學科交叉背景下智能制造工程專業課程體系改革與聯合培養探討

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）12-0134-04

Abstract：Underthecross-disciplinarybackground，thecuriculumsystemreformandjointtrainingofinteligent manufacturingengineeingareparticularlyimportant.Thispaperdiscuses howtosystematicallyrefomthecuiculumsystemand talenttrainingofinteligentmanufacturingengineringontebasisfinterdisciplinayintegrationFirstlythepaperanalyzsthe interdisciplinarycaracteristicsofintellgentmanufacturingngineringandemphasiesteganicintegationoftheknowedgeof multipledisciplinesinthereformofcuriculumsystemtoformacuriculumsystemwithdistinctiveinterdisciplinary characteristics.Secondly，itoptimizesthecoursestructureandstrengthentheinternallinksbetweencoursestoensurethat studentscanformacompleteknowledgesystemandhavetheabilitytoapplyknowledgeaerossdisciplines.Inadition，italso emphasizedtheimportanceofschol-enterprisecoperationinthejinttrainingofinteligentmanufacturingengineeringmjors， establishedinterdisciplinaryschool-enterprisetutorgroups，andpromotedthedeepintegrationoftheoreticalknowledgeand practical experience by solving practical engineering problems.

Keywords： interdisciplinary； intellgent manufacturing； teaching reform； currculum system； joint-supervision

在當今快速發展的科技時代，學科交叉融合已成為推動科技創新和社會進步的關鍵力量。隨著信息技術的深入滲透與制造業的轉型升級，智能制造作為新一輪工業革命的核心驅動力，正引領著全球產業格局的深刻變革。智能制造領域不僅要求深厚的工程技術基礎，還亟需計算機科學、數據科學、管理學和材料科學等多個學科的交叉融合，以應對日益復雜的生產系統與市場需求。自前我國智能制造的發展尚處于起步階段，對智能制造工程的建設研究也還在進一步規劃和部署，尚未形成完全成熟的建設方案，只有以新教育理念、新教育形式、新教育課程和新育人觀進行全面滲透融合，建立系統、完善的交叉融合的智能制造工程專業教育內容，才能讓學生全面掌握智能制造領域的前沿理論與技術知識[1。因此，構建適應新時代需求的智能制造工程專業課程體系，探索高質量校企聯合培養模式，成為當前高等教育改革面臨的重要課題。

智能制造工程專業，作為新興交叉學科的典范，其目標在于培養具備跨學科知識整合能力、創新思維及國際視野的高素質復合型創新人才，迫切需要對傳統課程體系進行革新，打破學科壁壘，促進知識體系的有機融合與深度交互。同時，通過校企合作等多種形式的聯合培養機制，為學生提供更為廣闊的實踐平臺，使他們能夠在工程實際問題中檢驗理論知識、錘煉實踐技能，逐漸成為推動智能制造產業發展的中堅力量。在學科交叉背景下，開展智能制造工程專業人才培養改革，對于培養適應于我國智能制造產業發展的復合型高級人才具有重要意義。

一智能制造工程是一個多學科交叉融合的新工科專業

智能制造工程專業融合了機械工程、控制工程、計算機科學與技術和電子信息等多個學科的最新發展技術，與物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈和5G通信等前沿技術有較多交叉融合點[2-4]。該專業旨在培養能設計、開發、整合和管理智能制造系統的復合型工程技術人才，需具備解決智能化、自動化問題的能力，并推動制造業的綠色化、數字化發展。課程設置涉及工程圖學、機械設計、機械原理、電工電子學、智能設計與仿真技術和智能制造系統規劃等多個學科的核心課程，體現了多學科知識的深度融合。智能制造工程因其技術融合、培養目標綜合及課程體系廣泛，成為了一個多學科交叉融合的新工科專業。

