工業(yè)4.0背景下智能制造專業(yè)群課程體系構(gòu)建

王燕

摘要：《中國制造2025》提出傳統(tǒng)的制造業(yè)要向智能化，網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。針對這種情況，某學(xué)院對傳統(tǒng)的制造業(yè)專業(yè)進行了課程體系調(diào)整，使其向智能制造業(yè)發(fā)展。通過對學(xué)生學(xué)情和就業(yè)情況的分析，學(xué)生學(xué)習(xí)成績顯著提高，就業(yè)情況大幅改善，達(dá)到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；智能制造；課程體系

中圖分類號：G4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.22.086

0引言

蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院前身是甘肅煤炭職工大學(xué)，有很深的煤炭行業(yè)背景，隨著《中國制造2025》的提出及煤炭行業(yè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整，傳統(tǒng)的礦山機電類專業(yè)培養(yǎng)模式已滿足不了社會需求。與此同時，該學(xué)校還是甘肅省人民政府和國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局共建高校，旨在培養(yǎng)安全監(jiān)管方面人才。鑒于上述情況，為培養(yǎng)面向智能制造業(yè)和機電設(shè)備安全監(jiān)管方面的人才，本課題按照“智能+網(wǎng)絡(luò)+安全”的思路，對礦山機電類專業(yè)培養(yǎng)體系進行了調(diào)整，使其轉(zhuǎn)型成智能制造類專業(yè)群，更好的適應(yīng)時代發(fā)展。

1體系構(gòu)建的內(nèi)容

1.1改變專業(yè)體系，突出智能制造，建立現(xiàn)代學(xué)徒制

一是取消選礦技術(shù)專業(yè)，壓縮礦山機電專業(yè)招生規(guī)模，新增礦業(yè)裝備，工業(yè)機器人專業(yè)，使專業(yè)逐漸向智能制造靠攏。二是按照現(xiàn)代學(xué)徒制培養(yǎng)模式修訂工業(yè)機器人技術(shù)、工礦業(yè)裝備，礦山機電個專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，積極開展訂單培養(yǎng)，比例達(dá)50%以上，完成專業(yè)核心課程標(biāo)準(zhǔn)30個。

1.2優(yōu)化課程體系，建立共享平臺，突出實踐環(huán)節(jié)

一是刪減《礦山通信》《礦山供電》等課程，新增《單片機原理與應(yīng)用》《組態(tài)軟件》等課程，使課程設(shè)計更好趨于智能制造。二是按照省級共享型課程開發(fā)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，建設(shè)完成《單片機原理及控制》、《數(shù)控加工與編程》、《電力拖動設(shè)備運行與維護》、《液壓與氣壓傳動》等4門共享資源課程，新增資源達(dá)1000以上。三是加強生產(chǎn)性實訓(xùn)基地建設(shè)，新建裝備制造類實訓(xùn)中心和電梯工程技術(shù)實訓(xùn)中心，新增設(shè)備值3400萬元左右，新增設(shè)備400余臺套，新增實訓(xùn)室10個，新增實訓(xùn)項目100余個，新增工位數(shù)400個，開發(fā)實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書10個。

1.3增強師資培訓(xùn)，加強科學(xué)研究，深化校企合作

一是加強師資隊伍建設(shè)，近兩年來共組織教師考察學(xué)習(xí)4次，培養(yǎng)了2名專業(yè)帶頭人，4名骨干教師。其中2名教師獲得省級名師，2名教師獲得學(xué)院青年教師成才獎。工業(yè)機器人團隊獲得甘肅省省級教學(xué)團隊。專任教師雙師素質(zhì)比例達(dá)90%以上，碩士研究生以上學(xué)歷教師比例達(dá)到60%。二是逐年聘請企業(yè)高管、知名工程師、行業(yè)專家、崗位技術(shù)能手進校園講座1次，深化校企合作。三是加強科學(xué)研究與技術(shù)積累，與企業(yè)合作完成科研項目1個，開展技術(shù)攻關(guān)1項，申報專利2項，完成技術(shù)積累項目3項，并建立裝備制造大數(shù)據(jù)。

