北京化工大學(xué)的老師張貝克和同事曾經(jīng)寫過一本“另類”的教材。書中，鍋爐化身卡通人物“小鍋”，和小伙伴們一起將枯燥的過程控制技術(shù)講述得生動形象。這讓學(xué)生們輕松愉快地了解并喜歡上了這門學(xué)問。
然而，張貝克卻并不滿足?！斑@本書雖然超過600頁，但我們要做的還遠遠不夠?！彼f，“在課堂與產(chǎn)業(yè)之間存在著一定的差距。這是無法僅憑教師單方面的努力來填補的，也需要企業(yè)界在課程開發(fā)、教材編寫、實踐教學(xué)、教師培訓(xùn)、學(xué)生競賽等人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮更大作用?！?/p>
自動化=修自行車？
除了任教之外，張貝克還是中國系統(tǒng)仿真學(xué)會教育工作委員會主任及全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽的秘書處主任。自2006年第一屆起，他便與大賽結(jié)緣，成為令無數(shù)參賽學(xué)子心懷感恩的啟蒙老師。
2013年，張貝克去一所大學(xué)舉行挑戰(zhàn)賽的宣講會。當(dāng)時，一名自動化專業(yè)的學(xué)生站起來說，自己一直對畢業(yè)后的去向感到迷茫。師哥師姐還曾半開玩笑地告訴他，畢業(yè)后只能去修自行車。直到聽完宣講，他才了解原來自動化是門有趣而神奇的學(xué)問。說完，他向講臺的方向深深鞠了一躬。
“人才為本”是“中國制造2025”規(guī)劃的5大基本方針之一。然而，目前國內(nèi)大學(xué)教育注重理論，而相對忽視實踐。以自動化專業(yè)為例，學(xué)生雖然能夠熟記變頻原理，但對變頻器究竟如何在工業(yè)項目中應(yīng)用卻知之甚少。
“這就好比學(xué)烹飪的人卻沒握過菜刀。如果教學(xué)只是‘紙上談兵’，學(xué)生將永遠無法成為產(chǎn)業(yè)需要的人才。”張貝克說。
產(chǎn)學(xué)間的斷層也讓企業(yè)不得不對人才的“再培養(yǎng)”煞費苦心。“以西門子研發(fā)工程師崗位為例，大學(xué)畢業(yè)生一般要經(jīng)過12至18個月的‘再培養(yǎng)’才能合格上崗。” 西門子教育合作項目專員元娜說。
在一份關(guān)于未來制造業(yè)的研究報告中，麥肯錫預(yù)測，在中國，企業(yè)到2020年將需要1.4億高級技能人才，而缺口將達約2200萬人。
西門子正是在彌補這一缺口。在與教育部簽訂的合作備忘錄框架下，西門子通過課程開發(fā)、教材編寫、實踐基地建設(shè)、教師培訓(xùn)、“西門子杯”挑戰(zhàn)賽等多方面努力，為中國未來制造業(yè)的高堂廣廈打下堅實的地基。
自2006年加入西門子以來，元娜一直負責(zé)西門子教育合作項目。這十年的堅持不過源于一個樸素的愿望。“我們的想法很簡單，就是要培養(yǎng)出最優(yōu)秀的工程師。只不過我們都是‘較真’的人，所以一做就是十年?！彼f。
“對未來制造業(yè)來說，一個優(yōu)秀的人才不僅要掌握相關(guān)知識，熟練使用工具，還要具備抗壓能力等素養(yǎng)，以及豐富的實踐經(jīng)驗?！痹日f，“在德國，這些都可以在‘雙元制教育’中得到培養(yǎng)?！?/p>
雙元制教育是指學(xué)校與企業(yè)合作，保證學(xué)生每周有一半時間在校學(xué)習(xí)理論知識，另一半時間則進入企業(yè)進行實踐培訓(xùn)。
“中國的國情與德國不同，不能生搬雙元制。但我們正在學(xué)習(xí)其中的精華，以摸索出適合中國教育體系的人才培養(yǎng)方式。”她補充道。
