智能制造視角下 高職機電類專業(yè)人才培養(yǎng)模式變革探討

方群霞 楊超

【摘 要】本文論述智能制造視角下高職機電類專業(yè)人才培養(yǎng)模式變革，從智能制造的構(gòu)成要素及技術(shù)特征出發(fā)，分析智能制造對機電一體化專業(yè)型人才的培養(yǎng)需求，針對智能制造高素質(zhì)人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型過程中存在的教學(xué)內(nèi)容更新速度無法與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步、復(fù)合型人才培養(yǎng)仍然是單一疊加模式等問題，圍繞培養(yǎng)方案、教學(xué)內(nèi)容、實訓(xùn)基地、專業(yè)教學(xué)團隊四個方面提出機電一體化復(fù)合型專業(yè)“智能人才”培養(yǎng)轉(zhuǎn)型的措施，以促進智能制造產(chǎn)業(yè)所需的個性化、創(chuàng)新型復(fù)合人才的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】智能制造 ?高職 ?機電類專業(yè) ?人才培養(yǎng)模式

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）04C-0125-03

我國正處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型階段，由制造大國向制造強國升級，現(xiàn)有的機電類人才培養(yǎng)以技能為主，而智能制造則需要機電系統(tǒng)、電氣工程、人工智能、信息技術(shù)類復(fù)合型人才。作為高等職業(yè)院校，需要適應(yīng)這種人才需求的變化，圍繞科學(xué)性、適用性，建立智能制造人才培養(yǎng)體系，以滿足制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級與制造強國戰(zhàn)略的需要。

一、智能制造的特征及帶給機電類人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)型思考

（一）智能制造的構(gòu)成要素及技術(shù)特征

智能制造是裝備過程制造與信息數(shù)據(jù)和智能技術(shù)的深度交叉、融合，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、人工智能技術(shù)與現(xiàn)代傳感技術(shù)的發(fā)展，奠定了智能制造的技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)、狀態(tài)的智能感知和人機交互、決策、執(zhí)行，最終實現(xiàn)“設(shè)計—制造—裝配”的全流程智能化。智能制造被業(yè)界稱為“第四次工業(yè)革命”，制造系統(tǒng)驅(qū)動源由能量向信息轉(zhuǎn)變。智能制造系統(tǒng)、智能制造裝備與服務(wù)，是智能制造技術(shù)的三個核心功能模塊。智能制造系統(tǒng)以智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化為特征，完成裝備產(chǎn)品與智能技術(shù)、信息技術(shù)、先進制造技術(shù)的集成和融合;智能制造裝備以數(shù)字控制系統(tǒng)和工業(yè)機器人為典型代表，驅(qū)動、傳感、控制是其三大核心技術(shù);智能制造服務(wù)的范圍相對廣泛，涵蓋工業(yè)品智能服務(wù)、智能物流服務(wù)、服務(wù)感知和過程智能運控、制造物聯(lián)網(wǎng)與控制互聯(lián)、制造服務(wù)的協(xié)同集成與共享。

（二）智能制造對機電一體化專業(yè)型人才的培養(yǎng)需求

智能制造弱化了各專業(yè)領(lǐng)域邊界，強化了學(xué)科交叉融合屬性。機電一體化領(lǐng)域向著技術(shù)復(fù)雜化、知識交叉融合、工藝綜合化發(fā)展，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)、生產(chǎn)組織形式與制造鏈條。智能制造對機電類專業(yè)人才需求表現(xiàn)如下特征：

1.機械制造基礎(chǔ)。生產(chǎn)制造從業(yè)人員，首先應(yīng)具備對機械設(shè)計、理論力學(xué)、材料力學(xué)、公配配合技術(shù)等學(xué)科內(nèi)容的綜合運用能力，即使進入智能制造階段，這一點也并未發(fā)生變化。

2.硬件及驅(qū)動設(shè)計。機電系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與伺服驅(qū)動機構(gòu)控制，是智能制造產(chǎn)線實現(xiàn)自動化和智能化的基礎(chǔ)模塊，與之相對應(yīng)的課程內(nèi)容包括模擬電路、數(shù)字電路、電氣傳動、液/氣壓、自動控制理論、工業(yè)機器人等，學(xué)生在掌握扎實專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時，也具備較強的綜合應(yīng)用能力。

