基于新工科的智能制造勞動育人實踐與研究

霍海濤　焦志勇　梁國棟　劉媛

［摘 要］在新時代工科高校的勞動教育中，開展現(xiàn)代專業(yè)知識與先進工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合的智能制造勞動項目實踐，對于支撐中國式現(xiàn)代化的高等教育有著非常重要的意義。智能制造勞動教育是新工科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。文章基于智能輕工制造行業(yè)對人才的需求，按照OBE理念，以智能輕工機械生產(chǎn)線的產(chǎn)品生產(chǎn)為實踐訓(xùn)練項目設(shè)計背景，探究在智能制造生產(chǎn)項目實施中開展勞動育人的實踐路徑。

［關(guān)鍵詞］新時代；勞動教育；智能制造；勞動課程；勞動精神

［中圖分類號］Ｇ642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）05-0141-05

“以勞樹德、以勞增智、以勞創(chuàng)新”為主的新時代高校勞動教育，正在全國各地以多種形式深入展開和推進。勞動教育的落地生根是在勞動促進人的發(fā)展、發(fā)揮育人價值的過程中實現(xiàn)的[1]。

新時代工科高校的勞動教育應(yīng)當緊密跟隨工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展的步伐，重點突出一個“新”字，即新工藝、新技術(shù)、新知識、新方法，強調(diào)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)、多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)造性，構(gòu)建全方位的勞動教育實踐教學(xué)體系，旨在把大學(xué)生培養(yǎng)成為知識型、技能型、創(chuàng)新型的，有責任擔當?shù)?，有公共情懷的高素質(zhì)勞動者。

可見，高校新時代勞動教育和高校新工科建設(shè)具有相同的人才培養(yǎng)目標，高校新時代勞動教育將發(fā)揮連接新工科專業(yè)教育、社會實踐和勞動生產(chǎn)的橋梁紐帶作用[2]。

制造業(yè)高級化是我國成為發(fā)達國家的可行路徑。隨著智能制造技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)的制造業(yè)正在經(jīng)歷著一場全面的變革。智能制造不僅改變了產(chǎn)品制造過程，也改變了對制造人才的需求。將智能制造項目引入高校勞動教育課程，對于培養(yǎng)具有較高素質(zhì)和較強競爭力的新工科人才是非常必要的。

一、開展智能制造勞動實踐對新工科人才培養(yǎng)的意義

智能制造是指在生產(chǎn)過程中，將智能裝備通過通信技術(shù)有機連接起來，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，并利用各類感知技術(shù)收集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，同時通過工業(yè)以太網(wǎng)等通信手段將其上傳至工業(yè)服務(wù)器，在工業(yè)軟件系統(tǒng)的管理下進行數(shù)據(jù)處理分析，然后與企業(yè)資源管理軟件相結(jié)合，為客戶提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案或者定制化生產(chǎn)，最終實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。其是技術(shù)、信息、工程和管理的高度集成[3-4]。

許多人都有這么一個疑問，在一個智能化自動化的生產(chǎn)社會中，還需要人的勞動嗎？ 答案毋庸置疑是肯定的。勞動是人類社會永恒的一項社會活動。隨著時代的發(fā)展和社會的進步，勞動的形式和方法也不斷地發(fā)生著變化，從刀耕火種，逐步發(fā)展到近現(xiàn)代的機械化、自動化和智能化。智能化的機器設(shè)備降低了對勞動者的體能要求，卻對勞動者的智力、技能等綜合素質(zhì)提出了更高的要求，更需要精益求精的工匠精神、一絲不茍的勞動精神和奮發(fā)有為的創(chuàng)新精神。

高校通過開展現(xiàn)代專業(yè)知識與先進工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合的智能制造勞動育人實踐，進行包含勞動精神面貌、勞動價值取向、勞動技能水平等內(nèi)容的新時代大學(xué)生勞動教育[5]，引導(dǎo)學(xué)生熱愛偉大的祖國，主動擔當時代責任，將個人理想與國家需要緊密聯(lián)系起來，在實現(xiàn)中國夢的偉大實踐中實現(xiàn)個人價值[6]。只有這樣，才能為建設(shè)中國式現(xiàn)代化的高等教育發(fā)揮支撐作用，才能為建設(shè)創(chuàng)新型國家培養(yǎng)具有跨學(xué)科知識背景、創(chuàng)新意識、實踐能力，能夠適應(yīng)未來工業(yè)發(fā)展和現(xiàn)代制造業(yè)需求的高素質(zhì)新工科拔尖創(chuàng)新人才。這對于實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢有著非常重要的意義。

