智能制造背景下中本貫通人才培養模式研究與實踐

劉鵬鑫 趙巍 王鵬

摘要：智能制造背景下的制造業與信息技術深度融合，推進了新生產方式、新產業形態的發展，對于人才的專業知識、崗位能力和核心素養方面的要求都有了新的變化。中本貫通的人才培養模式匹配了制造業產業升級對技術技能人才層次高位移的需求。在現代職業教育體系的框架下，中本貫通的智能制造人才培養應當打破學科體系，明確以培養應用型工程技術人才為目標，以職業能力持續累加的一體化課程體系為改革載體，以校校合作和校企合作為實踐的機制保障。

關鍵詞：智能制造;中本貫通;人才培養

智能制造是“中國制造2025”的主攻方向，作為制造業和信息技術深度融合的產物，是新一輪工業革命的核心驅動力[1]。2016年，工信部以《中國制造2025》為總綱發布了《智能制造工程實施指南（2016—2020年）》，開展智能制造試點示范和標準化建設等工作，制定了《智能制造能力成熟度模型》《智能制造能力成熟度評估方法》兩項國家標準。習近平總書記在黨的十九大報告中指出：要加快建設制造強國，加快發展先進制造業。智能制造技術已經成為制造業轉型升級的重要著力點以及實現制造強國的關鍵技術支撐。

適應和引領人工智能時代變革，發展智能制造，既需要高精尖的專門人才引領前沿創新，也需要高技術高技能人才推進落地落實[2]。新形勢下，中國制造業面臨著產業升級優化和對人才需求規格和層次的多樣化。《現代職業教育體系建設規劃（2014—2020年）》提出建立職業教育和普通教育雙向溝通的橋梁，普通高等學校可以招收職業院校畢業生，并與職業院校聯合培養高層次應用型人才[3]。構建從中職到專業學位的一貫制技術技能人才培養體系，整合各學段的優勢，發揮其整體效應，是智能化時代職業教育人才培養模式的核心框架[4]。

通過中職和本科貫通切實將普通本科創新型、復合型人才培養方案與現代職業教育相結合，優化職業教育人才培養結構，加快高端技術技能型人才系統培訓的進程，實現技術技能人才培養目標與制造業轉型升級的內在協同，推進現代職業教育人才培養層次的整體提升[5]。很多省市推出的中高貫通、中本貫通項目，往往只是在現有課程框架下的再整合，并沒有系統探索面對智能制造時代對人才需求的轉變，這種框架在新的人才培養需求中要做出的調整及具體實現。本研究分析了智能制造背景下的人才需求特征，選取某職業技術師范大學機械工藝技術專業和某技師學院的數控技術應用專業中本貫通培養為個案，調研了基于智能制造時代的人才需求特征，打通現代職業教育體系，重構一體化培養方案所做出的改革與實踐，為相關專業人才培養模式提供可借鑒的依據。

一、智能制造背景下人才需求特征分析

（一）專業知識需求的系統性和交叉性

數字化、網絡化、智能化促進了現代制造業生產系統的高度集成及自動化。面對復雜的智能制造系統，以MES、CPS為核心的生產平臺可以實現監控生產全過程，“無人化工廠”將逐步實現。一方面，人的角色定位由操作者、執行者轉變為規劃者、決策者，人的能動性開始突顯。專業知識的屬性是一種設計和決策知識，需要系統扎實的理論知識功底為基礎，以確保面對情景分析、判斷和決策的科學性[6]。另一方面，智能制造技術融合了機械類、電子信息、自動化、計算機以及工業工程等多學科交叉技術，跨學科交叉知識的掌握成為必然。系統化的專業知識也是保證知識的深入交叉融合和有效遷移的基礎。

（二）崗位能力需求的多元化和復合化

智能制造背景下，崗位職責的彈性模糊與職業能力的交叉融合促使各類人才的邊界也變得不那么清晰[7]，新的職業能力需求不斷顯現。根據文獻[8]中的調研，對于中職畢業生的能力要求出現了會工業機器人、料庫、AGV小車等智能設備操作、維護、保養能力;對于本科及以上學歷的要求呈現了CAPP規劃能力、開發MES管理軟件、制定系統方案等能力;同時，也出現了設備布局、智能排產等新崗位職業能力要求，能力需求逐漸多元化成為趨勢。崗位能力需求的復合化是另一種趨勢。不僅要懂高檔數控機床、工業機器人等智能裝備硬件，還要具備智能產線布局、工藝節拍設計等軟實力，擁有全局意識，能夠理解信息、數據、系統和業務流程，技術理論與技術操作于一體的復合型人才變得炙手可熱。這也推動了人才需求層次的上移。

