智能制造背景下中職機電類專業人才培養目標與建設策略

黃振賢　周新源

摘要：面對智能制造時代，企業在生產過程、管理方式和生產方式等方面均呈現出新的發展趨勢，傳統機電專業要滿足智能制造的時代需求，必須確立關聯知識體系、全面職業能力和綜合職業素養的人才培養新目標，并在具體專業建設的課程、師資、培養模式、教學工場和教學評估等方面實施新的建設策略。

關鍵詞：智能制造;人才培養;專業建設

中圖分類號：G710 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094-（2020）05C-0003-04

2011年漢諾威工業博覽會提出“工業4.0”概念，其核心是要構建智能工廠，實現智能制造。隨著GDP增長放緩、人口紅利逐步減弱，我國在“中國制造2025”這一國家戰略中提出了“推進智能制造為主攻方向”的明確要求。經濟社會的轉型發展離不開職業教育的支持，國務院發布的“職教二十條”要求健全職業教育制度框架，為現代制造業提供制度保障與人才支持，要圍繞先進制造業大力開展職業培訓，要面向先進制造業打造高水平實訓基地等。可見，智能制造對中職學校而言，既是挑戰，也是機遇，若能抓住機遇則能實現跨越式發展。如何做好與智能制造密切相關的機電類專業人才培養，是我們中職學校必須回答的問題。

一、把握企業智能制造發展新趨勢

智能制造的實施離不開三大集成的支撐，一是智能工廠內通過聯網實現生產過程的縱向集成，二是產品生命周期內通過信息共享實現過程管控的集成，三是關注全社會價值網絡內的生產策略、社會分工、商業模式等，實現制造業的橫向集成。[1]基于三大集成的支撐，相關企業的智能制造發展將呈現以下三個新趨勢。

（一）生產過程智能化

從工業1.0的機械化，到工業2.0的電氣化，再到工業3.0的自動化，雖然工業生產逐步實現了無人化（少人化），但生產始終只是按照人預先設定的程序在工作，而工業4.0時代則需要實現制造過程的自我判斷，是整個生產過程的智能化，而非某項生產技術的自動化。人、數據和機器共同構成了一個智能制造系統，新型傳感器、集成電路、人工智能、移動互聯、大數據創新將不斷演進。[2]勞動者的勞動也將從簡單重復勞動向系統復合勞動轉變，傳統的學科知識和單一技能有所淡化，以“夠用”為目標，基于生產過程的系統化知識體系和復合技能愈加重要，以“適用”來構建。因此，智能制造背景下的技術技能人才培養標準將由“專一”向“復合”轉變。

（二）管理方式扁平化

從作坊式生產到流水線式生產，生產的組織形式與生產方式的發展始終是吻合的。同樣，管理方式也隨著生產組織的變化而不斷變化，普遍呈現階層式的特征。隨著機器人在工業領域的推廣，勞動者和管理者的界線變得越來越模糊，因為在智能工廠中，每一位勞動者都將參與到分析、解決問題的工作中。[3]智能制造的多學科、跨地域和大數據等特性，對管理人員和生產人員必將提出更高的要求，以往較為清晰明確的崗位職責逐漸融合，職業能力的交叉促使各類人才的邊界也不再清晰，管理方式普遍呈現扁平化特征。在將生產活動主要交給機器人后，生產人員成為相應崗位的管理者，他們需要的不再是精湛技術，而是對硬件單元和軟件流程的熟悉和理解，這與傳統強調技能的培訓有較大區別。

（三） 生產方式個性化

得益于自動化技術的使用，大規模的流水線標準化生產得以實現。借助大數據技術，智能制造可以靈活配置生產資源，實現個性化定制生產，進行差異化管理，以替代傳統的流水線標準化生產。[4]從技術與成本等多方面考慮，未來的制造業必然會有一個混合階段，即：以大規模標準化形式生產基礎單元，以小規模個性化形式生產定制單元，且個性化生產占比將逐步增大。這既滿足了不同消費者的個性化需求，又能依托規模生產提髙效率并降低生產成本，制造產業也將從傳統的制造業向服務型制造業轉型。這一過程需要企業之間進一步的協作和開放，也需要勞動者更好的服務意識和創新意識。

綜上所述，智能制造背景下，企業已經發生了重大變革，制造類行業的很多工作崗位會由過去較為簡單重復的裝配者、操作者向更高層次的智能生產系統的規劃者、決策者、評估者轉變。

二、確定智能制造屬性的人才培養新目標

中職教育承擔著為經濟社會發展培養技術技能人才的任務。智能制造的核心是制造，手段是智能，機電專業作為傳統的制造類骨干專業，面對新的產業形勢，應有新的作為，且這種新的作為不僅僅是某一項專業知識或技術的升級，而是全面人才培養目標的重新構建。

