基于學(xué)院立方體模式的智能制造工程人才培養(yǎng)

陳志強(qiáng) 陳旭東

【摘 要】本文分析了“中國(guó)制造2025”背景下工程人才下人才需求特點(diǎn).針對(duì)國(guó)內(nèi)制造業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，結(jié)合工業(yè)4.0下的國(guó)際人才戰(zhàn)略，提出了面向中國(guó)制造的學(xué)院立方體工程人才的培養(yǎng)模式。重點(diǎn)闡述了學(xué)院立方體培養(yǎng)模式的內(nèi)涵，重點(diǎn)以及路徑。有機(jī)結(jié)合雇主、就業(yè)機(jī)構(gòu)、大學(xué)、教師、學(xué)生、求職者六要素，實(shí)踐、互動(dòng)、自主三位一體，探索智能制造工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的培養(yǎng)路徑、課程體系和評(píng)價(jià)指標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】學(xué)院立方體；智能制造；工程人才

中圖分類號(hào)： F424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）16-0135-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.062

【Abstract】This paper analyzes the characteristics of talent demand under the background of “made in China 2025”. Based on the situation of talents training in domestic manufacturing Industry and the international talent strategy of Industry 4.0， College cube model based cultivation model facing to the manufacture in China are proposed. The proposed model is the trinity of practice， interaction and Autonomy， which is an organic combination of six elements： employers， employment agencies， universities， teachers， students， job seekers. In addition， this work explore the training path， curriculum system and evaluation index of Creative talents in Intelligent Manufacturing Engineering.

【Key words】College Cube Model； Intelligent Manufacturing； Engineering talents

0 引言

隨著制造業(yè)與新一代信息技術(shù)的深度融合，全世界的制造業(yè)格局正面臨重大調(diào)整，也引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革。美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)先后公布了不同的工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃。2015年5月，中國(guó)國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》，對(duì)智能制造領(lǐng)域做出了整體的要求和規(guī)劃[1]。進(jìn)行信息化與工業(yè)化深度融合，是智能制造的主攻方向。其中人力資源是推動(dòng)智能制造在中國(guó)環(huán)境下落地的一個(gè)關(guān)鍵因素?！吨袊?guó)制造2025》也明確指出，需要加強(qiáng)制造業(yè)人才發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃和分類指導(dǎo)，組織實(shí)施制造業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃，以高層次、急需緊缺專業(yè)技術(shù)人才和創(chuàng)新型人才為重點(diǎn)，實(shí)施專業(yè)技術(shù)人才知識(shí)更新工程和先進(jìn)制造卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，完善從研發(fā)、轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)到管理的人才培養(yǎng)體系。本文旨在面向“中國(guó)制造2025”，探索智能制造工程科技人才的培養(yǎng)模式。

1 “中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略下人才需求特點(diǎn)

工信部部長(zhǎng)苗圩在2015 年智能制造國(guó)際會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要將智能制造作為實(shí)施《中國(guó)制造2025》的主攻方向，其主線是信息化與工業(yè)化的深度融合。智能制造在工作和技術(shù)領(lǐng)域主要特點(diǎn)如下[2-3]：（1）以分工為典型特征的傳統(tǒng)制造加工工藝將作為工業(yè)智能制造體系的一部分，被整合到新的組織運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)中，智能設(shè)備涉及決策、控制、協(xié)調(diào)和支持等功能；（2）虛擬網(wǎng)絡(luò)與真實(shí)機(jī)器間的組織協(xié)調(diào)，控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)間交互作用的協(xié)調(diào)，從而形成高度靈活、個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈；（3）通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠與用戶、工廠與企業(yè)、工廠與零售等各相關(guān)節(jié)點(diǎn)的無縫互聯(lián)，使得大規(guī)模的個(gè)性化定制成為可能。

因此，智能制造的實(shí)施者需要信息通信技術(shù)融合、制造業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)融合，再加上各種工具軟件，將導(dǎo)致很多任務(wù)會(huì)作為一個(gè)范圍更廣的技術(shù)、組織和社會(huì)背景的一部分來執(zhí)行。在互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)化深度融合的驅(qū)使下，未來的制造業(yè)必將成為一項(xiàng)綜合應(yīng)用各學(xué)科門類的前沿領(lǐng)域，一專多精、多專多精的復(fù)合型人才將是未來信息產(chǎn)業(yè)人才需求的方向[4]。

