智能制造視角下 高職機電類專業人才培養模式變革探討

方群霞 楊超

【摘 要】本文論述智能制造視角下高職機電類專業人才培養模式變革，從智能制造的構成要素及技術特征出發，分析智能制造對機電一體化專業型人才的培養需求，針對智能制造高素質人才培養轉型過程中存在的教學內容更新速度無法與產業發展同步、復合型人才培養仍然是單一疊加模式等問題，圍繞培養方案、教學內容、實訓基地、專業教學團隊四個方面提出機電一體化復合型專業“智能人才”培養轉型的措施，以促進智能制造產業所需的個性化、創新型復合人才的培養。

【關鍵詞】智能制造 ?高職 ?機電類專業 ?人才培養模式

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）04C-0125-03

我國正處于經濟轉型階段，由制造大國向制造強國升級，現有的機電類人才培養以技能為主，而智能制造則需要機電系統、電氣工程、人工智能、信息技術類復合型人才。作為高等職業院校，需要適應這種人才需求的變化，圍繞科學性、適用性，建立智能制造人才培養體系，以滿足制造業轉型升級與制造強國戰略的需要。

一、智能制造的特征及帶給機電類人才培養的轉型思考

（一）智能制造的構成要素及技術特征

智能制造是裝備過程制造與信息數據和智能技術的深度交叉、融合，互聯網絡技術、自動控制技術、人工智能技術與現代傳感技術的發展，奠定了智能制造的技術基礎，數據、狀態的智能感知和人機交互、決策、執行，最終實現“設計—制造—裝配”的全流程智能化。智能制造被業界稱為“第四次工業革命”，制造系統驅動源由能量向信息轉變。智能制造系統、智能制造裝備與服務，是智能制造技術的三個核心功能模塊。智能制造系統以智能化、網絡化、數字化為特征，完成裝備產品與智能技術、信息技術、先進制造技術的集成和融合;智能制造裝備以數字控制系統和工業機器人為典型代表，驅動、傳感、控制是其三大核心技術;智能制造服務的范圍相對廣泛，涵蓋工業品智能服務、智能物流服務、服務感知和過程智能運控、制造物聯網與控制互聯、制造服務的協同集成與共享。

（二）智能制造對機電一體化專業型人才的培養需求

智能制造弱化了各專業領域邊界，強化了學科交叉融合屬性。機電一體化領域向著技術復雜化、知識交叉融合、工藝綜合化發展，重構產業業態、生產組織形式與制造鏈條。智能制造對機電類專業人才需求表現如下特征：

1.機械制造基礎。生產制造從業人員，首先應具備對機械設計、理論力學、材料力學、公配配合技術等學科內容的綜合運用能力，即使進入智能制造階段，這一點也并未發生變化。

2.硬件及驅動設計。機電系統硬件電路設計與伺服驅動機構控制，是智能制造產線實現自動化和智能化的基礎模塊，與之相對應的課程內容包括模擬電路、數字電路、電氣傳動、液/氣壓、自動控制理論、工業機器人等，學生在掌握扎實專業基礎知識的同時，也具備較強的綜合應用能力。

3.軟件開發。智能制造與傳統制造業最大的差異性在于數字化、信息化，技術裝備向著柔性可調、數字網聯、智能控制方向發展。通過CAM、MATLAB、VS（Visual Studio）等開發軟件，提高機械部件的協同執行效率，豐富智能制造設備功能，支撐強度校核、工藝數據庫開發、軟硬件協同系統、制造過程狀態監控與實時分析處理、人機交互界面開發等功能模塊。

