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摘要:航空发动机制造技术专业作为教育部专业目录新增专业,其高职层次人才培养的目标定位、课程体系的构建、课程教学标准的研制目前仍处于探索阶段,文章通过分析航空发动机制造技术专业行业产业背景与人才需求情况,结合专业建设中的具体做法,设计了基于岗位能力培养的航空发动机制造技术专业课程体系的构建过程。
关键词:航空发动机制造技术;课程体系;课程标准
航空发动机制造技术专业为教育部2016年新增专业,其高职层次的专业建设仍处于探索阶段,加之国内航空发动机制造技术处于起步阶段,国产发动机大部分为军机列装,高级别的保密性导致校企合作的壁垒高,专业人才培养方案与教学标准的建设难度大。笔者所在西安航空职业技术学院在航空维修、航空制造等专业领域是全国最早、历史积淀最深厚、发展基础最坚实的学校之一,学院航空发动机制造技术专业作为全国首开专业,牵头筹备了航空发动机制造技术专业教学资源库的建设工作,持续探索高职领域内航空发动机制造技术专业的人才培养标准。课程体系与课程教学标准作为专业人才培养标准的重要组成部分,直接影响着专业建设的成效以及人才培养的质量,以岗位能力培养为主线,研究了基于岗位能力培养的航空发动机制造技术专业课程体系与教学标准的研发。
一、航空发动机制造技术产业背景与人才需求分析
(一)航空发动机制造技术产业概况与特点
航空发动机是飞机的主要动力装置,被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。其发展水平是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现,也是国家安全和大国地位的重要战略保障。作为一种典型技术密集型产品,航空发动机高温、高压、高转速和高负载等苛刻复杂的工作环境,使得其设计、加工及制造能力都有极高要求,主要表現在以下两个方面。
1.产品精密化、高性能、高可靠性要求[1]。航空发动机需在高空、高速、高温、高压、高转速和交变负荷的恶劣条件下长期、重复使用。因而对于产品的性能及可靠性要求比较高,也就决定着着航空发动机零部件制造过程的精密化程度高。传统的制造工艺和生产模式已经无法满足航空发动机制造在高精度、高质量、高效率、高可靠性等方面的需求。因此,五轴数字化加工、增材制造、智能制造等先进制造技术是未来中国航空发动机制造业发展的重要基础。
2.产品材料要求高、加工难度大。航空发动机的转动件在不同的温度、载荷、环境介质下工作,所用材料具有强度高、耐热性好和抗腐蚀能力强等特点。目前,航空发动机零部件的材料,主要采用钛合金、高温合金和复合材料等加工难度较高的材料,零部件复杂的曲面和高结构效率的整体轻量化结构,无疑增加了材料加工难度。
(二)航空发动机制造技术行业人才需求分析
国家“十三五”规划中航空发动机及燃气轮机居于百大工程之首;国家发改委《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中,将航空产业(民用飞机、航空发动机、航空设备及系统、航空材料、航空运营及支持、航空维修及技术服务)列入战略性新兴产业的重点方向之一;《中国制造2025》要组织实施大型飞机、航空发动机及燃气轮机、民用航天、高档数控机床等一批创新和产业化专项、重大工程;要求重点突破高推重比、先进涡桨(轴)发动机及大涵道比涡扇发动机技术,建立发动机自主发展工业体系,意味着发动机产业将迎来快速扩容期。2016年,中国航空发动机集团公司的成立,标志着国家重视发展航空发动机产业,将推动国防建设和国民经济发展作为重要国策[2]。
教育部将航空发动机制造技术专业列入2016年专业目录新增专业,体现出教育部紧跟国家长远规划服务航空发动机领域技术技能人才需求愿景。通过对西航动力、成发、中国人民解放军5702、5701、5716、5719以及部分航空发动机零部件制造类私营企业的现场走访及座谈,后得知目前航空发动机领域的人才来源主要是普通装备制造类专业,企业需耗费大量的成本对普通机械制造类专业毕业生进行职业技能与职业素养再培育,因此航空发动机制造类专业人才需求缺口大。目前行业对人才技术技能需求主要有以下几个方面:(1)机械基础理论扎实,能够熟练进行数控加工、激光加工、精密铸造、3D打印等精密加工设备操作;(2)能够运用三坐标、关节臂等先进测量设备操作及零件检测;(3)具备航空发动机结构和装配基本知识和技能;具有航空发动机制造、装配过程的质量控制、故障检测、故障排除等知识和技术技能,能够从事航空发动机零部件生产、维修过程中加工、检测、产品售后服务等工作。主要就业岗位为:(1)航空发动机零部件制造:主要工作任务为从事叶片、盘轴、机匣、标准件、钣金件、热表处理的工艺编制及加工制造;对应于机加工种、特种加工、模具钳工等资格证书;(2)航空发动机装配调试:主要任务是正确完成主体及附件的装配、检测、试验调试;对应于发动机装配、修理钳工、参数测试类职业资格证书;(3)外场排故及生产组织:主要从事外场发动机故障排除、航空制造企业生产组织等;对应于技术工种、管理类资格证书。
