智能制造背景下高職數(shù)控專業(yè)課程體系構(gòu)建研究*

連碧華

（南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211135）

智能制造背景下，隨著工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、人機(jī)智能交互、分布式控制等先進(jìn)制造技術(shù)以及制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）等信息管理系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，企業(yè)對人才的需求從技術(shù)專門化、技能單一型向熟悉智能技術(shù)，又掌握制造理論的復(fù)合型、實(shí)戰(zhàn)型工程技術(shù)人才和掌握智能制造裝備操作、具有一定創(chuàng)新能力的高素質(zhì)工匠技能人才轉(zhuǎn)變。高職院校要想培養(yǎng)適應(yīng)科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)變革所需的技術(shù)技能人才，就必須對接智能制造產(chǎn)業(yè)，對接智能制造企業(yè)的崗位需要，調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格，以培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才為己任，重構(gòu)專業(yè)課程體系，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式。文章以高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)為例，探索構(gòu)建培養(yǎng)智能制造人才的專業(yè)課程體系。

1 智能制造背景下的人才需求

在智能制造背景下，企業(yè)積極尋找有利于自身發(fā)展的智能化改造途徑，紛紛利用數(shù)字化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等創(chuàng)新企業(yè)生產(chǎn)管理新模式。但由于企業(yè)實(shí)力不同、建設(shè)重點(diǎn)不同，智能化推進(jìn)程度有所差異，因此人才培養(yǎng)必須以需求分析為前提，做到精準(zhǔn)對接產(chǎn)業(yè)、對接崗位[1]。

1.1 智能制造對學(xué)生的專業(yè)知識和專業(yè)技能提出新要求

在“互聯(lián)網(wǎng)+制造”環(huán)境下，企業(yè)并沒有因?yàn)橐浴皺C(jī)”代“人”而大幅度減少車間一線人員的數(shù)量，雖然智能化水平高的流程型企業(yè)和部分離散型企業(yè)對操作人員的需求量在減少，但總體上對操作人員技能的需求不變[2]。生產(chǎn)一線的工藝員、編程員目前也大多處于崗位保留狀態(tài)，對學(xué)生的專業(yè)知識和能力要求仍然是掌握制造的專業(yè)基礎(chǔ)知識，具備熟練的制造技能，如機(jī)械制圖知識和機(jī)械產(chǎn)品識圖能力與CAD 技能，掌握機(jī)械制造方法、機(jī)械制造裝備及其應(yīng)用等方面知識、技能。

1.2 智能制造系統(tǒng)對學(xué)生的數(shù)字化平臺應(yīng)用技能提出新要求

隨著智能化的推進(jìn)，操作人員、車間技術(shù)人員面對的設(shè)備不再是單一功能的生產(chǎn)設(shè)備，而是高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、智能化生產(chǎn)線等先進(jìn)制造設(shè)備和系統(tǒng)，如對CAD、CAM、PDM、MES 等工業(yè)軟件的應(yīng)用，產(chǎn)生了智能化程度不同的資源管理平臺。這種全新的資源管理平臺對學(xué)生的知識和技能提出了新的要求，一線操作員需要具備通過智能終端獲取工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的能力，因此數(shù)字化平臺應(yīng)用技能將成為技術(shù)技能人才必須具備的基本技能。

1.3 智能制造崗位對學(xué)生的智能生產(chǎn)過程管理技能提出新要求

智能制造初期階段，中小微企業(yè)仍保留著質(zhì)檢員、生產(chǎn)調(diào)度員這些傳統(tǒng)崗位，但在智能化程度較高的企業(yè)，傳統(tǒng)質(zhì)檢員及調(diào)度員的工作轉(zhuǎn)變?yōu)橛稍O(shè)備采集數(shù)據(jù)、軟件分析數(shù)據(jù)的智能檢測和智能排產(chǎn)，傳統(tǒng)崗位將逐步調(diào)整為智能崗位和智能生產(chǎn)過程管理崗位。因此，高職院校培養(yǎng)的人才要具備智能制造系統(tǒng)應(yīng)用技能及智能制造生產(chǎn)過程管理能力。

