“智能+”高職模具專業(yè)課程改革探索與實踐

朱紅萍

（沙洲職業(yè)工學院 機電工程系，江蘇 張家港 215600）

引言

為了響應(yīng)國家《中國制造2025》的號召，國內(nèi)大中型企業(yè)都在不同程度地進行智能制造產(chǎn)業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，這勢必對裝備制造產(chǎn)業(yè)所需的模具方面的技能人才提出更高的要求。為了順應(yīng)智能制造發(fā)展的大趨勢，我們只能及時將最新的材料、工藝、技術(shù)和設(shè)備不斷融入高職模具專業(yè)相應(yīng)的專業(yè)課程體系教學中，從而培養(yǎng)出適合企業(yè)要求的模具專業(yè)的高技能人才。

一、智能制造背景下高職模具專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

地處長三角經(jīng)濟發(fā)達區(qū)的模具企業(yè)發(fā)展迅猛，在這些地區(qū)的高職院校中，有許多院校開設(shè)了模具設(shè)計與制造專業(yè)。但是，隨著工業(yè)4.0時代的到來，柔性化、智能化和高度集成化逐漸被引入裝備制造業(yè)，高職所培養(yǎng)的高素質(zhì)技能型人才不能只是傳統(tǒng)的純數(shù)字化設(shè)計的模具技能人才，因此，在傳統(tǒng)模具專業(yè)課程教學中應(yīng)適時融入智能制造相關(guān)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為了順應(yīng)智能制造大趨勢，模具專業(yè)技能人才的培養(yǎng)應(yīng)適應(yīng)模具企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，并加快推進模具類專業(yè)人才培養(yǎng)方案的變革。

在“智能+”大背景下，部分高職院校對傳統(tǒng)專業(yè)的升級改造、新工科人才的培養(yǎng)作了一定的探究，并將模具專業(yè)課程體系的智能化方向改造提上了日程，對其現(xiàn)有的模具專業(yè)的相關(guān)課程體系實施了專業(yè)改造升級。

目前，高職院校畢業(yè)的學生不能立即上崗，還需經(jīng)過一段時間的崗前培訓(xùn)才能獨立頂崗。這主要是因為多數(shù)的高職院校在有些專業(yè)課程的教學中以講授為主，實踐操作較少；還有部分院校僅僅是簡單地構(gòu)建了適合智能制造方向的人才培養(yǎng)方案，與之相配套的教師隊伍教學及專業(yè)技能還需同步加以提升。如有些學院在傳統(tǒng)的模具專業(yè)課程體系中增設(shè)了一部分與智能化制造相關(guān)的專業(yè)核心或素質(zhì)拓展課程，但僅僅停留在智能制造相關(guān)專業(yè)理論知識的拓展上，與智能制造相配套的教學實訓(xùn)基地或智能制造單元尚未落地，教學師資隊伍培養(yǎng)也未跟上。

在模具專業(yè)課程智能化改造的過程中，高職院校需要合理正確地評估自身院校現(xiàn)有的硬件和軟件條件，有計劃、分步驟地投入改造。某些模具專業(yè)在尚未配備智能制造設(shè)備的情況下，可以利用企業(yè)的產(chǎn)品與之合作開發(fā)配套的虛擬工藝、虛擬設(shè)計生產(chǎn)場景等教學資源，并輔助教學，讓學生能夠較好地熟悉實際模具企業(yè)智能制造的整個工作流程，讓學生掌握模具領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備的最新動態(tài)。同時，許多高職院校模具專業(yè)緊跟“1+X”證書制度試點工作的開展，參照模具專業(yè)人才培養(yǎng)方案和專業(yè)課程標準，積極參與模具專業(yè)“1+X”標準的起草工作，將模具專業(yè)“1+X”培訓(xùn)及考核內(nèi)容逐漸融入專業(yè)課程的日常教學中，通過職業(yè)技能等級證書來檢驗和提高學生的實踐技能。結(jié)合《國家職業(yè)教育改革實施方案》，依據(jù)各類企業(yè)對智能制造人才技能水平的需求，構(gòu)建適合智能制造企業(yè)需求的高職模具專業(yè)課程體系，培養(yǎng)出模具企業(yè)急需的高端技能型人才。

