基于學院立方體模式的智能制造工程人才培養(yǎng)

陳志強 陳旭東

【摘 要】本文分析了“中國制造2025”背景下工程人才下人才需求特點.針對國內(nèi)制造業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，結(jié)合工業(yè)4.0下的國際人才戰(zhàn)略，提出了面向中國制造的學院立方體工程人才的培養(yǎng)模式。重點闡述了學院立方體培養(yǎng)模式的內(nèi)涵，重點以及路徑。有機結(jié)合雇主、就業(yè)機構(gòu)、大學、教師、學生、求職者六要素，實踐、互動、自主三位一體，探索智能制造工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的培養(yǎng)路徑、課程體系和評價指標。

【關(guān)鍵詞】學院立方體；智能制造；工程人才

中圖分類號： F424 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）16-0135-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.062

【Abstract】This paper analyzes the characteristics of talent demand under the background of “made in China 2025”. Based on the situation of talents training in domestic manufacturing Industry and the international talent strategy of Industry 4.0， College cube model based cultivation model facing to the manufacture in China are proposed. The proposed model is the trinity of practice， interaction and Autonomy， which is an organic combination of six elements： employers， employment agencies， universities， teachers， students， job seekers. In addition， this work explore the training path， curriculum system and evaluation index of Creative talents in Intelligent Manufacturing Engineering.

【Key words】College Cube Model； Intelligent Manufacturing； Engineering talents

0 引言

隨著制造業(yè)與新一代信息技術(shù)的深度融合，全世界的制造業(yè)格局正面臨重大調(diào)整，也引發(fā)影響深遠的產(chǎn)業(yè)變革。美國、德國、日本等國先后公布了不同的工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃。2015年5月，中國國務院印發(fā)《中國制造2025》，對智能制造領(lǐng)域做出了整體的要求和規(guī)劃[1]。進行信息化與工業(yè)化深度融合，是智能制造的主攻方向。其中人力資源是推動智能制造在中國環(huán)境下落地的一個關(guān)鍵因素。《中國制造2025》也明確指出，需要加強制造業(yè)人才發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃和分類指導，組織實施制造業(yè)人才培養(yǎng)計劃，以高層次、急需緊缺專業(yè)技術(shù)人才和創(chuàng)新型人才為重點，實施專業(yè)技術(shù)人才知識更新工程和先進制造卓越工程師培養(yǎng)計劃，完善從研發(fā)、轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)到管理的人才培養(yǎng)體系。本文旨在面向“中國制造2025”，探索智能制造工程科技人才的培養(yǎng)模式。

1 “中國制造2025”戰(zhàn)略下人才需求特點

工信部部長苗圩在2015 年智能制造國際會議上強調(diào)，要將智能制造作為實施《中國制造2025》的主攻方向，其主線是信息化與工業(yè)化的深度融合。智能制造在工作和技術(shù)領(lǐng)域主要特點如下[2-3]：（1）以分工為典型特征的傳統(tǒng)制造加工工藝將作為工業(yè)智能制造體系的一部分，被整合到新的組織運營結(jié)構(gòu)中，智能設備涉及決策、控制、協(xié)調(diào)和支持等功能；（2）虛擬網(wǎng)絡與真實機器間的組織協(xié)調(diào)，控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)間交互作用的協(xié)調(diào)，從而形成高度靈活、個性化、網(wǎng)絡化的產(chǎn)業(yè)鏈；（3）通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)工廠與用戶、工廠與企業(yè)、工廠與零售等各相關(guān)節(jié)點的無縫互聯(lián)，使得大規(guī)模的個性化定制成為可能。

因此，智能制造的實施者需要信息通信技術(shù)融合、制造業(yè)和自動化技術(shù)融合，再加上各種工具軟件，將導致很多任務會作為一個范圍更廣的技術(shù)、組織和社會背景的一部分來執(zhí)行。在互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)化深度融合的驅(qū)使下，未來的制造業(yè)必將成為一項綜合應用各學科門類的前沿領(lǐng)域，一專多精、多專多精的復合型人才將是未來信息產(chǎn)業(yè)人才需求的方向[4]。