走心不作秀
應(yīng)用型人才培養(yǎng)是一個閉環(huán)。學(xué)生們從教材和課程中學(xué)習(xí)先進技術(shù)和工程知識，在實驗室親手實踐，最后在大賽中檢驗成果。而對每個環(huán)節(jié)，西門子都能給予支持。
至2015年，西門子和院校合作開發(fā)了50多部面向工程人才培養(yǎng)的教材和課程?！拔覀兊慕滩暮驼n程像詳實的工程指南，讓同學(xué)們坐在教室就能了解一個個工程項目是如何從無到有的。”元娜說。
走進西門子與北京化工大學(xué)共建的全生命周期實訓(xùn)基地，更是仿佛置身未來“工業(yè)4.0”時代。排列整齊的液體罐、全自動操作設(shè)備，以及實時更新的顯示屏無不模擬了智能過程工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境。在這里，學(xué)生們利用西門子軟硬件，體驗從產(chǎn)品創(chuàng)意、研發(fā)、工廠設(shè)計到生產(chǎn)的制造業(yè)全生命周期。
圖： 張貝克在全生命周期實訓(xùn)基地內(nèi)指導(dǎo)學(xué)生
“同學(xué)們可以根據(jù)自己的興趣和專業(yè)扮演各種角色，可以從儀表工做起，也可以去體驗當(dāng)畫圖員或車間主任的感覺。”張貝克說，“通過‘身臨其境’，他們能提前感受數(shù)字化工廠的真正魅力。”
至2015年，西門子已與院校合作在全國建成超過300個實驗室。此外，從教師培訓(xùn)、教育論壇到各種研討會和講座，西門子的培訓(xùn)平均每年也讓超過800名教師受益。
已有18年教齡的北京建筑大學(xué)老師李壯舉就曾赴德國深入學(xué)習(xí)。期間，他不僅參觀了西門子安貝格工廠，還在埃特林根應(yīng)用科技大學(xué)親身感受了德國以實踐為主的教學(xué)方式。
“西門子的培訓(xùn)是真的踏實和走心。實打?qū)嵉闹R分享也讓我們對‘工業(yè)4.0’有了更深刻的理解。”他一臉興奮地說道。
回國之后，李壯舉就立即修正了課件，好讓自己的教學(xué)也趕上國際“潮流”。而他本人也成為了西門子的“精英講師”，把學(xué)到的先進理念和知識介紹給其他老師。
“老師是學(xué)生邁入職場之前的領(lǐng)路人。只有他們的眼界開闊了，才能幫助學(xué)生走得更遠。” 元娜說。
從“靈光一現(xiàn)”到“點石成金”
師父領(lǐng)進門，修行在個人。學(xué)生們到底學(xué)得如何呢？這得讓他們真刀真槍地比試才能見分曉。全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽便是最好的“戰(zhàn)場”。
大賽由三方聯(lián)合主辦，包括由教育部委托的教育部高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會、西門子以及中國系統(tǒng)仿真學(xué)會。2015年，賽項增至5項：設(shè)計開發(fā)、邏輯控制、運動控制、工程創(chuàng)新和硬件研發(fā)。
大賽每年提出產(chǎn)業(yè)界的通用難題，向全國學(xué)生“招標(biāo)”。學(xué)生們組織隊伍“應(yīng)標(biāo)”后，在西門子控制系統(tǒng)上編程和開發(fā)，解決問題。而工程創(chuàng)新賽項則鼓勵學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)生活中的問題，給出解決方案。
大賽最大化地模擬了現(xiàn)實場景。學(xué)生不僅要根據(jù)創(chuàng)意做出原型機，還要將成果“移交”給 “甲方”——由大賽選出的一群完全沒有工科背景的志愿者，讓他們明白自己的作品是如何使用和調(diào)試的。