二、“智能+”背景下高職院校模具專業(yè)課程改革的思考

在“智能+”背景下，職業(yè)院校的人才培養(yǎng)能力面臨著市場的嚴峻挑戰(zhàn)。現(xiàn)將高職院校模具專業(yè)課程設(shè)置改革所面臨的挑戰(zhàn)總結(jié)如下。

（一）智能制造企業(yè)所設(shè)崗位與專業(yè)課程體系設(shè)置不匹配

眾所周知，智能制造是將信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)與多學科技術(shù)高度融合，以往傳統(tǒng)、單一的崗位工作，已經(jīng)逐漸被自動化所取代。

智能制造企業(yè)的崗位設(shè)置已將大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、自動化等先進技術(shù)融入企業(yè)制造的每個環(huán)節(jié)，因此，高職院校所培養(yǎng)出的技能人才需要既有傳統(tǒng)模具設(shè)計與制造能力，又要有信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力。企業(yè)急需可持續(xù)性發(fā)展的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

經(jīng)調(diào)研可知，目前仍有一定數(shù)量的模具專業(yè)畢業(yè)生無法滿足智能制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的現(xiàn)實需求，他們只能適應(yīng)一些單一的工作崗位。與此同時，高職院校的專業(yè)課程體系設(shè)置，并沒有在充分調(diào)研模具智能制造職業(yè)崗位能力需求的基礎(chǔ)上進行，而是因循守舊，與企業(yè)的實際生產(chǎn)脫軌，甚至有些課程內(nèi)容嚴重老舊。

在模具企業(yè)的智能制造生產(chǎn)線中，工業(yè)機器人的應(yīng)用極為廣泛。之前的模具制造工作人員逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苤圃焐a(chǎn)線上機器人的維護和控制人員。然而，在高職院?，F(xiàn)有的專業(yè)課程體系中尚未設(shè)置相應(yīng)的工業(yè)機器人技術(shù)、信息技術(shù)、企業(yè)信息化管理技術(shù)等課程，有些智能制造相關(guān)技術(shù)，也只是簡單地進行理論講解，并沒有系統(tǒng)的課程體系，學生缺乏必要的感性認識。

一部分緊跟智能制造發(fā)展的模具企業(yè)，已經(jīng)逐步將模具數(shù)字化設(shè)計與制造和智能制造前沿技術(shù)融入企業(yè)生產(chǎn)中，因此，要求模具專業(yè)人才不僅具備模具設(shè)計及制造的基礎(chǔ)理論知識，還需要具備CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)的應(yīng)用能力，以及較強的團隊溝通協(xié)作能力和工程實踐能力；同時，還要掌握智能制造的前沿技術(shù)——物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等。而很多高職院校模具專業(yè)的課程體系中有關(guān)計算機輔助分析（CAE）和管理軟件（如ERP、MES等）的內(nèi)容幾乎是空白的。

在智能制造背景下，高職院校應(yīng)針對以上現(xiàn)狀，在專業(yè)課程設(shè)置上結(jié)合新的生產(chǎn)模式對人才能力的要求，將專業(yè)課程進行重新組合。

（二）在智能制造背景下，模具專業(yè)職業(yè)技能等級評價標準未出臺

自2018年開始，人社部逐漸取消了一大批職業(yè)技能資格證書，這對高職院校普遍實行的雙證書制度無疑是一種考驗，同時讓高職院校失去了評定畢業(yè)生技能水平的依據(jù)。2019年，由教育部、國家發(fā)展改革委、財政部、市場監(jiān)管總局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于在院校實施“學歷證書+若干職業(yè)技能等級證書”制度試點方案》（教職成〔2019〕6號）要求“按照高質(zhì)量發(fā)展要求，堅持以學生為中心，深化復(fù)合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)培訓(xùn)模式和評價模式改革”。

近年來，《國家職業(yè)教育改革實施方案》明確提出了啟動“1+X”證書制度試點工作，但在教育部已經(jīng)批準的三批職業(yè)技能等級證書中沒有模具專業(yè)，因此，急需制定符合智能制造發(fā)展方向的模具“1+X”證書標準，并將“1+X”培訓(xùn)和考核內(nèi)容與模具專業(yè)課程的日常教學有效銜接。

