专业应用型人才培养模式探索

2025-01-22 56 上传者：管理员

摘要：在新工科背景下，为探索基于导师制的智能制造专业应用型人才培养新模式，文章提出了一种基于以赛助选、个性化培养、团队合作训练的应用型人才培养模式，并基于创新创业课题、企业工程案例、实践传递进行成果检验，实现导师制与应用型本科教学培养方案有机融合，为有效培养适应新工科发展的智能制造专业应用型人才提供参考和借鉴。

关键词：
人才培养
导师制
应用型
新工科建设
智能制造
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新工科建设是我国高等工程教育应对新一轮科技革命与产业革命的战略行动[1-4]｡智能制造是当前产业转型和升级的核心驱动力,也将是未来产业发展的主导力量[5-6]｡目前,我国产业发展急需应用型人才[7-8]｡因此,顺应产业发展需求的智能制造专业的应用型人才培养模式探索是助力我国产业升级､提升国家竞争力的重要研究方向｡

导师制是一种具有深厚历史的教育制度[9],其核心是建立“导学”关系,针对学生的个性差异进行因材施教｡对于新时代智能制造专业应用型本科人才培养, 导师制的实施是助力学生全面发展的有效途径｡本文提出了一种基于以赛助选､个性化培养､团队合作训练的应用型人才培养模型,并基于创新创业课题､企业工程案例､实践传递进行成果检验,实现导师制与应用型本科教学培养方案有机融合｡

1、导师制人才培养模式

1.1 以赛助选

导师与学生的互选过程是导师制人才培养第一步,也是至关重要的一步｡但是,由于本科教学培养方案内课程数量较多, 单一通过课程成绩评估学生兴趣和导师培养方向无法保障评价的全面性, 无法快速地初步确定学生未来重点培养方向｡借助全国大学生学科竞赛,能够实现多环节分流,有助于快速建立导师与学生合作机制｡

(1)基于竞赛类型的方向划分｡根据包括全国大学生数学建模大赛､全国大学生电子设计大赛､全国大学生金相技能大赛等在内的赛事, 依据学生兴趣倾向进行导师培养方向划分｡

(2)基于竞赛过程的赋分机制｡依据导师专业研究方向, 组织竞赛培训导师团队, 进行学生竞赛专业培训,在培训过程中对学生进行训练赋分,总分 20 分｡在竞赛过程中,对学生进行第二次系统评价,包括对理论知识水平､动手能力､团队协作意识等进行二次赋分, 总分 20 分｡

(3)基于竞赛结果的额外赋分｡基于竞赛结果对学生进行额外赋分, 竞赛参与者可获得基础评分 10 分, 根据竞赛成绩进行额外加权赋分, 额外加权赋分不超过基础评分的 20%｡

基于OBE(教育成果导向)理念,以学生为中心, 以智能制造专业应用型人才培养为成果导向, 依托赋分机制完成人才选拔｡

1.2 构建个性化培养方案

将智能制造专业导师制培养划分为6 个子方向, 分别为数字化设计､数字化制造､智能装配､智能检测､自动化及机器人技术｡根据学生特点,构建符合个性化的导师培养方案｡

(1)数字化设计方向｡结合计算机技术､信息技术､网络技术等,培养学生的产品数字化､智能化､协同化设计能力,使学生能够运用数字孪生技术,独立完成产品的设计与优化｡

(2)数字化制造方向｡根据 CAD､CAE､CAM 三个模块内容, 培养学生从模型设计到仿真分析再到加工生产的数字化制造能力, 实现制造过程的智能化和柔性化｡

(3)智能装配方向｡引入人工智能､自动化技术､机器人技术,以产品装配为应用导向,培养学生的智能化设备实操能力,提高装配效率和装配精度｡

(4)智能检测方向｡基于三坐标测量机､金相显微镜､影像仪､视觉识别仪等设备,培养学生的无损检测能力,为产品设计提供重要材料属性等基础数据支撑, 提高产品质量和安全性｡

(5)自动化方向｡以 PLC(可编辑逻辑控制器)技术､传感器与信号检测技术､AGV(自动引导运输车)开发技术等为研究基础, 培养学生的自动化生产线设计与使用能力｡

(6)机器人技术方向｡研究工业机器人设计､制造､应用与维护技术, 以工业机器人现场编程与调试为应用检验科目,并结合机械设计､机械原理等基础理论知识,培养学生开展关键传动部件的开发与优化设计｡

1.3 开展团队合作训练

融合数字化设计､数字化制造､智能装配､智能检测､自动化､机器人技术六个应用型人才培养方向,形成优势互补的合作团队, 团队成员之间形成密切的合作关系,以基础训练课题为练习基础,基于虚拟仿真平台和智能制造产线完成柔性可重构产线的二次开发以及智能制造产线的系统编程与调试｡如图 1 所示为柔性可重构产线虚拟仿真平台｡

