智能制造環境下高校機械類專業改革探索

費葉琦 　楊敏　陳新新

［摘 要］文章針對高校機械類專業人才的培養及輸送不能有效滿足當下智能制造環境下相關企業的人才需求問題，對機械類專業人才供需矛盾及其產生原因進行分析，并從高校視角討論如何通過機械類專業改革緩解人才供給緊張問題，從而提高學生的機械類專業能力，培養創新型、復合型、實踐型的工科人才，以滿足企業智能化發展需求，實現智能制造產業的持續發展。

［關鍵詞］智能制造；機械類專業；市場需求；制造業；人才培養；專業改革

［中圖分類號］ G420 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）08-0009-03

制造業是國家經濟發展的根基，打造一流制造產業是我國提升國家綜合實力、建設成為世界強國的重中之重。目前，我國正處于制造業創新升級、新興技術與制造業深度融合、跨領域協同發展的重要階段，而將智能制造發展作為主攻方向[1]，深入推進智能制造產業的發展、完善工業互聯網平臺的搭建是當前我國制造業發展的必經之路。因此，高校機械類專業作為制造業人才培養載體的改革創新也就成為其相關專業、行業領域的一個重要的課題。

一、機械類專業人才供需矛盾分析

智能制造環境下制造業的發展需要新興制造技術的支撐，而制造技術的進步需要工具、技術與人才的共同作用[2]。然而，近年來越來越多相關專業的學生在畢業擇業時會轉專業或在高考填報志愿之初就放棄報考機械類專業。中國統計網相關數據顯示，傳統機械行業從業者整體的工作環境、收入遠遠比不上新型互聯網從業者，致使傳統機械行業從業人數逐年減少[3]。制造業轉型升級需要更多機械類專業人才及相關技術支持，但在升級初期很難獲得足夠多足夠好的機械類專業人才，人才缺口影響了制造業轉型升級的速度與效果。

新冠疫情暴發初期一工難求的狀況客觀上迫使工業智能產業化加快落地的進程，尤其是設備制造商對可持續無人化和遠程運維生產設備的需求明顯增加。各大小制造企業為提高自身產品質量，迫切需要遠程監測來輔助獲取信息，也需要得到解決相關設備維修、保養等問題的遠程服務，然而卻缺乏相關人才進行相關操作。

目前主要矛盾集中在機械類專業人才雖就業機會較多，但其工作環境及工資待遇普遍較差；既具有工程實踐綜合能力又具有專業技能、知識的復合型人才缺失，遠遠不能滿足制造業的人才需求。

二、機械類專業人才供需矛盾產生原因分析

目前導致機械類專業人才供給和企業人才需求矛盾產生的原因可從企業、高校、學生等方面進行分析。

（一）不少企業對智能制造理解不深，相關專業人才資源匱乏

在制造業領域，為了搶占市場以及形成一定的品牌知名度，企業之間的競爭比較激烈。智能化是眾多企業加快自身發展的重要途徑，但是，一方面，不少企業對智能制造理解不深，認為一切與互聯網相關的產業都屬于智能制造領域；另一方面，企業發展需要大量的專業人才和技術支持，但是剛剛從機械類專業畢業的人才遠遠不能滿足企業的需要，企業還需要在員工培養上花費大量人力物力及時間，這就影響了企業轉型升級的速度。

（二）高校機械類專業人才培養往往與企業需求存在脫節

高校大部分機械類專業教師缺乏企業實踐經驗，尤其是在“中國制造”大跨步前進的背景下，不少高校的相關政策、培養計劃及配套教師的專業素質難以及時跟進，所培養出來的畢業生的知識儲備、實踐技能和目前市場用工需求存在脫節，主要體現在以下幾個方面：其一，教師在課堂講授的主要為基礎知識，涉及不少抽象概念、公式、理論，講解時因缺乏企業實踐經驗，所講內容與企業實踐聯系不夠緊密，新知識、新技術相關應用實例較少，這就容易導致學生對學科發展前沿、最新科研成果以及人才專業素質最新要求缺乏了解。其二，部分高校關于擴招、學科設置等辦學措施的制訂與實施因缺少行業、專業領域專家的反復論證而缺乏科學性與可行性，導致高校自身的師資力量、實驗條件跟不上，人才培養質量普遍不高。雖然工科人才的培養規模擴大了，但是培養出來的人才不能滿足企業現代化發展的需求，無法從根本上解決中國高端制造業的人才短缺問題。其三，目前智能制造產業發展很快，高校按照原有人才培養方案培養的畢業生很難滿足當下企業對新技術人才的需求，一方面造成該批畢業生就業崗位單一、待遇普遍較低，另一方面使企業陷入對口招工困難的窘境。高校難以及時對已制訂并落實的人才培養方案進行更改、調整，同時缺乏有效的市場經驗和專業論證，導致企業出現了一定的人才缺口但是高校不能及時輸送符合其要求的畢業生。