二、智能制造勞動項目實踐在新工科勞動育人中發(fā)揮的作用

（一）“以勞增智”，助力客觀審視職業(yè)能力提升方向

黨的二十大明確指出，要加快建設(shè)制造強國、質(zhì)量強國，推動制造業(yè)高端化、智能化發(fā)展。智能制造是實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要手段，也是實現(xiàn)制造強國的重要途徑。智能工廠是推動智能制造的切入口和突破點，是智能制造能級和核心競爭力的重要體現(xiàn)，也是高端技術(shù)人才的主要職場。

智能制造勞動項目實踐以產(chǎn)教融合的方式開展勞動教育，是適應(yīng)現(xiàn)代制造新業(yè)態(tài)的職業(yè)啟蒙的一種教育方式。學(xué)生通過勞動，深入體驗未來的智能制造領(lǐng)域的職業(yè)生活，不僅可以深刻理解專業(yè)知識，更可以了解自身知識儲備中的不足，了解就業(yè)時所需的知識有哪些，然后有針對性地補充知識和深化學(xué)習，不斷完善知識結(jié)構(gòu)。

智能制造勞動項目作為一種綜合性實踐項目，已經(jīng)成為培養(yǎng)新工科人才的重要手段。通過智能制造勞動項目實踐，學(xué)生可以掌握多種技能和知識，提高動手能力和解決實際問題的能力；還可以讓學(xué)生在實際操作中體會到工作的難度和挑戰(zhàn)，從而更好地進行自己的職業(yè)規(guī)劃，確定發(fā)展方向。

較高的勞動能力是提高就業(yè)質(zhì)量的根本保障。將智能制造勞動項目實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)以及擇業(yè)就業(yè)相關(guān)聯(lián)，是推動學(xué)生將所學(xué)的知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原動力，可帶動學(xué)生對勞動項目涉及的專業(yè)技能和專業(yè)知識進行深度學(xué)習和研究，為將來的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。

（二）“以勞樹德”，培育新業(yè)態(tài)下的新時代勞動精神

當工業(yè)制造步入智能制造時代，勞動精神仍然是人們在生產(chǎn)生活中不可或缺的重要部分。在智能制造勞動項目的開展過程中，注重新時代勞動精神的培育是勞動教育的重要內(nèi)容。

勞動精神包括勞動者在工作過程中積極向上的態(tài)度、行為和精神狀態(tài)，也就是國家倡導(dǎo)的勞模精神、工匠精神。大學(xué)生新時代勞動精神體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.保持嚴謹負責。在勞動過程中培養(yǎng)學(xué)生對工作認真嚴謹，對工作質(zhì)量、效率和安全高度負責的態(tài)度。

2.堅持勤奮努力。在勞動過程中培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研、勤奮努力的精神，不斷追求進步和高效。

3.講求團結(jié)協(xié)作。在勞動過程中培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作的精神：和諧相處、互相協(xié)作、密切配合，共同推進工作，順利完成生產(chǎn)任務(wù)。

4.追求不斷卓越。在勞動過程中培養(yǎng)學(xué)生追求卓越的精神，不斷提升自己的工作水平和專業(yè)素養(yǎng)，為國家和社會及企業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

（三）“以勞增能”，提升學(xué)生深度服務(wù)社會生產(chǎn)的能力

智能制造勞動項目涉及機械、電子、計算機等多個學(xué)科領(lǐng)域，是進行多學(xué)科知識交叉融合的綜合學(xué)習大平臺。學(xué)生通過智能制造勞動項目的鍛煉，能夠提升以下幾個方面的能力。

1.知識綜合學(xué)習和運用能力方面：智能制造勞動項目涉及多個領(lǐng)域的知識和技術(shù)，能夠培養(yǎng)學(xué)生具備綜合性的分析和解決問題的能力，提升學(xué)生跨專業(yè)學(xué)習的興趣和激情。

2.智能設(shè)備控制與操作能力方面：智能制造勞動項目中的智能設(shè)備大都需要按照生產(chǎn)工序和生產(chǎn)工藝進行操作編程或者示教編程及調(diào)試設(shè)置，具有較高的技術(shù)要求和很強的實踐性質(zhì)，能夠促進學(xué)生在實際操作中不斷掌握和應(yīng)用與智能制造相關(guān)的前沿知識和現(xiàn)代化勞動技能。