（三）核心素養需求的實踐創新和終身學習

系統的專業知識是發展綜合職業能力的基礎，那么綜合的職業能力便是職業素養的外在體現[9]。人在生產活動中的價值體現在不能替代的素養上。工業互聯網云平臺的發展加快了跨平臺、跨行業的協同創新，制造企業從傳統的要素驅動轉向創新驅動，從標準化生產轉向可定制化的柔性生產。面對不同的工作場景和客戶的不同需求，正確調整生產策略，創新設計、創新工藝，在實踐中創新是技術技能人才的必備素養。智能化的生產模式轉變的同時，也改變了技術技能人才的工作模式。從一個崗位到管理一個智能產線或監控整個車間，工作范圍在加大，崗位職責也在迭代變化，創新思維、專業語義的溝通都要求知識的不斷攝入累加。可以說，終身學習的素養既是適應信息化、網絡化時代的變革，也是保證個人發展、就業的需要。

二、個案研究：機械工藝技術專業與數控技術應用專業中本貫通人才培養改革

機械工藝技術專業為某職業技術師范大學的優勢特色品牌專業，2014年開始和某技師學院的數控技術應用專業開展了中職和本科貫通的七年一體化培養試點項目。

（一）重塑以應用型高級工程技術人才培養為根本的中本貫通培養目標

服務企業、服務社會經濟發展是職業教育人才培養的目標。中職和本科培養的目標定位有所不同。中職階段更注重崗位技能的訓練，以技術為載體的文化基礎和職業能力的培養。本科階段則注重專業體系的完整性，理論課程厚基礎寬口徑，強調綜合工程實踐能力、創新能力、自學能力以及高素質。中本貫通的人才培養以培養區域經濟發展需要的高素質、高層次、高技能應用型人才為目標，在充分認知中職和本科培養目標差異的基礎上，取長補短，全面開展中職和本科兩階段深層次的貫通和聯結，為智能制造背景下建設現代化產業體系提供強有力的人才支撐。

人才培養目標制定離不開企業和行業的需求。對企業、行業的走訪調研發現，隨著合作中職院校所在地區工業的不斷增長，對數控技術專業人才的需求量也在同步增加。同時，隨著機電設備的應用、發展及不斷更新換代，對數控技術專業人才的素質、質量、技術也提出了愈來愈高的要求。除數控技術裝備加工，也涵蓋了機床設備生產（制造、維修）、機床使用（編程或加工）、工業機器人和高檔數控機床等智能裝備的運用。

基于調研結果，結合智能制造發展對人才需求的變革及合作中職、本科院校的辦學特色，重塑了七年一體化的培養目標：“培養具備良好的社會責任感、工匠精神和職業道德，具有一定的創新精神、實踐能力和國際視野，面向智能制造掌握現代制造領域的理論知識、技術原理，具有制造裝備的工藝工裝設計和編程加工能力，能夠從事機械設計制造、設備維護、生產組織和管理等方面工作的應用型高級工程技術人才”。

重新修訂的培養目標，在人才的知識和技能方面涵蓋得更為寬廣，不再局限于傳統的車床、銑床等制造裝備，結合智能制造的發展需求，工業機器人、高檔數控機床、智能生產線等高端智能裝備相關的全產業鏈理論知識和能力結構也納入培養目標;突出了專業人才培養的特色，把現代生產體系中的生產工藝和加工制造作為主導方向，貫穿中職到本科的學習全過程;明確了專業人才培養的職業性、應用性和工程性，七年的學習是一個循序漸進的能力累積和知識系統的構建過程，從精湛的加工技能到生產系統的控制運行管理和工業軟件的應用，再通過與工程領域的深入結合，激發實踐創新能力。

（二）中本貫通人才培養方案的重構

1.制定能力遞進的一體化培養方案

該專業基于培養目標，改革制定了中本貫通的培養方案，如圖1所示。三年中職學段以培養綜合職業能力為主線，強化技能培養兼顧素養，注重基礎技能操作能力、基礎設計能力的訓練，達到中級技能水平的能力要求。四年本科學段以應用型高級工程技術人才培養為核心，注重專業知識的深化和技術應用能力拓展，強化工程實踐、工程設計、復雜制造工藝、設備裝調、智能控制、管理、裝調能力訓練，要求達到相應的高級或技師的能力要求。