（三）智能制造背景下模具專業(yè)的師資隊伍建設(shè)有所欠缺

當前，在智能制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中急需大量能靈活運用智能化和信息化等多項新技術(shù)的復(fù)合型人才，那么，高職院校用來培養(yǎng)這些人才的師資力量又該從何而來呢？目前，青年教師主要承擔著高職院校模具智能制造的相關(guān)專業(yè)課程教學工作。追溯其來源，大多是來自大學機械類專業(yè)畢業(yè)的碩士研究生和博士研究生，在本科階段他們并沒有系統(tǒng)學習過模具生產(chǎn)過程的相關(guān)專業(yè)知識，在研究生階段也不一定有所涉及，但絕大多數(shù)知識側(cè)重于理論研究和分析模擬范疇，缺乏實踐能力和在企業(yè)的鍛煉機會。因此，在高職院校專業(yè)教學過程中，很難把智能制造的相關(guān)理論知識與實踐技能融入實際教學中。

（四）機械行業(yè)技能大賽為模具專業(yè)人才培養(yǎng)確立了新導(dǎo)向

大賽引領(lǐng)職業(yè)教育方向，行職委在社會企業(yè)和高職院校的贊助下，舉辦全國職業(yè)院校模具技能大賽。為了滿足模具智能制造的需求，將傳統(tǒng)模具制造中的“模具設(shè)計+加工+裝配”的流程融入智能制造新技術(shù)，和企業(yè)合作研發(fā)了一套模具智能制造系統(tǒng)生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線以模具數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)為基礎(chǔ)，對機器人技術(shù)、模具加工、精密測量、智能化管控等智能制造技術(shù)內(nèi)容進行賽項設(shè)計，最終目的是提高模具智能制造領(lǐng)域高素質(zhì)復(fù)合型技能人才的技術(shù)水平。

盡管目前多數(shù)高職院校模具專業(yè)并未組建與比賽配套的模具智能制造系統(tǒng)生產(chǎn)線，而且在比賽中也發(fā)現(xiàn)了差距——有一定數(shù)量的高職院校的參賽選手尚未達到比賽預(yù)期的目標，但是大賽所確立的智能制造“風向標”一直是高職院校模具專業(yè)人才培養(yǎng)改革的方向，這也為高職院校培養(yǎng)智能制造人才指明了道路。

三、智能制造背景下高職院校模具專業(yè)教學改革探索

許多學校嘗試對模具專業(yè)進行改革，如在原有的模具專業(yè)課程體系下增加了一些課程。高職院校模具專業(yè)培養(yǎng)出來的學生，不僅要具備傳統(tǒng)的模具設(shè)計、加工工藝、裝配等相關(guān)技能知識，還必須掌握機器人技術(shù)，以便能操作、管理和維護機器人，設(shè)計的模具要向智能模具方向發(fā)展。為了培養(yǎng)出適合智能制造大背景發(fā)展趨勢的復(fù)合型模具企業(yè)人才，高職院校模具專業(yè)教學應(yīng)從以下幾方面著手加以改革。

（一）重新擬定人才培養(yǎng)方案和重構(gòu)專業(yè)課程體系

“中國制造2025”的關(guān)鍵技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)化和信息化。在智能制造背景下，需要在原有傳統(tǒng)模具設(shè)計、CAM/CNC、模具維修等崗位，結(jié)合智能制造所需要的技能標準，增設(shè)3D打印、工業(yè)機器人技術(shù)、REP管理軟件應(yīng)用等新技術(shù)課程。

1.改革傳統(tǒng)專業(yè)課程，融入智能制造內(nèi)容。我們可以在“模具CAD/CAM”“模具加工”“模具裝配”等課程中，結(jié)合智能模具企業(yè)模具數(shù)字化設(shè)計的需求，適量增加CAE技術(shù)在對模具成型過程中進行的仿真和分析技術(shù)、智能加工等相關(guān)課程，如“五軸聯(lián)動加工中心編程與操作”“慢走絲線切割加工”等，以此提高學生對高端設(shè)備的操作能力。

