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面向“中国制造2025”,高职机电类专业转型与提升的路径研究

发布时间:2020-05-09 07:09:14 浏览数:

摘 要:面向“中国制造2025”,中国制造业将产生巨大变化,以智慧、智能、绿色、节能、增效为主题的产业转型与提升将成为业态发展的总趋势。按照产业→职业→企业→专业的逻辑线路,应在产业分析的基础上,对高职机电类专业进行整体改造和提升,重新进行专业定位、培养规格建立和职业岗位、关键能力和课程体系的构建,在产学对接和校企合作下,在中国制造业快速发展中,为社会和企业培养高素质技术技能人才。

关键词:中国制造2025;高职机电类专业;转型与提升

基金项目:天津市教育科学“十三五”规划重点课题“‘三维’构建高职机电专业创新创业教育人才培养方案的研究与实践”(编号:VE1045),主持人:巴世光;中国职业技术教育学会2014-2015年度科研规划项目“职业资格等级制度下,职业教育与区域产业协调发展机制研究——以天津市为例”(编号:201402Y29),主持人:章建新。

中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1001-7518(2016)27-0066-06

2015年5月国务院颁布《中国制造2025》文件,部署了中国制造业全面推进实施制造强国战略,以制造业的全面转型和提升带动产品的加工制造,以实现业态跨行业、跨地域的全方位融合。《中国制造2025》是在新的国际国内环境下,立足于国际产业变革大势所作出的全面提升中国制造业发展质量和水平的重大战略部署,高职机电类专业是与制造业紧密相关的专业,在“中国制造2025”战略引导下,面对制造产业的整体转型和提升,人才培养应当在产学对接的总体框架下,按照产业→职业→企业→专业的逻辑线路,深入探讨产业环境、特征以及对机电类职业及职业岗位的改变,重构专业的核心要素,推动专业的转型与提升,适应产业发展对机电类技术技能型人才培养的需要。

一、产业分析

(一)产业环境

近年来,我国随着工业化和现代化进程,制造产业已经形成多品种、多门类的产业体系,推动我国经济社会的快速发展。然而我国制造产业存在着先进技术利用率低、智能化、信息化水平不高、绿色制造过程体现不明显等问题,特别是制造过程中的创新能力急需提升。

《中国制造2025》展示了制造业未来的产业环境,其目标是到2025年,基本实现工业化、数字化、网络化、智能化;单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放达到世界先进水平,重点领域关键核心技术优势和竞争力进入世界前列;产业整体素质大幅提升,创新能力显著增强,全员劳动生产率明显提高,两化(工业化和信息化)融合迈上新台阶;形成一批具有较强国际竞争力的跨国公司和产业集群,在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。制造产业未来将重点关注高档数控机床、机器人、航空航天装备、新能源、新材料等领域。同时,传统制造业将面临产业的整体转型,制造业将从大批量、单一型生产产品向小批量、定制型产品转变,从单纯的制造过程向“制造+服务”过程转变,从高能耗高污染制造过程向绿色制造过程转变。

(二)产业要素

通常,产业要素包括资源、知识、产品、企业、管理和服务,产业的不同状态体现了产业内在的技术经济关联关系和按照一定逻辑顺序的空间分布的变化。面向《中国制造2025》,我国制造产业的全面提升集中体现在产业要素的改变方面。

1.在资源方面。近年来,我国依靠人力资源和销售市场,以丰富的物质环境资源推动了制造产业的发展,但资源利用率低、布局不合理问题制约了制造业的发展,《中国制造2025》强调要整合资源,提高资源利用率,使制造业资源综合利用率达到世界先进水平,同时,全面开发和利用低污染、低能耗的绿色资源,推行绿色制造。

2.在技术知识方面。由于新一代信息技术与制造业的深度融合,制造业相关知识中将使包括智能化控制、3D打印技术、移动互联网、云计算、大数据等新兴技术成为重点,从而在产品制造、工艺、质量控制等方面替代传统技术,如新型制造业技术将围绕5大技术群展开,即信息技术、新能源技术、智能制造技术、新材料技术、生物技术。计算机网络、3D打印、智能机器人知识将在不同技术群应用,形成新技术,从而推动新兴产业技术的发展。

3.在产品方面。制造业将瞄准世界先进产品,结合区域发展规划,合理整合现有资源,根据工业布局规划,逐渐向全产业链和高端化方向发展。天津市结合京津冀区域优势,将重点发展先进装备领域产品,如加工涡轮增压叶轮、螺旋转子、成像壳体、骨科关节、卫星天线、进气道岐管等复杂精密零件。

