兩化深度融合背景下智能控制技術專業課程體系構建研究

萬航

【摘 要】兩化融合是信息化和工業化的高度結合，在兩化深度融合背景下，為了順應工業4.0和中國制造2025下人才培養的需求，分析了當前智能控制技術專業課程體系存在的不足，提出了“博學（課程體系的內涵建設）；審問（從課程體系困惑到究其根源）；慎思（課程體系構建的SWOT分析）；明辨（面向兩化深度融合的課程體系構建具體實施方案）；篤行（將課程體系構建落實到具體人才培養中）”的研究思路，完成具體的構建和實施過程。

【關鍵詞】兩化融合；博學；審問；慎思；明辨；篤行

中圖分類號： F426.82 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）20-0039-004

Intelligent Control Technology under the Background of Two - depth Fusion Research on the Construction of Professional Curriculum System

WAN Hang

（Zhejiang Vocational and Technical College of Economics，Hangzhou Zhejiang 310018，China）

【Abstract】In order to conform with the demand of talent training in industry 4.0 and China under 2025，this paper analyzes the shortcomings of the current curriculum system of intelligent control technology，and analyzes the current situation of intelligent control technology curriculum，（The SWOT analysis of the curriculum system）；discernment （for the two depth of the integration of the curriculum system to build the specific implementation of the program）；to learn （the curriculum system of the connotation of construction）； interrogation （from the curriculum system confused to its roots）；Benedict （the curriculum system to build into the specific personnel training） "research ideas， to complete the specific construction and implementation process.

【Key words】Two fusion；Erudite；Interrogation；Deliberate；Discernment

兩化（工業化和信息化）深度融合是指信息技術廣泛應用到工業設計生產的各個領域，是兩化融合深度發展的高級階段，融合的領域從局部到整體，從產品關鍵環節鏈到整體的集成化模塊操作；融合的層次也從資源利用、成本預算到組織結構的優化。浙江省非常重視兩化深度融合的發展，還專門建設了浙江省兩化融合公共服務平臺的網站，從最新新聞動態、智慧應用、軟件服務、培訓服務以及兩化應用等方面大力推廣兩化深度融合平臺服務，也為智能控制技術專業發展提供了信息化技術支持。隨著工業4.0和中國制造2025的到來，信息化和工業化的融合顯得至關重要。而兩化深度融合背景下，智能控制技術專業的未來前景將變得無限廣闊。目前制造業就業的社會需求量也在逐日加大，也使得這個專業課程體系建設變得尤為重要。[1]

1 智能控制技術專業課程體系存在的不足

“智能控制技術”是當前國內外機電一體化學科中十分搶眼和具有多重挑戰性的技術領域，是多種學科的高度融合，代表著當今世界控制理論體系未來的發展方向。該課程體系涵蓋了各種神經網絡，多種算法的集成，也有自動化學科的精華成分。特別是在人工智能引領未來發展的大環境下，智能控制技術專業的人才培訓和課程體系建設已經成為高校重點培養的路徑之一。但是在兩化深度融合背景下，各高校普遍存在著“智能控制技術專業”課程在教學內容編排、知識體系的構建和實踐操作環節與該學科的前沿發展狀況聯系不緊密。[2]

1.1 教學內容編排的混亂

智能控制技術專業是一門非常嚴謹的學科，涉及到多種學科的高度契合。筆者調研中發現，現階段的智能控制技術專業課程體系存在教學內容編排混亂的現象，電子、電工和電氣不能有效地融合到一起，學科交叉重復現象明顯。從一定意義上說，沒有形成一套完成的教學內容編排體系，不能將專業在工業領域的應用體現出來，沒有協調好智能控制技術與各交叉學科之間的聯系、整合和優化。

1.2 知識體系構建的單一

近年來，隨著智能控制理論、控制方法和控制技術在工業領域的廣泛應用，各院校普遍存在著“智能控制技術”課程知識體系結構單一化，在教學內容和知識體系的安排上與學科前沿發展脫節，該課程體系的知識層面相對狹隘，未能與相關課程內容有機結合，急需一套相對完整的知識體系課程構建。

1.3 實踐操作環節與理論知識的脫節

任何學科的最終目的都是要將理論知識與實踐操作有機地結合，智能控制技術專業人才培養更是如此。實際調研中發現，課程實踐應用環節相對薄弱，在課程體系構建的整個過程中，高校由于設備、環境以及師資的原因，對理論教學相對重視，而缺乏實踐操作環節的實施，導致理論教學與實際應用越來越脫節的弊端，不利于對學生的自動化操作能力、實際動手能力與自主創新能力的培養。endprint