2.結(jié)合智能制造標準，開設(shè)新技術(shù)課程。（1）開設(shè)“工業(yè)機器人技術(shù)”課程。在智能制造車間，工業(yè)機器人和機械手是必不可缺的設(shè)備。作為模具專業(yè)的學生，僅具備模具專業(yè)知識是不夠的，還要適應(yīng)企業(yè)的現(xiàn)場作業(yè)。因此，在高職院校模具專業(yè)中還需增設(shè)“工業(yè)機器人技術(shù)”等理論課程，讓學生具備操作、管理和維護工業(yè)機器人的技能。（2）開設(shè)“逆向工程與3D打印”課程。為了縮短模具企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的周期，逆向設(shè)計技術(shù)可快速重構(gòu)實物三維CAD模型，而3D打印技術(shù)是一項與逆向技術(shù)緊密結(jié)合的新型快速成型技術(shù)。這兩項技術(shù)在高職院校模具專業(yè)課程中的開設(shè)，可以使學生熟悉和掌握逆向設(shè)計與3D打印技術(shù)，為學生畢業(yè)后到企業(yè)工作做好知識儲備。（3）開設(shè)ERP、MES等管理軟件課程。智能制造企業(yè)需要推行企業(yè)信息化管理技術(shù)，因此，高職院校需要開設(shè)相應(yīng)的企業(yè)服務(wù)管理課程，如ERP（企業(yè)資源管理）軟件、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）軟件等，大力提高企業(yè)生產(chǎn)制造的管理水平。

3.構(gòu)建專業(yè)選修課程體系，拓展學生的多學科知識儲備。高職院校可設(shè)置專業(yè)拓展模塊，并在其中開設(shè)“人工智能技術(shù)基礎(chǔ)”“創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)”等課程，提高學生對智能制造崗位的適應(yīng)能力。以單一的模具專業(yè)核心課程為基礎(chǔ)，拓展學生的雙創(chuàng)意識及智能制造方面的能力，培養(yǎng)出企業(yè)真正用得上的專業(yè)技能型人才。

（二）加大智能制造實訓(xùn)平臺的建設(shè)力度

為了完善實踐教學的軟硬件條件，急需搭建校內(nèi)智能制造實訓(xùn)場所。高職院校應(yīng)認真規(guī)劃并重視校內(nèi)實訓(xùn)場所建設(shè)，結(jié)合職能制造要求進行校內(nèi)實訓(xùn)設(shè)備的改造升級，建設(shè)模具柔性智能制造生產(chǎn)線、工業(yè)機器人實訓(xùn)中心、逆向設(shè)計與3D打印實訓(xùn)室等，可將合作企業(yè)的典型案例載體引入智能制造生產(chǎn)線，促進實訓(xùn)內(nèi)容與先進生產(chǎn)模式對接。當然，如果建設(shè)資金有限，也可建設(shè)智能制造虛擬仿真實訓(xùn)室等，借助信息化網(wǎng)絡(luò)空間延伸擴展學生的實訓(xùn)操作，以確保更多的學生能夠有足夠的時間接受智能制造相關(guān)職業(yè)技能的基本訓(xùn)練。

（三）著力培養(yǎng)智能制造教學的高素質(zhì)教師隊伍

在高職院校模具專業(yè)課程改革中，教師團隊起著至關(guān)重要的作用。對于青年教師，應(yīng)鼓勵他們將更多的精力和時間投入提升自身的專業(yè)技能上，學校通過制訂合理的培訓(xùn)計劃進行科學培養(yǎng)。鼓勵教師采用理實一體化的教學模式，結(jié)合學校的實訓(xùn)條件，盡可能融入智能制造元素，激勵教師不斷學習新技術(shù)和新工藝，提高實踐技能。

為了能培養(yǎng)出一批有經(jīng)驗的專業(yè)教師隊伍，高職院校應(yīng)將專業(yè)教師深入企業(yè)鍛煉作為一項常態(tài)化工作來抓。每年定期選派一些教師深入企業(yè)一線，讓他們學習新技術(shù)和新工藝，參與智能制造設(shè)備改造升級項目，逐步提升教師的科研能力。通過高職院校與企業(yè)構(gòu)建師資培養(yǎng)實訓(xùn)基地，著實打造一批有真才實學的教師隊伍。

結(jié)語

在“智能+”背景下，傳統(tǒng)的模具專業(yè)課程體系框架已不能滿足智能制造企業(yè)升級改造的發(fā)展進程，因此，高職院校需要改變傳統(tǒng)的專業(yè)課程體系，加快構(gòu)建適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)體系的課程體系。各高職院校應(yīng)結(jié)合自身學院的實際情況，構(gòu)建合理的模具專業(yè)課程體系，將智能制造相關(guān)技術(shù)有機融入專業(yè)課程中，構(gòu)建校內(nèi)、校外智能制造實訓(xùn)場所，讓學生了解企業(yè)智能制造的生產(chǎn)流程，并在畢業(yè)后成為企業(yè)急需的專業(yè)技能人才。