以产品开发为主线的项目化教学人才培养模式构建

2022-01-25 17:10张袁元颛孙随意文少波臧利国赵振东
科技风 2022年3期
关键词:产品开发项目化教学人才培养

张袁元 颛孙随意 文少波 臧利国 赵振东

摘 要:应用型本科人才应具备本科基础、应用特征、专业特长和职业素养,区别与学术型、技能型人才,其培养模式必须具备培养应用型能力的特征。文中分析了汽车行业和地方经济发展与人才需求关系、社会需求与汽车人才的能力特征,总结了当前汽车类专业培养模式存在的不足,探讨以产品开发为主线的项目化教学人才培养模式,通过产品对象,牵引人才培养计划实施成效,构建知识在复杂工程环节中的应用平台,强化学生应用型能力训练。该模式可以作为具有明显对象特征的专业教学模式的一种参考。

关键词:项目化教学;人才培养;汽车类专业;产品开发

1 背景与意义

2015年,教育部联合发改委、财政部发布《引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》,明确指出,要推动转型发展,高校把办学思路真正转到服务地方经济社会发展上来,转到产教融合校企合作上来,转到培养应用型技术技能型人才上来,转到增强学生就业创业能力上来,全面提高学校服务区域经济社会发展和创新驱动发展的能力。紧紧围绕创新驱动发展、中国制造2025、互联网+、大众创业万众创新、“一帶一路”等国家重大战略,真正增强地方高校为区域经济社会发展服务的能力。因此,应用型高校应坚持地方性、应用型,特色发展,紧密联系行业,夯实内涵。

2019年7月,根据环境保护部与原国家质检总局发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》的要求,全国21省市发文宣布提前实施国六排放标准,加速了汽车产业的洗牌。同年12月,中共中央、国务院印发了《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》,新能源、汽车等关键词在《规划》中多次出现,“新能源”8次,汽车(智能汽车、新能源汽车)出现6次,表明《规划纲要》将重点打造长三角地区新能源和汽车等产业的决心。2020年10月,国务院常委会会议通过了《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,为未来15年的发展打下了坚实的基础。国家汽车产业政策规划和调整,明确汽车领域人才的市场需求,汽车类专业的人才培养体系和模式,更应紧盯时事,不断优化和完善人才培养模式,顺应发展。

当前“互联网+”、新工科的时代背景下,对人才的要求由从前的单一专业型转为复合型,要求人才善于学习,善于灵活运用,能及时、全面地升级自身的知识和技术。汽车产业和产品,不仅是学科和技术的载体,同时也是各类应用、多元创新、价值实现、成果集成的有效载体。实际上,汽车学科是最具跨学科特点,也最需要复合型人才。在应用多种知识、多种能力解决复杂实际问题的过程中,汽车行业迫切需要培养人的系统思维和战略管理能力。

2 传统人才培养模式存在的不足

应用型本科经过近10年的发展,培养理念已逐步向素质教育转变、个性发展与全面发展相结合、培养目标向服务社会转变、课程设置初步实现理论与实践相结合的现状,随着应用型高校服务职能的强化,地方经济的发展以及新时代本科要求,现阶段的人才培养状态,在产教融合、协同育人方面还有深化空间。具体表现在以下几个方面。

2.1 人才培养的课程体系对培养目标支撑的达成度不够

由于行业、企业的协同与产教融合过程缺乏,学生能力不能紧盯岗位群需求,能力特征与当前行业发展难以做到与时俱进,导致学生能力维度不能贴合行业发展与需求;同时,以最终考试作为学生知识掌握和应用能力的考核方式仍占主体地位,人才培养成效的评价手段单一,以教师为评价主体也不足以体现社会所需求能力的考核维度。因此,造就学生受教育教学的过程和成效与社会需求联系紧密度不足,对专业培养目标的支撑度不足,难以彰显应用型本科人才的特色。