二、航空发动机制造技术专业课程体系构建
航空发动机制造技术专业课程体系的构建遵循通过职业教育的认知规律以及技术技能型人才的成才规律,以典型企业典型工作岗位所需要的岗位能力为专业人才培养的指向[3]。通过深入航空工业、中国航发、空军维修等企业开展调研,召集行业专家多次研讨论证,确定了专业毕业生的就业岗位以及典型工作任务,明确了专业人才培养的目标与方向。在此基础上分解岗位能力需求兼顾学科系统化知识框架,开发高职特色课程体系。
(一)专业课程体系的构建
专业课程体系的构建以岗位能力培养为主线,分三个阶段进行:S1为岗位基础能力培养,S2为岗位核心能力培养,S3为岗位综合能力培养。通过不同阶段、不同层次的能力培养,使学生逐步掌握专业技能,具备岗位综合素质与能力。航空发动机制造技术专业核心课程为:航空发动机原理与构造、航空发动机典型零部件加工、数控加工及仿真、航空发动机拆装实训、航空发动机装试技术。围绕专业核心课程,系统设计航空发动机制造技术专业人才培养课程体系框架,(见图1)。 (二)专业实践课程体系的构建
高职院校作为技术技能型人才培养的主阵地,其专业实践教学体系的构成极为关键,能从一定程度上反映专业办学与人才培养水平。围绕航空发动机制造技术就业岗位对职业能力的要求,遵循职业能力认知规律,构建以职业核心能力培养为主线[4],“先基础再专业后综合,层级循环螺旋上升”的实践教学体系。专业的实践教学体系包括基础技能训练、专项技能训练和综合技能训练。 专项技能训练主要是机械制造中各种制造手段的训练,包括机械制图识图能力、普通机械加工机床操作、材料热处理等。专项技能训练主要是以航空发动机零部件制造、拆装、附件修理与加工等工作岗位任务为载体,主要包括航空发动机拆装实训、航空发动机典型零部件造型、特种加工实训、航空发动机典型零部件制造实训等。综合实训项目遵循以职业能力为本位、素质提高为基础的原则,注重学生职业技能的提升与职业素养的养成,主要是毕业设计与顶岗实习,见图2。
三、专业核心课程教学标准的研发
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16 号) [5]中提出:职业学院应建立突出职业能力培养的课程标准,规范课程教学的基本要求,提高课程教学质量。课程标准是落实专业人才培养方案的教学指导文件,是专业开展教学活动的标准与依据,是一门课程产生、设计、实施、评价的规范。
航空发动机制造技术专业课程标准的研发以职业能力培养为目标,以工作任务为驱动,以学习情境为载体,以相关知识为落脚点,构建工学结合、能力本位的课程构架。如航空發动机制造技术专业的核心课程《航空发动机装配技术》课程教学标准。总体设计思路为:课程以典型工作任务引领,以项目教学为主要教学方法,突出“做中学,做中教”,激发学生的学习兴趣,达到培养职业素养的目的。以“够用、先进、实用”为原则,紧密结合工作岗位要求,加强实操能力训练,提高学生的岗位适应能力[6]。严格按照常用航空发动机装配工艺规程要求,以现场教学为主,使学生养成严格遵守工艺规程的习惯。
四、结语
新形势下,航空发动机关键制造技术不断地更新与突破,这就要求高职院校要紧跟行业产业发展的步伐,更新人才培养的目标定位、重构专业课程体系,优化课程教学标准,为区域经济以及航空发动机产业的发展培养输出大批高素质的技术技能型人才[7]。
参考文献:
[1] 杜莹莹. 中国制造2025背景下航空专业技术技能人才需求分析[J].成都航空职业技术学院学报,2017(03):4-24.
[2] 严勇. 高职航空发动机制造技术专业国际化建设初探[J].科技视界,2020(04):127-130.
[3] 严勇.紧密对接航空制造产业 创新航空机制专业内涵建设[J].科技视界,2016(04):36-37.
[4] 李艳芳.基于国际视野的高职机电专业课程体系的构建与实践[J].河北职业教育,2019,3(04):33-36.
[5] 胡良君. 航空高职院校制造类专业课程体系构建的实践与探讨[J].学科探索,2018(31):44-45.
[6] 朱英华.试论工作过程系统化课程标准的开发思路—以汽车机械基础为例[J].职业,2015(04):85-86.