當前我國正在實施“中國制造2025”，高端制造業的快速發展對先進制造人才需求強烈，智能制造專業的開設、招生與就業變得異?；鸨?-。智能制造工程專業是教育部在2017年批準設立的新工科專業，2018年我國首批開設智能制造工程新專業的高校只有4所，2019年第二批開設智能制造工程專業的高校迅速增加了50所，截至2024年我國開設智能制造工程專業的學校共計357所。然而智能制造專業在專業培養目標設定、課程體系建設和人才培養等方面面臨新情況、出現新問題，亟需探討與改革。

二 課程建設與聯合培養改革的必要性

智能制造作為當前全球制造業的核心發展方向，亟需高素質復合型人才。課程改革與聯合培養能更好地對接產業需求，培養具備跨學科知識整合能力的人才。課程改革與聯合培養能進一步提升智能制造專業畢業生就業競爭力，滿足科技企業、科研院所等對人才多元化的需求，為畢業生提供更加廣闊的就業空間。依托高?；A研究優勢，結合企業工程實踐資源和平臺，共建課程體系和實踐實訓課程，有助于實現人才理論知識的加固和實踐技能的深層次提升。當前，很多高校在制定智能制造工程專業的培養目標和建設思路時，與傳統機械制造類專業的差異化不明顯。由于是新工科專業，且多學科交叉特色明顯，當前智能制造專業建設面臨很多傳統工科專業所沒有遇到的新問題[8-9]，例如：

第一，目前，各個開設智能制造工程專業的高校對于什么是智能制造？如何建設智能制造工程新專業？智能制造工程專業人才的培養自標是什么？認識不夠清晰且存在較大差異，與當前我國智能制造產業的發展存在脫鉤現象。

第二，傳統機械制造類專業的課程體系顯然不適用于當前智能制造新工科專業，也不能將機械工程、控制工程和計算機科學等交叉學科的多門核心課程進行簡單地拼湊和整合。

第三，智能制造工程專業的課程教學和畢業設計/論文涉及多學科交叉領域，受指導教師學科專業和知識儲備的限制，某一學科單個導師難以進行全面有效指導，缺乏跨學科/校企多導師的聯合培養。

三課程建設與聯合培養改革思路

在學科交叉融合背景下，為了培養滿足社會需求和發展需要的復合型智能制造領域的高級人才，針對智能制造專業建設面臨的新情況，亟需探討以下幾個方面的問題：如何確立智能制造專業人才培養目標？如何設置智能制造專業課程體系？如何實施智能制造專業學生的跨學科聯合培養？下面將圍繞上述三個問題分別進行詳細討論。

（一）智能制造專業人才培養目標的確立

智能制造專業建設過程中，需要確立契合我國智能制造產業特色和社會需求的人才培養目標。確立智能制造工程專業人才培養目標需要從多個方面入手，包括明確產業發展趨勢和需求，結合學校特色和學生職業規劃確定具體培養目標，構建完善的人才培養體系，加強校企合作和產學研結合以及關注政策支持和行業標準等。首先，明確產業發展趨勢和需求，了解智能制造產業的最新發展動態和未來趨勢，分析智能制造產業對人才的具體需求。其次，結合學校對專業建設發展方向和定位的現狀，以及校內密切相關的優勢學科的發展特色，明確專業人才培養目標。同時，也要考慮學生個人發展目標，確保人才培養計劃能夠滿足學生的職業成長需求。再次，確定具體的培養目標，致力于培養學生的知識技能、實踐能力、綜合素質和創新能力。制定詳細的人才培養計劃，包括課程設置、實踐教學、科研創新等方面。此外，還需建立科學的考核評價機制，對人才培養效果進行定期評估和調整。還應加強校企合作和產學研結合，與智能制造企業建立緊密的合作關系，共同制定人才培養目標和計劃，推動產學研結合，將科研成果轉化為實際生產力，為學生提供更多的實踐機會。最后，關注政策支持和行業標準，及時了解國家關于智能制造產業的政策支持和行業標準，確保人才培養目標與國家政策導向和標準要求相一致。