（一）構建關聯知識體系

面對智能制造，德國學者費利克斯·勞耐爾提出專業知識的概念，以解釋工作過程中存在的全盤性的問題解決能力。他認為，專業知識的屬性是一種設計和決策知識，需要扎實的理論知識功底為基礎，以確保分析、判斷與決策的過程科學。[5]智能制造時代，大部分勞動被“智慧”的機器取代，勞動者的知識層次產生了上移，只有掌握較為全面的基礎知識，才能更好應對新的工作情境。中職層次的教學可能在知識的深度上無法深入，但應該適當拓展知識的廣度，著力構筑知識的關聯性，使學生掌握“夠用”“適用”的知識，且理解知識間的聯系。以太倉中等專業學校工業機器人專業為例，學校開設了機械、機電、電子和計算機相關課程，以工作過程構建不同的學習領域。在“機械臂制作”時會涉及機械加工知識，在“機械臂安裝”時會涉及機械和機電相關知識，在“機械臂調試”時會涉及機械、機電和電子相關知識，在后續的“使用項目管理法處理訂單”等學習領域還將涉及企業管理的相關知識。這樣，可以以工作過程實現關聯知識體系的構建。

（二）培養全面職業能力

隨著生產組織和人才結構的不斷發展，去分層化的復合型人才應當成為智能制造時代的重要人力支持和智力支撐，他們需要掌握全面的職業能力，以便在執行和完成職業活動的過程中能夠勝任多種角色并承擔起多重任務。[6]智能制造時代，對機電類勞動者的職業能力要求主要可分為以下三種：一是基礎技能，包括傳統的裝配、檢測、調試，也包括智能制造所需的機器人技術和物聯網技術，以及工業控制軟件系統的應用;二是協作能力，如制造生產方案的制訂與優化、生產設備和軟件平臺的配置與選擇、加工過程的監控與分析等;三是創新能力，如產品的創新、制造過程的創新和制造工藝的創新等。

（三）培育綜合職業素養

為更好服務于智能制造時代企業的需求，太倉中專實施了一項面向蘇州地區18家具有一定行業影響力的企業（如蘇州富強科技有限公司、蘇州匯川技術有限公司等），以及具有較好合作經歷的機電類企業（以德國手工業協會所管理的企業為主）的專項調研，主要涉及企業的生產制造方式、對技術工人的知識和能力需求、崗位技術能力分析、智能制造需求和應用情況等。調研顯示，智能制造企業對勞動者的團隊協作（92.86%）、獨立解決問題（92.86%）和交流表達（85.71%）三方面的職業素養要求最高。團隊協作與交流表達是因為智能制造的過程涉及多個部門甚至多個企業，需要勞動者的有效協作和高效溝通，傳統機電專業不善言語的“理工”形象須轉變為能言善道的“理工”形象。獨立解決問題則反映了智能制造企業對全面人才的渴求，傳統機電專業的“機修工”形象，也必須轉變為智能化生產單元的管理者和維護者形象。另外，智能制造的市場化和開放化使它具有更高的生產效率和更短的產品生命周期，因此，需要勞動者樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，養成愛國守信、遵法守紀、崇德向善、尊重生命、熱愛勞動的品格，形成自主學習、終身學習的意識，滿足智能制造的專業需求，滿足個人與社會的持續發展需要。

三、構建智能制造背景的機電類專業建設新策略

中職學校應以滿足地方經濟發展需求為已任，精確定位人才培養目標，精心調整專業設置，精確規劃人才培養方案。人才培養方案是邏輯起點，專業建設是實現人才培養的平臺，達成人才培養目標是最終輸出。無論是人才培養方案的設計與規劃，還是專業建設的調整與實施，都離不開“教什么，誰來教，怎么教，在哪里教，教到什么程度”這五個核心要素，這五個核心要素分別對應課程、師資、培養模式、教學工場和教學評估。智能制造背景下，中職機電類專業建設策略要突出以下五個方面。

（一）融合式課程開發

智能制造涉及經濟學、管理學、制造科學、信息科學等多個領域，實現制造業的智能化也必然是多學科交叉融合的過程。但在傳統專業課程開發中，幾乎不涉及課程的交叉融合，學生最多是“知其然”，而不能“知其所以然”。根據產業鏈設置專業或構建專業群是專業（群）成功建設的必要條件，一條產業鏈一般對應了多個不同的專業。在中職機電專業的課程構建中，應降低難度引入前道專業和后道專業的相關課程，以便師生能更好了解本專業的上游“供應商”和下游“客戶”，從而做到“知其所以然”。

（二）“雙師型”師資培養

“雙師型”教師（同時具備理論教學和實踐教學能力的教師）的培養是職業學校的重要任務。智能制造涉及制造活動的多個方面，是多學科交叉綜合的技術，對老師的理論和實踐水平要求更高。從2016年到2019年間，太倉中專實施了一項專業教師培養方案，邀請德國手工業行會（奧登堡）對66名專業教師分職業工種進行專項培訓。以筆者所在的工業機器人項目為例，我們以機電、電子、機械和計算機4個專業的老師組成學習小組，由1個德國老師和1個德語翻譯，以項目教學法開展教學培訓。在項目實施過程中，我們都驚訝于德國老師的“全能”，他們能講解原理，能演示教學方法，也能焊接、編程、開銑床刨床等。而我們的專業老師往往只能完成其中的一部分，知識的零碎、片面，能力的缺陷、不足，一覽無遺。所以，我們要積極落實《國家職業教育改革實施方案》提出的“新招聘教師，原則上從具有3年以上企業工作經歷的人員中公開招聘，2020年起不再從應屆畢業生中招聘”的要求，努力做好企業招聘教師的教育學、心理學、教學理論與方法等培訓;對于在職教師，要通過“雙師型”教師培養培訓基地實施教師素質提高計劃，落實每年至少1個月的企業或基地實訓，落實5年一周期的全員輪訓制度。另外，實施“企業講師”和“企業導師”制度，建設不少于25%專任專業教師的兼職教師隊伍，密切企業技術人員和學校教師的日常交流活動。

