面向新工科的智能制造人才培養模式構建研究

武照云 李麗 曹毅 石慶升 趙璞

摘? 要? 智能制造工程專業是一個新興的多學科交叉專業，也是典型的新工科專業。基于新工科和OBE的核心理念，探討智能制造工程專業人才培養目標定位、人才培養模式構建、專業建設路徑探索、人才培養質量保障體系等問題，對于完備人才培養模式、提升智能制造工程專業建設水平等具有積極的參考意義。

關鍵詞? 新工科；智能制造；產學合作；協同育人

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）01-0058-03

0? 引言

近年來，德國、美國等制造強國分別提出了“工業4.0”“工業互聯網”等國家戰略，在此背景下，我國也提出了《中國制造2025》，將制造業轉型方向定位為“智能制造”[1-2]。發展智能制造，人才培養需先行。為了滿足國家戰略發展需要，加快培養智能制造領域高端人才，2017年我國高校首次開設智能制造工程專業。迄今為止，全國共有100多所高校成功申辦“智能制造工程”本科專業，為我國智能制造領域高級專業技術人才的培養提供了廣闊的平臺[3-4]。

智能制造工程專業是一個新興的多學科交叉專業，涉及機械工程、控制工程和管理科學等多個領域，集成了先進制造技術、嵌入式系統、工業機器人、傳感器與智能檢測、智能優化算法、智能工廠集成技術、智能工廠生產計劃等多學科領域的課程[5]。目前國家智能制造標準體系還未完善，各高校都在探索智能制造工程專業如何建設以及智能制造人才培養體系如何構建的問題。自2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，對新工科的內涵特征以及建設發展路徑進行了積極研究與探索，明確提出各高校要大力培養與新興產業相適應的復合型新工科人才[6]。在新工科建設背景下，面向新工科的智能制造人才培養模式建設研究迫在眉睫。

1? 智能制造人才培養模式構建思路

1.1? 面向新工科的智能制造人才培養目標定位

按照工程教育專業認證與OBE理念，明確人才培養目標定位是確定人才培養模式以及實施專業建設的先決條件。所以，首先需要定位新工科背景下的智能制造人才培養目標。對此，需要充分掌握社會對智能制造人才培養的期望值、行業與企業對智能制造人才的崗位需求以及智能制造工程專業人才需要達到的水平與能力。

1.2? 面向行業需求的創新型智能制造人才培養模式構建

創新型人才培養模式的構建與實施，是實現專業人才培養目標的核心與關鍵[7]。針對人才培養模式的構建，需要明確人才培養理念，理清思路，分析影響培養質量的全要素，進而做好頂層設計，建立能夠支持培養目標達成的人才培養體系與框架。

1.3? 基于產學合作協同育人的智能制造工程專業建設路徑

為使創新型智能制造人才培養模式能有效實施，必須對智能制造工程專業大力建設，使其具備所需的人才培養資源與支撐條件。對此，需要探索專業建設過程中的產學合作協同育人機制，優化專業課程體系，重塑課程教學內容，改進課程教學方法，創新課程教學模式，建設實踐教學平臺，提升師資隊伍等等，進而形成有效的專業建設路徑[8]。

1.4? 全方位的智能制造人才培養質量保障體系

構建全方位的人才培養質量保障體系，能夠為人才培養目標的有效達成提供可靠的質量保障。對此，需要建立健全針對多主體對象的考核、評價、監控與反饋機制，充分發揮教育教學評價的導向作用，構建多層次的評價指標體系，改進考核與評價的方式，為保障人才培養質量提供有力的措施。

2? 智能制造人才培養模式構建方法

2.1? 確定智能制造人才培養目標與定位

根據制造業的特點，分別深入離散型制造業和流程型制造業的企業進行走訪調研，對其人才需求狀況進行實地調查，明確社會和企業對智能制造工程專業人才的職業需求；另一方面，對已開設智能制造工程專業的高校進行廣泛深入的調研，咨詢教育行業專家，針對我國高校現行的智能制造人才培養模式進行研討，分析不同高校人才培養方案的差異，總結共性問題，發現痛點所在。系統總結并深入剖析當前現狀，邀請行業專家充分論證，確立面向新工科需求的智能制造人才培養理念，回答關于智能制造人才培養的“目標是什么”“定位是什么”以及“標準是什么”等問題，為建立面向新工科的智能制造人才培養模式與體系指明方向。

