基于產教融合的智能制造專業教學改革研究

趙徹 馮春 姜文彪 張祎偉

[摘 要] 智能制造在推動中國制造產業升級的同時，也為應用型本科院校的人才培養提出了全新挑戰，急需專業建設和教學改革方面的新理念、新經驗。常州工學院以智能制造產業學院為平臺，力圖通過產教融合育人機制解決智能制造專業建設中普遍面臨的痛點、難點。通過從專業建設和人才培養方案優化、實踐教學體系重構、教學方法創新，以及教學資源保障等方面探討智能制造產業學院的改革經驗，可為國家和地方培養更多高素質、復合型智能制造專業人才提供一些經驗。

[關鍵詞] 智能制造;產教融合;教學改革;智能制造產業學院

[作者簡介] 趙 徹（1987—），男，吉林長春人，博士，常州工學院航空與機械工程學院講師，主要從事機械仿生學與智能制造研究;馮 春（1981—），男，內蒙古赤峰人，博士，常州工學院航空與機械工程學院副教授，主要從事機器人及機器視覺研究;姜文彪（1991—），男，山西渾源人，博士，常州工學院航空與機械工程學院講師，主要從事流體力學與智能制造研究。

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）09-0077-04 [收稿日期] 2022-01-20

新一代信息通信技術、新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合，開啟了智能制造的新領域，為制造業帶來新的理念、模式、技術和應用[1]。在國家政策推動、工業技術轉型升級等背景下，我國智能制造產業快速發展，為制造業的分工格局帶來了深刻的影響[2]。在智能制造產業發生巨大變革的同時，也帶來了本科教育理念上的轉變，我們急需培養智能制造工程領域大量實踐能力強、綜合素質高的高層次創新人才和緊缺專門人才[3，4]。現代產業學院作為一種融人才培養、科學研究、技術創新、企業服務、學生創業功能于一體的示范性實體，與智能制造工程專業的特點和需求高度契合[5，6]。為落實黨的十九大報告中關于“深化產教融合、校企合作”的重要決策部署，接軌《國家產教融合建設試點實施方案》，服務長江三角洲區域一體化國家戰略，常州工學院成立了智能制造產業學院[7]。學院以產教融合、校企合作促進教學改革為立足點，堅持校企協同育人、協同創新、共同發展，取得了一系列專業建設成果和寶貴經驗。本文從專業建設和人才培養方案優化、實踐教學體系重構、教學方法創新，以及教學資源保障等方面對常州工學院智能制造產業學院的辦學經驗進行系統總結，將為應用型本科院校智能制造專業的建設與改革提供新的理念和思路，具有重要的現實意義。

一、我院教學改革的主要舉措

與傳統工科專業相比，智能制造工程屬于新興領域，專業建設和人才培養模式還處于探索階段，容易出現課程體系不健全、課程知識老化，以及與生產脫節等問題。為了使學生的知識結構達到智能制造系統級的需求，常州工學院智能制造產業學院采取了以下改革措施。

（一）專業建設及人才培養方案優化

1.專業建設。智能制造產業學院圍繞國家一流專業和省品牌專業建設工程目標任務要求，以工程認證為抓手，落實“以學生為中心、成果導向、持續改進”理念，建立社會企業、校友、行業專家參與專業建設方案的制修訂的反饋和互動機制，并遵循學校產教融合特色的應用型大學建設方案，參照智能制造相關的產業結構，使專業結構與其深度融合，相關專業標準與具體的職業要求深度融合，不斷完善和優化專業建設方案，著力提升應用型人才培養質量。

2.人才培養方案優化。面向智能制造產業的發展，凝練與行業企業對接的專業群，堅持立德樹人根本任務，充分聽取企業負責人和一線研發人員意見，合理修訂人才培養方案。通過“9775”的人才培養方案制定模式，即90%的專任教師參與、調研7家以上行業企業、調研7所以上同類高校、邀請5位以上企業導師參與，構建與行業產業無縫對接的課程體系，共同制定核心課程標準，進一步擴大產教融合型教材和課程的建設力度，共同組織實踐活動，推進校企深度合作，進一步體現產教融合特色和應用型人才培養要求。

（二）實踐教學體系重構

智能制造專業具有很強的綜合性和實踐性，需要學生將機械制造、機器人、自動控制、工業軟件等方面的知識與智能制造企業的生產實踐相結合，對教學體系的構建提出了更高的要求。因此，常州工學院智能制造產業學院通過以下措施對現有的教學體系進行了優化重構。

1.多學科交叉融合。學院招收機械、電子、通信、計算機和工業設計類相關專業學生，使不同專業背景的學生通過共同學習、共同訓練、共同參賽、共同創業，實現跨學科專業的碰撞與交融。

2.產教深度融合。學院由產業基地、南京航空航天大學聯合共建，依托產業基地的產業界高端人才、南京航空航天大學師資力量和與國際接軌的產業化平臺，實施培養方案共同制訂、教學過程共同實施、產業化平臺共享。

