智能制造產業背景下蘇州地方高職院校模具專業課程體系改革研究＊

汪紅兵

（蘇州市職業大學機電工程學院，江蘇 蘇州215104）

1 引言

國務院印發的《中國制造2025》提出以加快新一代信息技術與制造業深度融合為主線，實現“三步走”。其中的第一步，到2020年數字化、網絡化、智能化取得明顯進展，到2025年，制造業的工業化和信息化融合邁上新臺階[1]。在國家和地方政府政府政策引導下，以智能化為主要特征的制造產業得到迅猛發展，與此同時國內高校相繼開展了適應智能制造產業發展需要的制造類專業人才培養方案改革研究[2-4]。

蘇州作為國家制造業基地，提出先進制造業和現代服務業“雙輪驅動”的產業發展模式和“具有國際競爭力的先進制造業基地、具有全球影響力的產業科技創新高地”的發展目標。蘇州地方高職院校要圍繞“一基地、一高地”建設目標[5]，培養適應智能制造高級應用性人才，以滿足蘇州地方先進制造產業的發展需求。

2019年教育部發布了關于職業院校專業人才培養方案制訂與實施工作的指導意見（教職成〔2019〕13號），在主要內容和要求部分重點強調了規范課程設置，要求科學設置專業課程，課程內容要緊密聯系生產勞動實際和社會實踐，突出應用性和實踐性。隨著經濟的快速發展以及新技術的廣泛應用，生產實踐也發生著日新月異的變化，職業院校專業人才培養方案需要不斷更新調整，課程內容體系的設置需要適應社會實踐的快速發展。

在國家和蘇州地方智能制造產業轉型升級飛速發展的背景下，蘇州市職業大學作為蘇州地方的高職院校，專業人才培養方案迫切需要更新調整，以更好地為蘇州地方經濟發展輸出合格的高素質技能人才。

目前蘇州市職業大學模具設計與制造課程體系存在的主要問題是課程內容仍然是圍繞傳統的模具設計與制造知識開展，智能技術涉及得非常少。在課程體系調整中，以數字化模具設計與制造技術（CAD/CAM/CAE/CAPP）為基礎，在傳統的沖壓和注塑模具設計與制造技術中融入信息化、機器人、測量與控制、互聯互通、智能管控等智能制造技術，包括CAD/CAM/CAE/CAPP模塊、工業機器人應用模塊、模具零件智能加工與生產管控模塊、模具裝配與智能成型模塊，體現出數字化、網絡化和智能化的特點。

2 模具設計與制造專業現有課程體系

蘇州市職業大學模具設計與制造專業現有的課程體系主要包括通識教育課程、職業技術基礎課程和職業技術能力課程等模塊，另外還有集中實踐教學模塊。

教職成〔2019〕13號文件指出職業院校要嚴格按照國家有關規定開齊開足公共基礎課程，通識教育課程模塊主要包括有“思政”“英語”“體育”“計算機信息技術”等課程。通識教育課程模塊所開設的課程如圖1所示，圖中包括每門課程的名稱、學分、學時數及分配。目前在“計算機信息技術”課程里，主要內容有一大部分是操作系統的使用及辦公軟件office的學習。隨著計算機的普及，現在小學階段已經安排了“計算機信息”課程，開始學習計算機的基本操作。學生進入大學后，基本上已經掌握了計算機的基本操作和辦公軟件office的使用，這時可考慮減少這部分內容的學習。

圖1 通識教育課程模塊

在職業技術基礎課程模塊部分，主要安排了“數學”“機械制圖”“力學”“機械制造技術”“機械設計”及“機械精度設計與檢測”等方面的課程。職業技術基礎課程模塊所開設的課程如圖2所示，圖中包括每門課程的名稱、學分、學時數及分配。這部分內容目前還是傳統的機械設計與制造方面的基礎知識內容，智能技術的基礎課程基本沒有涉及，可考慮在保留主體的傳統機械方面基礎知識學習的同時，開設一些智能技術方面的基礎課程。

圖2 職業技術基礎課程模塊

在職業技術能力課程模塊部分，限選課程主要開設了“沖壓和塑料模具設計”“模具CAD與CAM技術”“數控編程”“模具組立圖技術”。選修課程方面主要開設了“注塑模流分析”“模具材料與表面處理”“金屬與塑料成型設備”“壓鑄模”“三維模型數據采集”“3D打印”以及“專業英語”。職業技術能力課程模塊所開設的課程如圖3所示，圖中包括每門課程的名稱、學分、學時數及分配。從課程開設來看，主要是學習傳統模具設計與制造的知識與技能，智能技術類課程非常缺乏。

圖3 職業技術能力課程模塊

在實踐教學課程模塊部分，主要開設了“軍訓”“機械制造基礎實訓”“模具特種加工實訓”“數控加工實訓”以及“頂崗實訓”等課程。實踐教學模塊所開設的課程如圖4所示，圖中包括每門課程的名稱、學分、學時數及分配。實訓內容集中在傳統模具制造技術方面，可適當考慮開展工業機器人應用、模具零件智能加工與生產管控以及模具裝配與智能成型方面的實訓課程。