（三）“雙元制”育人模式

《國家職業教育改革實施方案》明確提出要堅持知行合一、工學結合，要借鑒“雙元制”模式，總結現代學徒制經驗，校企共同辦好職業教育?？梢?，對于職業教育，“雙元制”育人是必要的、必需的，基于智能制造的中職機電類人才培養更加離不開企業的參與。我們要努力實現招生招工一體化，校企雙主體協同育人，學校主要負責文化基礎和專業理論知識的傳授，學生的職業能力和職業素養主要在企業培訓中心或生產現場以項目實踐的方式獲得;學校和企業合理設計工學交替的時機，恰當分配學員在學校和企業的學習時間，確保知識的有效銜接和過渡，以企業和學校為兩條主線，“雙螺旋式”推進學生培養。[7]

（四）集約化培訓中心

“雙元制”教育理論認為，專業能力與關鍵能力構成了一個人的行動能力，以工作方法、責任心、團隊合作、獨立解決問題等為代表的關鍵能力的培養，只有在企業環境的反復體驗中才能逐步養成。以企業環境和生產過程創設的培訓中心正是滿足這一要求的育人場所。智能制造是跨專業甚至跨行業的，因此，由相關企業共同構建集約化培訓中心有利于提升整體培訓效率。建設時需關注以下三點：一是突出建設主線。以太倉地區為例，區域內制造類企業多為汽車制造配套企業，故學校的機電專業與汽車制造緊密相關，以汽車線束生產制造為主導方向來構建培訓中心。二是注重要素融通。根據學習任務和工作過程綜合考慮場地布局，統籌安排理論研討區、基礎技能訓練區、理實一體教學區、綜合技能訓練區。基礎技能訓練區以設備為單元設計，理實一體教學區以課程為單元設計，綜合技能訓練區以專業為單元設計。三是明確各方職責。地方政府提供政策、平臺等資源，行會等履行監督、協調職責，企業為投資主體，企業和學校以典型工作任務為引導，實施雙元育人，實現融合共生。

（五）三方教學評估

智能制造背景下，教學評估可借鑒“雙元制”形式，根據培養標準，由學校、企業、行會（或其他第三方評估組織）三方共同進行教學評估。學校評估以考試形式為主，主要針對理論教學和基礎技能，考核學生對知識和技能的熟悉情況;企業評估以面試形式為主，主要針對職業能力和行為素養，考核學生專項技能和團隊協作能力;行會（或其他第三方評估組織）評估以考試+面試形式組織，分階段進行，包括中間考試和畢業考試，主要針對綜合技能和職業素養，考核學生理論與技能的綜合運用能力，以及交流、演示、表達等社交能力，并根據考核結果，做出是否合格結論，出具相關證明或證書。

任何概念都會有一個高低結合的狀態，在智能制造的大背景下，中職人才培養不應缺位和失位，把握企業發展新趨勢，認清人才培養新目標，構建專業建設新策略，是我們職業學校做好教育教學工作的必然選擇。

參考文獻：

[1] 丁純， 李君揚. 德國“工業4.0”：內容、動因與前景及其啟示[J]. 德國研究， 2014（4）.

[2][3] 夏妍娜， 趙勝. 工業4.0正在發生的未來[M]. 北京：機械工業出版社， 2015.

[4] 徐國慶. 智能化時代職業教育人才培養模式的根本轉型[J]. 教育研究， 2016（3）.

[5] 李政. 職業教育現代學徒制的價值審視——基于技術技能人才知識結構變遷的分析[J]. 華東師范大學學報：教育科學版， 2017（1）.

[6] 李偉， 石偉平. 智能制造視域下技術技能人才的培養標準與路徑新探[J]. 職業技術教育， 2017（19）.

[7] 黃振賢， 周新源. 現代學徒制中校企的職責、合作與分工[J]. 職教通訊， 2018（18）.

責任編輯：王新國

Abstract： Faced with the era of intelligent manufacturing， enterprises have shown new development trends in production processes， management modes and production modes. To meet the needs of the era of intelligent manufacturing， traditional mechanical and electrical majors must establish relevant knowledge systems， comprehensive professional capabilities， and new objectives for the cultivation of talents with comprehensive professional qualities. They must also implement new construction strategies in five areas including specific professional construction courses， teachers， training modes， teaching workshops and teaching evaluation.

Keywords： intelligent manufacturing; talent training; professional construction