工科類生產設備的更新迭代極快，雖然高校根據自身課程設置、實驗實踐硬件設施更新需要已投入了大量的資金，但仍然難以保證學生能夠接觸到最先進的生產設備。學校的實驗實踐課程較少，學生缺乏充足的實踐能力培養機會，所培養的人才擁有的專業技能與企業需求不匹配，難以充分滿足學生的就業需求和企業的人才需求。

（三）部分在校大學生缺乏對機械行業發展需求的認知，不重視提升自身的專業實踐能力

部分在校大學生缺乏對人才市場需求的清晰認識，缺乏就業危機感，在校期間不重視通過參加實驗、實踐及競賽加強工程實踐能力的培養，不重視提升創新意識及將新技術與傳統機械知識相融合的能力。

三、智能制造環境下高校機械類專業改革舉措

（一）深化校企合作，培養符合企業需求的實用型專業技術人才

高校工科人才培養應重視提高產業界的參與度。深化校企合作，促進課程內容和技術發展的有效銜接，實現教學過程和生產過程的有效接軌，加強企業實踐配套教材建設和教師專業實踐素質的培養，推動高校課程體系改革，實現由傳統機械制造專業向智能制造專業轉變，培養出與當前企業需求相匹配的實踐型專業技術人才，降低企業前期人才培訓的成本，支持智能制造業的更好更快發展。

高校要加強與企業合作，落實實踐基地的建設并與企業建立戰略合作關系，從而保證學生獲得更多創新實踐的機會。目前校企合作這一措施在很多高等職業技術學校都已取得了一些成果。以山東理工職業學院為例，該學院與山東某制造股份有限公司進行合作，充分發揮本校機電一體化專業優勢，將企業的生產設備、先進技術與校內課程相結合，將學生的職業素質培養與校內課程教學、人才培養方案實施有機結合，成功推動了校企合作的進展，實現了學院招生與工廠招工的同步推進。但是就高校而言，校企合作多數還停留在將優秀畢業生推薦到相關企業實習培訓這一層面。

深化校企合作[4]，一方面可以加強實訓環節為切入點進行落實。將實訓環節分成兩部分：一部分是以企業為主場，高校與企業協商合作后，直接派遣部分優秀教師、學生進入企業，對企業的實際生產線進行觀摩、操作學習；另一部分是建立高校實訓基地，高校提供實訓場地，企業提供部分設備、技術和進行相關人員培訓，對所需生產環節和技術進行復刻，并在高校教師和企業工作人員的配合下指導學生完成相應的企業項目，使學生在校期間就可以接觸到企業的真實工作環節。另一方面可以參考德國雙軌式的工科教育模式[5]，結合我國校企合作的實際情況對其進行完善，要求學生本科前兩年在高校內將公共基礎課程修習完畢，第三年再對專業進行細分，讓學生在對專業有一定了解后選擇適合自己并對其感興趣的專業。此外，在專業課程教學過程中積極組織學生到合作企業進行工業實踐，促使學生將機械類專業知識和工業實踐有機結合起來，培養學生的實踐技能和創新精神。

（二）積極求變，完善機械類專業教學體系

各高校每年都會針對畢業生的預期市場需求調整新生的培養方案，一般是以四年為單位進行較大幅度的改進。相關高校為適應當下智能制造業發展的市場需求新增了智能制造相關專業，其中北京航空航天大學、東北大學、湖南大學、華北電力大學、東華大學等高校已獲批設立智能制造專業。這一新專業在傳統機械工程專業基礎上進行相關人才培養方案改革，目的在于從培養單一的機械工程師轉變為培養能滿足智能制造業發展需求的復合型人才，著力于相關智能產品設計、制造和運維等方面的創新實踐能力的培養與強化。比如北京航空航天大學和蘇州大學的機械工程專業原來的培養目標是培養可以在機械工程領域從事機械產品設計與制造的機械工程師，而智能制造專業是以機械工程專業為基礎導向，培養機械、控制、信息等多學科交叉融合下具備智能制造系統設計應用、管理和創新以及獲取信息、分析解決工程技術問題的能力，能勝任新一代制造業智能產品和裝備的設計、生產線研發，智能系統管理及智能服務運維等工作的高素質應用型工程技術人才。雖然多所高校陸續新增了智能制造專業，但由于各高校的人才培養目標層次不同，且目前市場上智能制造專業的畢業生較少，對于該專業畢業生的知識技能體系是否符合行業需求還有待進一步考量和反饋，相關人才培養方案中的課程設置、實驗實踐內容還需進一步優化。