在工程創(chuàng)新賽項中，學(xué)生還需要撰寫商業(yè)計劃書，通過答辯將自己的金點子“推銷”給評委。大賽還特別設(shè)置了“攻擊”和“獻計”環(huán)節(jié)，考察參賽者是否能快速抓到對手作品的致命弱點，并給出合理建議。
在大賽中，學(xué)生們學(xué)會了“點石成金”。家用紅酒釀造機、自動芋仔切削機、網(wǎng)球伴侶機器人……這些來自生活中的“靈光一現(xiàn)”在他們手中變?yōu)榱爽F(xiàn)實。
圖： 學(xué)生在實驗室內(nèi)討論挑戰(zhàn)賽題目
網(wǎng)球伴侶機器人的發(fā)明者是北京理工大學(xué)的大二學(xué)生趙家樑和劉筼瑄，以及研二學(xué)生王浩。他們都喜歡打網(wǎng)球，卻常為費時費力的彎腰撿球而苦惱，于是萌生了發(fā)明揀球機器人的想法。他們買來鋼板，一點點學(xué)著切割和打磨機器人骨架，手上都磨出了水泡。為了買到合適的材料，有時還要搭上好幾個星期的生活費。最終，他們的作品在2015年的大賽上獲得了工程創(chuàng)新賽項的一等獎。
圖：劉筼瑄（左）與趙家樑（中）向張貝克（右）展示網(wǎng)球伴侶機器人
“雖然過程非常辛苦，但看到自己做的機器人動起來，覺得餓肚子也值了?！?劉筼瑄說。
他的搭檔趙家樑則笑著說：“我想成為一名機器人設(shè)計師。大賽讓我朝著這個理想邁出了第一步?！?/p>
而長春理工大學(xué)的張鑫更是憑著大賽這把“金鑰匙”，打開了通往職業(yè)道路的大門。
“大一、大二的時候，我雖然學(xué)到了很多知識，但對自動化的理解還不夠深入?！睆場握f，“直到大三，參加了大賽，我才真正能將所學(xué)知識融會貫通?！?/p>
在2015年的大賽上，張鑫和隊友設(shè)計了一個摩天輪式立體車庫來解決停車難的問題。“剛開始我們遇到了一些困難，因為課本理論不能生搬到項目中。后來通過自學(xué)和向老師請教，才漸漸摸著門道?！彼f。
參賽那幾個月，張鑫每天早上六點多就往實驗室跑，晚上十點多才回寢室。幾個月的努力換來的是令人驚訝的快速成長。畢業(yè)前夕，憑著參加大賽的經(jīng)歷和優(yōu)秀的綜合素質(zhì)，他更是打敗眾多競爭對手，如愿被一家知名的電子公司錄用，成為了一名真正的工程師。
“通過大賽，學(xué)生們在思維方式和解決問題的方法上和企業(yè)需求對接。這能讓他們在職業(yè)道路上走得更順。”張鑫的指導(dǎo)老師姜豐欣慰地表示。
大賽舉辦9屆以來，共有來自28個省市的10242名學(xué)生組成了3414支隊伍參賽。參賽學(xué)校占全國理工類院校的40%。
大賽在全國各地的影響力也與日俱增。黑龍江、上海、山東和安徽等省市教育廳都積極鼓勵學(xué)生參賽，并對得獎學(xué)生給與獎勵。在安徽，如果教師帶隊在大賽中獲獎，還可獲得省教育廳頒發(fā)的教學(xué)成果獎。
“下一個10年，我們要繼續(xù)努力。目標(biāo)是每年的參賽隊伍從現(xiàn)在的1500多支增加到3000支。這樣一想，就覺得格外有干勁兒?！痹刃χf。
“很少有企業(yè)能夠長期堅持投入教育，因為回報往往無法用金錢衡量，而且不能立竿見影?！睆堌惪苏f，“西門子十年如一日的投入證明了它對制造產(chǎn)業(yè)乃至社會的一種‘舍我其誰’的責(zé)任感?！?/p>
春雨無言，潤物卻有聲。西門子十年付出，收獲的是一聲聲來自老師與學(xué)生的感謝。從內(nèi)蒙古、長春、銀川，到北京、上海、廈門……這些聲音匯聚在一起，共同承托起了一代人的夢想，而這個夢想正是充滿無限可能的中國制造業(yè)的明天。