2 國內(nèi)制造業(yè)工程人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

我國目前的專業(yè)人才在創(chuàng)新引領(lǐng)和主動作為等方面與國際一流水準相比尚有較大差距。主要表現(xiàn)在：（1）專業(yè)定位與社會發(fā)展脫節(jié)，傳統(tǒng)條塊分割式的人才專業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適應發(fā)展的需要[4]；（2）師資建設滯后，高校教師重科學研究輕工程技術(shù)，大學人才引進機制也是重科研輕實踐，相當多的教師都沒有工程實踐；（3）教學方法與內(nèi)容陳舊，以課堂講解為主的教學模式難以培養(yǎng)具備實踐能力的人才；（4）信息相對封閉，學生甚至授課者都不了解企業(yè)的需求，導致所學非所用。（5）現(xiàn)有工程能力主要培養(yǎng)模式，比如校企合作、實訓實習、組織各類競賽等都遇到不同困境[5]。

幾乎所有的學校都在運用校企合作模式，但是當前不同的企業(yè)對不同層次學校的青睞程度不一樣，企業(yè)需求與大學培養(yǎng)目標不一致，導致相當多的大學與企業(yè)陷入到無法達到共同解決工程實際問題及培養(yǎng)學生的窘境；受經(jīng)費所限，實訓實習基地并不完善，甚至有些實訓實習基地成為“參觀式”學習中心；各類競賽提升了少部分有些學生的能力，但大多數(shù)學生參與的機會很少。正如《中國制造2025》所述，為適應工業(yè)4.0的人才需要，需要健全多層次人才培養(yǎng)體系。

3 工業(yè)4.0下國際人才培養(yǎng)戰(zhàn)略

隨著全球制造業(yè)的調(diào)整，在育人機制方面，美國出臺了與企業(yè)、大學、社區(qū)共同建立全國制造業(yè)創(chuàng)新研究網(wǎng)絡（NNMI）的倡議，整合政府、企業(yè)、高校及其他社會資源，制訂了一個計劃旨在將知識到生產(chǎn)技術(shù)直接通過創(chuàng)新聯(lián)盟的形式縮短制造創(chuàng)新網(wǎng)絡的整個過程。

德國工業(yè)4.0平臺工作組針對工業(yè)4.0人才培養(yǎng)，制定了詳盡的技術(shù)工人終身學習計劃、任職資格和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的輔助措施[2]：設計推廣模式方案，幫助識別員工擁有在特定的專業(yè)領(lǐng)域外的額外技能，并促進職業(yè)和學術(shù)訓練之間以及不同培訓和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的課程系統(tǒng)之間的互動策略；建立和推廣職業(yè)發(fā)展“最佳實踐網(wǎng)絡”；調(diào)查在工作場所獲取知識和技能、發(fā)展數(shù)字化學習技術(shù)的新方法；推廣工作組織的跨領(lǐng)域方法，對所有工業(yè)4.0時代的任職資格、培訓和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展措施需要采取合作研究執(zhí)行形式的綜合研究；推廣工業(yè)4.0特有的學習內(nèi)容與跨領(lǐng)域合作；建構(gòu)基于IT技術(shù)的系統(tǒng)模型，其中需要包括現(xiàn)實和數(shù)字世界之間的相互作用的模型[6]。

日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)公布了《2015年版制造白皮書》，強調(diào)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、軟件在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性。俄羅斯工程教育認為需要在把握現(xiàn)代工程的基本趨勢、方法及工具的基礎上，改造現(xiàn)有工程教育模式，并在此基礎上，通過仿真設計和多學科交叉的方式，堅持走工業(yè)與高校相互協(xié)作的有效路徑。

針對工程能力培養(yǎng)，其他國家如西班牙、英國等國家提出基于項目學習方法的工程人才培養(yǎng)體系、西班牙和墨西哥等國家提出學生團隊與基于項目學習的工程人才培養(yǎng)模式等。

4 學院立方體學習模式

思愛普公司和德國聯(lián)邦教育研究部在2013年德國漢諾威消費電子、信息及通信博覽會（CeBIT 2013）上，針對工業(yè)4.0人才需求，正式推出了的學院立方體人才培養(yǎng)模式，目的是應對由工業(yè)4.0產(chǎn)生的新的培訓形式和內(nèi)容需求。如圖1所示，從實踐性、交流性與自主性三方面來探索教與學的范式?！皩嵺`、交往、自主”構(gòu)成了立方體的三個軸。八個結(jié)點A、 B、C、D、C、F、G、H代表了八種典型的教與學的范式。

