集团一案例被收录《2017年全国职业教育集团化办学典型案例汇编》 来源: 发布时间:2018-09-18 浏览次数:107

       近日,中国职业技术教育学会第四届理事会常务副会长兼秘书长(教育部职业教育与成人教育司原副司长)刘占山任主编,中国职业技术教育学会编撰的《2017年全国职业教育集团化办学典型案例汇编》由高等教育出版社出版,上海静安职业教育集团提交的一个案列被收录(180页)。

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培养“数字工匠”,推动区域职教发展升级

上海静安职业教育集团  邱中宁  袁允伟  董蔚平

 

摘要:上海静安职业教育集团“数字工匠”培养行动计划,是在中国制造“2025”的信息化和工业化两化融合和职业教育要“培育精益求精的工匠精神”背景下,按照静安职业教育主动融入上海科创中心建设,践行“中心城区新标杆、上海发展新亮点”定位要求的提出的。该计划坚持问题为导向,结合“创客教育“和“STEAM”教育活动,旨在以学生为中心,弘扬“工匠精神”,知行合一,培养学生对数字技术的兴趣,提升学生自主学习能力、动手能力和创新能力,成就学生精彩人生。

关键词:数字工匠,职业教育集团,创客教育,机器人

一、对接产业需求,启动数字工匠培养计划 

上海静安职业教育集团牵头单位上海行健职业学院是国家航天工业巨子——中国商用飞机有限责任公司上海飞机制造厂的“教育培训基地“和“中国商飞总装制造中心创新人才培养合作伙伴”,学院较早就介入了数字化制造技术的领域,参与了三维设计软件的培训工作和开展了三维设计软件的二次开发研究,特别是关注到三维模型中的数字化定义方法MBD技术(Model Based Definition)已在航空产品的设计、加工、装配、维修等产品全生命周期的各个阶段中得到运用,不掌握三维建模技术的人很难在今后的现代制造业中生存。

以静安为中心的环上海大学国际影视园区将是上海文化发展的重点区域。该园区以影视产业为核心,打造完备的影视制作工业体系。在影视动漫产业中三维建模也是一项基本技能,产业集聚发展需要大批掌握此技能的“数字工匠”。

中国第一个创客空间——上海新车间创客工坊,坐落在静安区,静安区成为中外创客的集聚地之一。创客空间是创客的聚集地,是一个具有加工车间、工作室功能的开放的实验室,创客们可以在创客空间里共享资源和知识,来实现他们的想法。在众多创客中3D打印机,机器人、数字示波器、电脑等成了标准配置。商用3D打印机出现后,通过三维建模和3D打印机可轻松打印成实物。Arduino、树莓派、机器人、物联网和无人机等开源硬件和软件的出现,又大大降低了智能装置技术的门槛,使得小学中年级以上学生都有能力将自己的想法变为有创意的作品,人人能成为创客。基于区域产业需求,上海静安职教集团2017年启动了“数字工匠”培养计划,为产业发展提供职业技术技能人才支撑。

二、多渠道提升培养质量

1.办赛参赛,以赛促学

静安职业教育集团在2015年主办首届3D打印创新设计大赛--鲁班锁的设计与3D打印大赛。上海行健职业学院、上海市市北职业高级中学、上海市商业学校、上海市聋哑青年技术学校、上海市朝阳中学、闸北区中华职业教育社、闸北区图书馆及杭州先临三维科技股份有限公司、磐纹科技(上海)有限公司、智垒电子科技 (上海) 有限公司、上海幻维数码影视培训中心、上海网班教育科技股份有限公司等协办。大赛报名选手158名,大赛经过初赛和决赛,经上海大学快速制造中心主任胡庆夕教授等专家评判,评出上海行健职业学院“科技爆破梦之队”等三队获团体一等奖,上海市市北职业高级中学“磨房磨墨”等七个队获团体二等奖,上海市聋哑青年技术学校“向日葵小鲜肉”等12个获团体三等奖。68名同学获等第奖,另有32名同学获得优胜奖。

2016年9月,集团协助市北职高参加由共青团上海市委员会、上海市教育委员会、上海工程技术大学、上海市学生联合会主办的“2016年‘未来杯’上海市中学中职学生机器人大赛”, 最终得了一个二等奖,二个三等奖,总分在全市参赛职校中名列第一。2017年集团又购置5台人形机器人,协助市北职高组织5支机器人团队,报名参加“2017年‘未来杯’上海市高中阶段学生机器人大赛”的编程技术量较大的类机器人赛。9月24日在该项目决赛中,获得了一个二等奖,三个三等奖。

