“工業軟件”人才培養創新模式研究與探索

任子良，趙鐵柱，張 潔

（東莞理工學院 計算機科學與技術學院，廣東 東莞 523808）

引言

2021年5月28日，習近平總書記在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協第十次全國代表大會上指出：“要從國家急迫需要和長遠需求出發，在石油天然氣、基礎原材料、高端芯片、工業軟件、農作物種子、科學試驗用儀器設備、化學制劑等方面關鍵核心技術上全力攻堅，加快突破一批藥品、醫療器械、醫用設備、疫苗等領域關鍵核心技術。”［1］首次將工業軟件上升為國家戰略發展的科技攻關高度。自此，工業軟件成為高校重點發展的學科領域之一［2］。2022年8月15日，美國宣布將半導體材料和EDA軟件列為商業管制清單，進一步加劇了我國工業軟件領域的困境。因此，工業軟件的“卡脖子”問題已成為制約我國智能制造高質量發展的重要瓶頸，發展國產工業軟件勢在必行［3-4］。作為地方應用型本科院校的排頭兵，結合東莞雄厚的制造業基礎和“機器換人”的產業升級前景，東莞理工學院肩負為國育才的光榮使命，成為培養工業軟件應用型人才的廣袤土壤。

一、工業軟件人才培養的特點和條件

隨著信息技術的發展，軟件與硬件加速融合，工業軟件已成為工業品的一部分，是產品價值提升的重要催化劑，成為推進企業的信息化轉型、提高國家國際競爭力的重要保障。目前，一般將用來提高工業研發制造、生產效率、管理水平及裝備性能的軟件統稱為工業軟件［5］。我國通過并制定了國標GB/T 36475-2018，將工業軟件定義為服務工業設計、生產、通訊、控制和企業業務管理的相關軟件。按照制造業生產周期和用途，可以將工業軟件劃分為研發設計類、生產制造類、信息管理類和運維服務類軟件，其中常見工業軟件有計算機輔助設計類軟件（Computer Aided Design,CAD）、制造執行系統（Manufacturing Execution System,MES）、企業資源計劃（Enterprise Resource Planning,ERP）和健康管理類軟件［6］。工業軟件開發周期長，需要投入的資源和成本高，應用場景依賴性強，研發難度大，迭代速度慢，使得工業軟件的發展具有天然壁壘。工業軟件的開發對研發人員要求相對較高，不但要掌握計算機程序開發知識，還要具備工業背景知識，例如豐富的工業領域知識、管理標準和規范等［7］。

工業軟件人才缺口巨大，我國要培養自己的工業軟件人才隊伍，實現工業軟件的自主可控，需要加大人才培養力度，深化產教融合，加強校企對接，根據產業需求定向培養復合型人才，保障人才供給［8］。一方面，東莞作為“雙萬”城市，其制造業在全球具有舉足輕重的地位；另一方面，作為地方應用型本科院校，東莞理工學院經過三十年的建設已取得了驕人的成就，在工業軟件人才培養、科學研究方面均具有深厚的積淀。

二、多措并舉，創新發展工業軟件人才培養機制

在工業軟件人才培養過程中，要結合地方區域經濟發展和學校自身人才培養功能定位，從人才培養目標、知識體系建設、師資隊伍培養、教育教材素材、校企合作以及學生的就業發展等方面出發，以實驗室硬件和軟件建設為依托，逐步發展人才培養的制度優勢，最終為企業輸送合格的應用型人才。

（一）全過程培養和人才培養目標優化

在培養模式上，結合東莞市、東莞理工學院和工業軟件龍頭企業（華為技術有限公司、廣東盤古信息科技股份有限公司）的實際情況，通過構建產教融合云平臺、場景化實訓中心和創新實驗室等軟件與硬件載體，在人才培養上實現政、行、企、校深度合作的“產教融合，多方參與全過程培養”創新模式，培養模式規劃如圖1所示。一方面，以計算機科學與技術學院為主要依托，從工業軟件相關性最強的計算機專業出發，以點帶面，聯合校內相關工科院系，在工業設計、智能制造工程、機械設計等領域打造一套高質量的工業軟件應用型創新人才培養模式。另一方面，依托數字化工業軟件聯盟的產業資源和相關龍頭企業及生態資源，開展工業軟件人才的校外實習實訓，培養工業軟件開發型、應用型人才。

圖1 工業軟件人才培養創新模式

工業軟件人才培養目標的制定以工業軟件領域知識體系和校、企合作為依托，突出專業領域的交叉特色，立足國產化發展需求，通過目標驅動、產教融合和校、企共建的方式實現人才培養的跨院系、跨專業的跨越式發展，并通過企業實踐和社會需求來指導人才培養目標和培養方案的修訂，形成人才培養閉環，工業軟件人才培養目標規劃路徑如圖2所示。