學院立方體創(chuàng)立初衷就以歐洲南部的技術(shù)工人為目標，為各方提供在線信息，指導技術(shù)工人在國內(nèi)外如何使用他們技能和知識。基于云平臺技術(shù)學院立方體系統(tǒng)中，企業(yè)工廠提供在線學習課程并發(fā)布空缺職位的類型及需求數(shù)量，學生或者求職者發(fā)現(xiàn)新職業(yè)路徑，學院立方體幫助學生獲得申請意向職位所需的必要培訓。大學、就業(yè)機構(gòu)、培訓內(nèi)容提供方、雇主、學生、求職者各代表一個面，共同形成一個立方體。目前學院立方體已提供了工業(yè)4.0領(lǐng)域的6個完整課程及12個專項課程。學習內(nèi)容包括自動化、大數(shù)據(jù)分析、制造和物流過程以及安全和數(shù)據(jù)保護等領(lǐng)域。

工業(yè)4.0 員工素質(zhì)培訓、技能培訓等領(lǐng)域具有較強的針對性，學院立方體對培養(yǎng)智能制造復合型人才有重要的參考價值，在歐洲尤其是德國已經(jīng)被政府認可。但要把該概念運用于中國，仍需要結(jié)合中國國情以及大學本身特色對其內(nèi)涵和方式進行改良。

5 面向“中國制造2025”的學院立方體

學院立方體思想的精髓在于從雇主、就業(yè)機構(gòu)、大學、教師、學生、求職者六要素出發(fā)，來培養(yǎng)工程人才。結(jié)合中國國情，6要素分別扮演的角色內(nèi)涵定義如下：

就業(yè)機構(gòu)：雇主與求職者橋梁。

大學：學生教師資源供給，大學培養(yǎng)機制創(chuàng)新

雇主（企業(yè)）：發(fā)布技能人才需求，提供人才培訓內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)高技能人才。

教師：選擇定制培養(yǎng)計劃，制定培養(yǎng)路徑，實施培訓內(nèi)容。

學生：發(fā)現(xiàn)新職能路徑，學習職能需求課程。

求職者：發(fā)現(xiàn)工作機會，針對需求繼續(xù)教育。

要構(gòu)建符合《中國制造2025》規(guī)劃要求的學院立方體培養(yǎng)模式，需要從如下幾個角度來構(gòu)建。

（1）構(gòu)建中國制造人才市場需求分析模型

高校人才培養(yǎng)與社會需求間的結(jié)構(gòu)性矛盾和校際同質(zhì)化現(xiàn)象異常突出，其中原因之一就是信息不充分和不對稱造成。網(wǎng)絡招聘成為主流招聘方式，雇主通過51job、前程無憂等就業(yè)機構(gòu)平臺發(fā)布需求信息，這為基于大數(shù)據(jù)的人才需求分析提供了堅實數(shù)據(jù)基礎。數(shù)據(jù)挖掘、文本挖掘、知識發(fā)現(xiàn)、觀點挖掘、時間序列分析、海量數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計、可視化分析、語義技術(shù)等大數(shù)據(jù)分析方法實現(xiàn)全源情報分析和快速響應數(shù)據(jù)處理，達到情報分析的智能化。就雇主提供的需求信息，就地域需求分布、專業(yè)崗位需求分布、學歷需求分布、經(jīng)驗需求分布等， 基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，開展中國制造工程人才需求分析研究。將雇主和大學、求職者、學生有機聯(lián)系在一起，掌握制造業(yè)人才市場的需求特點。

（2）基于人才市場需求構(gòu)建符合“中國制造2025”規(guī)劃的課程體系

“中國制造2025”戰(zhàn)略下，對職業(yè)及學術(shù)培訓和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展（CPD）帶來新的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括擴大到制造工程組件開發(fā)者及其使用者。培養(yǎng)方案需要相應調(diào)整，要有針對性。在市場需求為導向下，基于云平臺技術(shù)，整合國內(nèi)外優(yōu)秀教學資源，構(gòu)建一個可靈活應對各種企業(yè)需求的課程資源庫。并基于該課程庫，針對學生特點、就業(yè)選擇，幫助學生定制課程體系。最終形成既有包容性，又有針對性，滿足“中國制造2025”規(guī)劃要求的工程人才培養(yǎng)課程體系。

從實踐性、交流性與自主性三方面來尋找有效的課程教與學的路徑。基于實踐、交往、自主三維一體模型，根據(jù)課程內(nèi)容特點，進行分解，選擇適配的教學范式，設計合適的教與學的方式和內(nèi)容。