3.能力培養導向。通過智能制造應用場景的進階式項目設計，學生獨立或組成團隊進行貫穿4年全部教學時程的項目設計，通過項目體驗“做中學、學中悟”，持續提升學生的自主學習能力、團隊合作能力、知識應用能力、工程能力、創新能力、創業能力。

4.與國際接軌。學院以培養面向智能制造的高水平創新創業人才為目標開展創新創業教育，在項目設計中植入創新思維、創新方法、金融、創業等培養內容，并向有價值的項目提供國際化的創業孵化風險投資服務。

（三）教學方法創新

1.多方面協作，建設“素質教育—科學研究—技能培訓”教學平臺。借助已有的校企合作平臺，將現有教研資源與企業資源融合，模擬企業研發模式，配備學院企業雙導師，將行業主流技術引入實踐教學環節，提高機械類人才培養與地方經濟發展需求的吻合度，使教學過程貼合企業實境，培養學生的職業情感，提高學生的工程素養。

2.多資源共享，依托現代教育信息技術，構建探究互動式教學模式。構建并實施多層面結合（理論與實踐結合、課上與課下結合、線上與線下結合）的多課程（“機械原理”“機械設計”“機械制造技術”“自動控制”“智能制造技術”）資源共享的探究式教學方法，促進學生從被動接受向主動探究轉變，提高學生的創新意識和創新能力。迎合當下青年學生群體獲取知識和信息的方式，依托現代信息技術及網絡平臺，實時反饋學生的學習狀態，實現師生、生生互動，最大限度地提高學生學習的有效性和集成度。

3.多元化考評，結合互聯網技術，構建“學業+能力”綜合評價體系。采取線上線下相結合的方式，將現代信息技術用于隨堂測試、階段測試、分析與討論的過程中，將教、學、考三個環節相互融通;實時獲取學生平時的學習情況;在日常實訓環節和課程考核中，提高涉及工程應用內容的比例，安排實習實踐的時間不少于一年，實踐教學學分不少于總學分的35%。

4.文化互融，理解企業文化內涵，強化職業認同感。通過“有形文化”和“無形文化”渲染，增強學生對合作企業的歸屬感;通過企業獎助學金設立，建立學生對合作企業的榮譽感;通過標準化企業制服和標準化車間配置，加大學生對企業文化的感知;通過教學及“雙創”教育，強化學生對企業文化的理解和領會;通過“工程化”教學過程和氛圍，強化學生的工程素養和職業認同感。

二、教學資源保障體系建設

智能制造專業相關專業尚處于起步階段，亟待開發整合優質的教學資源。面對這一難題，常州工學院智能制造產業學院在國家一流建設專業機械設計制造及其自動化、機械電子工程專業和省重點建設學科機械工程的基礎上，依據不同企業的人才需求，整合校內教學資源，不斷開發優質教學資源，具體改革措施如下。

（一）加強師資隊伍建設

作為承擔智能制造專業教學任務的主要力量，不斷加強師資隊伍建設是優質教學資源的重要保證。因此，學院堅持柔性引才、靈活用才、一人一策、績效激勵，引進高層次學科帶頭人和具有國際教育背景的優秀人才。近三年，共引進6名博士，形成了以學科和學術帶頭人為核心，以中青年教師為骨干的教學科研團隊。

為加強教師的實踐教學能力，學院鼓勵教師到企業、地方掛職，培養“雙師雙能型”教師。近三年，7位教師以兼職方式到企業開展專業實踐與社會服務，聘請28位產業教授和行業企業兼職教師承擔專業教學工作，目前，專業系有12位教師被學校認定為“雙師雙能型”教師。

學院積極推進教師訪學、進修、交流工作，助力教師專業發展和教學能力的提升。近三年，共有11位教師赴國（境）外訪學研修，25人參加教學教研類學術會議、論壇等，學院教師入選省級人才工程6項，出版省級重點教材6部，獲批省級以上教育教改研究課題9項。

為促進青年教師的成長，學院不斷完善青年教師導師制，鼓勵青年教師加入教學團隊，提高青年教師的教學技能和業務水平。近三年，專業青年教師省級教學競賽獲獎3項，校級教學競賽獲獎8項，晉升副教授5人，由本專業骨干教師組成的機械設計制造教學團隊獲批校級優秀教學團隊，1名教師獲校教學名師。

（二）實踐教學軟硬件資源投入

智能制造工程專業對實踐教學的場地和設備都具有更高的要求。因此，智能制造產業學院重點加強了與產業發展相融合的專業實驗室、中試和實訓基地，以及校外實踐和實習基地建設，其中，建筑面積達6.5萬平方米的產教融合實訓大樓和占地達24畝的科技產業園已經建設完成。產教融合實訓大樓將重點引進先進制造業領域的骨干和特色企業（產業園區），共建服務于我院相關專業人才培養的實驗、實習和實訓平臺，共建服務于相關學科的科技創新、分析測試和社會服務平臺，共享校企雙方優質人力資源;科技產業園將重點引進和培育與先進制造、新材料和節能環保等產業相關的科技企業，為學生的校外實習提供場所。