2 國(guó)內(nèi)制造業(yè)工程人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

我國(guó)目前的專業(yè)人才在創(chuàng)新引領(lǐng)和主動(dòng)作為等方面與國(guó)際一流水準(zhǔn)相比尚有較大差距。主要表現(xiàn)在：（1）專業(yè)定位與社會(huì)發(fā)展脫節(jié)，傳統(tǒng)條塊分割式的人才專業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適應(yīng)發(fā)展的需要[4]；（2）師資建設(shè)滯后，高校教師重科學(xué)研究輕工程技術(shù)，大學(xué)人才引進(jìn)機(jī)制也是重科研輕實(shí)踐，相當(dāng)多的教師都沒有工程實(shí)踐；（3）教學(xué)方法與內(nèi)容陳舊，以課堂講解為主的教學(xué)模式難以培養(yǎng)具備實(shí)踐能力的人才；（4）信息相對(duì)封閉，學(xué)生甚至授課者都不了解企業(yè)的需求，導(dǎo)致所學(xué)非所用。（5）現(xiàn)有工程能力主要培養(yǎng)模式，比如校企合作、實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)、組織各類競(jìng)賽等都遇到不同困境[5]。

幾乎所有的學(xué)校都在運(yùn)用校企合作模式，但是當(dāng)前不同的企業(yè)對(duì)不同層次學(xué)校的青睞程度不一樣，企業(yè)需求與大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)不一致，導(dǎo)致相當(dāng)多的大學(xué)與企業(yè)陷入到無法達(dá)到共同解決工程實(shí)際問題及培養(yǎng)學(xué)生的窘境；受經(jīng)費(fèi)所限，實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地并不完善，甚至有些實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地成為“參觀式”學(xué)習(xí)中心；各類競(jìng)賽提升了少部分有些學(xué)生的能力，但大多數(shù)學(xué)生參與的機(jī)會(huì)很少。正如《中國(guó)制造2025》所述，為適應(yīng)工業(yè)4.0的人才需要，需要健全多層次人才培養(yǎng)體系。

3 工業(yè)4.0下國(guó)際人才培養(yǎng)戰(zhàn)略

隨著全球制造業(yè)的調(diào)整，在育人機(jī)制方面，美國(guó)出臺(tái)了與企業(yè)、大學(xué)、社區(qū)共同建立全國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新研究網(wǎng)絡(luò)（NNMI）的倡議，整合政府、企業(yè)、高校及其他社會(huì)資源，制訂了一個(gè)計(jì)劃旨在將知識(shí)到生產(chǎn)技術(shù)直接通過創(chuàng)新聯(lián)盟的形式縮短制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)過程。

德國(guó)工業(yè)4.0平臺(tái)工作組針對(duì)工業(yè)4.0人才培養(yǎng)，制定了詳盡的技術(shù)工人終身學(xué)習(xí)計(jì)劃、任職資格和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的輔助措施[2]：設(shè)計(jì)推廣模式方案，幫助識(shí)別員工擁有在特定的專業(yè)領(lǐng)域外的額外技能，并促進(jìn)職業(yè)和學(xué)術(shù)訓(xùn)練之間以及不同培訓(xùn)和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的課程系統(tǒng)之間的互動(dòng)策略；建立和推廣職業(yè)發(fā)展“最佳實(shí)踐網(wǎng)絡(luò)”；調(diào)查在工作場(chǎng)所獲取知識(shí)和技能、發(fā)展數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)的新方法；推廣工作組織的跨領(lǐng)域方法，對(duì)所有工業(yè)4.0時(shí)代的任職資格、培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展措施需要采取合作研究執(zhí)行形式的綜合研究；推廣工業(yè)4.0特有的學(xué)習(xí)內(nèi)容與跨領(lǐng)域合作；建構(gòu)基于IT技術(shù)的系統(tǒng)模型，其中需要包括現(xiàn)實(shí)和數(shù)字世界之間的相互作用的模型[6]。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)公布了《2015年版制造白皮書》，強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、軟件在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性。俄羅斯工程教育認(rèn)為需要在把握現(xiàn)代工程的基本趨勢(shì)、方法及工具的基礎(chǔ)上，改造現(xiàn)有工程教育模式，并在此基礎(chǔ)上，通過仿真設(shè)計(jì)和多學(xué)科交叉的方式，堅(jiān)持走工業(yè)與高校相互協(xié)作的有效路徑。

