用先进科技培养企业需要的工程技术人才

中国制造能够迅速征服世界，很大的一个原因，是中国拥有大量的工程技术人员。然而，随着中国工业的高速发展，工业企业转型升级的需求越来越高，企业对于工程技术人才的需求也越来越高，高校对工科学生延续传统培养模式与企业日益提高的人才需求之间的矛盾也越来越突出。

“一般来说，通过传统模式培养出来的工科专业大学毕业生，往往需要一段时间来适应企业对人才的要求。”王四宝，新加坡国立大学博士、博士后，重庆大学“百人计划”研究员，博导。王四宝认为，由于绝大部分中国大学的学生都没有任何在企业中工作的经历，没有企业现场经验，因此传统工科教学培养模式下，对工程专业学生的培养往往存在两个方面的问题。

首先，接受传统模式培养的学生缺乏自我认知。由于传统的大学培养模式更强调对知识的课堂教学，倾向于采用理科化教学的方式，因此对于本专业的学生来说，并不知道自己所学知识的真正价值，所以很容易失去学习的动力，甚至陷入迷茫状态，对个人未来的职业规划缺少明确的认识。

其次，由于传统的工科培养模式实际上缺少让学生真正接触本行业先进技术、了解当前行业发展现状、明确企业真实业务需求等的机会，因此学生也缺少对专业的认识，对于业务问题的敏感性和，以及对行业发展的现状都缺乏基本的了解。因此在很大程度上，经过培养的毕业生，并不真正了解企业的真实需求，因此也不具有利用自身所学知识灵活解决企业现实问题的能力。

1906年，美国辛辛那提大学首创校企联合培养（Co-op）模式，该模式旨在通过与企业直接合作，让工科学生在大学期间，通过充足的企业实习课程，融入真实企业的现实业务，通过体验式学习，拓展学生的专业视野和专业认知。作为Co-op模式重要的组成部分，辛辛那提大学尤其强调帮助学生了解和掌握行业的技术前沿，将具有行业领导价值的工业软件应用于教学和实验当中。因此早在十几年前，辛辛那提大学就开始与西门子公司合作，将包括NX、Solid Edge、Teamcenter等在内的工业软件融入到对工程专业学生的培养当中。

2012年前后，作为与辛辛那提大学在众多学科展开合作多年、拥有工科优势的重庆大学，决定与辛辛那提大学合作，引进美国辛辛那提大学的Co-op模式，成立重庆大学-辛辛那提大学联合学院，开设两个本科专业（电气工程及其自动化和机械设计制造及其自动化），开始实践改革传统工程教育模式。

“我们的目的就是想通过校企合作培养，来提高我们学生的工程能力，促进学生对工程的认识、提高学生的工程能力，并且帮助学生尽早地认识自己。”张志清，重庆大学材料科学与工程学院教授，博导，重庆大学辛辛那提大学联合学院院长。

2013年，重庆大学-辛辛那提大学联合学院开始招收第一批学生：重庆大学-辛辛那提大学联合学院学制5年，其中前4年在重庆大学，最后一年在辛辛那提大学本部就读。“学生的第一年与普通大学生学生是一样的，一年两学期。但是从第2年到第4年，就发生了根本的改变。”张志清说，在重庆大学-辛辛那提大学联合学院，学生一个学年分为三个学期，每个学期四个月时间。在总共9个学期当中，学生总共会完成5个学期实习，共计20个月。

在引进Co-op模式的同时，重庆大学-辛辛那提大学联合学院也开始与西门子工业软件展开合作：在第一学年和后续四年的4个学期的学校学习当中，重庆大学-辛辛那提大学联合学院将西门子工业软件融入到了课程学习当中，目前，《工程设计图形学》任课教师已使用NX进行教学，授课学生人数100余人。西门子工业软件计划用于《传热学》、《运动学与动力学》、《工程设计图形学》、《静力学与质点动力学》等课程教学，同时，也供学生课后使用，计划一年约400学生被授相关课程。

“将先进工业软件融入到我们的课程当中，除了能够帮助我们实现课程创新，解决教学资源上的一些短缺，更重要的是，对老师知识的更新，以及对于学生工程能力的提高是有非常正向的作用。”张志清说：“工科学生培养的目的，是为了解决工程问题。让学生能够接触最新、最先进的工业软件，可以帮助学生提早熟悉和了解本行业最先进的工具、更早掌握企业真正需要的软件，对学生将来解决企业的现实问题会有非常大的帮助：不论是工程能力，还是工程意识会有非常大的改变。”