1.4 制造企業(yè)的發(fā)展對學(xué)生的創(chuàng)新能力提出新要求

隨著對自動化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間的應(yīng)用，工廠向著智能化工廠推進(jìn)，生產(chǎn)過程遇到的工藝路線選擇、程序設(shè)計(jì)、工藝裝備選擇都將影響制造系統(tǒng)的工作效率，而這部分工作的主要承擔(dān)者是生產(chǎn)一線的技術(shù)技能人員，其創(chuàng)造性的勞動可以有效解決現(xiàn)場的實(shí)際問題。因此，制造企業(yè)希望高職院校培養(yǎng)的學(xué)生具有一定的創(chuàng)新能力。

2 智能制造背景下高職數(shù)控專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)

2.1 課程體系構(gòu)建思路

《教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》提出，“要大力提倡在高年級靈活設(shè)置專業(yè)方向，密切與社會用人單位的聯(lián)系，培養(yǎng)滿足社會需要的各種專門人才”。數(shù)控技術(shù)專業(yè)作為機(jī)械制造專業(yè)的重點(diǎn)專業(yè)、智能制造基礎(chǔ)專業(yè)，要以機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)群建設(shè)為綱，確立平臺課程強(qiáng)基礎(chǔ)、崗位課程明方向、拓展課程求發(fā)展的“平臺課程+崗位方向”課程體系構(gòu)建思路[3]。

根據(jù)智能制造對高職人才的需求，以培養(yǎng)數(shù)字化制造創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，從學(xué)生專業(yè)能力、素質(zhì)與技能、創(chuàng)新能力三個方面入手，按照“平臺課程+崗位方向”思路分別構(gòu)建專業(yè)能力培養(yǎng)課程體系、素質(zhì)技能實(shí)踐課程體系和創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程體系，將能力培養(yǎng)課程與素質(zhì)技能實(shí)踐課程交叉，形成能力、素質(zhì)與技能交融課程體系，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程分階段融入能力技能課程體系，構(gòu)建創(chuàng)客教育與職業(yè)教育融合的“平臺課程+崗位方向”專業(yè)課程體系。

2.2 課程體系詳細(xì)設(shè)計(jì)

1）能力線——基于產(chǎn)品制造流程構(gòu)建能力培養(yǎng)課程體系，培養(yǎng)數(shù)字化制造專業(yè)能力。該專業(yè)面向智能制造類企業(yè)，基于企業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化制造工作流程關(guān)鍵環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)→工藝→制造，分析所對應(yīng)的崗位能力和素養(yǎng)，歸納崗位典型工作任務(wù)，設(shè)置工作領(lǐng)域核心課程，如數(shù)字化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的三維建模與數(shù)字化設(shè)計(jì)課程、數(shù)字化工藝領(lǐng)域的數(shù)控加工工藝和計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃課程以及制造領(lǐng)域的數(shù)字化制造綜合實(shí)訓(xùn)課程，以核心課程為中心，分析實(shí)現(xiàn)核心能力培養(yǎng)的邏輯關(guān)系，設(shè)置專業(yè)主干課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，按照基礎(chǔ)能力到專業(yè)能力培養(yǎng)順序，將基礎(chǔ)課程、主干課程、核心課程串成線，構(gòu)架數(shù)字化制造能力培養(yǎng)課程體系[4]。