針對(duì)工程能力培養(yǎng)，其他國(guó)家如西班牙、英國(guó)等國(guó)家提出基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)方法的工程人才培養(yǎng)體系、西班牙和墨西哥等國(guó)家提出學(xué)生團(tuán)隊(duì)與基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的工程人才培養(yǎng)模式等。

4 學(xué)院立方體學(xué)習(xí)模式

思愛普公司和德國(guó)聯(lián)邦教育研究部在2013年德國(guó)漢諾威消費(fèi)電子、信息及通信博覽會(huì)（CeBIT 2013）上，針對(duì)工業(yè)4.0人才需求，正式推出了的學(xué)院立方體人才培養(yǎng)模式，目的是應(yīng)對(duì)由工業(yè)4.0產(chǎn)生的新的培訓(xùn)形式和內(nèi)容需求。如圖1所示，從實(shí)踐性、交流性與自主性三方面來探索教與學(xué)的范式?！皩?shí)踐、交往、自主”構(gòu)成了立方體的三個(gè)軸。八個(gè)結(jié)點(diǎn)A、 B、C、D、C、F、G、H代表了八種典型的教與學(xué)的范式。

學(xué)院立方體創(chuàng)立初衷就以歐洲南部的技術(shù)工人為目標(biāo)，為各方提供在線信息，指導(dǎo)技術(shù)工人在國(guó)內(nèi)外如何使用他們技能和知識(shí)?；谠破脚_(tái)技術(shù)學(xué)院立方體系統(tǒng)中，企業(yè)工廠提供在線學(xué)習(xí)課程并發(fā)布空缺職位的類型及需求數(shù)量，學(xué)生或者求職者發(fā)現(xiàn)新職業(yè)路徑，學(xué)院立方體幫助學(xué)生獲得申請(qǐng)意向職位所需的必要培訓(xùn)。大學(xué)、就業(yè)機(jī)構(gòu)、培訓(xùn)內(nèi)容提供方、雇主、學(xué)生、求職者各代表一個(gè)面，共同形成一個(gè)立方體。目前學(xué)院立方體已提供了工業(yè)4.0領(lǐng)域的6個(gè)完整課程及12個(gè)專項(xiàng)課程。學(xué)習(xí)內(nèi)容包括自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)分析、制造和物流過程以及安全和數(shù)據(jù)保護(hù)等領(lǐng)域。

工業(yè)4.0 員工素質(zhì)培訓(xùn)、技能培訓(xùn)等領(lǐng)域具有較強(qiáng)的針對(duì)性，學(xué)院立方體對(duì)培養(yǎng)智能制造復(fù)合型人才有重要的參考價(jià)值，在歐洲尤其是德國(guó)已經(jīng)被政府認(rèn)可。但要把該概念運(yùn)用于中國(guó)，仍需要結(jié)合中國(guó)國(guó)情以及大學(xué)本身特色對(duì)其內(nèi)涵和方式進(jìn)行改良。

5 面向“中國(guó)制造2025”的學(xué)院立方體

學(xué)院立方體思想的精髓在于從雇主、就業(yè)機(jī)構(gòu)、大學(xué)、教師、學(xué)生、求職者六要素出發(fā)，來培養(yǎng)工程人才。結(jié)合中國(guó)國(guó)情，6要素分別扮演的角色內(nèi)涵定義如下：

就業(yè)機(jī)構(gòu)：雇主與求職者橋梁。

大學(xué)：學(xué)生教師資源供給，大學(xué)培養(yǎng)機(jī)制創(chuàng)新

雇主（企業(yè)）：發(fā)布技能人才需求，提供人才培訓(xùn)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)高技能人才。