2 兩化深度融合下智能控制技術專業課程體系的具體構建思路與方法

智能控制技術專業課程體系的發展應當面向兩化深度融合，課程體系改革的走向應當是從“傳統工業化”走向“兩化融合”的螺旋式上升空間，以“智能控制技術專業能力”框架內容為課程目標，以“模塊化課程結構體系”為課程體系設計的參照依據并且通過課程內容的重組、課程結構的調整和課程具體的實施方案的改進，最終達到面向兩化融合的目標。[3]

研究依托教育學相關構建理論，從“中庸”當中獲取靈感，遵循“博學（課程體系的內涵建設）；審問（從課程體系困惑到究其根源）；慎思（課程體系構建的SWOT分析）；明辨（面向兩化深度融合的課程體系構建具體實施方案）；篤行（將課程體系構建落實到具體人才培養中）”的研究思路進行探究和建設，運用文獻綜述法、調查研究法、問卷與訪談法、統計研究法、跨學科研究法、定性與定量研究法等面向兩化融合對智能控制技術專業課程體系的構建進行探索，嘗試性地提出構建思路和方案。[4]

2.1 博學：課程體系的內涵建設

通過梳理智能控制技術專業的根本特征，參考課程體系的基本構建原則，提出了課程體系的內涵建設包括五個方面，分別是：課程目標、課程內容、 課程結構、課程實施與課程評價，具體關系如圖1所示：[5]

2.1.1 課程目標

本校智能控制技術專業的課程目標旨在培養兩化融合背景下掌握智能控制下的機器人和實現智能控制下的3D打印、智能控制下的飛行器、人工智能系統和大數據下的信息處理、自動控制、系統優化專業知識和綜合技能人才。這也是五要素中的核心要素中心點。

2.1.2 課程內容

圍繞智能控制技術專業課程目標擬定的課程內容主要分為四方面：學科基礎課程、專業核心課程、專業特色課程和實踐創新課程。通過信息能力、技術能力和管理能力三位一體的培養方式，學生能夠熟練掌握專業技能，能夠在工作崗位上學以致用，更好地掌握信息化與工業化的融合方式。

2.1.3 課程結構

針對當前智能控制技術專業的特色和獨到之處，對課程結構做出如下解釋：課程結構是為了實現既定的教學目標，在一定價值觀念影響下，構成課程體系的各個部分和要素之間進行組合的形式和它們之間的相互配合關系。而智能控制技術專業課程結構最重要的就是課程由哪些知識構成，它能夠反映出高校所持教學理念和在進行課程安排時所遵循的價值觀，它同樣對學生所掌握的知識體系結構有重要的影響。

2.1.4 課程實施

課程實施部分參考國內外廣義和狹義的課程實施定義后得出結論：智能控制技術專業課程實施是將課程計劃付諸實踐，并在實踐過程進行調試以實現預期課程目標的過程，這個過程實際上是課程中的人和事相互作用的過程。課程實施的內涵包括：一是課程實施是一個實踐過程，這個過程是事先預設好的，結合智能控制技術專業特點而設立的；二是課程實施的過程是一個復雜、動態的非線性發展過程；三是課程實施是通過教學活動這一設計環節而得以進行的。

2.1.5 課程評價

結合智能控制技術專業的特色，參考了相關院校的研究體系，總結出本校智能控制技術專業的課程評價的對象至少有四方面：課程設計、教師使用的課程內容、學生的成績反饋和相關課程系統的使用。大力建設智能控制專業，促進信息化發展，圍繞人工智能的高技能產業鏈效應，把課程體系評價建設的重點放在人才培養模式上，通過社會需求和企業發展方向，體現高職院校特色，把課程評價的教學活動落到實處。

2.2 審問：從課程體系困惑到究其根源

智能控制技術專業課程體系五要素的提出，明確了高校課程體系的必經之路，并且從中揭示出了教學活動中表現出來的短板問題。原先的課程體系已經不能滿足教學需求，需要從根本上去詮釋智能控制技術專業人才培養的初衷和課程體系構建存在的不足。研究認為從三方面進行闡述：

2.2.1 課程體系困惑的訴求

課程體系的完善和構建不僅僅是教育系統內部的考核評價，外部社會的助推作用也是尤為重要的。在眼下人工智能迅速發展中，主要發現了三種課程體系的訴求：企業的訴求、學生的訴求和教師的訴求。企業訴求主要體現在如何擇優選到符合兩化深度融合的未來戰略型人才；學生訴求體現在如何能夠在校期間學好專業知識，跟企業培養目標無縫對接；教師訴求體現在如何能夠通過翻轉課堂和混合教學等先進的教學方式激發培養學生的學習興趣和專業能力。