2.2 人才培养的课程教学模式单一、成效不足

课程教学方式方法限于课堂,课程内容的知识传输途径单一,学生一定程度上存在对专业的“应试”性掌握,知识的工程应用环节不足;专业知识的交叉融合性平台少,缺乏多学科融合的能力训练内容以及相应的教学模式;课程中知识应用体系的复杂工程环境创建不足,学生知识掌握和应用不能充分训练学生解决复杂工程问题的能力。

3 以产品开发为主线的项目化设计——以汽车类专业为例

以智能新能源汽车作为开发对象,体现当前汽车技术发展的前沿,智能化、电动化以及网联化的特点,具有较好的社会实时性;同时,其作为综合性产品,其开发过程涉及各类总成的设计与制造、性能仿真与优化、样件制作与实验等多学科和专业能力的融合,其真实开发产品具有行业工程背景,学生全程参与和主要承担开发过程的环节,有效训练学生在复杂工程环境下的知识应用和创新能力。项目化教学内容和模式不影响人才培养体系的课程基础,作为贯穿人才培养过程的教学模式,其整合了培养体系中的课程资源、课程实践方式,注重多学科能力、知识融合能力的训练,尤其部分如车身设计、汽车设计、机械设计、液压传动、汽车实验学、汽车电子电气、新能源汽车技术等课程设计、专业综合实训、专业实习、毕业设计的实验与实践环节,学生参与项目化教学取得项目进展,通过项目化成效考核,可以获得并强化原培养体系课程目标需要达成的能力,并拓展了课程的高阶性、创新性和挑战度。以产品开发为主线的项目化设计包括:项目内容、项目教学模式、项目成效评价。

3.1 以产品开发为主线的项目内容设计

以智能新能源汽车为对象,对象目标设定为满足功能和制造样车为最终形式,项目内容的设计目标体现工程性、递阶性、层次型,在过程中训练学生的能力。新能源汽车开发作为教学平台的基础,不等同于企业开发,也区别企业的开发节奏,尊重一般教学规律,依据专业培养目标和应用型本科定位,项目化内容设计适用于教学,但也与企业开发具有一定的同质性,高校与企业两类开发主体是相互渗透、相互融合、协同发展的。

根据教学规律的递阶性,项目内容构建四个层级,一级项目主要瞄准学生的行业认识、产品认识、开发技能训练;二级项目中,学生可以应用相关专业知识在项目负责人的指导下进行设计,即实际参与产品开发过程中;三级项目学生可以独立承担产品开发的子项目,可以提出自己的设计和修改建议;四级项目具有一定挑战度,由前三级项目中遴选的优秀学生组建毕设团队、方程式赛车、挑战杯团队等,以具体产品为目标实现产品成型。

根据产品开发内容的工程性,开发主线设定为四个阶段:策划、项目技能训练、概念设计与具体设计、试制与试验。

(1)策劃阶段:以高校为主体,调研毕业生、相关企业,市场数据统计与分析、项目化师资高校团队组建,可移植技术现状,参考车型、国家与行业技术标准、能力需求等;以企业为主体,调研客户需求、分析企业技术水平和实力、市场需求、可移植技术现状、成本分析、项目化师资企业团队,参考车型。两者共同确认产品对象的技术状态、产品档次、产品配置、目标成本以及预期售价、合理利润等。

目标:学生了解专业的行业发展形势、产品市场需求和新技术的发展状况,了解学校师资和合作企业自身的特点、技术水平、设备状况、工艺水平等状况,最终使学生具备一定的职业素养,了解汽车产品开发的一般需求,提升其专业热情和认可。

面向对象:低年级学生,汽车类专业,大一、大二。

(2)项目技能训练阶段:CAD、CAE软件使用与在机械设计中的应用、新能源汽车三电系统仿真模拟,基础项目化学习,主要以案例和实例进行,不参与具体项目实施。

目标:掌握汽车开发过程的设计原则、机械结构设计的CAD与CAE软件应用能力、汽车电动化相关总成设计与选型、汽车性能评价与解析计算方法等。

面向对象:大二、大三。

(3)概念设计与具体设计阶段:概念设计:确定整个汽车产品的目标定位,汽车总布置方案设计,确定整车、各大总成的性能参数,绘制效果图,制定各大总成设计任务书,规定设计控制数据,完成可行性研究报告,制作产品缩小比例模型,编写产品设计任务书。