教師：選擇定制培養(yǎng)計(jì)劃，制定培養(yǎng)路徑，實(shí)施培訓(xùn)內(nèi)容。

學(xué)生：發(fā)現(xiàn)新職能路徑，學(xué)習(xí)職能需求課程。

求職者：發(fā)現(xiàn)工作機(jī)會(huì)，針對(duì)需求繼續(xù)教育。

要構(gòu)建符合《中國(guó)制造2025》規(guī)劃要求的學(xué)院立方體培養(yǎng)模式，需要從如下幾個(gè)角度來構(gòu)建。

（1）構(gòu)建中國(guó)制造人才市場(chǎng)需求分析模型

高校人才培養(yǎng)與社會(huì)需求間的結(jié)構(gòu)性矛盾和校際同質(zhì)化現(xiàn)象異常突出，其中原因之一就是信息不充分和不對(duì)稱造成。網(wǎng)絡(luò)招聘成為主流招聘方式，雇主通過51job、前程無憂等就業(yè)機(jī)構(gòu)平臺(tái)發(fā)布需求信息，這為基于大數(shù)據(jù)的人才需求分析提供了堅(jiān)實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)挖掘、文本挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)、觀點(diǎn)挖掘、時(shí)間序列分析、海量數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計(jì)、可視化分析、語義技術(shù)等大數(shù)據(jù)分析方法實(shí)現(xiàn)全源情報(bào)分析和快速響應(yīng)數(shù)據(jù)處理，達(dá)到情報(bào)分析的智能化。就雇主提供的需求信息，就地域需求分布、專業(yè)崗位需求分布、學(xué)歷需求分布、經(jīng)驗(yàn)需求分布等， 基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，開展中國(guó)制造工程人才需求分析研究。將雇主和大學(xué)、求職者、學(xué)生有機(jī)聯(lián)系在一起，掌握制造業(yè)人才市場(chǎng)的需求特點(diǎn)。

（2）基于人才市場(chǎng)需求構(gòu)建符合“中國(guó)制造2025”規(guī)劃的課程體系

“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略下，對(duì)職業(yè)及學(xué)術(shù)培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展（CPD）帶來新的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括擴(kuò)大到制造工程組件開發(fā)者及其使用者。培養(yǎng)方案需要相應(yīng)調(diào)整，要有針對(duì)性。在市場(chǎng)需求為導(dǎo)向下，基于云平臺(tái)技術(shù)，整合國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教學(xué)資源，構(gòu)建一個(gè)可靈活應(yīng)對(duì)各種企業(yè)需求的課程資源庫。并基于該課程庫，針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)、就業(yè)選擇，幫助學(xué)生定制課程體系。最終形成既有包容性，又有針對(duì)性，滿足“中國(guó)制造2025”規(guī)劃要求的工程人才培養(yǎng)課程體系。

從實(shí)踐性、交流性與自主性三方面來尋找有效的課程教與學(xué)的路徑。基于實(shí)踐、交往、自主三維一體模型，根據(jù)課程內(nèi)容特點(diǎn)，進(jìn)行分解，選擇適配的教學(xué)范式，設(shè)計(jì)合適的教與學(xué)的方式和內(nèi)容。

（3）構(gòu)建面向中國(guó)制造2025學(xué)院立方體在線交互平臺(tái)

基于云計(jì)算技術(shù)，建立雇主、就業(yè)機(jī)構(gòu)、大學(xué)、教師、學(xué)生、求職者都能夠在線交互的云平臺(tái)。通過該平臺(tái)，企業(yè)發(fā)布具體職位空缺、提供在線培訓(xùn)或者技能需求，大學(xué)、教師開發(fā)并利用在線課程豐富培養(yǎng)方案，學(xué)生可通過分析人才市場(chǎng)需求特點(diǎn)確定職能新途徑，求職者獲得他們申請(qǐng)?zhí)囟毼凰璧呐嘤?xùn)。

6 突破的關(guān)鍵點(diǎn)

要調(diào)整智能制造人才培養(yǎng)模式，促進(jìn)人才全面有序發(fā)展，應(yīng)從自身?xiàng)l件和社會(huì)需求出發(fā)，切實(shí)采取有效舉措來整合工程人才培養(yǎng)模式，解決其在現(xiàn)實(shí)發(fā)展中存在的問題。主要突破如下關(guān)鍵點(diǎn)：