经区静安区教育局批准,静安职教集团联合市北高新园区和着名的机器人公司,举办“2017年静安职业教育3D创新设计和3D打印制作大赛”和“2017 年静安职业教育机器人和物联网创意设计大赛”。集团在上海市北职业高级中学进行试点,2017级网络3班全体学生都报名参加了两项赛事。

2.加强师生互动,提升教学成效

2016年12月职教集团老师协助指导上海市北职业高级中学学生成立3D设计和建模的学生创客小组。学生在教师引导下,利用两周业余时间,参照“南海灯塔”纪念邮票,通过边做边学,设计制作完成了“南海灯塔”的激光内雕作品。

3.实施“双导师卓越技师计划”

2015年静安职教集团立项,获上海市教委职教处批准,参考教育部《卓越工程师教育培养计划》,进行一种称为“双导师卓越技师计划”的试点,取得了一些成果和经验。“双导师卓越技师计划”的试点,使集团能用项目经费,聘请一些企业能工巧匠和学校老师作为双导师,指导学生开展3D建模、3D打印、激光内雕、机器人、影视多媒体、软件开发、课件研制、非遗文化传承等学生团队创新活动。试点以微作品、微项目、微课件等为活动成果,活动成果在集团网站展示,活动过程在网上记载,最后集团出具写实证书。“双导师卓越技师计划”的证书,可作为学校外的第三方评价,与构建学校评价与社会评价相结合,实现评价主体多元、评价方式多样的学生成长评价体系相吻合。“双导师卓越技师计划”旨在学生培养一批创客种子和技术能手,攻克创客活动的技术难点。

三、以学生为中心,创新培养模式

1.以学为乐,翻转课堂

目前,3D打印得到越来越广泛的应用,3D打印不仅可用在航空制造业中,3D打印技术可造房子,3D技术还可以做牙齿,造血管。3D打印以及cnc数控加工、动画制作、VR虚拟现实等都离不开3D建模。机器人不仅应用在智能制造领域,机器人可以应用在服务业,机器人还可以应用在复杂的外科手术中。

对于许多职业院校学生学习3D建模和机器人技术动机,不仅仅因为掌握这些技术和技能对今后的升学和就业可能有优势,而是感觉3D建模和机器人技术十分有趣,非常好玩。学生的好奇心,求知欲和创造欲会使学生产生驱动力。玩3D建模和机器人技术,能使学生获得成功的体验,享受自己的制作成果,增加学生的自信心。

实际上,对“数字工匠”的定义有两种,第一种是狭定义,部分专家认为数字工匠是掌握三维数字化技术的应用人才,可具体从事“3D数据工程师”的职位,认为“数字工匠”将成为工业变革与升级的重要一环。专家们还认为,对于掌握三维数字化技术人才的产业需求正逐渐呈现出井喷的状态。第二种是宽定义, “数字工匠”不仅需要掌握3D设计软件,而且还要掌握机器人、物联网、人工智能等其他软硬件技术,不仅有“工匠精神”,而且有创新思维,万众创新,人人创新,人人可成为数字工匠,从事的工作职位也就不仅限于“3D数据工程师”,“数字工匠”也成为跨专业的培养目标之一。“数字工匠”与“数字创客”(Digital Maker)的定义相近。基于国家实施创新驱动的发展战略,推进“大众创业,万众创新”,发扬“工匠精神”,培育创客文化,践行“知行合一”,“人生出彩”的职业教育的新理念,我们采用“数字工匠”的宽定义。美国《Wired》(连线)杂志前总编克里斯·安德森在《创客——新工业革命》中提出,一个国家的强大在于制造业的强大,创客运动的重大贡献就在于小规模多品种,是未来制造业的发展方向。创客运动既有手工匠人的原始、又具创新性,实现低成本的高技术,小处开始、大处成长。“创客文化”是的数字科技与最古老“自己动手”的匠艺迎面相遇,将构成“新工业革命”。他认为,凭借3D打印机数字生产工具和Arduino这样的开源硬件平台——创客们可以自由修改这一硬件,使其适应自己的需求——人们已经可以在自家桌面上制造精密复杂的产品原始模型,无需任何特殊技能。创客是采用数字建模和打印技术的DIY爱好者,是数字创客,人人可以进入生产领域,将自己的设计产品模型转变为产品,却无需自行建立工厂和公司。如何成为数字创客,安德森认为首先要掌握3D建模软件。

李大维在创办中国第一个创客空间—上海新车间创客工坊的时候,并没有提到产业升级,新工业革命,他主要出于兴趣,为了“玩”,他甚至有点排斥商业功利化动机。他认为,不必把“创客”过于神化,其实人人都可以是“创客”,“草根创新”可以很好玩,完全来自兴趣、发自内心。