（三）主動向智能制造方向轉型

高校機械類專業向智能制造方向轉型可從以下幾方面進行考慮：其一，推進產教融合[6]，加強機械制造人工智能、大數據、信息技術等相關學科與傳統機械工程學科交叉結合的教學。其二，加強教材建設，優化課程教學規劃。教師在教學中應對企業的新技術進行講解與傳授，推進智能制造專業人才培養進程，力求讓學生所掌握的專業技能與生產實踐中的新技術、新設備接軌。其三，采用基于學習產出的教育模式（OBE模式）[7]對機械類專業教學各環節進行改革，以傳授機械產品設計知識和培養相關專業能力與素養為目標進行課程教學設計，加強創新創業教育，強調過程性考核，縮小期末考試成績在課程總成績中所占比重，以學生綜合實踐能力作為主要考核內容，從而推動課程教學的持續改進，實現培養知識面寬，富有人文精神，具備機械產品開發設計與創新能力的機械工程技術人才的目標。其四，合理利用豐富、形象直觀及便捷的線上教育資源，通過視頻動畫、虛擬仿真等方式加強學生空間思維能力與創新設計能力的培養，增強學生的職業競爭力。其五，推進課程思政教學[8]的開展，將專業課程中所蘊含的思政元素如家國情懷、文化自信等提煉出來，并將其與行業中的前沿科研技術成果、日常教學有機結合起來，讓學生對行業前沿科研技術有一定的接觸與了解，彌補課程內容與行業發展最新動態脫節的不足，進一步提高學生對行業的認同度，提高學生的專業素養，增強學生的創新精神和實踐能力。

四、結語

智能制造背景下的制造業缺少既具有工程實踐綜合能力又具備專業技能、專業知識的高素質機械工程技術人才，高校機械類專業要積極主動地為制造業提供促進產業轉型升級的人才和技術支持；相關企業在追求自身經濟效益提高與企業發展的同時應增強專業人才的社會責任感；高校對機械類專業學生的培養方向應從培養機械工程師轉變為培養符合智能制造業發展需求的復合型人才；機械類專業的教師應不斷加強自身的創新能力、學習能力，不斷地接觸與了解行業前沿技術，及時有效地將新信息、新知識、新技術傳遞給學生；機械類專業的畢業生應保持對新技術的敏銳性，提高創新思維的能力與持續進步的能力，將自身專業能力與互聯網技術、智能制造發展要求相結合，在實現自身價值的同時推動行業的發展。只有通過企業、高校、教師、學生的有效合作，機械類專業及其人才才能更好地適應智能制造環境下的發展要求。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 柳百成.創新·強基·智能：建設制造強國[J].中國機械工程，2020，31（1）：13-18.

[2] 馬延偉，胡姝.為建設制造業強國提供人才支撐：《制造業人才發展規劃指南》解讀[J].中國職業技術教育，2017（10）：48-51.

[3] 國家統計局.中國統計年鑒（2020）[J].北京：中國統計出版社，2020.

[4] 郭文莉，劉紅琳，孟波，等.“共贏共生、融通自為”的產學合作育人機制研究[J].高等工程教育研究，2014（3）：37-43.

[5] 于黎明，殷傳濤，陳輝，等.高等工程教育發展趨勢分析與國際化辦學探索[J].高等工程教育研究，2013（2）：41-52.

[6] 謝笑珍.“產教融合”機理及其機制設計路徑研究[J].高等工程教育研究，2019（5）：81-87.

[7] 楊毅剛，孟斌，王偉楠.基于OBE模式的技術創新能力培養[J].高等工程教育研究，2015（6）：24-30.

[8] 蔡小春，劉英翠，顧希垚，等.工科研究生培養中“課程思政”教學路徑的探索與實踐[J].學位與研究生教育，2019（10）：7-13.

［責任編輯：龐丹丹］