[7] 唐小艳.中国制造2025背景下技术技能人才培养的成效与问题分析[J].国际教育,2019(06):57-58.
关键词:航空发动机制造技术;课程体系;课程标准
航空发动机制造技术专业为教育部2016年新增专业,其高职层次的专业建设仍处于探索阶段,加之国内航空发动机制造技术处于起步阶段,国产发动机大部分为军机列装,高级别的保密性导致校企合作的壁垒高,专业人才培养方案与教学标准的建设难度大。笔者所在西安航空职业技术学院在航空维修、航空制造等专业领域是全国最早、历史积淀最深厚、发展基础最坚实的学校之一,学院航空发动机制造技术专业作为全国首开专业,牵头筹备了航空发动机制造技术专业教学资源库的建设工作,持续探索高职领域内航空发动机制造技术专业的人才培养标准。课程体系与课程教学标准作为专业人才培养标准的重要组成部分,直接影响着专业建设的成效以及人才培养的质量,以岗位能力培养为主线,研究了基于岗位能力培养的航空发动机制造技术专业课程体系与教学标准的研发。
一、航空发动机制造技术产业背景与人才需求分析
(一)航空发动机制造技术产业概况与特点
航空发动机是飞机的主要动力装置,被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。其发展水平是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现,也是国家安全和大国地位的重要战略保障。作为一种典型技术密集型产品,航空发动机高温、高压、高转速和高负载等苛刻复杂的工作环境,使得其设计、加工及制造能力都有极高要求,主要表現在以下两个方面。
1.产品精密化、高性能、高可靠性要求[1]。航空发动机需在高空、高速、高温、高压、高转速和交变负荷的恶劣条件下长期、重复使用。因而对于产品的性能及可靠性要求比较高,也就决定着着航空发动机零部件制造过程的精密化程度高。传统的制造工艺和生产模式已经无法满足航空发动机制造在高精度、高质量、高效率、高可靠性等方面的需求。因此,五轴数字化加工、增材制造、智能制造等先进制造技术是未来中国航空发动机制造业发展的重要基础。
2.产品材料要求高、加工难度大。航空发动机的转动件在不同的温度、载荷、环境介质下工作,所用材料具有强度高、耐热性好和抗腐蚀能力强等特点。目前,航空发动机零部件的材料,主要采用钛合金、高温合金和复合材料等加工难度较高的材料,零部件复杂的曲面和高结构效率的整体轻量化结构,无疑增加了材料加工难度。
(二)航空发动机制造技术行业人才需求分析
国家“十三五”规划中航空发动机及燃气轮机居于百大工程之首;国家发改委《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中,将航空产业(民用飞机、航空发动机、航空设备及系统、航空材料、航空运营及支持、航空维修及技术服务)列入战略性新兴产业的重点方向之一;《中国制造2025》要组织实施大型飞机、航空发动机及燃气轮机、民用航天、高档数控机床等一批创新和产业化专项、重大工程;要求重点突破高推重比、先进涡桨(轴)发动机及大涵道比涡扇发动机技术,建立发动机自主发展工业体系,意味着发动机产业将迎来快速扩容期。2016年,中国航空发动机集团公司的成立,标志着国家重视发展航空发动机产业,将推动国防建设和国民经济发展作为重要国策[2]。
教育部将航空发动机制造技术专业列入2016年专业目录新增专业,体现出教育部紧跟国家长远规划服务航空发动机领域技术技能人才需求愿景。通过对西航动力、成发、中国人民解放军5702、5701、5716、5719以及部分航空发动机零部件制造类私营企业的现场走访及座谈,后得知目前航空发动机领域的人才来源主要是普通装备制造类专业,企业需耗费大量的成本对普通机械制造类专业毕业生进行职业技能与职业素养再培育,因此航空发动机制造类专业人才需求缺口大。目前行业对人才技术技能需求主要有以下几个方面:(1)机械基础理论扎实,能够熟练进行数控加工、激光加工、精密铸造、3D打印等精密加工设备操作;(2)能够运用三坐标、关节臂等先进测量设备操作及零件检测;(3)具备航空发动机结构和装配基本知识和技能;具有航空发动机制造、装配过程的质量控制、故障检测、故障排除等知识和技术技能,能够从事航空发动机零部件生产、维修过程中加工、检测、产品售后服务等工作。主要就业岗位为:(1)航空发动机零部件制造:主要工作任务为从事叶片、盘轴、机匣、标准件、钣金件、热表处理的工艺编制及加工制造;对应于机加工种、特种加工、模具钳工等资格证书;(2)航空发动机装配调试:主要任务是正确完成主体及附件的装配、检测、试验调试;对应于发动机装配、修理钳工、参数测试类职业资格证书;(3)外场排故及生产组织:主要从事外场发动机故障排除、航空制造企业生产组织等;对应于技术工种、管理类资格证书。