重構后的培養方案特色鮮明，中職階段長于實踐技能的訓練，本科階段兩者共同形成了一個從實踐到理論、從理論再到實踐的循環上升學習過程，形成從基礎能力、必備能力到拓展能力遞進式的能力增長，符合應用型高級人才對知識技能的認知和成長規律。因為沒有達到轉段要求的學生將中職畢業參加工作，所以在保證兩階段內在知識與技能無縫銜接的基礎上，即課程不斷線、實踐技能不斷線、思政教育不斷線，盡可能地保證兩學段的相對完整性。

2.制定中本貫通的一體化課程體系

課程體系是對培養方案的具體體現，其合理性、先進性直接決定著人才培養的水平。實現中職、本科銜接的關鍵和難點就在于課程體系設置。該專業圍繞培養目標，以產品生命周期為主線，逐步推動能力遞增為根本，融匯智能制造相關技術，橫縱貫通，確保課程體系的無縫銜接。

縱向上，依據產品全生命周期模塊化設計課程，劃分了4個課程模塊：設計模塊、制造模塊、控制模塊和管理、裝調模塊，貫通七年的人才培養。融合第一課堂的通識課、專業課和選修課等理論課程，第二課堂的課程設計、實驗實訓、技能拓展等實踐課，第三課堂的課外訓練和競賽，實現理論與實踐相結合，課上和課下相結合，傳統技能與智能制造技術相結合，虛擬仿真和實物實訓相結合的四位一體的課程體系。同時，課程體系注重產教融合，實施產品導向的項目化教學。在中職階段采用普通機床為主要項目對象，輔以傳統加工的工藝系統，本科階段以數控機床及智能生產線為主要教學項目，輔以數控加工工藝系統，融入精度、效率、質量、環保以及管理經營的理念。將知識點融會貫通于項目中，培養學生發現問題、解決問題的能力。

橫向上，結合國家職業標準和行業標準及企業崗位的素質能力要求，基于OBE（即Outcome Based Education）的理念，建立能力矩陣，明確工作任務和知識技能要求，細化課程標準，完善課程大綱，打通中職和本科各課程間的內在聯系。推動了高數、大學物理、工程材料及金屬工藝學、制圖、機械制造工程、智能制造等課程的教學改革。以高等數學為例，秉承夠用就行，以應用為本，不糾結復雜推導和理論求解。根據大機械類專業課程的需要，將課程目標設定為：“掌握幾何和力學分析工具，服務于機械專業課程。” 對課程不同章節進行了重組，將原理相同、內在關聯的知識模塊化，讓學生具備用理論知識解決實際問題的能力，做到有的放矢，學有所用。通過調研、授課資源共享和中職院校一起重構新的課程標準、開發教材教具，真正實現中職與本科兩階段在知識和技能方面的無縫銜接。以中本貫通的制圖課為例，中職階段圍繞二維制圖、畫法幾何等基本知識講解，本科階段則注重三維造型的訓練，融入精度設計的思想，實現從會識圖、會畫圖、會設計的能力遞增。通過課程內容和技能訓練的逐步深化、拓展，增強學生的目標感，激發學習的內在動力，從根本上保證人才培養的質量。

融入智能制造相關技術，同步現代職業教育發展。面對智能制造的快速發展，充分考慮人才培養需求，圍繞培養目標，課程設置上以機械核心課程為主線的同時，把智能生產模式、技術創新等先進制造理念融入其中，開設了3D打印技術、機器人技術、計算機工業控制、傳感器與檢測技術、智能制造技術與實踐等課程。結合智能制造“數字孿生”教學的特點，基于校企合作的數控系統與智能制造裝備創新中心，把企業引進學校，與企業在教學、科研、對外服務等全方位的深度合作，為學生提供真實的訓練場景及訓練項目，學生的全產業鏈的實戰水平大大提升，確實地為智能制造儲備了智力資源。

三、智能制造背景下中本貫通人才培養的對策建議

（一）明確：以培養應用型工程技術人才為目標

根據人才分類理論，通常把人才分為學術型人才、工程型人才、技術型人才和技能型人才四種[10]。職業教育以培養技術技能型人才為目標，著重于生產一線的工藝設計、設備維護、設備實操。普通本科教育側重培養重視理論研究的學術型和具有設計、規劃、決策能力的工程型人才。中本貫通的終極目標是為了滿足產業轉型升級導致的人才層次高移的需求，改變技術技能人才長期處于“斷頭教育”的狀態。要實現這個目標，可以從下面兩個方向入手，其一，深入調研論證，以行業企業需求為導向，服務區域經濟發展，明確兩階段的培養目標，實現從技術技能型向工程技術型的升遷，適應智能化生產對于各層次人才相互融合的發展態勢，體現出“1+1>2”的貫通優勢。其二，智能制造是一個復雜的工程系統，理清智能制造的知識體系，不以追求深奧復雜的理論研究為發展方向，做好上、下層職業教育的對接工作，突出專業特色，如調研案例中，智能制造離不開生產工藝的設計與創新，結合專業的發展基礎，以生產工藝和加工制造為切入點，重構了適應智能制造發展的人才培養目標。