目标:实验数据分析和设计经验积累,CAD、CAE解决实际工程问题中的应用与实践。

面向对象:高年级且具备汽车设计专业知识,有一定软件使用能力的大三学生。

具体设计:第一步,基于CAE技术及大量经验和试验数据的简化整车数字化仿真,确定总成所在的位置和连接方式、总成的控制尺寸和质量、各操纵机构的位置及其运动范围、零件运动校核、确定部件质心位置、部分总成或零部件的选型报告。

第二步,基于兴趣与产品开发为导向,以总成事业部为平台,分类指导与达成CAD、CAE解决实际工程问题的能力。碰撞分析、NVH评价、系统整体优化、流体分析、产品疲劳寿命分析、冲压仿真分析。

面向对象:大三、大四,综合实训与毕业设计团队。

(4)试制试验阶段:适用于大一至大四所有学生,强化专业学生认知实习,具有一定产品开发能力的学生参与试验与数据分析工作。

3.2 基于产品开发项目的教学模式

团队设置以“类企业技术中心”理念,布局各总成开发室,见图2。组建教师和企业导师为部门主管以及项目负责人的教学与开发指导团队,学生为各开发室成员,按照产品开发项目先由项目负责人总体负责开发任务。

产品经理汇总项目组负责人、各室负责人共同对产品开发的项目内容进行构建,总体管控产品开发流程进展的实效和产出;项目负责人根据项目级别,关注项目任务的完成;各室负责人根据学生层级和专业,以室职能为目标进行项目化技能训练,保障产品开发的软硬件资源。

学生成效产出和成果评价,以立项科技创新基金、项目报告、学术成果(专利或论文)、参加专业比赛(挑战杯、节能车大赛、创新设计大赛、互联网+大赛等)为导向或抓手,促进学生能力内化和荣誉感,采用企业导师与高校教师的协同评价体系,注重学生过程管理,确保目标能力产出。

4 项目化教学成效

以汽车产品开发为主线,以社会专业需求能力为导向,设置项目训练内容,构建复杂工程环境,有效整合了专业能力与综合素质的平台资源,使学生可以有计划学习,并强化其研究能力、应用能力、创新能力、实践能力、职业素养以及拓展专业知识体系,进一步提升了学生多维度、交叉学科与复合专业能力的训练强度;同时,校企协同育人,学生成果关注过程评价和成效产出,其评价体系保障了项目化教学实施具有持续改进特征。

经过项目教学的汽车类学生培养质量得到了显著提高,能够很快适应企业的岗位需求;学生申请专利、授权专利多件(其中经过大一至大四项目训练学生授权发明专利11项),发表论文24篇;获省级和校级优秀毕业设计奖项多项,获省级以上大学生实践创新训练项目42项,其中国家级项目12项;获省级以上大学生科技竞赛奖项112项,其中国家级奖项18项。广泛参与指导教师各类项目研究,其中,参与各类纵向课题20余项、横向课题数80余项。

结语

以应用型人才的能力维度为出发点,分析当前汽车类专业人才的市场需求和时代特点,以“项目”为主体,以职业行业为引导的教学方式,构建以汽车产品开发为主线的项目化教学模式,解决了传统教学单向输入和复杂工程环境创建不足等问题,教与学由听向主动学习转变,知识掌握向能力本位转变,项目层级的设计体现高阶性、创新性和挑战度,其教学模式体现协同育人、协同评价,以保障学生能力达成。

参考文献:

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基金项目:南京工程学院教学改革与建设项目(JG2019028);江苏省教育科学“十三五”规划2020年度课题(B-a/2020/01/13);南京工程学院校级高等教育研究立项课题资助(2019YB23)

作者简介:张袁元(1982— ),男,汉族,湖北荆州人,工学博士,南京工程学院汽车与轨道交通学院副教授,研究方向:教学管理、车辆现代设计。

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