作为一名在重庆大学-辛辛那提大学联合学院任教的老师，王四宝是机械工程学院的课程负责人，负责工程设计图形学和制造方法两门课程的教学。

“工程设计图形学，旨在教授工程设计中所必须运用到的零件图、装配图、工程制图方法，指出相关的投影理论及图形学基础知识，主要内容包括：几何要素、点线面体，草绘、三维建模、三视图投影理论、尺寸和工差……”王四宝认为，工业软件与课程的深度融合，使得学生对课程学习有了更明显的学习兴趣，教师也可以将枯燥的理论授课与有趣的计算机实践相结合，既提高了学生的学习兴趣，也更容易让老师通过观察学生在软件使用中出现的问题，来快速和准确获取学生课内学习的盲点和不足。

王四宝说：“在课程教授中，通过采用西门子NX软件，能够帮助学生更好地在脑海中建立实体空间造型，能够较为明显地提升对学生的想象能力的培训，对课程的教授也能起到较好的促进作用。”同样的情况在另外一门《制造方法》的学习中同样明显：“我在教授切削加工方法时，NX可以帮助学生更好地理解相关的概念和知识点，提供了良好的可视化功能，加强了学生的理解。”

事实上，对于工程专业学生的培养来说，最难的部分，在于培养工程专业学生能够从全局对企业的业务流程有一个更全面的理解。从而保证工程专业学生不仅能够借助软件工具，解决局部核心节点的业务需求，同时也要具有应用软件解决问题的逻辑，从全局优化工业企业整体业务流程的能力和思维方式。

因此，将工业软件融入到高等教育的工科教学当中，重庆大学-辛辛那提大学联合学院不仅是要实现对教学方法的改革、对课程的优化，对先进软件工具的学习，更重要的是，希望学生能够通过对软件工具的学习，将在企业实习当中发现的问题，与软件整体解决方案所体现出来的业务优化逻辑，进行反复印证和对比，从而更早建立起属于工程专业学生的核心素质。

“事实上很多企业的现实业务，即使在工厂现场也不一定能够看到或者理解。”王四宝说：“现在有一种技术，叫数字孪生，可以把加工现场的信号，通过传感器采集，通过数据整理在软件当中呈现。西门子拥有这样的技术，而且西门子工业软件涉及的范围非常广泛，从设计软件到PLC开发，从仿真分析到数控系统、生产规划，所有与企业数字化相关的部分都在参与，所以对于学生来讲，通过对工业软件的学习和使用，就可以从逻辑上把企业整个业务过程全部都衔接起来，形成一个完整的企业业务闭环。这可以培养学生不是从纯粹设计师的角度去看待自己的工作和专业，而是从一个完整工业流程的视角，来看待自己的工作和整个企业的业务过程。从而完成一个工程专业学生对自我的认知和对行业的理解。”

成立于2013年的重庆大学-辛辛那提大学联合学院已经向行业和国内外科研院所输送了几届优秀毕业生。对于通过Co-op模式培养的新型工程技术人才，王四宝认为，Co-op模式培养的毕业生，对于工程知识和企业业务都有一个非常好的映射关系：学生更清楚自己的价值和作用，同时，对于企业的需求也能够在更短的时间内，给出更具价值的解决思路和方案：“他们对于知识的理解和应用上，与以往的毕业生相比，有非常明显的提升。”

而作为Co-op模式的组成部分，重庆大学-辛辛那提大学联合学院对于工业软件在其中的价值也给予了充分的肯定，作为教育专家，张志清认为，西门子工业软件与重庆大学-辛辛那提大学联合学院的合作，是一个工业专业学生专业技能和专业软件的培养上的“成功案例”，重庆大学-辛辛那提大学联合学院未来希望同西门子工业软件能够深入合作，“可以在重庆大学建一个联合研究实验室，以点带面，在实验平台的基础上，将Co-op模式在重庆大学-辛辛那提大学联合学院取得的成绩，向其他学科推广，为企业培养更多的工程人员。”

“我认为，我们与西门子工业软件的合作在学生的专业技能和专业软件应用的培养上，是一个很成功的、非常不错的实践案例。未来我们考虑如何以，把这种新技术、新思路推广到除了机械专业之外的专业，帮助学校更好地培养学生，也帮助老师能够更新自己的教学资源，让学校可以为企业培养更多的工程人。”