2）素質(zhì)技能線——基于“三級平臺”理念構(gòu)建素質(zhì)技能實(shí)踐課程體系，培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)和技能。專業(yè)技能的培養(yǎng)和素質(zhì)教育是高職院校培養(yǎng)技能型人才的核心，數(shù)控技術(shù)專業(yè)根據(jù)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)形成過程和技能培養(yǎng)規(guī)律，確立了養(yǎng)成路線：專業(yè)基礎(chǔ)技能+專業(yè)單項(xiàng)技能→專業(yè)綜合技能→職業(yè)技能三級遞進(jìn)的技能培養(yǎng)路線、基本素質(zhì)+職業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)→職業(yè)基本素質(zhì)→職業(yè)綜合素質(zhì)。將素質(zhì)教育與技能培養(yǎng)結(jié)合，設(shè)計(jì)了學(xué)生在低年級階段通過基礎(chǔ)技能實(shí)踐課程和基本素質(zhì)教育課程，如車工實(shí)訓(xùn)、鉗工實(shí)訓(xùn)、企業(yè)工學(xué)交替等培養(yǎng)動手能力、職業(yè)道德、職業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)；中年級階段通過專業(yè)技能課程，包括單項(xiàng)技能和綜合技能，如數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)、3D 打印、數(shù)字化制造綜合實(shí)訓(xùn)等，培養(yǎng)單項(xiàng)技能和由單項(xiàng)技能內(nèi)化、遷移和創(chuàng)新而獲得的綜合技能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、遵守操作規(guī)程等職業(yè)基本素質(zhì)；高年級階段通過頂崗實(shí)習(xí)等實(shí)踐課程，依托真實(shí)工作環(huán)境中的生產(chǎn)實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)綜合素質(zhì)。

3）創(chuàng)新能力線——基于創(chuàng)客行動過程構(gòu)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程體系，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力。創(chuàng)新的過程是發(fā)現(xiàn)問題提出創(chuàng)意、嘗試解決問題形成項(xiàng)目、再次發(fā)現(xiàn)問題、解決問題形成產(chǎn)品的過程，創(chuàng)意的提出需要具備創(chuàng)新思維的能力、嘗試解決問題需要掌握創(chuàng)新方法、項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品需要實(shí)踐技能、產(chǎn)品孵化需要綜合應(yīng)用能力。因此培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力就需要在不同的學(xué)習(xí)階段設(shè)置相應(yīng)的創(chuàng)客課程，如一年級時(shí)設(shè)置創(chuàng)新思維訓(xùn)練課程，通過創(chuàng)新思維訓(xùn)練獲得發(fā)現(xiàn)問題的方法和思路，由此形成創(chuàng)意方案；二年級時(shí)設(shè)置創(chuàng)客專門課程、創(chuàng)客專業(yè)課程等，通過專業(yè)課程實(shí)踐活動與創(chuàng)客活動結(jié)合的方式獲得創(chuàng)新實(shí)踐基本技能，將創(chuàng)意方案轉(zhuǎn)換成項(xiàng)目方案和實(shí)物；三年級時(shí)在創(chuàng)新實(shí)踐過程中穿插創(chuàng)客工具使用、創(chuàng)客競賽、創(chuàng)客項(xiàng)目制作等活動培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐技能和再創(chuàng)新能力。

4）三線合一，構(gòu)建創(chuàng)客教育與職業(yè)教育相融合的“平臺課程+崗位方向”專業(yè)課程體系。以職業(yè)能力、素質(zhì)養(yǎng)成為主線，將專業(yè)基礎(chǔ)課程與基礎(chǔ)技能課程理實(shí)結(jié)合，設(shè)置專業(yè)平臺課程，實(shí)現(xiàn)專業(yè)基本能力和技能、職業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)；將專業(yè)主干課程、崗位方向課程，如設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)類課程與專業(yè)單項(xiàng)技能課程結(jié)合，設(shè)置成崗位方向課程即專業(yè)基礎(chǔ)能力課程，培養(yǎng)學(xué)生崗位基礎(chǔ)能力和職業(yè)基本素質(zhì)；將專業(yè)綜合核心課程、拓展課程與專業(yè)綜合技能實(shí)踐課程、企業(yè)頂崗實(shí)踐課程結(jié)合，設(shè)置成職業(yè)能力課程，通過綜合實(shí)踐與拓展、企業(yè)頂崗實(shí)踐培養(yǎng)專業(yè)綜合能力和綜合素質(zhì)。在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)融合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程與專業(yè)課程體系融合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動與專業(yè)實(shí)踐教學(xué)活動融合，將創(chuàng)客教育融入專業(yè)課程體系，構(gòu)建創(chuàng)客教育與職業(yè)教育相融合的“平臺課程+崗位方向”專業(yè)課程體系。