图1 柔性可重构产线虚拟仿真平台

2、导师制人才培养模式应用实践

在新工科背景下, 为满足智能制造专业对应用型人才的需求, 以天津仁爱学院为例, 结合基于以赛助选､个性培养､合作训练的人才培养模式,开发基于应用实践的人才检测模式｡

2.1 创新创业课题

以“中国国际互联网+大学生创新创业大赛” “大学生创新创业训练计划项目”等为依托,开发创新创业课题,本着“兴趣驱动､自主实践､重在过程”的理念,让学生结合自身兴趣自选课题, 并结合自身优势组建能力互补型团队, 在两年周期内完成申请立项､创新研发､结题总结｡

在创新创业课题实施过程中,导师根据学生特点､专业能力,结合课题创新内容,为学生提供专业指导, 最终形成符合学生特点､由创新创业课题延伸的毕业设计题目,指导学生完成最终毕业设计｡如图 2 所示为学生由创新创业课题延伸的毕业设计案例｡

2.2 企业工程案例

挖掘企业资源,构建产学研合作体系,以企业实际需求为依托,创建企业工程案例库,为学生提供企业工程案例,如图 3 所示为某汽车升降机改造项目｡

图2 由创新创业课题延伸的毕业设计案例

图3 某汽车升降机改造项目

导师将根据学生选取的工程案例进行为期两年的专业指导,并在指导过程中对工程案例课题进行延伸, 结合智能制造专业应用型人才培养特点, 将企业工程案例课题进行数智化创新设计, 形成最终符合智能制造专业要求的毕业设计题目｡

2.3 实践内容传递

应用实践团队成员组成方式采用高低年级互组模式,实现每个团队有一至两名低年级学生,承担辅助角色, 并且要求在创新创业课题或企业工程案例整体结题前,完成实践内容传递,形成完整的“传帮带”链条, 实现低年级学生的预培养｡在高年级学生完成毕业设计延伸课题后, 需要将课题内的不足和改进方向进行总结,并由低年级学生继承改进课题,完成课题项目的进一步优化｡低年级学生可选择课题项目的优化升级是否作为未来的毕业设计题目, 如果学生对其他课题感兴趣, 课题项目的优化升级可作为学生基础科研技术储备｡实践内容的传递保障了导师制应用人才培养的技术传递,缩短了技术基础培养周期,更适应现阶段本科教学的课时要求｡

3、结语

在新工科背景下, 智能制造专业应用型人才培养是必然要求｡天津仁爱学院目前在智能制造专业应用型人才培养方面已取得一定成果,结合人才培养方案, 依托导师制人才培养模式, 借助创新创业课题及企业工程案例进行产学研结合, 已向各类优质企业输送了一大批应用型人才, 为当前智能制造专业应用型人才培养模式探索提供借鉴参考｡新的时代背景下,智能制造专业的建设与人才培养仍然需要不断探索与研究｡

参考文献:

[1]李宏燕,丁文捷.新工科背景下过程装备控制技术课程教学改革与实践[J].高教学刊,2024,10(26):140.

[2]黄冠平.新工科大学生创新能力培养的挑战与路径选择 [J].教育理论与实践,2024(30):93.

[3]刘秀清,葛文庆,李波.基于能力本位培养的新工科人才培养模式改革与实践[J].中国大学教学,2023(11):30.

[4]张炜,徐沛鋆,王帅.2023 年中国高等教育学会工程教育专委会年会暨第一届粤港澳大湾区工程教育论坛综述 [J].高等工程教育研究,2023(6):197.

[5]李月芳,蒋庆斌.“人工智能+制造”背景下高职机电一体化技术专业群建设研究[J].中国职业技术教育,2023(23): 56.

[6]刘怀兰,刘准,王玲,等.智能制造领域专业课程体系建设 [J].高等工程教育研究,2022(4):59.

[7]杨仁树,焦树强,罗熊.“产教融合”构建行业特色高校应用型人才培养新生态[J].中国高等教育,2024(2):33.

[8]周颜玲,袁娜,张琦.应用型高校“双创”教育实践基地建设方略[J].江苏高教,2024(1):98.

[9]朱玉洁,杨仁树,韩学周.“三全育人”背景下“33”六位一体本科生全程导师制探索[J].中国高等教育,2023(18): 32.

基金资助:天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划“面向制造业数智化转型的机械类应用型人才培养模式改革与实践”(B231403804);

文章来源:刘民杰,吴国鹏,马超,等.基于导师制的智能制造专业应用型人才培养模式探索[J].现代农机,2025,(01):114-116.