1.4完善“雙創(chuàng)”體系，拓寬就業(yè)渠道，拓展國際交流

一是把創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)方案，形成了創(chuàng)業(yè)教育課程體系，開設(shè)可創(chuàng)業(yè)教育課程，并設(shè)專門的機電類創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)老師，對學(xué)生進行授課；此外，利用國家培訓(xùn)師基地等平臺，對學(xué)生進行創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)。二是圍繞“創(chuàng)新辦學(xué)體制與運行模式”，開展各種創(chuàng)新活動與職業(yè)技能競賽，每兩年組織師生開展技能比武，并積極參加國家級數(shù)控大賽、電梯維修工行業(yè)技能競賽。三是拓展國際交流合作，搭建與職業(yè)教育發(fā)達(dá)國家的合作交流平臺，實現(xiàn)校際師生交流互訪1次。

1.5依托省部共建，提升安全培訓(xùn)，強化社會服務(wù)

一是依托國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局和甘肅省共建安全實訓(xùn)基地，完善礦山機電設(shè)備和特種設(shè)備的實訓(xùn)室建設(shè)，提升安全培訓(xùn)規(guī)模和質(zhì)量，每年完成安監(jiān)人員培訓(xùn)500人次。二是強化社會服務(wù)，每年完成企業(yè)員工專業(yè)技術(shù)、職業(yè)技能等培訓(xùn)200余人次，總數(shù)達(dá)1000人次以上，開展技術(shù)咨詢服務(wù)2次。

2體系構(gòu)建的方法

德國工業(yè)4.0的內(nèi)容可以歸結(jié)為“一個核心”“三大集成”，“一個核心”指“智能化+網(wǎng)絡(luò)化”集成，“三大集成”指機器技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和各種應(yīng)用軟件的集成。從工業(yè)4.0可以看出，傳統(tǒng)的制造業(yè)與IT行業(yè)的融合變得空前緊密。針對上述情況，通過廣泛調(diào)研智能制造業(yè)就業(yè)崗位和技術(shù)領(lǐng)域，在分析人才知識、能力和素質(zhì)等方面需求的基礎(chǔ)上，形成了“智能+網(wǎng)絡(luò)+安全”的課程結(jié)構(gòu)體系，完善了“‘走出去與‘請進來相結(jié)合的師資培養(yǎng)模式”，構(gòu)建了“相互平行、融合交叉的理論和實踐教學(xué)體系”，搭建了“基于互聯(lián)網(wǎng)的共享資源與考試平臺”，創(chuàng)建了“‘四維的教學(xué)模式”。

2.1“智能+網(wǎng)絡(luò)”課程體系

針對工業(yè)4.0提出的要求，為配合智能制造2025，結(jié)合自身辦學(xué)的特點，對課程體系進行了相應(yīng)的調(diào)整，增加了智能+網(wǎng)絡(luò)的課程。以機電一體化專業(yè)為例，增加了工業(yè)以太網(wǎng)課程設(shè)計，新增虛擬儀器，組態(tài)軟件，網(wǎng)絡(luò)控制，單片機應(yīng)用等課程，凸顯智能化與網(wǎng)絡(luò)化。此外，為配合培養(yǎng)機電設(shè)備安全監(jiān)管人員，突出學(xué)院“安全”特色，在智能制造專業(yè)群各專業(yè)人才培養(yǎng)方案中新增機電設(shè)備安全運行，安全監(jiān)控等課程。