2.2? 構建“五位一體”的智能制造人才培養模式

根據專業人才培養目標與定位，打造能夠有效支持培養目標達成的人才培養體系與框架，構建“理論基礎+實踐訓練+思政育人+競賽提升+雙創拓展”“五位一體”的智能制造人才培養模式，即通過學習理論與實踐課程，讓學生掌握專業知識，培養學生實踐能力；深入挖掘課程思政元素，構建全鏈條式的思政育人體系，重點培養學生的愛國情懷與人文素養；充分發揮學科競賽對學生培養的帶動作用，組織學生參加各類學科競賽，最大限度地鍛煉學生，全面提升學生的專業實踐能力；將創新創業教育與專業教育教學進行嵌入式融合，建設開放式一體化的“雙創”平臺，培養學生“雙創”意識、思維與能力。

2.2.1? 按照“兩性一度”的標準，推進課程“金課”建設

牢固樹立“以學生為中心”的課程建設理念，通過校企合作的形式進一步開發課程內容，將學科前沿及行業最新發展成果融入課程教學，保證教學內容具有足夠的廣度與深度，能夠反映學科前沿性和技術先進性，同時增加研究性、創新性、綜合性內容；針對智能制造工程專業面臨的教學資源急缺問題，組織教師團隊加快完成課程資源的建設與開發，形成一批能夠滿足新工科人才培養需求的高質量教學課件、動畫視頻、信息化教學軟件、教材等；充分利用信息化教學手段，推動課程信息化與多元化教學模式改革；基于OBE理念設計豐富的課程教學活動，完善課內教學活動與課外拓展活動以及課前、課中、課后教學環節的設計，積極引導學生進行探究式與個性化學習；建立科學的課程考評系統，引導學生注重過程性學習。

2.2.2? 以程序設計能力與系統集成能力培養為主線，構建豐富的實踐教學體系

針對高素質復合型的智能制造人才培養需求，以程序設計能力與系統集成能力培養為主線，合理設計實踐教學內容，重點突出PLC與嵌入式系統、機器視覺檢測、工業軟件開發、大數據分析、智能工廠集成等實踐訓練環節，著重鍛煉學生的電氣測控、數據分析及智能算法等程序設計與應用能力，提升學生的智能制造硬件系統與軟件系統集成創新能力。優化調整智能制造工程專業實踐教學平臺的結構體系，加強與校外行業企業的聯系，增設一批校外實踐教學基地，開設一批與企業實際相結合的實踐教學課程，加強實踐教學資源建設，貼近產業技術、工業系統、企業管理實際，進一步強化實踐教學。積極利用虛擬仿真技術，創新實踐課程的虛擬仿真實訓教學模式，形成實踐類課程虛實結合、虛實互補的信息化教學模式。進一步擴充實踐課程的內容與深度，拓寬學生實踐能力鍛煉的時間和空間，增強實踐能力訓練的自由性，提升培養效果。

2.2.3? 深入挖掘課程思政元素，構建全方位的思政育人體系

以“立德樹人”為育人的根本目的，在通識課、專業基礎課以及專業課程的內容體系中，全面、系統、深入挖掘思政元素，包括相關領域偉人的先進事跡、當代社會熱點問題的引申、課程內容與哲學理論的相融契合點等，在教學過程中，使思政教育完美融入課程教學之中，重點培養學生的家國情懷、人文素養、職業精神等，全面提升學生的綜合素質。

2.2.4? 以賽促學，全面提升學生的專業綜合實踐能力

以全國大學生機械創新設計大賽、挑戰杯競賽、“互聯網+”競賽等課外科技競賽為引領，由競賽經驗豐富的資深教師牽頭，組建針對特定賽事的課外科技競賽訓練營，積極動員學生加入訓練營，形成由不同年級學生共同參加的參賽梯隊。開放一批創新競賽實驗室，由學生自主管理，解決場地問題。通過參加課外競賽，全面提高學生的綜合應用能力與實踐動手能力。