（二）智能制造專業課程體系的設置

智能制造工程專業是一個多學科交叉融合型專業，其課程體系亦具有學科交叉特色，從課程模塊上劃分，涵蓋了基礎與核心課程、跨學科課程和實踐課程?；A與核心課程方面，主要有工程圖學、工程力學、電工與電子技術、互換性與測量技術、機械原理和機械設計等基礎課程，奠定學生的學科基礎。專業核心課程開設智能制造技術、機器學習、傳感器與控制系統等，使學生掌握智能制造的核心技術。在跨學科課程中引入智能制造工藝、計算機控制技術、傳感與檢測技術、信號與系統和物聯網技術等跨學科課程，培養學生具備多學科交叉應用能力，拓寬知識視野。實踐課程體系里設置課程設計、實踐綜合、生產實習等實踐環節，與企業合作建立實踐教學基地，提供學生實踐機會，培養解決實際問題的能力。通過全面且深人的課程體系設置，培養出既具備扎實理論基礎，又具備跨學科應用能力和實踐創新能力的智能制造專業人才。

從學科課程角度分析，智能制造工程專業課程涵蓋了機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程和材料科學與工程等學科的核心課程[1]。不僅要包含傳統機械工程專業的核心課程內容，還要合理設置能體現智能特征的其他學科的課程，既要突出智能制造工程較傳統機械制造類專業的特色課程，又要突出智能化專業教學課程，融合信息化、數據化等新教育課程，與控制工程、計算機科學和電子信息等相關專業進行多學科交叉融合，全面改革專業核心課程體系，加深學生對智能制造工程專業的全面認知，實現傳統機械制造類課程向智能制造類課程的轉變。

（三）智能制造專業學生跨學科聯合培養的實施

智能制造專業學生的跨學科聯合培養應從課程體系、實踐平臺和校企合作等方面去實施。融合機械、電子、信息、管理和材料等多學科知識，構建跨學科課程體系，確保學生掌握全面技能。建立跨學科實驗室或創新中心，提供實踐機會，如智能制造項目實訓，增強學生實踐能力。與企業合作聯合開展畢業設計/論文，讓學生參與工程實踐項目，實現真題真做和產學研深度融合，提升學生綜合實踐能力和就業競爭力。

通過校企合作與項目制課程，將理論知識與工程實踐相結合，培養學生的工程實踐能力與創新意識。在校內，組建具有跨學科背景的教師團隊，并提供跨學科培訓，使其具備跨學科教學能力。組建由不同學科教師組成的教師團隊，設立跨學科項目制課程，利用跨學科教師的學科優勢，將各個學科的知識和經驗有機地結合起來，設計融合多學科的課程體系。在校外，邀請智能制造企業具有豐富工程實踐經驗的一線工程師進校講授實踐類課程?？鐚W科教師團隊聯合企業導師圍繞智能制造領域的前沿科技問題，聯合開展畢業設計/論文，根據研究時間、學生個體差異合理設置畢業設計/論文課題的研究內容、體量和難度。

四課程建設與聯合培養改革舉措

河北工業大學智能制造工程專業于2018獲批建設，2019年招收第一批本科生，至今已有6屆學生，包括2屆畢業生。下面以河北工業大學智能制造工程專業為例，從專業培養目標設定、專業課程體系建設與跨學科聯合培養三個方面去討論具體的改革措施。

（一） 確立適應我國先進制造產業發展的智能制造專業人才培養目標

河北工業大學隸屬河北、地處，針對京津冀區域經濟和產業發展特點，專業借力信息技術為高端裝備行業賦能，以“數據\"為要素、以“裝備”為載體、以“智能”為重點，基于學科交叉融合背景，圍繞“1+X” 領域合理設定具有區域和學校特色的專業培養目標，其中“1\"是高端制造領域、“X\"包含物聯網、人工智能、大數據、智能運維與健康管理等新興前沿領域，依據社會對智能制造人才的需求方向，為智能制造專業人才培養確立合理的培養目標。立足產業升級和制造強國戰略需要，培養具備高度社會責任感、良好道德修養和人文科學素養，能夠運用多學科交叉知識解決智能制造工程領域復雜問題，具有創新意識、團隊精神、國際視野和終身學習能力的高素質復合型科技與工程人才。具備智能制造系統中設計、制造、運維的數字化、信息化和智能化的基礎知識，可開展信息智能技術與裝備、制造技術融合與集成，能夠從事智能制造工程領域中設計制造、工程應用、科學研究、技術開發及工程管理等相關工作。