2.2“走出去”與“請進來”相結(jié)合的師資培養(yǎng)模式

針對教師專業(yè)知識機械類與電子控制類嚴(yán)重剝離以及實踐經(jīng)驗僅限于煤礦的問題，加大了教師培訓(xùn)的力度。一是打破專業(yè)限制。工業(yè)4.0要求傳統(tǒng)工業(yè)與電子，IT行業(yè)緊密融合，鑒于此種情況，打破教師專業(yè)限制，取消機械，電子，控制，IT等專業(yè)分類。教師通過自學(xué)，培訓(xùn)，繼續(xù)深造等方式，全方面掌握上述專業(yè)知識，最終使每位教師可以勝任任何一門智能制造類專業(yè)課程。兩年來先后有多名教師獲得工程碩士及高級技能證。二是“走出去”。針對教師實踐經(jīng)驗不足的問題，每年分批次選派教師到新型制造類企業(yè)掛職培訓(xùn)，兩年來，先后有8名教師赴蘇州大金空調(diào)，常州耒陽電梯實訓(xùn)，華中數(shù)控等企業(yè)進行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，通過培訓(xùn)使專任教師雙師素質(zhì)比例達(dá)90%以上。三是“請進來”。聘請企業(yè)高管、知名工程師、行業(yè)專家、崗位技術(shù)能手進校園。兩年來，先后有多名企業(yè)工程師指導(dǎo)學(xué)生實訓(xùn)，舉行專業(yè)講座1次，深化校企合作。

2.3機電學(xué)科融合的教學(xué)體系

工業(yè)4.0對學(xué)科融合，實踐能力提出了更高的要求。為適應(yīng)制造業(yè)的發(fā)展，打破機械類和電子類學(xué)科界限，將課程進行有機整合，形成了以項目任務(wù)為導(dǎo)向的課程融合體系，先后完成了《機械制圖+CAD》，《單片機+傳感器》，《PLC+液氣壓傳動》等課程融合改革。與此同時，為配合項目化教學(xué)，完成智能化培訓(xùn)，兩年來，共新建完成《智能制造實訓(xùn)室》，《工業(yè)機器人》，《電梯智能控制》等智能化較高的實訓(xùn)室。

2.4基于互聯(lián)網(wǎng)的共享資源與考試平臺

為了更好適應(yīng)工業(yè)4.0環(huán)境，適應(yīng)信息化教學(xué)需求，搭建了互聯(lián)網(wǎng)+模式下的課程平臺。兩年來共建立《單片機原理與應(yīng)用》，《數(shù)控技術(shù)》《可編程控制器》3門共享資源課程教學(xué)平臺，《傳感器》，《液氣壓傳動》等4門課程實現(xiàn)在線考試。

2.5“四維”的教學(xué)模式

在教學(xué)過程中實施“四維”體驗教學(xué)模式，該模式工包括4種基本形式。一是“體驗式”課堂教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)做一體化。二是“體驗式”現(xiàn)場實習(xí)。包括認(rèn)識實習(xí)、頂崗實習(xí)、崗前培訓(xùn)三是 “體驗式”社會實踐。要求學(xué)生利用寒暑假開展社會實踐。四是“體驗式”課外活動。依托機電學(xué)社、結(jié)合“挑戰(zhàn)杯”，電子設(shè)計大賽等活動豐富學(xué)生課外活動。

3體系構(gòu)建的成果

3.1完成了教師知識革新與優(yōu)化

針對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型期教師知識儲備不足的問題，進行大范圍的師資培訓(xùn)，先后有6教師深入企業(yè)參加培訓(xùn)。與此同時，利用每年寒暑假，聘請知名企業(yè)專家與專業(yè)技術(shù)人員對在校教師進行相關(guān)軟件，新專業(yè)知識進行培訓(xùn)。

3.2改革了教學(xué)模式，做到“做中學(xué)，學(xué)中做”

以“教學(xué)做”一體為主要形式的課堂教學(xué)模式，倡導(dǎo)采用六步驟教學(xué)法、項目教學(xué)法、案例教學(xué)法、角色扮演法等強調(diào)學(xué)生主體、教師引導(dǎo)的教學(xué)方法。例如“六步教學(xué)法”，依據(jù)典型工作任務(wù)完成過程中所經(jīng)歷的“資訊→計劃→決策→實施→檢查→評估”六個步驟來組織教學(xué)活動，在整個教學(xué)過程中，教師從知識的傳授者轉(zhuǎn)變成一個咨詢者或者指導(dǎo)者，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，參與教學(xué)過程。