2.3 專業(yè)課程設(shè)置

1）專業(yè)能力課程設(shè)置。專業(yè)基礎(chǔ)能力課程主要包括機(jī)械制圖、互換性與技術(shù)測量、機(jī)械制造基礎(chǔ)等課程，通過講授制造技術(shù)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生看圖、識圖、機(jī)械制造方法與原理、機(jī)械制造工藝等專業(yè)基礎(chǔ)能力，訓(xùn)練機(jī)械加工基本技能。專業(yè)崗位方向課程包括數(shù)字控制技術(shù)及其系統(tǒng)、CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用、數(shù)控加工工藝與編程、典型零件數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造等，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)字控制專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控加工工藝、編程、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造過程管理等方面的崗位能力。

2）專業(yè)實(shí)踐課程設(shè)置。專業(yè)實(shí)踐課程分為平臺技能課程、崗位技能和職業(yè)綜合技能課程。平臺技能課程包括實(shí)訓(xùn)課和實(shí)驗(yàn)課，實(shí)訓(xùn)課程如車工實(shí)訓(xùn)、鉗工實(shí)訓(xùn)等，注重制造基礎(chǔ)技能訓(xùn)練；實(shí)驗(yàn)課程配合專業(yè)基礎(chǔ)課程而獨(dú)立設(shè)置，采取理實(shí)一體方式在多媒體教室和實(shí)驗(yàn)室交替進(jìn)行。崗位技能課程包括數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)、3D 打印技術(shù)等課程，實(shí)施“專項(xiàng)”技能強(qiáng)化訓(xùn)練方式，并采取“崗位輪換”實(shí)踐教學(xué)模式。職業(yè)綜合技能課程包括典型零件數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、畢業(yè)設(shè)計(jì)、頂崗實(shí)習(xí)等，讓學(xué)生能熟悉生產(chǎn)過程與流程管理，綜合提升職業(yè)能力。

3）創(chuàng)客類課程設(shè)置。創(chuàng)客類課程包括創(chuàng)客專門課程、創(chuàng)客項(xiàng)目課程和創(chuàng)客專業(yè)課程，創(chuàng)客專門課程包括創(chuàng)新思維訓(xùn)練、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)基本技能；創(chuàng)客項(xiàng)目課程是以專業(yè)核心課程為載體，通過課程實(shí)踐項(xiàng)目與創(chuàng)客項(xiàng)目相結(jié)合的方式，以撰寫創(chuàng)客項(xiàng)目課程標(biāo)準(zhǔn)為主，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基本能力；創(chuàng)客專業(yè)課程是將創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目融入專業(yè)綜合課程，如典型零件數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力與職業(yè)綜合能力。

3 結(jié)束語

文章以高職數(shù)控專業(yè)為例，在對智能制造人才需求調(diào)研與分析的基礎(chǔ)上，以學(xué)生專業(yè)能力、素養(yǎng)與技能、創(chuàng)新與實(shí)踐技能培養(yǎng)為主線，設(shè)計(jì)了基于產(chǎn)品制造流程構(gòu)建能力培養(yǎng)課程體系、基于“三級平臺”理念構(gòu)建素質(zhì)技能實(shí)踐課程體系、基于創(chuàng)客行動過程構(gòu)建創(chuàng)客教育課程體系三線合一的“平臺課程+崗位方向”專業(yè)課程體系，為培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)需要的技能型人才奠定基礎(chǔ)。