4.在企业方面。随着制造企业装备改造升级,现代高档数控机床、机器人将广泛用于企业生产,生产过程通过互联网技术进行远程支持、维护、运营、管理产品将替代目前的生产组织模式,企业将在自动化、信息化、全程化的理念下构建“互联网+产品制造”的全产业链生产与运行的新路径。

5.在管理方面。在新兴技术的指引下,企业产品将更加从现在的大批量、单一化生产向小批量、个性化、定制化生产转变,生产组织更加具有灵活性,生产效率和资源利用率将极大提高,制造流程和生产过程将充分利用数字化、智能制造技术。

6.在服务方面。新型制造业转型升级后的主要特征之一是服务型制造,即制造=生产+服务,从而体现出制造与服务相融合的新产业形态。

(三)产业与创新

在新型制造业中,创新将是生存与发展的关键因素。在市场经济条件下,只有不断创新,改进产品,才能获取竞争优势,在激烈的市场竞争中立足。只有不断创新,才能适应制造业数字化、智能化、绿色化技术的发展,努力体现和采用世界先进产业和产品标准,始终掌握产业的制高点。创新发展可以缩短产品制造周期、降低能源消耗、减少原材料使用、提高工艺水平、改善工作环境,打造产业优势。

二、职业分析

(一)产业变革中的机电类职业联系

职业联系是按照业态的职业分工及其内在联系所进行的划分,职业联系是建立在业态产业要素分析基础上,体现了该职业的内涵,职业联系是建立职业岗位,确定职业岗位关键能力的基础。面向《中国制造2025》,制造业产业将发生本质变化,将使业态的职业内涵及其联系发生改变。

1.职业技术技能含量将由低端向高端转化。根据制造业产品技术不断提升的需求,生产系统更多环节将需要进行数据分析和处理,并在自动生产线上进行生产,员工将不再是过去的工作模式,每个员工都将成为产品和制造技术的创造者,可以根据要求进行个性化的数据处理,各种信息处理技术将得到广泛运用。

2.职业组织将由“单人单机型”向一体化、智能化转化。目前,多数制造业企业的生产方式是“单人单机型”,虽然广泛应用了数字化技术,但整体信息化水平仍然较低。制造业生产技术提升的标志是一体化和智能化,职业组织将在逐渐实现无人化作业中更多地体现为各种智能设备、工具、方法和手段的综合运用。

3.职业劳动将由重复性动作向智慧型、创新型转化。随着数字技术的广泛应用,单一工种和工序的重复性劳动将逐渐被替代,员工的工作由过去的强调“动手”逐渐向“动脑+动手”转变,在制造业全面提升的情况下,企业员工将面临智慧化的社会和生产环境,简单而重复性的劳动将逐渐消失,使创新意识和创新思维将成为员工职业成长的主要因素。

4.职业关系将由单一化、大批量向个性化、供应链一体化和集约化转化。随着新技术的出现,制造产品会从现在的大批量、单一化生产向小批量、个性化、定制化生产转变,机械产品工作状态与环境等相关信息的实时检测、实时处理、实时补偿、实时控制,供应链一体化下的制造业产品生产和加工将成为业态的主要形式,粗放型的生产方式将被彻底淘汰,面对职业联系的变化,企业员工的自适应、自学习、自我决策等能力将不断提高,使数控生产的机械产品进一步进化为智能手段下一体化制造的机械产品。

5.职业岗位性质将由“单一制造型”向服务制造型转化。世界先进制造业通常生产所创造的价值约占整体价值的三分之一,而服务所创造的价值约占三分之二,而从时间占有分析,生产过程为十分之一,而服务过程为十分之九。这种服务与制造的融合,将体现多专业领域的交叉,需要多学科的知识与技术技能加以支撑,从而体现了新型制造业的主要特点。

(二)机电类职业群与职业带的形成

1.机电类职业群。职业群是指在职业教育中,将相关职业按照产品和服务分类进行整合,从而形成的职业集聚。职业群的出现避免了职业人在接受职业教育过程中过于专门化所带来的知识与技术技能单一化问题。对此,美国职业与生涯教育以职业群为单位构建职业教育体系,共开发了农业、食品与自然资源共16个职业群。2010年,美国68%的洲都直接采用了职业群体系,将其作为构建职业教育体系的基础;21%的洲则根据本周的经济发展和劳动力市场的需求对全国的职业群进行修正后加以利用。面向“中国制造2025”,机电类职业将发生改变,由单一的机、电和机电一体向数字化设计、智能化生产、服务型制造多领域转变,从而形成机电、智能控制、计算机、网络、管理、环境工程等技术跨类、跨领域的职业聚合。

