人工智能視角下的機械加工人才培養改革研究

呂春雨

摘? 要 分析人工智能視角下機械加工人才培養改革研究的意義，指出人工智能視角下機械加工人才培養現存主要問題，并提出相應的對策和建議，以期促進機械加工人才培養，為智能教育的建設和改革提供參考。

關鍵詞 高職院校;人工智能;機械加工;智能教育;“雙師型”教師;實訓室

中圖分類號：G718.5? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）11-0122-03

0 引言

隨著人工智能（AI，Artificial Intelligence）技術的飛速發展，人工智能已經開始并且將越來越深刻地融入與改變人類社會的交通、家庭生活、教育學習、醫療健康、公共安全、就業工作和娛樂服務等多個領域。2017年，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，規劃中指出，人工智能發展已經進入“新階段、新焦點、新引擎、新機遇、新挑戰”的戰略態勢[1]。對高等職業教育而言，伴隨著人工智能技術的發展進步，專業人才培養需要順應行業技術革新，智能教育的時代必將來臨。規劃中提出“三步走”戰略目標，2020年已經是“十三五”的收官之年，即將走完“三步走”戰略目標的“第一步”。展望未來，對標“第二步”2025年的建設目標，需要在即將開始的“十四五”開局之年提前謀劃，做好新形勢下智能教育的建設與改革工作。

1? 研究意義

1.1? 順應人工智能技術發展，推行智能教育

高職機械設計制造類專業（主要指數控技術專業、機械設計與自動化專業、機械設計與制造專業，全國高校開設情況如圖1所示）是機械制造行業技術技能型人才培養的主陣地，其專業建設水平和人才培養質量是實現新一代人工智能發展“三步走”戰略的重要組成，也是關系到“中國制造2025”國家戰略實施、實現的重要環節[2]。伴隨著人工智能技術的發展，機械加工領域未來必將走上智能制造之路，也必將深刻影響高職院校機械設計制造類專業的教育改革，因此，該專業需要順應行業技術發展，向智能教育轉變。

2? 人工智能視角下機械加工人才培養現在存在的主要問題

2.1? 實訓室建設沒有按照診改的工作思路形成規劃體系

從診改的復核情況來看，部分高職院校專業層面的實訓室建設方面的規劃體系還未健全、未落地，尚未按照診改的工作思維將實訓建設納入學校規劃體系，存在規劃體系不落地、相關工作流程和工作制度不完善、監測預警機制不健全等現象。

2.2? 實訓室建設受到資金、場地等限制，投入相對不足

2.2.1? 設備投入資金大? 機械加工類實訓室建設不同于其他專業，建設投入資金數目較大，后續耗材消耗量較大。近年來，在國際金融危機的長期影響下，開設相關專業的高職院校專業招生計劃數有所調整，專業在校生規模沒有構成較大體量，學費收入與教學儀器設備投入存在較大差距，進而在人工智能發展趨勢下，學校對新興智能制造教學儀器設備采購相對萎縮，種類數和臺套數相對不足。

2.2.2? 設備占用場地大? 機械加工類實訓室設備體積和重量較大，需要足夠的實訓場所空間，通常因為承重原因而只能建在一樓。開設機械加工類專業的高職院校通常早就建成傳統的機械加工實訓室，投入大量資金，占用大量場地，采購了手動車床、鉆床、數控車床、數控銑床等設備。受到實訓室空間限制，新興智能制造裝備缺少足夠的安置空間，這也是新興智能制造裝備工位數不足的一個影響因素[3]。

2.3? “雙師型”教師隊伍建設滯后，技術轉型還需不斷改進加強

“雙師型”教師隊伍建設是高職院校人才培養的重要保障，也是應用新建智能制造裝備組織教學的直接實施者。在國家機械制造業轉型發展的新形勢下，學校的“雙師型”教師隊伍建設相對滯后，相當一定比例的專業教師的技術技能水平還停留在傳統的機械加工層面，對新技術、新裝備的理論研究和實踐經驗短缺，沒有跟上行業人工智能發展的節奏[4]。

2.4? 教學中忽視了人工智能技術在大數據分析和生產管理中的應用

傳統的機械制造類專業教學過多地重視具體設備操作、加工精度、生產質量檢測和設備的維護維修，往往忽視人工智能技術在機械加工中的運營管控、大數據分析、決策看板、風險預警等相關領域的教育教學。

3? 對策建議

3.1? 將實訓室建設納入診改的規劃體系中，規范實訓室建設各項工作

即將進入“十四五”，各學校已經開始謀劃新一輪的五年事業發展規劃。2021年是“十四五”開局之年，是學校新一輪五年事業發展的起點。當前，正值學校新一輪規劃體系建設的重要時間節點，建議按照診改的工作思維，將實訓室建設納入學校規劃體系，建立從學校整體的實訓室建設規劃到專業群實訓室建設規劃、專業實訓室建設方案的三級實訓室建設目標鏈，完善相關的工作流程、工作制度，打造好目標鏈、標準鏈、監測預警、診斷改進的質量保證工作螺旋，規范實訓室建設工作。