3.軟件開發(fā)。智能制造與傳統(tǒng)制造業(yè)最大的差異性在于數(shù)字化、信息化，技術(shù)裝備向著柔性可調(diào)、數(shù)字網(wǎng)聯(lián)、智能控制方向發(fā)展。通過CAM、MATLAB、VS（Visual Studio）等開發(fā)軟件，提高機械部件的協(xié)同執(zhí)行效率，豐富智能制造設(shè)備功能，支撐強度校核、工藝數(shù)據(jù)庫開發(fā)、軟硬件協(xié)同系統(tǒng)、制造過程狀態(tài)監(jiān)控與實時分析處理、人機交互界面開發(fā)等功能模塊。

二、智能制造高素質(zhì)人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型過程中面臨的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容更新速度無法與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步

人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有引領(lǐng)作用，而“互聯(lián)網(wǎng)+”、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度，超過了教育內(nèi)容的更新速度，教育內(nèi)容更新速度滯后于社會變革和產(chǎn)業(yè)升級步伐，新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和崗位需求變化，未在教學(xué)內(nèi)容中得到充分體現(xiàn);高職教育教學(xué)內(nèi)容中的信息技術(shù)、數(shù)字化知識仍停留在2010年之前的水平，人才素質(zhì)能力與企業(yè)崗位需求脫節(jié);信息技術(shù)與現(xiàn)代管理制度的優(yōu)勢，并未在教學(xué)方式中得到體現(xiàn);實訓(xùn)設(shè)備與實訓(xùn)基地亟須智能化換裝與改造;對先進制造與教學(xué)技術(shù)，師資隊伍表現(xiàn)出應(yīng)用能力與創(chuàng)新意識的不足，需要一個再認識、再學(xué)習(xí)的過程。

（二）復(fù)合型人才培養(yǎng)仍然是單一疊加模式，亟須向?qū)W科交叉融合轉(zhuǎn)變

隨著制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型升級，高素質(zhì)復(fù)合型培養(yǎng)模式逐漸取代單一專業(yè)型培養(yǎng)模式，高職院校的人才培養(yǎng)方向也由單一專業(yè)技能向跨學(xué)科復(fù)合專業(yè)技能人才轉(zhuǎn)變。對高職機電類專業(yè)來說，工業(yè)尤其是制造業(yè)產(chǎn)業(yè)格局的變化，決定了其人才素質(zhì)培養(yǎng)的方向，要求既具備更加扎實的機械制圖、機械原理、制造技術(shù)、電氣技術(shù)、電氣傳動控制等專業(yè)基礎(chǔ)知識;又具備電氣系統(tǒng)集成、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、3D數(shù)字化建模、液壓/氣壓傳動、工業(yè)軟件等專業(yè)細分知識;還具備生產(chǎn)協(xié)作、安全規(guī)范等生產(chǎn)管理知識。然而，現(xiàn)階段高職機電類專業(yè)人才培養(yǎng)的復(fù)合往往只是各項單一專業(yè)的簡單疊加，尚未進入更具科學(xué)性的交叉融合階段，且培養(yǎng)目標缺乏針對性，與制造企業(yè)技術(shù)升級換代、產(chǎn)業(yè)改造、工藝更新的產(chǎn)業(yè)升級需求脫節(jié)。

三、機電一體化復(fù)合型專業(yè)“智能人才”培養(yǎng)轉(zhuǎn)型探索

（一）調(diào)整交叉復(fù)合型人才需求背景下的機電專業(yè)人才培養(yǎng)方案

1.人才培養(yǎng)目標與崗位需求對接。步入智能制造階段，制造業(yè)的邊界得到前所未有的延展，信息數(shù)據(jù)、人工智能對學(xué)科交叉復(fù)合型人才提出需求。因此，有必要對企業(yè)崗位需求變化開展調(diào)研工作，使人才培養(yǎng)目標更貼合企業(yè)用人需求。

2.教學(xué)內(nèi)容與崗位對接，跟隨行業(yè)前沿更新。職業(yè)教育的定位，決定了人才培養(yǎng)與企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、行業(yè)密切結(jié)合的屬性，同時，教學(xué)主體承擔(dān)著一定的行業(yè)超前探索責(zé)任，尤其是信息技術(shù)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的倍增。職業(yè)院校人才培養(yǎng)應(yīng)始終與社會發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型同步，完成新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容的更新替換。

