智能制造產(chǎn)業(yè)背景下蘇州地方高職院校模具專業(yè)課程體系改革研究＊

汪紅兵

（蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州215104）

1 引言

國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》提出以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，實(shí)現(xiàn)“三步走”。其中的第一步，到2020年數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得明顯進(jìn)展，到2025年，制造業(yè)的工業(yè)化和信息化融合邁上新臺階[1]。在國家和地方政府政府政策引導(dǎo)下，以智能化為主要特征的制造產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，與此同時(shí)國內(nèi)高校相繼開展了適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的制造類專業(yè)人才培養(yǎng)方案改革研究[2-4]。

蘇州作為國家制造業(yè)基地，提出先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)“雙輪驅(qū)動”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和“具有國際競爭力的先進(jìn)制造業(yè)基地、具有全球影響力的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新高地”的發(fā)展目標(biāo)。蘇州地方高職院校要圍繞“一基地、一高地”建設(shè)目標(biāo)[5]，培養(yǎng)適應(yīng)智能制造高級應(yīng)用性人才，以滿足蘇州地方先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

2019年教育部發(fā)布了關(guān)于職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂與實(shí)施工作的指導(dǎo)意見（教職成〔2019〕13號），在主要內(nèi)容和要求部分重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了規(guī)范課程設(shè)置，要求科學(xué)設(shè)置專業(yè)課程，課程內(nèi)容要緊密聯(lián)系生產(chǎn)勞動實(shí)際和社會實(shí)踐，突出應(yīng)用性和實(shí)踐性。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)實(shí)踐也發(fā)生著日新月異的變化，職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案需要不斷更新調(diào)整，課程內(nèi)容體系的設(shè)置需要適應(yīng)社會實(shí)踐的快速發(fā)展。

在國家和蘇州地方智能制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級飛速發(fā)展的背景下，蘇州市職業(yè)大學(xué)作為蘇州地方的高職院校，專業(yè)人才培養(yǎng)方案迫切需要更新調(diào)整，以更好地為蘇州地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展輸出合格的高素質(zhì)技能人才。

目前蘇州市職業(yè)大學(xué)模具設(shè)計(jì)與制造課程體系存在的主要問題是課程內(nèi)容仍然是圍繞傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造知識開展，智能技術(shù)涉及得非常少。在課程體系調(diào)整中，以數(shù)字化模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)（CAD/CAM/CAE/CAPP）為基礎(chǔ)，在傳統(tǒng)的沖壓和注塑模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)中融入信息化、機(jī)器人、測量與控制、互聯(lián)互通、智能管控等智能制造技術(shù)，包括CAD/CAM/CAE/CAPP模塊、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用模塊、模具零件智能加工與生產(chǎn)管控模塊、模具裝配與智能成型模塊，體現(xiàn)出數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特點(diǎn)。

2 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)現(xiàn)有課程體系

蘇州市職業(yè)大學(xué)模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)現(xiàn)有的課程體系主要包括通識教育課程、職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程和職業(yè)技術(shù)能力課程等模塊，另外還有集中實(shí)踐教學(xué)模塊。

教職成〔2019〕13號文件指出職業(yè)院校要嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定開齊開足公共基礎(chǔ)課程，通識教育課程模塊主要包括有“思政”“英語”“體育”“計(jì)算機(jī)信息技術(shù)”等課程。通識教育課程模塊所開設(shè)的課程如圖1所示，圖中包括每門課程的名稱、學(xué)分、學(xué)時(shí)數(shù)及分配。目前在“計(jì)算機(jī)信息技術(shù)”課程里，主要內(nèi)容有一大部分是操作系統(tǒng)的使用及辦公軟件office的學(xué)習(xí)。隨著計(jì)算機(jī)的普及，現(xiàn)在小學(xué)階段已經(jīng)安排了“計(jì)算機(jī)信息”課程，開始學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的基本操作。學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后，基本上已經(jīng)掌握了計(jì)算機(jī)的基本操作和辦公軟件office的使用，這時(shí)可考慮減少這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