二、智能制造高素質人才培養轉型過程中面臨的問題

（一）教學內容更新速度無法與產業發展同步

人才培養對產業發展具有引領作用，而“互聯網+”、工業物聯網的發展速度，超過了教育內容的更新速度，教育內容更新速度滯后于社會變革和產業升級步伐，新興產業的發展方向和崗位需求變化，未在教學內容中得到充分體現;高職教育教學內容中的信息技術、數字化知識仍停留在2010年之前的水平，人才素質能力與企業崗位需求脫節;信息技術與現代管理制度的優勢，并未在教學方式中得到體現;實訓設備與實訓基地亟須智能化換裝與改造;對先進制造與教學技術，師資隊伍表現出應用能力與創新意識的不足，需要一個再認識、再學習的過程。

（二）復合型人才培養仍然是單一疊加模式，亟須向學科交叉融合轉變

隨著制造業向智能化轉型升級，高素質復合型培養模式逐漸取代單一專業型培養模式，高職院校的人才培養方向也由單一專業技能向跨學科復合專業技能人才轉變。對高職機電類專業來說，工業尤其是制造業產業格局的變化，決定了其人才素質培養的方向，要求既具備更加扎實的機械制圖、機械原理、制造技術、電氣技術、電氣傳動控制等專業基礎知識;又具備電氣系統集成、工業互聯網絡、3D數字化建模、液壓/氣壓傳動、工業軟件等專業細分知識;還具備生產協作、安全規范等生產管理知識。然而，現階段高職機電類專業人才培養的復合往往只是各項單一專業的簡單疊加，尚未進入更具科學性的交叉融合階段，且培養目標缺乏針對性，與制造企業技術升級換代、產業改造、工藝更新的產業升級需求脫節。

三、機電一體化復合型專業“智能人才”培養轉型探索

（一）調整交叉復合型人才需求背景下的機電專業人才培養方案

1.人才培養目標與崗位需求對接。步入智能制造階段，制造業的邊界得到前所未有的延展，信息數據、人工智能對學科交叉復合型人才提出需求。因此，有必要對企業崗位需求變化開展調研工作，使人才培養目標更貼合企業用人需求。

2.教學內容與崗位對接，跟隨行業前沿更新。職業教育的定位，決定了人才培養與企業、產業、行業密切結合的屬性，同時，教學主體承擔著一定的行業超前探索責任，尤其是信息技術實現了產業發展速度的倍增。職業院校人才培養應始終與社會發展、產業升級轉型同步，完成新技術、新設備、新工藝對現有教學內容的更新替換。

3.試點并推廣現代學徒制模式。現代學徒制在優化校企教學資源配置的同時，深入挖掘企業的主觀能動性，試行更加開放的辦學模式。在推廣過程中，需要配套學校與企業的人力資源與社會保障政策。

（二）面向工作崗位重構課程體系與教學模式

1.轉變教學思維模式。例如，可在機電類專業教學中推行驅動教學模式，任務與問題引領教學活動，在問題探索過程中維持并提高學生的學習興趣，以仿真教學環境培養主動學習能力。適當增加知識總量，重構知識體系與排序方式，由教師主導課堂轉向引導課堂，學生被動學習轉向主動學習。培育兼具理論知識與職業技能型人才，推行高職學歷證書與職業證書融通制度。

2.重構課程架構與內容。一是重構專業技術課程。根據機電類專業技術領域和崗位群工作職責，劃分專業技術等級，劃定核心技術范圍。每一項核心技術與專業能力需求和覆蓋范圍對應，與目標崗位實現對應。以機電設備操作與維修崗位為例，其核心技術是機、電、液一體化綜合應用，圍繞這個核心，綜合運用PLC控制、液壓氣動傳動，完成上述課程內容學習后，可以在實踐環節完成機電設備維修工作。二是核心技術與支撐技術梯次配置。核心技術的實現，需要支撐技術的配合，支撐技術概念同樣屬于專業基礎課程范疇，核心技術與支撐技術梯次配置，綜合應用。應打破分為基礎、專業基礎、專業課三段式結構的傳統課程設置，讓專業課與專業基礎課相結合，構成基礎課與專業課的兩段式結構。在這種綜合中，專業基礎課的系統性被打破，其內容優選之后成為專業課的支撐技術，并融匯到不同的專業課之中，使學生盡快進入專業課學習。三是學科間交叉融合。隨著智能制造技術的發展，學科之間的交叉和滲透越來越多，以工作項目為主線、融入若干學科的綜合模式也在不斷出現。如一些高職院校自動化生產線的安裝調試課程就融入了氣動技術、傳感器、PLC等技術。