3.3實現(xiàn)了機械類和電子類課程融合

針對工業(yè)4.0提出的要求，對課程進行相應(yīng)融合。首先，基于智能制造業(yè)相關(guān)產(chǎn)品，設(shè)計大項目，使相關(guān)課程針對該任務(wù)進行知識點融合。其次，改革教學(xué)內(nèi)容，做到融合課程理論教學(xué)分開授課，實踐課程統(tǒng)一進行。再次，統(tǒng)一考核形式，做到兩門課程考核體系融合。最后，通過電工實習(xí)等培訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，使課程融合和實習(xí)培訓(xùn)相結(jié)合。與此同時，依托電子設(shè)計大賽，挑戰(zhàn)杯，職業(yè)技能大賽等活動，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力。

3.4確立了現(xiàn)代學(xué)徒制培養(yǎng)模式

為拓寬學(xué)生就業(yè)渠道，提高學(xué)生技能水平，讓學(xué)生更好的服務(wù)于智能制造業(yè)。先后與蘇州東山精密儀器，大金空調(diào)建立了現(xiàn)代學(xué)徒制培訓(xùn)班，依托上述企業(yè)，完成學(xué)生頂崗實習(xí)，認(rèn)識實習(xí)。同時企業(yè)專家親臨課堂，為學(xué)生講授實踐知識與行業(yè)動態(tài)。

3.5完善大賽培訓(xùn)機制

圍繞“創(chuàng)新辦學(xué)體制與運行模式”，開展職業(yè)技能競賽，每兩年組織師生開展技能比武，并積極參加國家級數(shù)控大賽、電梯維修工行業(yè)技能競賽，取得可喜的成績。近3年來以模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)和自動線技術(shù)為平臺，面向全省職業(yè)院校的專業(yè)教師，開展智能制造的技能培訓(xùn)。本專業(yè)在承擔(dān)全省機電專業(yè)的師資培訓(xùn)工作基礎(chǔ)上，現(xiàn)已成為國家級安全人員培訓(xùn)基地。

4應(yīng)用效果

目前的主要推廣應(yīng)用主要在我院機電工程系智能制造專業(yè)群所屬專業(yè)與方向（工業(yè)機器人、工業(yè)自動化、電梯工程技術(shù)、機電設(shè)備管理與維修、機電一體化技術(shù)）推廣。

主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）學(xué)生綜合素質(zhì)高。近年來，我院畢業(yè)生職業(yè)技能證書或職業(yè)資格證書的首次獲取率達(dá) 96%。2015年以來，我院學(xué)生參加全省高職高專各類專業(yè)競賽均取得了較好的成績，共獲得國家級獎項3人次，全國電子設(shè)計大賽甘肅賽區(qū)一等獎一次，二等獎三次。

（2）新生報到率及畢業(yè)生就業(yè)率高。連續(xù)四年在省人事廳公布的就業(yè)率排行榜上排名全省高職院校第一位，平均首次就業(yè)率達(dá)70%以上，特色專業(yè)為100%，被評為“甘肅省普通高校畢業(yè)生就業(yè)工作先進單位”。畢業(yè)生以“技術(shù)素質(zhì)強、吃苦精神強、實干能力強、團隊意識強”享譽甘肅。據(jù)麥克思數(shù)據(jù)分析，本專業(yè)畢業(yè)生具有可觀的待遇與良好的發(fā)展前景，80%對專業(yè)及工作崗位持滿意態(tài)度。良好的社會聲譽和高就業(yè)率為我院吸引了大量的優(yōu)質(zhì)生源，考生錄取分?jǐn)?shù)逐年提升。招生規(guī)模逐年擴大，第一志愿報考上線率、新生報到率逐年提高。

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