3.創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面：在智能制造勞動項目實踐的過程中，學(xué)生可以不斷探索和嘗試新的解決方案和方法，進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，促進學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。

4.團隊合作與協(xié)調(diào)配合能力方面：智能制造過程是由每一部分的制造設(shè)備按照生產(chǎn)流程自動完成的，需要智能設(shè)備間行云流水般的相互配合。這種流暢的生產(chǎn)過程，說到底是人的集體智慧的結(jié)晶。在勞動項目實踐中承擔各部分任務(wù)的學(xué)生，需要在統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、交流思想、銜接聯(lián)動等團隊配合協(xié)作下，進行參數(shù)設(shè)置、設(shè)備調(diào)試、程序編制等工作，這樣才能將產(chǎn)線調(diào)試成功，然后生產(chǎn)。因此，勞動項目實踐可以有效促進團隊協(xié)作能力的提升。

總之，基于智能制造項目開展勞動教育，不僅可以提高新工科人才的實踐能力和解決實際問題的能力，還可以培養(yǎng)他們具備優(yōu)秀的職業(yè)素質(zhì)和品格。

三、基于智能制造項目的勞動育人方案

勞動教育是把勞動作為一種教育載體的教育方式。樹立教育與生產(chǎn)勞動相結(jié)合的科學(xué)勞動價值觀[7]，實現(xiàn)“體腦結(jié)合”，讓大學(xué)生掌握契合未來職業(yè)發(fā)展需求的勞動知識和技能，是高校開展新時代勞動教育的主線。

下面以天津科技大學(xué)智能輕工與控制實踐平臺中的智能輕工機械柔性生產(chǎn)線實踐訓(xùn)練項目為例，探討開展智能制造項目勞動教育的路徑。

（一）智能制造勞動實踐平臺

智能輕工與控制實踐平臺由多個基于數(shù)字化仿真（即數(shù)字孿生）平臺及配備MES系統(tǒng)的智能制造柔性生產(chǎn)線構(gòu)成。以其中的智能機械柔性加工產(chǎn)線，作為智能制造勞動實踐平臺之一，開展智能制造勞動教育。

MES系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）是一種通過數(shù)字化和自動化的方式，實現(xiàn)生產(chǎn)流程的可視化、優(yōu)化和控制的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，具有生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和分析等功能[8]。

數(shù)字孿生又被稱為“數(shù)字雙胞胎”，在實踐平臺中，其能將智能制造產(chǎn)線系統(tǒng)的全部結(jié)構(gòu)布局、動作狀態(tài)、功能性能、傳感信號等進行完全數(shù)字化映射，構(gòu)成仿真系統(tǒng)顯示在電腦屏幕上，實現(xiàn)復(fù)雜的真實產(chǎn)線與仿真系統(tǒng)的完全虛實融合，也就是能在仿真系統(tǒng)中控制產(chǎn)線，使產(chǎn)線狀態(tài)完全體現(xiàn)在仿真系統(tǒng)的屏幕上。在現(xiàn)代化工廠中，可以運用數(shù)字孿生技術(shù)，幫助企業(yè)在產(chǎn)品投入實際生產(chǎn)之前，先行在虛擬仿真系統(tǒng)中進行優(yōu)化和測試，從而有效提升柔性生產(chǎn)效率和企業(yè)競爭力。

智能制造柔性生產(chǎn)線通過將產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、制造執(zhí)行、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)采購與監(jiān)控等軟件模塊高度集成，構(gòu)建一套完整、真實的數(shù)字化智能化生產(chǎn)線，通過對人、機、料、法、環(huán)五大生產(chǎn)要素進行管控，以實現(xiàn)從生產(chǎn)計劃管理到倉儲物流生產(chǎn)全過程的智能調(diào)度及調(diào)整優(yōu)化，達成柔性智能生產(chǎn)[9]。

（二）智能制造勞動教育的課程設(shè)計

勞動教育課程是承載勞動教育的重要載體，是高校勞動教育體系中最基礎(chǔ)、最直接、最核心的環(huán)節(jié)。智能制造勞動教育課程設(shè)計，不僅要體現(xiàn)勞動教育的思想性和實踐性，而且要與專業(yè)融合，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性勞動的能力。

智能制造勞動教育課程基于OBE理念，從智能輕工制造行業(yè)對人才的需求出發(fā)，結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)高端工程技術(shù)人才的人才培養(yǎng)定位[10]，圍繞實際智能制造生產(chǎn)勞動項目的特點，進行課程內(nèi)容的設(shè)計和實施，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識和技能用于勞動生產(chǎn)實踐。