3.2? 從使用的角度開放實訓室建設的申報權，發揮好多方參與的作用

實訓室建設是一項系統工程，以機械加工類實訓室為例，從使用的角度來看，主要服務于專業課程教學、智能制造技能大賽訓練（如全國人工智能應用技術技能大賽、全國智能制造應用技術技能大賽等）、教師科研工作、對外培訓及生產加工服務等需要，在建設申報時應考慮多元需求。建議進一步打破實訓室建設的“官本位思想”，開放實訓室建設的申報權，在制度、流程上允許與倡導課程組組長、專業帶頭人、骨干教師、技能大賽教練等教師群體作為負責人申報實訓室建設項目;建議在制度、流程上要求高職稱教師、專業帶頭人、企業專家等參與論證表決，重視前期的實地調研、多方論證，重視新技術、新形勢下的建設方案科學論證調整。

3.3? 優化專業布局調整，加強實訓室場地建設，加大資金投入力度

3.3.1? 優化專業布局調整? 建議教育主管部門能夠進一步統籌全省的專業布局，科學論證，跨校選擇合并部分同質化專業，改變以往機械設計制造類專業松散建設的局面，集中優勢資源，打造強勢專業與專業群。建議在上級行政主管部門的組織協調下，同城高職院校探索共建機械加工類實訓室，避免分散投入、重復投入，暢通資源共建共享機制，提高設備利用率。

3.3.2? 加強實訓場所建設? 建議高職院校首先做好校內的專業布局調整，結合學校的辦學目標對現有專業進行科學布局，撤除一些與地方經濟發展結合不緊密的專業和弱勢專業，節約出實訓室場地空間，集中辦學資金打造核心專業、重點專業的實訓教學基地。此外，建議高職院校科學謀劃與論證實訓室場地建設，根據辦學目標、學生規模數、生均實訓室面積、生均教學工位數等指標做好實訓樓的新改建工程。

3.3.3? 加大資金投入力度? 在人工智能快速發展的背景下，學校在資金預算上要進一步加大投入力度，重視機械制造行業新設備、新技術、新生產線以及相關的虛擬仿真教學系統的采購，重視配套的實訓教學資源開發，重視智能制造教學相關的耗材投入。

3.4? 貫徹落實職教20條精神，推進新形勢下“雙師型”教師隊伍建設

3.4.1? 引進行業中工匠型教師? 實踐教學質量需要有一流的師資隊伍作為保障。職教20條指出，職業院校自2020年起原則上要求新引進專業教師具有三年以上企業工作經歷[5]，建議各地方層面能夠盡快配套相關政策。在人工智能快速發展的形勢下，機械制造類專業應重點引進行業企業中具有豐富智能制造裝備從業經驗和較強學習能力的工匠型教師。

3.4.2? 推動“雙師型”專業教師隊伍結構轉型? 職教20條指出，“雙師型”教師應占專業課教師總數超過一半，并定期組織選派專業骨干教師赴國外研修訪學[5]。為適應人工智能在機械制造行業應用的發展形勢，高職院校應進一步落實好專業教師掛職鍛煉制度，組織專業教師定期到行業中的相關企業參與智能制造相關的研發、生產加工、維修，積累一線工作經驗，推動“雙師型”專業教師隊伍適應人工智能發展在技術領域的結構性轉型。

3.5? 轉變教育教學理念，重視人工智能技術在機械制造領域的全面應用

在疫情期間，智能制造無人化、高效化、安全化等諸多優點凸顯了人工智能的優勢與發展潛力。在機械制造行業，人工智能是必然的發展趨勢。人工智能技術在機械制造領域的應用是一項系統工程，高職院校在教育教學過程中應該進一步轉變教育教學理念，以人工智能技術為牽引，重視人工智能技術在設備綜合效率提升、故障診斷方面的應用，重視以人工智能技術作為算法引擎在提高企業生產周期預測、匹配精準度方面的實踐應用，重視基于人工智能技術的平臺在機械制造企業全局運營管控、大數據分析、決策看板、風險預警等領域的全面應用。

4? 結束語

總之，在人工智能發展趨勢下，機械加工人才培養改革需要重視人工智能與實訓室建設的融合，需要推進人工智能與“雙師型”專業教師隊伍建設的融合，需要加強人工智能與課程建設及教學改革的融合，從而不斷提升人才培養質量。

參考文獻

[1]國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知[EB/OL].[2017-07-08].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]國務院關于印發《中國制造2025》的通知[EB/OL].[2015-05-08].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015-05/19/content_9784.htm.

[3]高銘悅，潘正高，邱慧麗.人工智能專業實訓教學系統研究與設計[J].鄂州大學學報，2019（4）：101-103.

[4]肖露.基于人工智能的高職院?！半p師課堂”構建研究[J].智庫時代，2019（23）：129，133.