2.机电类职业带。职业带是将职业技术规范及不同职业相应的知识和能力改变表现为一个连续带,从而说明了随着产业进步和科技发展,职业将出现重叠并在职业带中不断加宽,从而使职业的内涵发生变化,从而对专业技术复合程度的要求越来越高,传统的知识与技能将随着产业进步和科技发展不断提升。随着我国制造业中信息技术的广泛应用,智能化、智慧化生产和加工过程将不断出现,ERP、JIT、3D打印、逆向工程技术、柔性制造技术将成为制造业发展不可缺少的部分。在职业带上,机电、信息技术、管理技术、智能技术将出现重合区域,这种跨职业类型的复合型、技术型的人才特征将替代传统的操作型和单一型机电类技能型人才特征,职业带上由于重合而形成交叉区域将使传统机电类专业的复合性增强,从而要求高职机电类专业的定位发生改变。

(三)职业岗位和核心能力的再造

职业岗位是指从业单位在运行活动中,为职业人从事职业活动所设置的各类工作岗位,包括对其性质、任务、职责、岗位关系、工作条件和环境以及职业人应具备的条件所做的系统描述。职业带中的交叉区域将使机电类专业对应的职业岗位发生变化,职业的复合性将进一步再造新的职业岗位并使职业能力的技术和创新能力增强。制造业产业的提升对于高职机电类专业职业能力描述的改变,是体现在工具、工艺、材料、生产加工过程、方法等一系列环境和条件因素上,传统高职机电类专业职业岗位和核心能力将不再适应,从而导致专业的转型和提升。见表1。

随着职业岗位的转型,岗位核心能力将面临提升,如传统的机电设备操作工岗位要求员工具有零件图、装配图的读图与绘图能力、能完成机械零部件制造及加工工艺设计、能完成数控机床编程与操作、具有零件精度检验、测量能力、具有CAD/CAM软件应用能力。转型后机电类职业岗位要求企业员工不再单纯扮演生产者的角色,而是集设计者、生产者、管理者于一身,需要较高的分析问题、解决问题的能力,能够适应新材料、新工艺、新方法的生产加工过程。

三、高职机电类人才培养的基本要求

(一)创新驱动下的创新型人才培养

创新是推动社会发展的重要动力,创新的关键在于创造力的培养,创造力是提高制造产业产品附加值的重要来源。当前,我国“世界工厂”的国际地位早已奠定,但仍处于大而不强的阶段,严重缺乏自有品牌和自主知识产权。造成这种情况的原因在于缺乏创新型人才和技术研发投入,其中缺乏高素质创新型技术技能人才是最主要的原因。当前,高职学生创新意识谈漠、不强是人才培养质量明显的缺失,“上网查询找别人说的话”成为绝大多数学生“想事、做事”的第一要务,客观上造成了“跟人、跟风”的思维习惯,这种惰性的存在很难使学生跟上未来的创新时代,应当在产业变革和提升的环境中切实加强对学生创新意识和能力进行引导和强力挖掘,从过去以制造为中心的制造过程向以产品为中心的创新过程转变。

(二)智能制造下的智慧型人才支撑

智能制造是制造过程和制造装备的智能化,主要是指提高智能装备的信息收集水平、逻辑处理能力及反应输出速度,并使这一过程贯穿所有生产环节,从而优化生产过程,提高经济和社会效益。制造业的智能化包括设计数字化、制造装备数字化、生产过程智能化、管理智能化和企业智慧化,其关键技术可归结为数字、可视、网络、虚拟、协同、集成、智能、绿色、安全。面对智能制造的目标,高职立足于智能型人才培养,即将人工智能融入制造过程的环节中,在整合设计、加工、控制及管理等过程中,更加强调“动脑”,尤其是具备在复杂且变化环境中的思变、排除障碍以及不断获取新知识、新技术、新工艺和新方法等能力。

