智能制造工程的創新培養模式及課程設置＊

史堯臣，李澤啟，魏志遠，于雪蓮，李 杰

（長春大學機械與車輛工程學院，吉林 長春130012）

1 研究背景

中國從制造大國向制造強國轉變的過程，本質上就是由中國制造工程向中國創造技術轉變的過程。因此，社會的發展以及制造業的轉型對高素質技術技能型人才的要求越來越高、需求越來越多，這就給各高校教育模式帶來了一項挑戰。智能制造是集計算機技術、人工智能、機械制造為一體的現代化制造新模式，作為“十三五”期間新工科專業中最具代表性的專業，在人才培養中起到中流砥柱的作用[1]。《中國制造2025》中明確指出“以加快信息技術與制造業深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向”；《中國制造2025 吉林實施綱要》鼓勵企業實行智能化的制造以及工控系統，使企業從單一的生產模式轉向多元化。產業結構的轉型對工程制造業的人才提出了新的需求，目前智能制造企業中一些流程化的操作員工已經足夠，現在所需的是具備設計、調試、維護等綜合性技能的高端復合型、技術型人才。

技術型人才需求同樣對高校的培養模式提出了新的要求。實現制造強國的根本還是在專業技術型人才培養上。高校作為人才培養和輸送最主要的渠道，培養的人才必須能夠適應目前中國制造業的轉型，也必須符合工程制造型企業的發展需求。

在這種發展背景下，開展復合型、技術型人才培養模式，構建有智能制造特色專業課程體系，是當前高校改革教育模式的首要任務。依據當前的社會發展趨勢所需及經濟體系革新的迫切要求，不論是職業高校還是958、211 大學都需要在智能制造工程的教育模式上實行高標準、高素質、高精準，并結合自身職業教育的特色，結合本地區的優勢資源，通過創新創業教育改革，提高院校學生的就業和創業質量，為國家提供創新創業人才。培養勇于探索、敢于創新、不斷思索新道路的創新性技術人才，這不僅僅滿足當下的社會需求，同時也為中國將要面臨的更高、更大的挑戰奠定堅實的技術人才基礎。

2 智能制造工程發展現狀

隨著制造業的轉型，傳統制造業逐漸向智能化、個性化的方向發展，同時對制造業的復合型、技術型人才提出了新的需求。目前大多數的高校對智能制造的課程建設通常是以機械工程專業為基礎進行培養，其核心的課程體系也通常是圍繞機械加工、制造等傳統教學模式。所以，為了應對制造業轉型，智能制造類課程應當結合人工智能、計算機技術方向改革，實現數字化的教學培養新模式。

智能制造工程是一個系統性的工程學科，集計算機技術、機器學習、機械設計制造等優勢于一體，是機械、自動化、控制工程等學科交叉融合的產物。目前，制造型企業對智能化技能型人才迫切需求。所以，如何以高校為基礎，培養一個現代化、智能化時代下的技能型人才是各個高校構建課程體系的目標。

3 智能制造背景下人才培養模式改革存在的問題

東北地區作為老工業區，應當起到領頭羊的作用，應當聚焦現代化、智能化發展，攻關核心技術。2019 年，6 個重大科技專項于吉林省實施，共獲得國家科學技術獎16 項。科技活動產出指數在全國排名上升3 位。包含800 戶國家級高新技術企業、358 戶科技小巨人企業，分別增長89%和92%，在所有高新技術企業中盈利企業比例居全國第2 位。在發展穩步提升的同時，更需要相關人才去整合內外的優勢發展資源為制造業智能化升級提供著力點。所以，對于教育體系及課程設置，應當根據區域的發展需求來進行改革，但是目前各高校依然存在如下問題。

3.1 教育模式傳統化

由于中國大部分高校的教育模式都如出一轍，其專業設置都是依據上級制定的目錄[2]。產業結構變化對高校教育產生了較大的影響，這就要求高校教育需要具備良好的動態應變能力。但是，很多高校并沒有通過專門設立相關部門去研究產業調整和專業的關系來優化招生計劃和專業設置。高校除主要專業群外，還應具有輔助專業與之配套。屬于同一專業大類的各專業在知識層面和技術層面有相似性，專業群之間可交流、可互補，有利于培養復合型人才。例如，智能制造行業需要既懂機械知識和技能，又明白機電、材料和信息化等知識的復合型人才，因此院校若開設機械設計制造類、機電設備類和電子信息類等各專業就須具備復合型人才培養的師資、設備等資源，這樣才有條件培養出相應崗位需求的人才。

3.2 與區域產業相關性差

各院校專業設置與產業結構之間的相關性較差。區域產業結構決定各院校的專業設置。各個院校畢業生就業往往考慮地域因素，由于各個地域的產業結構往往不同，不同的產業結構提供不同類型以及層次的工作崗位，這就直接影響了畢業生的就業，因此決定了高校的專業結構。但目前依然存在一些院校沒有良好的學科調整機制來適應產業結構調整的情況，導致很難根據產業結構變化提出院校內專業設置的有效策略。