（三）完善實踐教學條件，構建立體智能工廠和數字車間實訓基地

1.重構專業群架構體系。專業群承載著高職院校的品牌力和特色性，與其社會影響和辦學水準直接關聯，應重構專業群內各專業內容與占比，保持專業轉型過程后的競爭力，各專業間的融合方式以智能制造行業需求為導向。

2.持續建設與升級智能制造實訓基地。以百色職業學院為例，可在現有數字化車間和金工實訓產線基礎上，新增智能裝配生產線、柔性制造工作站、智能機床上/下料作業設備、碼垛機器人與現代控制系統安裝/調試工作站，支撐雙機協作、多軸協同控制、機器人手爪快換與浮動軸等先進技術教學需求。拓展的實訓教學內容包括TCP點位創建練習、碼垛位置拾取與街拍優化示教、工業機器人上/下料及機床配合編程調試、工業機器人外設編程與PLC調試等。

3.強化校企合作雙向交流機制。校企實訓合作遵循實踐產業化、基地企業化的建設與管理理念。智能制造實訓中心是一個開放體系，與有實力的企業、科研機構形成雙向交流機制。智能制造科技企業的參與，在引入技術的同時也帶來企業的管理理念與文化，打造真實的企業生產經營環境，為學生未來完成職場角色轉換做好鋪墊，同時為高職院校探索雙主體辦學模式積累經驗。

（四）師資隊伍向專業交叉融合、創新應用方向轉型

高職院校通過專業院系劃分，強化了各領域的專業屬性，配套師資隊伍建設時，同樣以專業性為導向。但是，智能制造時代的到來，弱化了專業間的邊界，專業型師資隊伍與智能制造產業需求不相適應，跨專業的復合型師資團隊成為轉型方向。高職院校應積極進行教學模式轉型，組建兼具跨學科專業能力與創新應用素養的教學團隊。

以專業帶頭人、骨干教師培訓為牽引，除理論知識培訓外，更多地參與國內外智能制造產業博覽會，培養“雙師型”師資隊伍，實現專業群師資同步提升，以傳幫帶培養更多的青年教師。引入機電設備供應商的教育聯合項目，發揮其專業性優勢，學生進企業、教師進企業，直接參與到企業技術升級改造、難題解決方案制定環節;與行業發展前沿保持一致，與工程人員組建聯合課題互助組，實現雙方能力的整體、同步提升。教師與學生參與到技能大賽中，以賽促教、促學，在實踐應用中提升師資隊伍水平，做到創新能力始終與應用環節相結合，強化實踐能力。

總之，未來的國際貿易中高端制造業的戰略地位將越來越凸顯，以工業機器人為代表的二、三產業融合，將有力推動智能制造產線與園區布局，這就需要足夠數量的高素質應用型技術人才作為支撐。高職機電類專業應看到智能制造行業的變化與需求，多角度、全方位探討人才需求發生的變化，對人才培養模式進行補充與升級，同時依托校企合作資源，做大做強優勢學科，打造一支不斷探索的、學習型的智能制造師資隊伍，培育適應智能制造產業升級需求的機電類專業人才。

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【基金項目】2019年度廣西職業教育教學改革研究項目“智能時代機電類專業人才培養模式變革研究”（GXGZJG2019B006）

【作者簡介】方群霞（1985— ），女，湖北荊門人，百色職業學院講師，研究方向：電子信息;楊 超（1985— ），男，廣西北流人，百色職業學院講師，研究方向：自動化。

（責編 何田田）