3.試點并推廣現(xiàn)代學(xué)徒制模式。現(xiàn)代學(xué)徒制在優(yōu)化校企教學(xué)資源配置的同時，深入挖掘企業(yè)的主觀能動性，試行更加開放的辦學(xué)模式。在推廣過程中，需要配套學(xué)校與企業(yè)的人力資源與社會保障政策。

（二）面向工作崗位重構(gòu)課程體系與教學(xué)模式

1.轉(zhuǎn)變教學(xué)思維模式。例如，可在機電類專業(yè)教學(xué)中推行驅(qū)動教學(xué)模式，任務(wù)與問題引領(lǐng)教學(xué)活動，在問題探索過程中維持并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以仿真教學(xué)環(huán)境培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)能力。適當(dāng)增加知識總量，重構(gòu)知識體系與排序方式，由教師主導(dǎo)課堂轉(zhuǎn)向引導(dǎo)課堂，學(xué)生被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí)。培育兼具理論知識與職業(yè)技能型人才，推行高職學(xué)歷證書與職業(yè)證書融通制度。

2.重構(gòu)課程架構(gòu)與內(nèi)容。一是重構(gòu)專業(yè)技術(shù)課程。根據(jù)機電類專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域和崗位群工作職責(zé)，劃分專業(yè)技術(shù)等級，劃定核心技術(shù)范圍。每一項核心技術(shù)與專業(yè)能力需求和覆蓋范圍對應(yīng)，與目標崗位實現(xiàn)對應(yīng)。以機電設(shè)備操作與維修崗位為例，其核心技術(shù)是機、電、液一體化綜合應(yīng)用，圍繞這個核心，綜合運用PLC控制、液壓氣動傳動，完成上述課程內(nèi)容學(xué)習(xí)后，可以在實踐環(huán)節(jié)完成機電設(shè)備維修工作。二是核心技術(shù)與支撐技術(shù)梯次配置。核心技術(shù)的實現(xiàn)，需要支撐技術(shù)的配合，支撐技術(shù)概念同樣屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程范疇，核心技術(shù)與支撐技術(shù)梯次配置，綜合應(yīng)用。應(yīng)打破分為基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)課三段式結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)課程設(shè)置，讓專業(yè)課與專業(yè)基礎(chǔ)課相結(jié)合，構(gòu)成基礎(chǔ)課與專業(yè)課的兩段式結(jié)構(gòu)。在這種綜合中，專業(yè)基礎(chǔ)課的系統(tǒng)性被打破，其內(nèi)容優(yōu)選之后成為專業(yè)課的支撐技術(shù)，并融匯到不同的專業(yè)課之中，使學(xué)生盡快進入專業(yè)課學(xué)習(xí)。三是學(xué)科間交叉融合。隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展，學(xué)科之間的交叉和滲透越來越多，以工作項目為主線、融入若干學(xué)科的綜合模式也在不斷出現(xiàn)。如一些高職院校自動化生產(chǎn)線的安裝調(diào)試課程就融入了氣動技術(shù)、傳感器、PLC等技術(shù)。

（三）完善實踐教學(xué)條件，構(gòu)建立體智能工廠和數(shù)字車間實訓(xùn)基地

1.重構(gòu)專業(yè)群架構(gòu)體系。專業(yè)群承載著高職院校的品牌力和特色性，與其社會影響和辦學(xué)水準直接關(guān)聯(lián)，應(yīng)重構(gòu)專業(yè)群內(nèi)各專業(yè)內(nèi)容與占比，保持專業(yè)轉(zhuǎn)型過程后的競爭力，各專業(yè)間的融合方式以智能制造行業(yè)需求為導(dǎo)向。