這就產生了一個十分突出的現象：企業招聘時更希望聘用有工作經驗的員工，這種需求與剛剛踏出校門的學生形成了不可避免的矛盾。歸根到底還是學校教育與現實生活生產的距離太遠，課程設置與各地區不同產業間的相關性存在不可忽視的差距，導致缺少針對性的培養計劃。這不僅使得畢業生在面臨擇業問題時缺少明確的從業方向性，同時招聘企業也難以招到自己稱心如意的員工。學生通常難以學以致用，認為自身的才華無處施展；企業在招收新員工后，仍然需要組織一系列的企業所必備的專業技術培訓，以應對企業接下來的發展計劃，這樣剛入職的新員工不僅難以迅速上崗，解決企業內部老員工的工作壓力，甚至增加了老員工對新員工的培養工作。

面對這一境況，就不得不進行相應的革新，針對模式化、相關性差的問題，應該采取更加科學、更加縝密的思維邏輯來安排課程的設置。教育研究發現一個良好的培養模式不僅僅可以有效培養學生還能夠減輕教師在教學過程中的工作壓力，應當采取一種如圖1所示的教育培養新模式。

圖1 智能制造培養模式流程

4 改革方法及實施路線

4.1 教育模式建設與工程制造業轉型并舉

隨著《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》的提出，吉林省應當結合自身產業特點和發展現狀，提出自己的戰略性規劃。各個高等教育院校應該對國家戰略進行探討和研究，深入了解當地區域產業發展和自身優勢并將其結合起來，努力建設符合社會發展需要的專業，取消與產業發展不相關的課程專業。

4.2 與區域經濟結構相輔相成

智能制造屬于熱門專業但是還處于發展階段，所以新專業的設置要與區域的經濟發展相輔相成，根據就業市場需求，從結構上進行調整。與行業相關企業以及相關技術人員進行合作，探究模式制定的可行性，制定人才培養計劃，從根本上加強校方和企業之間的合作[3]。在經濟常態下，一些產業轉型升級以及內部結構變化是非常迅速的。因此，專業設置要與行業的發展同步進行，探究產業發展規律，總結經驗，理清產業發展脈絡，對于日后的發展要有一定的前瞻性。

4.3 與產業結構發展并駕齊驅

新專業設置的同時，也要對傳統專業進行改造升級。云計算、大數據等互聯網技術的發展，使得一些常規性、機械化的人工工作崗位將被機器所取代。但“機器換人”并不是使用機器人去替代人工，而是按照以人為本的原則將人和機器的工作進行結合去完成一些人工難以完成的比較復雜、煩瑣的工作。因此，需要對傳統專業進行升級改造。制造類傳統專業可走現代化的教育改革模式，讓教學模式更加符合生產線的需求模式，教學以及實習環境符合相關企業生產環境，教學內容與工作崗位的資源相互聯系，人才培養模式與產業發展的需求標準并駕齊驅，在產、教相融合的環境中去培養人才[4-5]。因此，各個院校要及時根據企業的發展需求改變人才培養的模式，增加自動化類和計算機類課程，建立數字化設計能力培養體系，以滿足企業發展的需求。同時，教材內容、校內實訓設備等也都要進行優化，達到培養行業技術性人才所需的條件。

4.4 產、學、研多方協同下人才培養

在加強鞏固原有實踐教學模式和環境的基礎上，以解決目前主流的相關產業技術和重點問題為方向標，不斷提高產、學、研三者聯系，加強校企雙方合作關系，聯合申報縱向課題，在校企合作模式下共同處理難題、共同進行科技成果的研發。企業為校方提供相應技術，推動產業、教學、科研共同發展相互融合。學校努力獲取各種校外辦學合作資源，重點做好相關專業的縱向課題申報工作以及橫向課題研發進程，申請為吉林省的產業結構調整以及經濟發展有著良好影響的課題，聯合企業共同參與研究克服難關，努力提高研究和生產之間的轉化率[6]。

4.5 培養學生的自主學習能力

校企聯合專業技術培養的同時，也應該注重學生的自主學習、自我思考、自我創新等能力的培養，有助于學生未來在企業工作中有更好的發展，要將尊重學生的身心發展規律放在首位，挖掘學生在學習相關技術方面的潛能。每個學生都具有自身的獨立性，只有尊重學生間的差異，才能培養出百花齊放的技術人才，而不是流水線上生產出來的機器。針對每個人所擅長的不同方向制定相應的培養方案，揚其所長，發展其成為各具特色的技術型人才。

5 結語

專業的學習是高校應用技術型人才以及職業院校等區域經濟發展的載體，也是人才投向服務社會的核心。隨著制造業向智能化、集成化、高端化發展，各個院校中智能制造類專業技術人才培養勢必要順著時代發展的浪潮前進，為企業乃至社會的發展提供有力的人才支撐。因此，以智能制造類專業為主的院校相關專業的設置對推進產業轉型升級，在中國向制造強國轉變的過程中提供高素質技術型人才起著至關重要的作用。