圖4 實踐教學課程模塊

3 模具設計與制造專業課程體系調整策略

針對現有模具設計與制造專業課程體系存在的問題，為培養出適應智能制造產業發展需求的模具專業高級應用性人才，需要對現有的課程體系進行調整，在傳統的沖壓和注塑模具設計與制造技術中融入信息化、機器人、測量與控制、互聯互通、智能管控等智能制造技術。

在通識教育課程模塊，公共基礎課程課時基本保持不變，重點調整“計算機信息”課程的授課內容，壓縮辦公軟件操作和計算機基本操作的相關內容，提高計算機課程的授課深度，可增加“計算機網絡的技術基礎”課程。在模具工業智能化設計與制造過程中，數據的獲得和處理都是基于計算機網絡技術，通過該課程學習學生能夠理解計算機網絡體系結構構成，能認識計算機網絡硬件構成，為以后在模具工作崗位上能夠勝任基于計算機網絡的模具零件智能加工與生產管控等方面的工作打好基礎。

在職業技術基礎課程和職業技術能力課程兩個模塊中，可將“機械制造基礎”與后續課程“模具制造技術”的課程內容進行整合。在“機械制造基礎”課程中以模具零件為研究對象介紹相關制造基礎知識，這樣學生在學習“模具制造技術”課程時，不需要再重復學習制造基礎知識，只需要在實踐應用方面進行強化學習即可。可將“工程識圖與制圖”課程與“模具組立成圖技術”進行整合，在“工程識圖與制圖”課程中以模具產品為繪圖對象，將“模具組立成圖技術”融入到“工程識圖與制圖”課程中。在開展“機械CAD繪圖”課程時，可考慮與后續課程“塑料模具3D設計基礎”的課程內容進行銜接，“機械CAD繪圖”課程中進行三維造型和二維工程圖設計的軟件可選用“塑料模具3D設計基礎”課程用到的軟件，這樣學生在學習“塑料模具3D設計基礎”課程時就不用再學習軟件的基礎操作知識，重點學習模具結構設計。

通過對傳統的模具設計與制造類課程的整合優化，適度減少該類課程的課時。可考慮在職業技術基礎課程模塊增加一門“計算機語言課程C語言”課程，通過該課程學習使得學生初步學會運用計算機解決模具工業領域遇到的一些實際問題，能設計合理的數據結構和可行的算法。

在注塑模注射過程中，溫度、壓力和時間是影響產品注射質量的三個重要的因素，傳統注射方法無法在注射過程中對這三種因素進行控制，產品質量得不到保障。現在將信息采集與控制技術融入到塑料模注射成型中，可在塑料模具的模腔中設置傳感器，采集模腔溫度和壓力數據，從而對溫度壓力進行調整使其處于最佳值。為此，模具專業人員有必要了解機械控制和測試方面的知識。可考慮在職業技術能力課程模塊增加一門“機械工程測控技術”課程。“機械工程測控技術”課程是將傳統的“機械控制工程基礎”和“機械工程測量技術”兩門課程融合在一起，可將知識點集中，重點培養學生模具工業領域精密測量與控制技術的應用能力。

現代模具公司產品制造生產線上大量使用機器人來進行操作，企業特別希望模具專業人員能夠了解工業機器人的相關技術，為此在職業技術能力課程模塊增加一門“工業機器人技術”課程。通過該課程的學習使學生掌握工業機器人的基本知識和專業技能，具備模具生產一線工業機器人運用和維護的崗位能力。

實踐教學課程模塊主要包括“機械制造技術基礎實訓”“模具特種加工實訓”“數控加工實訓”等課程，還是以傳統模具制造技術實訓為主。可考慮在傳統模具加工制造實訓過程中融合數據檢測與控制、機器人操作，生產過程網絡管控等智能制造實訓環節，使學生既得到傳統模具制造技術的訓練，又能夠掌握智能技術在模具加工制造中的應用技能。

以上內容是對現有模具設計與制造專業課程體系中通識教育課程、職業技術基礎課程、職業技術能力課程以及實踐教學課程等四大模塊的分析與調整，從通識教育課程開始，一直到職業技術基礎課程、職業技術能力課程和實踐教學課程，各個部分環環相扣，以滿足模具工業智能化升級轉型對模具專業人才的新要求。

4 結論

在智能制造產業飛速發展的背景下，蘇州作為國家重要的制造業中心，對蘇州地方高校的制造類專業人才培養提出了新的要求。模具工業作為制造業的支柱產業，同樣面臨智能化升級發展的問題，迫切需要適應智能制造產業的模具復合型高技能人才。為此，蘇州地方高校的模具設計與制造專業人才培養方案必須要滿足智能制造產業對人才的需求。本文對現有模具設計與制造專業課程體系存在的問題進行分析，根據問題提出了改進措施，從而培養出適應智能制造產業發展需求的模具專業高技能人才。