在軟件資源方面，學院以關鍵零部件的智能制造為主要對象，打造了一個基于智能循環再制造概念的工程實踐教學和技術開發綜合平臺，并深度融合智能制造領域的人才培養、科技創新和一流專業建設內涵，使之具有聚焦戰略性新興產業集群、高素質應用型人才培養示范引領作用突出、多效多能、集成化和綜合性等特征。

平臺包括豐富的實訓項目，具體包括：智能制造系統可適應規劃仿真平臺應用、智能制造系統快速重構實訓、PLC編程連接及調試實訓、智能制造系統虛實互聯、同步仿真實訓、智能制造系統數據分析和方案評估實訓、數控機床仿真編程實訓、工業機器人編程仿真實訓、智能制造系統機械故障檢測實訓，以及智能制造信息管理與執行系統操作實訓等，能夠積極培養智能制造專業學生進行創造性設計、制造與運用智能制造系統與自動化生產線的能力，以及分析、調試、維護與實際操作智能制造系統與自動化生產線的能力。此外，根據零部件的加工特征，學生還可以獨立自主設計不同種類的柔性可重構智能制造系統，通過虛擬仿真和數據分析篩選出最優方案，在真實環境下快速搭建智能制造系統并對零部件進行加工。

三、教學改革成果

學院堅持以學生為中心、理論課程與生產實踐結合、課內知識與課外知識結合、科學技術與社會人文結合，實現了教學、研發、實踐、創新、科技人文的有機融合，取得了一系列階段性成果。

（一）人才培養質量提升

秉承“邊投入邊產出”的原則，學院專業實驗實訓基地運行至今，共接納學校專業教師和學生1000余人次進入實訓中心、研發中心或實驗室完成相應的實踐教學任務，使學生就業適應期大為縮短，解決了工程技術技能型人才培養環節的瓶頸問題。學院定期開展AutoCAD、UG、PRO/E、SolidWorks及高級技工的培訓與認證等，為智能制造行業培訓企業員工百余人次，解決了產業與高等教育脫節嚴重的問題。

（二）教育教學成果

圍繞智能制造專業建設了一批具備理實一體理念、符合產業需求的課程，并進行相關課程和教材開發，現有產教融合型教材15部，每個專業有20%以上的課程為校企合作共同開發的產教融合型課程。建成了緊密合作型校外合作實習基地20余家，聘請產業教授和行業企業兼職教師28名，建成5門企業學習課程;近三年獲得省部級教改課題9項，各級各類課程建設項目18項，校級教學類獎項20余項，學院教師入選6項省級人才工程，出版4部省級重點教材。

（三）實踐教學成果

建立了“學院、基地和社會孵化”三級協同遞進式創新創業平臺。學院為項目選育平臺，承擔學生的專業性創新實踐能力培養，打造具有專業特色的創新實驗室和分布式眾創空間;基地為選育后項目的孵化平臺，培養學生的綜合創新實踐能力，打造應用技術研究和產品研發為導向的工程中心、綜合性產教融合示范基地、學校眾創空間和創業園;社會孵化平臺為大學生初創平臺，學生項目通過基地內創客空間孵化后，引導其進入孵化平臺，為創業成功打下基礎，并在中國“互聯網+”大學生創新創業大賽中獲獎。迄今為止，學院與企業合作建立的校企協同實踐基地共7個。

常州工學院智能制造產業學院經過兩年多的建設，在專業建設、人才培養、實踐教學體系重構、教學方法創新、師資隊伍建設，以及軟硬件資源投入等方面進行了深度革新，證明了“產教融合、協同育人”這一人才培養機制可以集合全校之力，積極探索跨業界、跨學科、跨專業整合教學資源，打破學科專業壁壘，打造應用性交叉學科專業，對促進教育鏈、人才鏈、產業鏈與創新鏈的有機銜接也具有重要作用。在應用型本科院校開展基于產教融合的教學改革，將有助于為國家和地方培養更多掌握電子信息、自動化、機械制造等專業知識，能夠集理論、操作、調試、生產、維護于一體的智能制造專業技術人才。

參考文獻

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Research on the Teaching Reform of Intelligent Manufacturing Major Based on Industry-education Integration

ZHAO Che， FENG Chun， JIANG Wen-biao， ZHANG Yi-wei

（School of Aviation and Mechanical Engineering， Changzhou Institute of Technology， Changzhou， Jiangsu 213032， China）

Abstract： As the promotion of the upgrading of China’s manufacturing industry， intelligent manufacturing also poses new challenges for talent cultivation in applied undergraduate colleges and universities， and urgently needs new ideas and new experience in professional construction and teaching reform. Changzhou Institute of Technology takes the Intelligent Manufacturing Industry College as a platform， and strives to solve the common pain points and difficulties in the construction of intelligent manufacturing major through the education mechanism of integrating industry and education. Therefore， by discussing the reform experience of the Intelligent Manufacturing Industry College from the aspects of professional construction and talent training program optimization， practice teaching system reconstruction， teaching method innovation， and teaching resource guarantee， it can provide some experience to cultivate more high-quality， compound， and intelligent manufacturing professionals for the country and the local area.

Key words： intelligent manufacturing; industry-education integration; teaching reform; Intelligent Manufacturing Industry College