圖1 通識教育課程模塊

在職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程模塊部分，主要安排了“數(shù)學(xué)”“機(jī)械制圖”“力學(xué)”“機(jī)械制造技術(shù)”“機(jī)械設(shè)計(jì)”及“機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測”等方面的課程。職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程模塊所開設(shè)的課程如圖2所示，圖中包括每門課程的名稱、學(xué)分、學(xué)時(shí)數(shù)及分配。這部分內(nèi)容目前還是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的基礎(chǔ)知識內(nèi)容，智能技術(shù)的基礎(chǔ)課程基本沒有涉及，可考慮在保留主體的傳統(tǒng)機(jī)械方面基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的同時(shí)，開設(shè)一些智能技術(shù)方面的基礎(chǔ)課程。

圖2 職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程模塊

在職業(yè)技術(shù)能力課程模塊部分，限選課程主要開設(shè)了“沖壓和塑料模具設(shè)計(jì)”“模具CAD與CAM技術(shù)”“數(shù)控編程”“模具組立圖技術(shù)”。選修課程方面主要開設(shè)了“注塑模流分析”“模具材料與表面處理”“金屬與塑料成型設(shè)備”“壓鑄模”“三維模型數(shù)據(jù)采集”“3D打印”以及“專業(yè)英語”。職業(yè)技術(shù)能力課程模塊所開設(shè)的課程如圖3所示，圖中包括每門課程的名稱、學(xué)分、學(xué)時(shí)數(shù)及分配。從課程開設(shè)來看，主要是學(xué)習(xí)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)與制造的知識與技能，智能技術(shù)類課程非常缺乏。

圖3 職業(yè)技術(shù)能力課程模塊

在實(shí)踐教學(xué)課程模塊部分，主要開設(shè)了“軍訓(xùn)”“機(jī)械制造基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)”“模具特種加工實(shí)訓(xùn)”“數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)”以及“頂崗實(shí)訓(xùn)”等課程。實(shí)踐教學(xué)模塊所開設(shè)的課程如圖4所示，圖中包括每門課程的名稱、學(xué)分、學(xué)時(shí)數(shù)及分配。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容集中在傳統(tǒng)模具制造技術(shù)方面，可適當(dāng)考慮開展工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用、模具零件智能加工與生產(chǎn)管控以及模具裝配與智能成型方面的實(shí)訓(xùn)課程。

圖4 實(shí)踐教學(xué)課程模塊

3 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程體系調(diào)整策略

針對現(xiàn)有模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程體系存在的問題，為培養(yǎng)出適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的模具專業(yè)高級應(yīng)用性人才，需要對現(xiàn)有的課程體系進(jìn)行調(diào)整，在傳統(tǒng)的沖壓和注塑模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)中融入信息化、機(jī)器人、測量與控制、互聯(lián)互通、智能管控等智能制造技術(shù)。

在通識教育課程模塊，公共基礎(chǔ)課程課時(shí)基本保持不變，重點(diǎn)調(diào)整“計(jì)算機(jī)信息”課程的授課內(nèi)容，壓縮辦公軟件操作和計(jì)算機(jī)基本操作的相關(guān)內(nèi)容，提高計(jì)算機(jī)課程的授課深度，可增加“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)”課程。在模具工業(yè)智能化設(shè)計(jì)與制造過程中，數(shù)據(jù)的獲得和處理都是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過該課程學(xué)習(xí)學(xué)生能夠理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成，能認(rèn)識計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件構(gòu)成，為以后在模具工作崗位上能夠勝任基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的模具零件智能加工與生產(chǎn)管控等方面的工作打好基礎(chǔ)。

在職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程和職業(yè)技術(shù)能力課程兩個模塊中，可將“機(jī)械制造基礎(chǔ)”與后續(xù)課程“模具制造技術(shù)”的課程內(nèi)容進(jìn)行整合。在“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程中以模具零件為研究對象介紹相關(guān)制造基礎(chǔ)知識，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)“模具制造技術(shù)”課程時(shí)，不需要再重復(fù)學(xué)習(xí)制造基礎(chǔ)知識，只需要在實(shí)踐應(yīng)用方面進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)即可?？蓪ⅰ肮こ套R圖與制圖”課程與“模具組立成圖技術(shù)”進(jìn)行整合，在“工程識圖與制圖”課程中以模具產(chǎn)品為繪圖對象，將“模具組立成圖技術(shù)”融入到“工程識圖與制圖”課程中。在開展“機(jī)械CAD繪圖”課程時(shí)，可考慮與后續(xù)課程“塑料模具3D設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的課程內(nèi)容進(jìn)行銜接，“機(jī)械CAD繪圖”課程中進(jìn)行三維造型和二維工程圖設(shè)計(jì)的軟件可選用“塑料模具3D設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程用到的軟件，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)“塑料模具3D設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程時(shí)就不用再學(xué)習(xí)軟件的基礎(chǔ)操作知識，重點(diǎn)學(xué)習(xí)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