1.確定智能制造勞動教育項目的勞動任務(wù)。智能制造勞動教育項目的實踐任務(wù)，主要圍繞智能柔性機械加工生產(chǎn)線的順線調(diào)試與加工生產(chǎn)等工作過程實施。勞動項目中生產(chǎn)加工的工件是能夠為社會和企業(yè)實際使用的機械產(chǎn)品，因此勞動產(chǎn)生的勞動成果，能夠產(chǎn)生服務(wù)社會的勞動價值，進而能夠使學(xué)生感受到勞動帶來的獲得感和成就感，從而產(chǎn)生“愛勞動”的動力。

2.采用線上線下混合式教學(xué)方法。開展勞動生產(chǎn)前，學(xué)生需要通過課程提供的線上資源，溫習回顧勞動項目涉及的專業(yè)知識和專業(yè)技能；在勞動過程中，遇到問題、發(fā)現(xiàn)問題時，學(xué)生還需要自主分析和找到解決問題的辦法；在勞動項目結(jié)束后，針對生產(chǎn)實踐中遇到的問題，學(xué)生需要自己查找和學(xué)習SPOC線上的資源，對專業(yè)知識進行深度思考，從而達到勞動與學(xué)習雙促進的良性循環(huán)效果。“干中學(xué)、學(xué)中干”能實現(xiàn)學(xué)生勞動能力、自學(xué)能力和解決實際工程問題能力的螺旋式提升。

通過車間班前會進行任務(wù)分配、小組分工等工作部署，并以多種形式開展現(xiàn)場教學(xué)，內(nèi)容包括：安全生產(chǎn)、操作規(guī)范與生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制等培訓(xùn)和教育，以及回顧生產(chǎn)勞動中所要涉及的知識點等。

智能制造是全新的生產(chǎn)制造形式，學(xué)生掌握了與之相適應(yīng)的安全生產(chǎn)知識、安全生產(chǎn)技術(shù)和安全管理模式，就打下了“會勞動”的基礎(chǔ)。

3.綜合工序和工藝因素，分組進行勞動實踐。任務(wù)分解和學(xué)生分組是勞動項目實踐的重要環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生按照產(chǎn)品生產(chǎn)工藝制定的工序環(huán)節(jié)，將任務(wù)分解成若干個子任務(wù)，并根據(jù)子任務(wù)內(nèi)容的不同，采用相應(yīng)的勞動方案和工作步驟。學(xué)生按照生產(chǎn)工序和崗位需求分成若干個小組，例如MES系統(tǒng)組、數(shù)控車加工組、加工中心加工組、工業(yè)機器人各組、激光打標組、AGV轉(zhuǎn)運組及智能倉儲組等，每個小組負責完成一個子任務(wù)。

MES系統(tǒng)小組根據(jù)生產(chǎn)管理系統(tǒng)提出的生產(chǎn)建議結(jié)果，發(fā)布需要生產(chǎn)的任務(wù)，并運用系統(tǒng)監(jiān)控與分析生產(chǎn)過程。各生產(chǎn)小組的學(xué)生按照任務(wù)分工，首先在數(shù)字化仿真平臺，依據(jù)系統(tǒng)發(fā)布的生產(chǎn)任務(wù)中確定的產(chǎn)品規(guī)格和型號，進行產(chǎn)品生產(chǎn)過程的虛擬聯(lián)調(diào)聯(lián)試，包括數(shù)控設(shè)備的編程加工、工業(yè)機器人的編程與運行、自動轉(zhuǎn)運與倉儲以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析等。

在仿真系統(tǒng)調(diào)試通過后，數(shù)字孿生平臺與智能生產(chǎn)線聯(lián)機運行，將各生產(chǎn)加工程序和設(shè)置參數(shù)導(dǎo)入智能生產(chǎn)線上的自動化生產(chǎn)設(shè)備，進行樣品試生產(chǎn)。各組查看驗證實際生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況并檢驗產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏和修改，最終完成產(chǎn)線調(diào)試任務(wù)。

勞動過程是將專業(yè)理論進行實踐運用的過程，學(xué)生在實踐中熟悉和掌握智能制造工藝與技術(shù)應(yīng)用，形成“能勞動”的保證。

4.采用二次分配的方式進行全過程性評價。勞動課程評價采用教師評價和學(xué)生互評相結(jié)合的方式（見表1）。教師評價包括對個人的評價和對任務(wù)小組的評價。學(xué)生互評是指根據(jù)個人在任務(wù)過程中的貢獻程度，對教師判定的任務(wù)小組總成績進行二次分配，確定個人任務(wù)成績。這是全過程性評價的一個顯著特點。