（3）構(gòu)建面向中國制造2025學院立方體在線交互平臺

基于云計算技術(shù)，建立雇主、就業(yè)機構(gòu)、大學、教師、學生、求職者都能夠在線交互的云平臺。通過該平臺，企業(yè)發(fā)布具體職位空缺、提供在線培訓或者技能需求，大學、教師開發(fā)并利用在線課程豐富培養(yǎng)方案，學生可通過分析人才市場需求特點確定職能新途徑，求職者獲得他們申請?zhí)囟毼凰璧呐嘤枴?/p>

6 突破的關(guān)鍵點

要調(diào)整智能制造人才培養(yǎng)模式，促進人才全面有序發(fā)展，應從自身條件和社會需求出發(fā)，切實采取有效舉措來整合工程人才培養(yǎng)模式，解決其在現(xiàn)實發(fā)展中存在的問題。主要突破如下關(guān)鍵點：

關(guān)鍵點一：首先要突破高校智能制造人才培養(yǎng)與社會需求間的結(jié)構(gòu)性矛盾。在課程設置方面，要基于中國制造業(yè)的人才需求現(xiàn)狀進行課程體系建設，根據(jù)高校服務地方經(jīng)濟發(fā)展特色，避免校際同質(zhì)化現(xiàn)象。在智能制造的大環(huán)境下，各企業(yè)對于智能制造人才的定義是不一樣的，企業(yè)的組織架構(gòu)、產(chǎn)品設備等情況也是不一樣的。因此構(gòu)建的課程體系必須具備包容性。要從自身挖潛、整合優(yōu)勢資源著手解決。， “學科-平臺-團隊-產(chǎn)業(yè)”協(xié)同發(fā)展，開展精品課程建設。充分利用培訓機構(gòu)、企業(yè)在線課程等資源，通過購買、合作等多種形式，滿足需求的課程體系建設。

關(guān)鍵點二：智能制造需求的工程人才需要融合制造技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)及通信技術(shù)等，這既是對學習者的挑戰(zhàn)，也是對培養(yǎng)路徑的挑戰(zhàn)。如何在有限時間內(nèi)，在學習者不感到嚴重壓力的情形下，達到企業(yè)需求的培養(yǎng)標準。需要從實踐性、交流性與自主性三方面著手，針對不同的課程，不同的企業(yè)需求，不同的學生特點，基于學習立方體八種典型范式，合理配置“教師講授”、“工程實訓”、“課程設計”、“生成實習”、“需求驅(qū)動”等方式，尋找出最優(yōu)的智能制造工程科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑。

關(guān)鍵點三：激勵學院立方體的不同主體互動參與。學院立方體作為一個基于在線交互平臺的培養(yǎng)模式，需要不同主體互動參與才能達到預期目的。企業(yè)等用人單位的用人需求，可以通過就業(yè)機構(gòu)平臺基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲取，但是還需要激勵雇主們分享自己的內(nèi)部培訓課程，以利于學生和求職者有針對性的學習，企業(yè)對與高校合作培養(yǎng)人才機制有待開發(fā)。教師作為教學的執(zhí)行者，其傳統(tǒng)的授課模式的特征是結(jié)構(gòu)式課堂講授，即教師系統(tǒng)而又有條理地講解理論，學生聽、記。典型特征是低實踐、低交往、低自主。如何讓授課教師改變慣性思維，將學習立方體的8種范式有機結(jié)合，這是一個難點。學生作為學習的主體，如何激勵學生積極基于雇主需求，主動參與到學院立方體學習模式中來，還需要基于學生不同特點，探討適合現(xiàn)代學生的激勵方式。大學作為學院立方體的資源提供方、學生的管理者，目前的學分制仍然停留在形式上，對學院立方體在線學習的課程認可與否，還需要在制度上進行創(chuàng)新。

7 結(jié)語

工業(yè)4.0背景下提出的《中國制造2025》，對工程人才的培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。既有專業(yè)技術(shù)人才需要實施知識更新工程，新生力量需要合理的先進制造卓越工程師培養(yǎng)計劃?；趯W院立方體培養(yǎng)模式，實踐、互動、自主三位一體，雇主與大學等協(xié)同育人，以企業(yè)需求為導向，以就業(yè)為指導，多維度強化工程技術(shù)能力培養(yǎng)，探索智能制造工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的培養(yǎng)路徑、課程體系和評價指標，具有重要的理論價值和實際應用價值。

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