华东师范大学祝智庭教授认为,创客教育具有贯彻以学生中心的教学思想、促进学生间的交流合作、推进教育信息化进程、发展学生的动手能力、培育“尚技重工”的文化等优势。创客教育是“创新教育的实践场”。虽然创客教育是近年来新兴的教育理念,但它的理论基础是建立在多种成熟的教育理念之上的,例如体验教育(Experiential Education)、项目教学法(Project-Based Learning)、创新教育等、DIY(Do It Yourself)理念。

创客空间这种动手玩的地方,与传统的课堂教学有极大的差别。在传统的课堂里,教师是权威、是知识的传播者、也是课堂的中心。从3D建模到机器人活动,教师不再成为所有知识的传播者,中心已经从教师转换到学生。创客活动中鼓励创新思维,鼓励做中学(Learning by doing),鼓励自学,进行体验式学习,学生有可能从消费者转变为创造者。学生设计的鲁班锁,老师不一定会解,学生编程使机器人完成的工程任务,老师短时间实现也有难度,即出现所谓翻转课堂(Flipped-classroom)的现象。

2.建立学生自信,激发自学能力

3D建模、3D打印、激光内雕、机器人和动漫设计等都是些“高大上”技术,要职校学生主要通过自学的方式,制作一个作品能行吗?不仅部分教师怀疑,学生开始时也显得不够自信。

然而,实践证明职校学生的自学能力天生就有,一点不差。职教集团组织的3D打印创新设计大赛--鲁班锁的设计与3D打印大赛,学生是零起点,指导教师从布置大赛要求,讲解和示范三维设计软件的使用方法和答疑解惑,累计不超过4个课时。学生要完成鲁班锁创新设计、渲染、装配甚至仿真,完成作品介绍和制作的PPT演示文档和制作过程的微视频,提交STL文档、PPT文档和微视频,涉及的很多技能都是课堂学习之外的,学生都是自己从互联网上搜索到的。大赛之后,学生会信心满满地告诉你,大部分技术是他自学的,自己钻研的,类似于苏伽特.米特拉教授的“墙洞”效应。

职教集团曾协助市北职高参加机器人大赛,指导老师和学生几乎同时接触到大赛指定的型号机器人。职教集团请机器人生产厂家的技术员讲解机器人编程方法和操控效果,指导老师陪学生一起玩了两天,之后,学生自己搭建机器人模型,编写程序,反复调试,终于机器人能够完成大赛规定的任务。两个月以后,厂家(未来伙伴机器人公司)的张丽珺经理看了机器人的完成的工程动作后连声称赞,提出是否可以借学生作为机器人创客活动的辅导教师。

3.跨学科跨专业,打破专业限制

3D建模技术、机器人技术将融合到制造业、影视创意产业和社会生活的方方面面,到与职业学校的分专业学习不同,3D建模、机器人等创客活动可以是跨专业的,是以工程和项目导向的。如静安职教集团组织的3D建模、3D打印、激光内雕、机器人活动不受学生所学专业限制,是低门槛零基础零起点,只要对项目有兴趣都可以组成创客团队免费参加。

教育部在《教育信息化十三五规划》中提出,“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间’、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用,着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力,养成数字化学习习惯,促进学生的全面发展,发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用”。由于3D建模、机器人创客活动的跨学科、跨专业性,与职业院校的专业教学管理体系的差异,大面积的创客教育活动相比中小学更难以开展。如是面向全体学生的机器人大赛由团市委主办,高校的3D打印大赛曾由高校的图书馆主办。集团目前组织的3D建模、机器人创客活动,是以学生社团活动形式开展,并未纳入学校的专业教学管理体系。

4.促进学生健康成长,赢得家长支持

学生参加3D建模、机器人大赛,感受到电子技术的魅力,自学能力增强,有成功的体验,得到证书和纪念品,自信心提高。家长得知自己的孩子参加3D建模、机器人大赛后,都非常支持,感觉技术含量较高,有的甚至帮助学生配置了新电脑,看到学生的成果更是非常高兴,对学生另眼相看。

四、“数字工匠”培养初显

目前静安职教集团已搭建起3D建模、3D建模、机器人、物联网的产学研合作实验室,配置相应的软件和设备,与相关企业建立了合作关系。集团老师对三维设计软件的运用和二次开发,对树莓派高档机器人核心模块的研发有技术优势,在技术上有能力指导“数字工匠”培养行动计划的实施。静安职教集团也已搭建3D打印和“双导师卓越技师计划”的互联网管理平台,从项目介绍、学生和指导教师注册登录、过程记录、作品文档上传、作品展示和证书查询都可在网上进行。静安职教集团还在集团网站上开设线上的“众创知识空间”和“创客实践空间”,传播创客文化和创客知识。

 

 

 

参考文献:

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[5] (美)克里斯·安德森.创客:新工业革命[M].中信出版社,2012-12.