（二）革新：以職業能力持續累加的一體化課程體系為載體

中本貫通實現了現代職業教育體系的縱向貫通，其核心和難點在于一體化課程體系的設計。國務院印發的《關于深化產教融合的若干意見》強調，要推行面向企業真實生產環境的任務式培養模式，在人才培養過程中，打破學科型課程體系，重建以工作過程為導向、以職業崗位標準為主線的課程體系[11]。這也給出了在職業教育框架下一體化課程體系設計的基本遵循。

通過對調研案例的分析研究，構建科學貫通的一體化課程體系，提出如下建議：一是第一課堂的理論課程服務應用需求，確保相對完整的知識體系和七年知識發展的內在連貫性。在有限的學制內，優化課程體系，對于高數、物理（大學物理）、英語等通識課秉承夠用就行;貫穿中職和本科兩階段的專業課打通內在邏輯關系，形成認知—掌握—應用—創新的協同聯動;本科階段新增的專業課和選修課起到知識拓展和完備的支撐作用，以滿足智能制造背景下對專業知識的需求特征。二是面向工作場景，以工作體系為技術技能的銜接邏輯，構建第二課堂中的實訓、技能訓練課程。數字化產品設計、基于智能裝備的生產作業、管理運營等都是智能制造的工作場景。這就需要圍繞培養目標有所側重的細分工作任務。如中職階段重點訓練普通機床、工業機器人的實操訓練，本科階段進一步拓展到五軸數控機床、智能產線、經營管理的訓練。三是第二、三課堂相互協作，培育綜合能力和職業素養。團隊協作能力、組織管理能力、交流溝通能力、實踐創新能力、自主學習能力是除了必要的理論知識和技術技能之外的職業素養。以技術技能為載體，不斷深化實踐教學，鼓勵學生參加課外競賽、技能拓展訓練、創新創業訓練、頂崗實習是獲得上述能力的有效途徑。四是保證兩學段的課程體系相對完整，推行兩階段技術技能的標準化認定。對于中職學生而言，中本貫通并不意味著進入升學的保險箱，需要經過系統的過程考核和結果考核。兩學段的相對完整確保了無法升學的學生可以有就業的技能;實行1+X證書制度是職業教育分層銜接的有力保障，也確保了理論和實踐知行合一。建議中職階段獲得中級技能水平的證書為轉段的要求，本科階段則要求獲得高級技能水平的證書。

（三）實踐：以校校合作和校企合作為機制保障

在中本貫通的人才培養中，要解決的一個主要問題就是如何真正做到知己知彼、深度融合。不同院校之間，讓雙方在信息交換、協作交流以及解決問題的效率等方面都面臨考驗。建立有效的教學組織管理制度，保障教學管理銜接的科學、規范、高效;利用互聯網搭建協作平臺遠程溝通交流，保證信息的實時性;定期互訪，面對面座談，教學觀摩;設立不斷線的遠程班主任制度，通過布置作業、調查問卷、主題報告等形式引領學生;中職、本科教育資源共享，聽取各方建議，完善育人機制;協同聯動，實現從培養目標、能力矩陣、培養方案、教學實施、實驗實訓、教材開發的全過程協作融合。

智能制造背景下的人才培養離不開工作場景下的真實訓練。一方面，智能化的生產設備價格昂貴，學校的職業教育很難擁有完整的生產體系;另一方面，生產場景上層的生產運營管理全過程的實踐也是普通學校難以模擬的。雙重壓力下，與智能制造企業的深入合作就成為復合型技術技能人才培養的有力保障。

與企業合作的切入點是雙贏的基石。其一，可聘請企業工程師做導師，把真實生產場景中的問題引入實踐中，由校內導師帶領學生共同解決，在實踐中創新;其二，通過頂崗實習、現代學徒制，讓學生深入企業，使專業知識和技能在工作場景中不斷提升，也為企業做好人才儲備庫;其三，推進工管交叉融合，軟硬并舉，如工科專業與智能制造軟件開發公司合作，互為補充，共同開發優質教學案例，促進學科專業與企業的轉型升級。

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（責任編輯：劉東菊）