2.2.5? 加強雙創教育體系，提升學生的創新創業能力

為了提高學生的科技創新能力，由教授與博士牽頭組建科研團隊，以企業工程實踐項目為研究課題，設置若干研究小組，學生可以根據自身興趣愛好與特長進行選擇加入。通過全程參與科研項目的研究工作，能夠切實有效地提升學生的創新能力。同時，定期開設創業教育講座與論壇，邀請行業名家做報告等，提升學生的創業思維、意識與能力。

2.3? 建立產學合作協同育人機制

2.3.1? 探索并深入實施產學合作協同育人的教學模式

立足于社會對智能制造高級人才的需求，密切聯系地方經濟和行業企業，與行業知名企業開展全方位合作辦學，深入實施校企協同育人的教學模式。以學校為主體，以企業為重要組成部分，學校與企業共同研究制定人才培養方案以及課程體系框架，構建具有專業特色的人才培養體系。學校主動對接智能制造行業產業鏈，引入各種社會化教育資源，建設智能制造實踐教學基地，采取企業工程案例進校園、科研生產項目進課堂的方式，彌補學校實踐性環節的不足，縮短學生進入工作崗位所需的實習期，彌合學校人才培養與企業人才需求之間的縫隙。

2.3.2? 以新工科人才培養為導向，構建多學科交叉融合的課程體系

按照“通識模塊、專業模塊、素質與能力拓展模塊、集中實踐模塊”的四維模塊化框架進行課程體系的總體設計。重視通識教育，提升大學生綜合素質，落實立德樹人；夯實專業基礎，為培養學生處理工程實際問題奠定堅實基礎；拓展專業素質，契合社會需求，培養學生創新思維；工科知識學習落腳點為工程應用，加強學生實踐能力培養，提高學生工程應用能力與創新實踐能力。

2.3.3? 注重師資培養，強化師資隊伍的長期建設

加強師資隊伍建設，重視對專任教師工程實踐能力的培養和鍛煉，定期選派專任教師到合作企業進行交流學習，深化產教融合，完善校際掛職學習和企業實踐鍛煉的機制，提高教師的專業技術素質與能力；制訂長期的青年教師培養計劃，支持教師開展教研與教改工作，對教師提出明確的教學質量要求，持續為專業建設和專業發展營造良好的氛圍；選派教師參加各級各類培訓，開闊視野，提升能力，建立專任教師外出進修和參加學術交流活動的保障機制；通過產學合作平臺，聘請實踐經驗和教學能力兼備的企業專家、高級工程師和企業管理人員等作為兼職教師，共同參與專業建設工作。通過上述措施，打造一支以中青年為主體、結構合理、富有生機活力、具有發展前景的師資隊伍。

2.4? 建立“四個維度”的人才培養質量保障體系

為了使智能制造人才培養質量達到預期效果，構建人才培養質量保障體系至關重要。建立貫穿從學生入校到畢業工作的全周期考核評價、監控反饋與持續改進機制，構建多層次的評價指標體系，從“課程評價→培養過程評價→學業評價→社會評價”四個維度對人才培養效果與質量進行動態跟蹤。“課程評價”是指從每門課程的角度對學生學習效果進行考核評價；“培養過程評價”是指對學生從入校到當前評價時間點這一期間的學習效果進行動態評價；“學業評價”是指對學生從入校到畢業整個在校期間的培養質量進行總體評價；“社會評價”是指學生畢業后，用人單位對學生的評價。通過“四個維度”的人才培養質量跟蹤與監控，有利于發現人才培養中存在的問題，以便及時改進與優化課程設置、課程內容、課堂活動、支撐條件等，有效保障人才培養質量。

3? 結束語

面向新工科的智能制造人才培養問題，秉承以學生為中心和OBE理念，構建了“人才培養目標定位→人才培養模式構建→專業建設路徑探索→人才培養質量保障”的研究體系，為明確人才培養目標定位、健全人才培養模式、完善產學合作協同育人機制等提供了建設路徑；通過面向新工科的智能制造人才培養模式構建，課程體系、教學內容、教學方法、實踐教學平臺、師資隊伍等都得到明顯的改進與提升，人才培養質量保障體系更加完備，從而顯著提升智能制造工程專業建設水平。

4? 參考文獻

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