（三）塑造智能制造新業(yè)態(tài)的勞動精神

勞動精神仍然是新時代勞動教育之魂，新時代高校通過勞動教育課程鑄魂育人，是高校開展思政教育的重要途徑之一。

具備MES生產(chǎn)系統(tǒng)的智能制造新業(yè)態(tài)，可能會對勞動精神產(chǎn)生一些影響。比如，因為減少了人工的手動操作和決策，可能會削弱勞動者的主動性和創(chuàng)造力；因為減少了人工對生產(chǎn)過程的監(jiān)控和控制，可能會影響在實踐中積累的經(jīng)驗，降低勞動者的技能和素質(zhì)；因為實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動化和優(yōu)化，減少了人員對生產(chǎn)過程的掌控，可能會影響勞動者的責任感和使命感。

因此，在以培養(yǎng)高素質(zhì)高質(zhì)量的大學(xué)生勞動者為目標的智能制造勞動教育過程中，要將學(xué)生的專業(yè)學(xué)習與勞動世界建立自覺和自然的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生“專業(yè)報國”的內(nèi)在學(xué)習動機和社會責任感[11]，需注意以下幾個方面。

1.智能制造時代下的勞動精神更加注重創(chuàng)新意識和實踐能力。隨著技術(shù)的進步和工作方式的變革，需要培養(yǎng)學(xué)生具備積極的創(chuàng)新意識，不斷開拓新的思路和方法，以應(yīng)對將要面對的日益復(fù)雜的工作環(huán)境和挑戰(zhàn)。同時，還需要具備高強度的實踐能力，能夠熟練掌握新型設(shè)備和技術(shù)，快速適應(yīng)新的生產(chǎn)流程和工作方式。

2.智能制造時代下的勞動精神更加注重工匠精神和愛崗敬業(yè)的勞動態(tài)度。智能設(shè)備和智能系統(tǒng)構(gòu)成的智能生產(chǎn)線，雖然一定程度上實現(xiàn)了智能化和自動化，但最終還是要根據(jù)人的決策執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)。其由于具有超強的執(zhí)行力，對最終決策的合理性、設(shè)計程序的準確性、任務(wù)及銜接的精準性等都提出了非常高的要求。因此，需要培養(yǎng)學(xué)生具備一絲不茍、嚴謹負責的勞動態(tài)度和兢兢業(yè)業(yè)、反復(fù)思考、精雕細琢的工匠精神。

3.智能制造時代下的勞動精神更加注重協(xié)作和團隊精神。智能制造時代強調(diào)的是全局視野和系統(tǒng)思維，要求勞動者能夠在團隊中協(xié)同工作，積極參與生產(chǎn)過程和決策，共同推進工作任務(wù)的完成。因此，需要培養(yǎng)學(xué)生具備良好的溝通能力、團隊協(xié)作能力和領(lǐng)導(dǎo)能力，能夠有效地處理和協(xié)調(diào)工作中的各種因素，使團隊協(xié)同工作達到最佳狀態(tài)。

4.智能制造時代下的勞動精神更加注重持續(xù)學(xué)習和自我提升。在這個時代，技術(shù)和知識的更新速度非?？?，勞動者需要不斷學(xué)習和提升自己的技能與知識，以適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢。因此，需要培養(yǎng)學(xué)生具備強烈的學(xué)習意愿和自我提升意識，能夠自主學(xué)習和掌握新知識與新技能，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和能力。

四、結(jié)語

智能制造勞動教育課程是新工科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，基于智能制造的勞動教育項目實踐，更加貼近現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需求，有利于幫助學(xué)生掌握智能制造技術(shù)的基本理論和實踐技能，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力；有利于幫助學(xué)生提高創(chuàng)新思維和解決問題的能力，增強創(chuàng)新能力和團隊合作能力；有利于幫助學(xué)生更好地了解制造業(yè)的實際情況，促進學(xué)生的職業(yè)發(fā)展和就業(yè)競爭力，讓學(xué)生能夠在未來的職業(yè)生涯中更好地適應(yīng)和應(yīng)對變化。這對于培養(yǎng)具有全球視野和國際水平，適應(yīng)新時代創(chuàng)新型國家建設(shè)的知識型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型全面發(fā)展的新工科高素質(zhì)人才，具有深遠意義。

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［責任編輯：鐘 嵐］