2.2.2 課程體系訴求的反思

在三種課程體系困惑訴求的基礎上，進一步反思了現階段本校智能控制技術專業課程當中的一些弊病，結合五要素，總結出了以下問題：課程目標定位模糊、課程內容陳舊狹隘、課程結構體系失衡、課程實施方法單一和課程評價缺乏統一管理機制。

圖2 智能控制技術專業課程體系構建的SWOT分析模型圖

2.2.3 智能控制技術專業未來發展方向

分析了課程體系訴求和反思了具體原因后，暴露出了現階段專業設置和課程建設的短板，而這一系列的問題會直接導致學生接受的知識面狹隘，對課程的滿意程度不高等后果。本校智能控制技術專業課程體系建設必須結合自身專業發展問題的“內因”和社會發展變化的“外因”，提出了未來發展的計劃為：培養學生溝通交流能力、終身學習能力、實踐綜合能力、信息化獲取能力、團隊組織協作能力等技能。

2.3 慎思：課程體系構建的SWOT分析

面向兩化深度融合分析智能控制技術專業課程體系現狀與目標之間的差距，尋找課程體系構建改革的潛在機會，對課程改革非常必要。SWOT分析非常適用于智能控制技術專業課程體系現狀與目標的差距分析，實質上是將課程特點和優勢視為內因中好的方面，將課程劣勢視為內因中壞的方面；將外部機會（國外的課程探索研究）視為外因中好的方面，將外部威脅（本校課程體系的現狀）視為外因中壞的方面，具體模型思路如圖2所示：endprint

2.4 明辨：面向兩化深度融合的課程體系構建具體實施方案

一直以來，畢業要求都是一項高校培養人才的關鍵指標，這關乎到企業的用人需求，社會的人才培養趨勢以及學校的辦學水平特色。畢業要求是構建課程體系的依據，而課程體系構建是達到畢業要求的支撐。畢業要求必然要通過與之對應的課程體系在教學中實現，即畢業要求的完成必須落實到具體的每一門課程中去。智能控制技術專業是一門實踐性和操作性很強的工科專業，在構建課程體系時要充分考慮到知識的能力體系和相關的橫、縱向關系。所謂的橫向課程體系就是在同一層次的課程間建立課程實踐平臺；而縱向課程體系就是在不同課程間建立相互支撐與輔助聯系。

根據兩化深度融合背景下，企業和社會對智能控制技術人才培養的需求和未來適應工業4.0與中國制造2025的人才培養趨勢，建立了符合本校發展前景的創新型卓越工程師的人才培養體系，初步設計了富含專業特色的縱向課程體系的構建方案。[6]該課程體系的第一層次以電工電子技術和計算機科學為基礎，由“電路分析基礎”、“電子技術與應用”、“計算機硬件技術”等構成專業基礎課程群，強調學生的專業基礎知識的學習和技能實踐；第二層次涵蓋智能控制技術專業的自動化基礎理論、射頻識別、電機控制原理和工業以太網等專業綜合知識應用，兼顧強弱電結合，由“電機拖動技術”、“以太網通信與總線控制技術”、“自動控制原理與應用”、“傳感器技術與儀表”等構成了專業核心課程群；第三層次以本專業嵌入應用、電氣控制應用和人工智能應用為主線，對各個方向的課程進行優化重組，構成了體現智能控制技術專業特色的3個專業方向群，叫做專業特色課程群，以此提高學生的動手實踐和學科應用能力；第四層次構建了實踐創新課程群，包含了校內創新創業類綜合實踐課程、校內模擬仿真競賽訓練課程和校外實習類實踐課程。學生在實踐環節中可以參加教師的科研項目，或者參加技能比賽，進行系統化訓練，或進行大學生挑戰杯的實戰演練，以提高自身的競爭力和科技創新能力。

2.5 篤行：將課程體系構建落實到具體人才培養中去

智能控制技術專業的發展離不開課程體系的構建，而課程體系建設的最終目的就是能夠培養出適應社會發展的高技能應用型人才。提出了智能控制技術專業縱向課程體系后，進一步提出人才培養模式的具體措施與方法，以兩化深度融合為背景，探索一條人才培養可持續發展的道路，為高新企業和電氣自動化以及人工智能領域輸送人才。[7]在具體的培養過程中，以“工學結合、知行合一”為目標，從課程體系五要素去分析落實措施，具體如下：