(三)绿色环境下的生态型人才打造

绿色制造指的是使用环境友好的材料、采用污染少、能耗低的生产方式进行生产制造。绿色制造业工业体系的内涵要求打破行政区划界限,统筹区域产业经济发展,构建布局合理、联动高效、低碳和可持续发展的工业体系。绿色制造业要求高职人才培养应使学生具备较强的生态伦理意识,具有体现“生态性”的生态理念,在高端化、低碳化、生态化、“减排、降能”和循环生产组织中掌握必要的技术和方法,跟上世界绿色发展的步伐,推动现代制造业与人类环境的和谐共处。

(四)高端制造下技术技能人才培育

在“互联网+”的大环境下,现代加工系统中将普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片(ASIC)及数字信号处理(DSP)技术;在电气装联上广泛采用表面安装(SMT)、三维高密度(three dimensional high density)技术,作为加工系统核心的处理器将更加向高速、高精度发展。制造业加工技术的本质变革要求高职机电类专业人才培养必须融入新技术和新方法,对传统机电类专业进行彻底改造,在产业快速发展中找准专业定位,切实体现“专业跟着产业走”。

(五)品牌制造下卓越型人才磨炼

在全球经济一体化的背景下,品牌经营已成为提升现代企业竞争力优势的有力手段,当今的世界跨国公司无不重视品牌建设。我国的现代企业通过制定品牌发展战略,完善品牌管理机制,使管理层及普通员工牢固树立品牌经营意识,不断争创名牌,提升品牌,扩大企业及产品的社会认知度和美誉度,提升企业价值与产品的市场竞争力。高职机电类专业人才培养应加强学生品牌形象的学习,体会和领悟个人形象的树立是个人的价值观、习惯和理念的积累,通过日常行为向公共展示良好道德水准和行为规范。对此,高职教育应使学生在典型案例引领下,了解形象和品牌的特征、生成环境和条件等,以社会活动的形式,采取道德(诚信)行为的寻找、采集、记录、归纳、展示和讲解的实践活动,使学生认识企业品牌与个人行为形象对社会活动的影响,掌握品牌(形象)塑造的路径。

四、高职机电类人才培养路径

(一)构建现代“职业人格”养成的德育教育体系

通常,人们都普遍认可“人生都要精神支柱”。在当今的社会中,高职学生通常具有一定反映人生的基本态度,即体现精神支柱的意识或潜意识。由于受社会、家庭、人生经历等多种因素的影响,这种意识的形成具有一定的正面因素,也具有一定的负面因素。客观地讲,多数学生在学期间尚不具备完整的、理性化且正面的思想境界,其“精神支柱和职业人格”往往或是缺失,或是存在缺陷。如学生学习方向不清、动力不足、努力不够等高职学生普遍存在现象,也有的学生出现厌学,在顶岗实习等企业实践中做不到在工作岗位苦干、认干和实干等。当前,社会和企业普遍认为学生“会做人比会做事”更加重要,对此,高职机电类专业人才培养应注重学生技能训练的同时,更加注重“立德树人”方面的教育,建立系统化的德育教育体系,将构建现代“职业人格”作为人才培养的重心。

(二)人才培养的规格定位和课程重构

1.问题与挑战。首先,在智能化、智慧化和信息化的环境下,大量高档数字化设备、机器人、柔性制造技术的广泛应用将使企业员工不再单纯扮演生产者的角色,而是集设计者、生产者、管理者于一身。传统的单人单机以及大量重复性劳动将使“只掌握单一技术和动手能力”的员工面临挑战;其次,由于环境和条件的改变使设计者与制造者之间的界限模糊,从而使不掌握丰富产品全知识和综合技能的一线企业员工将面临挑战;最后,智能网络的广泛应用和清洁生产要求将使只具备单一操作技能而缺少对网络知识和绿色生产技术的员工面临挑战。

2.人才培养的目标定位。面临“中国制造2025”,高职机电类专业人才培养的目标定位是:面向区域产业转型与发展需要,培养适应数字化、智能化、绿色化、创新型生产要求,能够在“互联网+”环境下,具备产品结构设计与开发、生产与创新能力的高端技术技能人才。

3.课程体系重构。高职机电类专业在人才培养目标定位下,课程体系将发生重构。基本框架是通识教育平台课+职业基础平台课+职业岗位核心课+职业拓展课+职业选修课。以高职机械制造与自动化专业为例,课程体系重构后的课程模块见图1。