通過對傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造類課程的整合優(yōu)化，適度減少該類課程的課時(shí)?？煽紤]在職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程模塊增加一門“計(jì)算機(jī)語言課程C語言”課程，通過該課程學(xué)習(xí)使得學(xué)生初步學(xué)會運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決模具工業(yè)領(lǐng)域遇到的一些實(shí)際問題，能設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和可行的算法。

在注塑模注射過程中，溫度、壓力和時(shí)間是影響產(chǎn)品注射質(zhì)量的三個重要的因素，傳統(tǒng)注射方法無法在注射過程中對這三種因素進(jìn)行控制，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保障?，F(xiàn)在將信息采集與控制技術(shù)融入到塑料模注射成型中，可在塑料模具的模腔中設(shè)置傳感器，采集模腔溫度和壓力數(shù)據(jù)，從而對溫度壓力進(jìn)行調(diào)整使其處于最佳值。為此，模具專業(yè)人員有必要了解機(jī)械控制和測試方面的知識?？煽紤]在職業(yè)技術(shù)能力課程模塊增加一門“機(jī)械工程測控技術(shù)”課程。“機(jī)械工程測控技術(shù)”課程是將傳統(tǒng)的“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”和“機(jī)械工程測量技術(shù)”兩門課程融合在一起，可將知識點(diǎn)集中，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生模具工業(yè)領(lǐng)域精密測量與控制技術(shù)的應(yīng)用能力。

現(xiàn)代模具公司產(chǎn)品制造生產(chǎn)線上大量使用機(jī)器人來進(jìn)行操作，企業(yè)特別希望模具專業(yè)人員能夠了解工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)，為此在職業(yè)技術(shù)能力課程模塊增加一門“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)”課程。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人的基本知識和專業(yè)技能，具備模具生產(chǎn)一線工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用和維護(hù)的崗位能力。

實(shí)踐教學(xué)課程模塊主要包括“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)”“模具特種加工實(shí)訓(xùn)”“數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)”等課程，還是以傳統(tǒng)模具制造技術(shù)實(shí)訓(xùn)為主?？煽紤]在傳統(tǒng)模具加工制造實(shí)訓(xùn)過程中融合數(shù)據(jù)檢測與控制、機(jī)器人操作，生產(chǎn)過程網(wǎng)絡(luò)管控等智能制造實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生既得到傳統(tǒng)模具制造技術(shù)的訓(xùn)練，又能夠掌握智能技術(shù)在模具加工制造中的應(yīng)用技能。

以上內(nèi)容是對現(xiàn)有模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程體系中通識教育課程、職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程、職業(yè)技術(shù)能力課程以及實(shí)踐教學(xué)課程等四大模塊的分析與調(diào)整，從通識教育課程開始，一直到職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程、職業(yè)技術(shù)能力課程和實(shí)踐教學(xué)課程，各個部分環(huán)環(huán)相扣，以滿足模具工業(yè)智能化升級轉(zhuǎn)型對模具專業(yè)人才的新要求。

4 結(jié)論

在智能制造產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的背景下，蘇州作為國家重要的制造業(yè)中心，對蘇州地方高校的制造類專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的要求。模具工業(yè)作為制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，同樣面臨智能化升級發(fā)展的問題，迫切需要適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)的模具復(fù)合型高技能人才。為此，蘇州地方高校的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)人才培養(yǎng)方案必須要滿足智能制造產(chǎn)業(yè)對人才的需求。本文對現(xiàn)有模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程體系存在的問題進(jìn)行分析，根據(jù)問題提出了改進(jìn)措施，從而培養(yǎng)出適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的模具專業(yè)高技能人才。