二、航空发动机制造技术专业课程体系构建
航空发动机制造技术专业课程体系的构建遵循通过职业教育的认知规律以及技术技能型人才的成才规律,以典型企业典型工作岗位所需要的岗位能力为专业人才培养的指向[3]。通过深入航空工业、中国航发、空军维修等企业开展调研,召集行业专家多次研讨论证,确定了专业毕业生的就业岗位以及典型工作任务,明确了专业人才培养的目标与方向。在此基础上分解岗位能力需求兼顾学科系统化知识框架,开发高职特色课程体系。
(一)专业课程体系的构建
专业课程体系的构建以岗位能力培养为主线,分三个阶段进行:S1为岗位基础能力培养,S2为岗位核心能力培养,S3为岗位综合能力培养。通过不同阶段、不同层次的能力培养,使学生逐步掌握专业技能,具备岗位综合素质与能力。航空发动机制造技术专业核心课程为:航空发动机原理与构造、航空发动机典型零部件加工、数控加工及仿真、航空发动机拆装实训、航空发动机装试技术。围绕专业核心课程,系统设计航空发动机制造技术专业人才培养课程体系框架,(见图1)。 (二)专业实践课程体系的构建
高职院校作为技术技能型人才培养的主阵地,其专业实践教学体系的构成极为关键,能从一定程度上反映专业办学与人才培养水平。围绕航空发动机制造技术就业岗位对职业能力的要求,遵循职业能力认知规律,构建以职业核心能力培养为主线[4],“先基础再专业后综合,层级循环螺旋上升”的实践教学体系。专业的实践教学体系包括基础技能训练、专项技能训练和综合技能训练。 专项技能训练主要是机械制造中各种制造手段的训练,包括机械制图识图能力、普通机械加工机床操作、材料热处理等。专项技能训练主要是以航空发动机零部件制造、拆装、附件修理与加工等工作岗位任务为载体,主要包括航空发动机拆装实训、航空发动机典型零部件造型、特种加工实训、航空发动机典型零部件制造实训等。综合实训项目遵循以职业能力为本位、素质提高为基础的原则,注重学生职业技能的提升与职业素养的养成,主要是毕业设计与顶岗实习,见图2。
三、专业核心课程教学标准的研发
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16 号) [5]中提出:职业学院应建立突出职业能力培养的课程标准,规范课程教学的基本要求,提高课程教学质量。课程标准是落实专业人才培养方案的教学指导文件,是专业开展教学活动的标准与依据,是一门课程产生、设计、实施、评价的规范。
航空发动机制造技术专业课程标准的研发以职业能力培养为目标,以工作任务为驱动,以学习情境为载体,以相关知识为落脚点,构建工学结合、能力本位的课程构架。如航空發动机制造技术专业的核心课程《航空发动机装配技术》课程教学标准。总体设计思路为:课程以典型工作任务引领,以项目教学为主要教学方法,突出“做中学,做中教”,激发学生的学习兴趣,达到培养职业素养的目的。以“够用、先进、实用”为原则,紧密结合工作岗位要求,加强实操能力训练,提高学生的岗位适应能力[6]。严格按照常用航空发动机装配工艺规程要求,以现场教学为主,使学生养成严格遵守工艺规程的习惯。
四、结语
新形势下,航空发动机关键制造技术不断地更新与突破,这就要求高职院校要紧跟行业产业发展的步伐,更新人才培养的目标定位、重构专业课程体系,优化课程教学标准,为区域经济以及航空发动机产业的发展培养输出大批高素质的技术技能型人才[7]。
参考文献:
[1] 杜莹莹. 中国制造2025背景下航空专业技术技能人才需求分析[J].成都航空职业技术学院学报,2017(03):4-24.
[2] 严勇. 高职航空发动机制造技术专业国际化建设初探[J].科技视界,2020(04):127-130.
[3] 严勇.紧密对接航空制造产业 创新航空机制专业内涵建设[J].科技视界,2016(04):36-37.
[4] 李艳芳.基于国际视野的高职机电专业课程体系的构建与实践[J].河北职业教育,2019,3(04):33-36.
[5] 胡良君. 航空高职院校制造类专业课程体系构建的实践与探讨[J].学科探索,2018(31):44-45.
[6] 朱英华.试论工作过程系统化课程标准的开发思路—以汽车机械基础为例[J].职业,2015(04):85-86.
[7] 唐小艳.中国制造2025背景下技术技能人才培养的成效与问题分析[J].国际教育,2019(06):57-58.