圖2 工業軟件人才培養目標規劃路徑

（二）優化課程培養體系和師資隊伍建設

工業軟件人才培養課程知識體系繁雜，需要有很強的專業背景和實際的場景化工作經驗，在人才培養的過程中，從實際需求出發不斷優化課程體系，不斷完善和更新人才培養方案，逐步構建完整有效的跨學科知識體系。

1.人才培養方案制訂。一方面，通過項目驅動方式，從企業中來再到企業中去的校企合作模式，加大與區域內龍頭企業的精準合作，以企業實際應用場景的需求倒逼人才培養方案的優化和修訂，對專業課程的建設、教學大綱修訂以及實習實訓等方面進行動態優化；例如針對MES方面的人才培養過程中，要以計算機專業C++課程為基礎，聯合企業開設“MES實現原理與應用”等非計算機專業課程，使學生在了解企業實際需求和應用環境的同時，更加深入地學習專業課程，進而構建更加全面的專業和行業背景知識體系。另一方面，校企深度合作，開展包括教學軟件、虛擬仿真、教學資源等類型的產品開發工作，進一步發揮院校服務行業、企業的優勢，實現校、企共制教學標準、共建優質資源的“課產融合”的高等教育。

2.師資隊伍建設。重視師資能力培養與研修體系建設，定期組織面向實驗室教師進行相關定制培訓，進行項目化師資培養，目標是不斷提高專職教師的真實企業項目技術水平和實踐能力。一方面，建立企業培訓以及實驗室的直通軌道，實驗室教師進入企業掛職，依托企業用戶提供更多教師實踐崗位，進行技能培訓和生產實踐鍛煉，讓校、企師資雙向流通。另一方面，以東莞理工學院工業軟件實驗室為平臺，探索建立校、企雙師互聘共享機制，校企互相選派人員雙向兼職、擁有雙重身份，使兼職人員有地位、有榮譽、有鍛煉、有提高，充分發揮專兼職教師的組合優勢，形成“雙師”素質培養和“雙師”結構師資隊伍建設的長效機制。

3.教材和案例庫建設。一方面，實驗室配套建設豐富的教學資源開展實驗實訓教學，這些資源可以以課程為單位進行引入，采用默認教學設置，如章節結構、考試節點、課后作業、實訓學習的安排，也可以由我校根據教學要求進行重新組裝。另一方面，注重吸收行業企業技術人員、能工巧匠等深度參與教材編寫，將企業優質教學資源融入教材，打造適合線上線下結合運用的“融媒體”系列化教材。教材建設緊跟產業發展趨勢和行業人才需求，及時將產業發展的新技術、新工藝、新規范納入教材內容，反映典型崗位（群）職業能力要求。

（三）多元化工業軟件人才培養途徑

在工業軟件類人才培養過程中，除了傳統教學方法外，要及時按照OBE（Outcomes-based Education）教學理念組織課堂教學，采用“翻轉課堂”、小組討論、項目解析等方法提升教學質量。課堂教學之外，要注重學生動手能力培養，鼓勵學生參加“藍橋杯”“互聯網+”等競賽以提升編程動手能力。通過設計職業認證體系，引導學生考取工業軟件細分技術領域行業職業認證；通過舉辦創新競賽，引導學生積極參與競賽；組織工業軟件精英訓練營，引入企業實際場景化項目，鍛煉學生項目開發能力；邀請企業工程師參與學生畢業設計環節，提供畢業設計課題，提供技術支持，指導學生完成畢業設計課題任務；建立校外實習實訓基地，定向實習招聘，承辦人才聯盟雙選會，對接工業企業招聘需求。按照所制定的人才培養目標建立健全人才培養體系，多方位、多渠道支持學生成才，如圖3所示。

圖3 多方位支持提升職業素養

結語

工業軟件是我國“卡脖子”技術之一。東莞存在工業軟件人才存量和人才培養等方面的短板。針對東莞制造產業的人才需求，東莞理工作為地方性理工高校，具備工業軟件人才培養的必備條件和先天優勢。圍繞區域經濟發展和產業升級，東莞理工在工業軟件人才全過程培養機制、人才培養目標、平臺建設等方面加大投入力度，通過政、行、企、校深度合作，從軟硬件綜合實力上全面升級工業軟件實驗環境和實驗條件，提升人才培養規格，突出人才培養特色，以期打造工業軟件的人才引擎，構建工業軟件的人才匯聚生態。