通识教育平台课包括:毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、形势与政策、就业指导、大学英语、高等数学、体育、计算机文化基础、大学语文、军事理论、健康教育、大学生心理健康教育、创业基础、生命安全与救援等课程。

职业岗位核心课体现高职机电类专业应具备的基本职业能力和先进技术,同时也应满足智能化生产制造要求;职业拓展课关注学生能力拓展,满足新环境下复合岗位人才需求,着眼“制造+服务”人才培养;职业选修课则结合学生兴趣爱好,使学生适应“互联网+”大环境、绿色制造特点,关注学生综合发展。同时,职业拓展课和职业选修课也关注了学生创新创业,以大学生创业社团、课外兴趣小组、技能大赛为载体,结合选修课程开设,构建出激发学生创新能力的教育体系,促进他们创新意识及创新能力的提升。

(三)以“工匠”培养为目标的现代学徒制教学模式的实施

在2016年职业教育活动周启动仪式暨全国职业院校技能大赛开幕式上,国务院副总理刘延东作了“弘扬工匠精神,打造技能强国”的重要讲话,要求“培育劳动光荣、技能宝贵、创造伟大的时代风尚,培养崇尚劳动、敬业守信、精益求精、敢于创新的现代技术技能人才”。当前,现代学徒制作为校企合作共同育人以及工学结合教学模式的继续,已经成为深化现代职业教育改革与发展的基本模式,是深层次的校企合作办学。在现代学徒制教学模式下必然是校企共同育人,必然是工学结合、工学交替、理实一体的课程教学,必然是院校和企业以及学生多元主体的利益体现。但是,既然是学徒制,就不可能“批量化”,无论是师傅还是学徒,应通过严格选拔,以个性化、精细化的培养和“打磨”才能使其经过在千锤百炼成为名符其实的“工匠”。因此,实施现代学徒制,应进行科学的制度框架设计,进一步密切校企共同育人,这是我国制造业面向2025,培养适应高端制造业发展,抢占国际产业链和价值链需要的技术技能人才的重要途径。

天津职业大学李建国国家级技能大师工作室,积极探索现代学徒制教学模式。学生(学徒)每学年需在学校和大师工作室穿插进行学习与工作,在工作室的工作时间随着年级升高而增长,将企业文化浸染与师傅的言传身教贯穿整个培养过程,培育学生独有的机电行业职业素养与技能,提高学生分析问题、解决问题的能力。学生参加天津市高职院校数控技能竞赛,47人获一等奖,占一等奖总数的57.3%;三次代表天津市参加全国职业院校技能大赛数控加工类竞赛,均获得一等奖。大师工作室为社会培养了大批急需的技术技能人才,深受用人单位的欢迎。

(四)以“嵌入式”为方式的创新型人才塑造

实践证明,高职创新型人才培养不能靠1门或2门课程的学习,创新型人才的培养应在长期的学习与实践过程中才能完成。一方面,高职机电的专业的职业类课程应当融入创新理念、方法和有关知识运用,使学生在课程学习中主动思考,逐渐形成现象—问题—起点—组合—判断—评价等发散式思维方式;另一方面,可运用“嵌入式”学习方式,将创新知识的学习及运用“嵌入”日常生活和学习中,尤其是指导学生在困难面前进行灵活的“思辩”,通过社会网络和自组织机理进行创新型人才的塑造。

重点强化在专业课程教学中“嵌入”创新能力培养。在职业技术技能课程项目设计时,开发创新创业项目,构建“4-3-3”项目模式。“4-3-3”项目模式是指在专业课程项目中,封闭型训练项目占课程项目40%,这一类项目学习训练,需要教师给出详细的指导和提示,答案唯一;开放型训练项目占课程项目30%,需要教师给出概要的和指导性提示,答案多个;创新设计项目占课程项30%,需要教师引导问题引导完整的工作过程,答案不确定。随着年级的升高,封闭训练项目由多到少,创新设计项目由少到多,使教师实现从知识传授者到咨询者到引导者的转变,提高学生学习的独立性与创新训练。

参考文献:

[1]国务院.中国制造2025[EB/OL].http:///V20/SC/jjps/201505/t20150520_4605792.htm,2015-05-20.

[2]余东华,胡亚男,吕逸楠.新工业革命背景下“中国制造2025”的技术创新路径和产业选择研究[J].天津社会科学,2015(4):99-107.

[3]章建新.基于职业分析的高职产教对接模式研究[J]教育与职业,2016(10):15-19.

责任编辑 蔡久评

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