關(guān)鍵點(diǎn)一：首先要突破高校智能制造人才培養(yǎng)與社會(huì)需求間的結(jié)構(gòu)性矛盾。在課程設(shè)置方面，要基于中國(guó)制造業(yè)的人才需求現(xiàn)狀進(jìn)行課程體系建設(shè)，根據(jù)高校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色，避免校際同質(zhì)化現(xiàn)象。在智能制造的大環(huán)境下，各企業(yè)對(duì)于智能制造人才的定義是不一樣的，企業(yè)的組織架構(gòu)、產(chǎn)品設(shè)備等情況也是不一樣的。因此構(gòu)建的課程體系必須具備包容性。要從自身挖潛、整合優(yōu)勢(shì)資源著手解決。， “學(xué)科-平臺(tái)-團(tuán)隊(duì)-產(chǎn)業(yè)”協(xié)同發(fā)展，開展精品課程建設(shè)。充分利用培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、企業(yè)在線課程等資源，通過購買、合作等多種形式，滿足需求的課程體系建設(shè)。

關(guān)鍵點(diǎn)二：智能制造需求的工程人才需要融合制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及通信技術(shù)等，這既是對(duì)學(xué)習(xí)者的挑戰(zhàn)，也是對(duì)培養(yǎng)路徑的挑戰(zhàn)。如何在有限時(shí)間內(nèi)，在學(xué)習(xí)者不感到嚴(yán)重壓力的情形下，達(dá)到企業(yè)需求的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。需要從實(shí)踐性、交流性與自主性三方面著手，針對(duì)不同的課程，不同的企業(yè)需求，不同的學(xué)生特點(diǎn)，基于學(xué)習(xí)立方體八種典型范式，合理配置“教師講授”、“工程實(shí)訓(xùn)”、“課程設(shè)計(jì)”、“生成實(shí)習(xí)”、“需求驅(qū)動(dòng)”等方式，尋找出最優(yōu)的智能制造工程科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑。

關(guān)鍵點(diǎn)三：激勵(lì)學(xué)院立方體的不同主體互動(dòng)參與。學(xué)院立方體作為一個(gè)基于在線交互平臺(tái)的培養(yǎng)模式，需要不同主體互動(dòng)參與才能達(dá)到預(yù)期目的。企業(yè)等用人單位的用人需求，可以通過就業(yè)機(jī)構(gòu)平臺(tái)基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲取，但是還需要激勵(lì)雇主們分享自己的內(nèi)部培訓(xùn)課程，以利于學(xué)生和求職者有針對(duì)性的學(xué)習(xí)，企業(yè)對(duì)與高校合作培養(yǎng)人才機(jī)制有待開發(fā)。教師作為教學(xué)的執(zhí)行者，其傳統(tǒng)的授課模式的特征是結(jié)構(gòu)式課堂講授，即教師系統(tǒng)而又有條理地講解理論，學(xué)生聽、記。典型特征是低實(shí)踐、低交往、低自主。如何讓授課教師改變慣性思維，將學(xué)習(xí)立方體的8種范式有機(jī)結(jié)合，這是一個(gè)難點(diǎn)。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，如何激勵(lì)學(xué)生積極基于雇主需求，主動(dòng)參與到學(xué)院立方體學(xué)習(xí)模式中來，還需要基于學(xué)生不同特點(diǎn)，探討適合現(xiàn)代學(xué)生的激勵(lì)方式。大學(xué)作為學(xué)院立方體的資源提供方、學(xué)生的管理者，目前的學(xué)分制仍然停留在形式上，對(duì)學(xué)院立方體在線學(xué)習(xí)的課程認(rèn)可與否，還需要在制度上進(jìn)行創(chuàng)新。

7 結(jié)語

工業(yè)4.0背景下提出的《中國(guó)制造2025》，對(duì)工程人才的培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。既有專業(yè)技術(shù)人才需要實(shí)施知識(shí)更新工程，新生力量需要合理的先進(jìn)制造卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃?；趯W(xué)院立方體培養(yǎng)模式，實(shí)踐、互動(dòng)、自主三位一體，雇主與大學(xué)等協(xié)同育人，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，以就業(yè)為指導(dǎo)，多維度強(qiáng)化工程技術(shù)能力培養(yǎng)，探索智能制造工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的培養(yǎng)路徑、課程體系和評(píng)價(jià)指標(biāo)，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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