2.持續(xù)建設(shè)與升級智能制造實訓(xùn)基地。以百色職業(yè)學(xué)院為例，可在現(xiàn)有數(shù)字化車間和金工實訓(xùn)產(chǎn)線基礎(chǔ)上，新增智能裝配生產(chǎn)線、柔性制造工作站、智能機床上/下料作業(yè)設(shè)備、碼垛機器人與現(xiàn)代控制系統(tǒng)安裝/調(diào)試工作站，支撐雙機協(xié)作、多軸協(xié)同控制、機器人手爪快換與浮動軸等先進技術(shù)教學(xué)需求。拓展的實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容包括TCP點位創(chuàng)建練習(xí)、碼垛位置拾取與街拍優(yōu)化示教、工業(yè)機器人上/下料及機床配合編程調(diào)試、工業(yè)機器人外設(shè)編程與PLC調(diào)試等。

3.強化校企合作雙向交流機制。校企實訓(xùn)合作遵循實踐產(chǎn)業(yè)化、基地企業(yè)化的建設(shè)與管理理念。智能制造實訓(xùn)中心是一個開放體系，與有實力的企業(yè)、科研機構(gòu)形成雙向交流機制。智能制造科技企業(yè)的參與，在引入技術(shù)的同時也帶來企業(yè)的管理理念與文化，打造真實的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)境，為學(xué)生未來完成職場角色轉(zhuǎn)換做好鋪墊，同時為高職院校探索雙主體辦學(xué)模式積累經(jīng)驗。

（四）師資隊伍向?qū)I(yè)交叉融合、創(chuàng)新應(yīng)用方向轉(zhuǎn)型

高職院校通過專業(yè)院系劃分，強化了各領(lǐng)域的專業(yè)屬性，配套師資隊伍建設(shè)時，同樣以專業(yè)性為導(dǎo)向。但是，智能制造時代的到來，弱化了專業(yè)間的邊界，專業(yè)型師資隊伍與智能制造產(chǎn)業(yè)需求不相適應(yīng)，跨專業(yè)的復(fù)合型師資團隊成為轉(zhuǎn)型方向。高職院校應(yīng)積極進行教學(xué)模式轉(zhuǎn)型，組建兼具跨學(xué)科專業(yè)能力與創(chuàng)新應(yīng)用素養(yǎng)的教學(xué)團隊。

以專業(yè)帶頭人、骨干教師培訓(xùn)為牽引，除理論知識培訓(xùn)外，更多地參與國內(nèi)外智能制造產(chǎn)業(yè)博覽會，培養(yǎng)“雙師型”師資隊伍，實現(xiàn)專業(yè)群師資同步提升，以傳幫帶培養(yǎng)更多的青年教師。引入機電設(shè)備供應(yīng)商的教育聯(lián)合項目，發(fā)揮其專業(yè)性優(yōu)勢，學(xué)生進企業(yè)、教師進企業(yè)，直接參與到企業(yè)技術(shù)升級改造、難題解決方案制定環(huán)節(jié);與行業(yè)發(fā)展前沿保持一致，與工程人員組建聯(lián)合課題互助組，實現(xiàn)雙方能力的整體、同步提升。教師與學(xué)生參與到技能大賽中，以賽促教、促學(xué)，在實踐應(yīng)用中提升師資隊伍水平，做到創(chuàng)新能力始終與應(yīng)用環(huán)節(jié)相結(jié)合，強化實踐能力。

總之，未來的國際貿(mào)易中高端制造業(yè)的戰(zhàn)略地位將越來越凸顯，以工業(yè)機器人為代表的二、三產(chǎn)業(yè)融合，將有力推動智能制造產(chǎn)線與園區(qū)布局，這就需要足夠數(shù)量的高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才作為支撐。高職機電類專業(yè)應(yīng)看到智能制造行業(yè)的變化與需求，多角度、全方位探討人才需求發(fā)生的變化，對人才培養(yǎng)模式進行補充與升級，同時依托校企合作資源，做大做強優(yōu)勢學(xué)科，打造一支不斷探索的、學(xué)習(xí)型的智能制造師資隊伍，培育適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)升級需求的機電類專業(yè)人才。

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【基金項目】2019年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目“智能時代機電類專業(yè)人才培養(yǎng)模式變革研究”（GXGZJG2019B006）

【作者簡介】方群霞（1985— ），女，湖北荊門人，百色職業(yè)學(xué)院講師，研究方向：電子信息;楊 超（1985— ），男，廣西北流人，百色職業(yè)學(xué)院講師，研究方向：自動化。

（責(zé)編 何田田）