2.5.1 課程目標的重建

在課程目標中加入“信息素養”的培養。“信息素養”對學生提出了更高的要求，從職業素養到信息化技能讓學生在校期間就能很好地培養動手能力，營造職場化氛圍，能夠和企業進行無縫對接，根據兩化融合的需求，培養學生綜合實踐能力。課程以培養智能控制技術專業畢業生的“電氣自動化與人工智能設計能力”為重建目標，包括了知識、技能、素養和實踐能力四個維度，體現的是整體工程運用能力和實踐創新能力。

2.5.2 課程內容的重組

重組智能控制技術專業課程內容是為了落實課程目標并詮釋出面向兩化融合的全新理念。智能控制技術專業課程的“電氣自動化與人工智能設計能力”目標框架是重組課程內容的依據和基礎，對課程目標框架中的分類要素進行整合重組，落實課證融合，進行職業化培養與教學，最后根據行業、企業和學校個性化需求進行課程內容的最終確定和梳理。

2.5.3 課程結構的優化

經過調研發現，課程結構優化是學校層面專業課程的重組和重建的關鍵所在。智能控制技術專業課程結構的優化重點傾向于調整課程結構中理論基礎課和專業實踐課的整合、專業必修課和選修課的模塊化分層、顯性課程和隱形課程的歸一化。對于培養計劃的制定要符合人才培養遞進式的規律，課程結構的優化要考慮學生在校期間是否在學業上達到頂峰效果，通過合理的課程結構優化，構建出清晰明了的學習成果藍圖，強調了必備技能的強化效應。

2.5.4 課程實施的落實

在課程實施的落實方面，結合本校專業自身特點，認為以學生為中心的課程實施設計是智能控制技術專業化教育的難點。以學生為主體的教學活動應從行業、企業、學校、教師和學生等多方面協調進行，依據能力本位的指導原則，制定課程體系實施的具體方案，這中間包括：創造實施所需的智能控制技術實訓基地硬件設備和軟件環境；建立良好的校企合作平臺；培養學生具有“工匠精神”的職業素養；面向兩化深度融合為學生提供真實的工程應用設計背景；課程設計、教學方法和師資培訓符合人工智能大環境下的發展趨勢等。總而言之，實施的對象一定是學生，也是服務于學生，培養出高技能型應用人才。

2.5.5 課程評價的完善

課程評價體系是教學質量和教學水平的重要反饋方式和途徑，在兩化深度融合背景下，專業團隊可以嘗試建立課程體系的評價方式從“單一化”走向“多元化”；從“硬性指標”走向“彈性結構化”；從“求分數”走向“重誠信”；從“理論為主導”走向“理實一體化”；從“定性與定量分離式評價體系結構”走向“定性與定量有機結合模式”，從“傳統業績教學考核模式”走向“以學生為主導的考核量化模式”。所有這些課程評價體系的完善需要依賴學校層面的政策支持和分院專業細致化的考量判定。完善課程評價體系有助于專業建設和課程體系構建，能夠更好地引導教師和學生進行互動教學，完成職業化能力進階，才能真正把兩化融合的理念深入到教學和專業發展中去。

3 結束語

在兩化深度融合發展的當下，智能控制技術專業課程體系構建是一項任重而道遠的工作，需要依賴學校、行業、企業的大力支持和專任教師對新知識的不斷攝取和對前沿發展趨勢的更新認知。通過針對當前智能控制技術專業課程體系構建中存在的問題，繼而進行調研和比較，初步完成了一套可持續進行的適應本校專業發展的課程體系，從課程目標、課程內容、課程結構、課程實施和課程評價五方面進行具體闡述。課程體系構建大膽創新，但卻歸于實際，從理論教學體系、實踐教學體系和素質教學體系三方面去詮釋高技能人才培養的真正意義，強化了學生的工程應用能力、實踐技能水平和創新運用能力，為今后的工作打下良好基礎，提升了就業水平。綜上所述，智能控制技術專業課程體系的構建必將對學校的整體發展、樹立專業特色、優化教學目標、培養卓越的高技能人才、提升實訓基地建設水平有著深遠的影響。

【參考文獻】

[1]李培楠，萬勁波.工業互聯網發展與“兩化”深度融合[J].中國科學院院刊，2014，29（2）：215-222.

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[7]周國順，圖雅，張陽.面向“工業4.0”的智能科學與技術專業創新課程體系構建[J].計算機教育，2016（10）：66-69.endprint