（二） 建立學科交叉融合的“智能”+“ 制造”專業課程體系

基于數據的現代制造模式，適應新質生產力要求。以先進制造和智能裝備技術為基礎，專業課程體系主要涵蓋智能和制造兩個大領域的專業課程?；凇爸悄堋?+ “制造”專業課程體系的建設理念，在“智能”方面合理設置了傳感與檢測技術、智能工業機器人技術與應用、計算機程序設計、控制工程基礎、電氣控制與PLC及信號與系統等人工智能類課程；在“制造\"方面涵蓋傳統機械類專業所包含的核心課程，如機械原理、機械設計、機械工程材料與熱加工工藝、機械制造工程學和智能制造工藝等制造類課程，并進行課程內容精簡和有機整合。最后通過智能產品與裝備實踐、信息網絡與數據實踐、智能運維與孿生實踐和智能制造系統綜合實踐等實踐課程構建虛實合一的綜合實踐環節。

（三）建立以智能制造領域科研項目為依托的跨學科校企導師組聯合培養機制

依托機械工程學科，聯合計算機科學與技術、電子科學與技術、控制科學與技術和材料科學與工程等學科的導師，以及校外企業導師，組建跨學科校企導師組。本科生從大三接觸專業課時，到跨學科導師組參與智能制造工程領域的課題研究，在導師組指導下接受至少一年的科研項目實踐訓練，加強對理論知識的理解和認知，提升智能制造專業技能，在實踐中不斷提升學生對新技術的認知和操作，促進理論成果向科技成果的轉變。在大四學年，在參與跨學科科研項目的同時，聯合校外合作企業開展跨學科畢業設計/論文，結合企業工程實際問題，開展真題真做，提升學生運用所學理論知識發現真問題、解決真問題的能力，培養復合型智能制造高端人才。

五改革意義

人工智能時代的到來對智能制造工程專業的建設提出了迫切需求，面對當前社會智能制造高端人才嚴重短缺的現狀，急需確立適應我國智能制造產業發展的人才培養目標、課程體系和實踐環節，提高智能制造工程專業人才的創新力，有利于我國加速實現由制造大國向制造強國轉變，滿足未來智能社會對智能制造及智能制造人才的高質量需求。學科交叉背景下的智能制造工程專業課程體系改革與優化，有助于提升教學質量，培養具有創新思維和前瞻能力的綜合型人才，為制造業的轉型升級和創新能力提升提供有力支撐。開展智能制造工程專業校企聯合培養，更加適應當前產業結構升級對智能制造人才的需求，有助于培養具有跨領域交叉與協同研究背景的創新人才，推動制造業的轉型升級，提升高端裝備制造業創新能力。

六結束語

在學科交叉背景下，智能制造工程專業的課程體系改革與聯合培養是推動該專業發展的重要途徑。本文探討了如何在多學科交叉融合的背景下對智能制造工程專業的培養目標進行合理設定，對專業課程體系和人才培養模式進行系統性地改革。分析了在智能制造專業建設過程中，需要確立契合智能制造產業特色和社會發展需求的人才培養目標；針對智能制造工程專業的多學科交叉特點，強調了在課程體系改革中必須打破學科壁壘，將多個學科領域的知識有機整合，形成具有鮮明交叉學科特色的課程體系；應從課程體系、實踐平臺和校企合作等方面去實施智能制造專業學生的跨學科聯合培養。最后，以河北工業大學智能制造工程專業為例，面向“1+X” 領域，確立適應我國智能制造產業發展的人才培養目標，凝練智能制造專業內涵，打破智能制造專業沿襲傳統機械制造類專業的拼盤式建設思路，建立“智能” + “制造”專業課程體系，以智能制造領域課題為依托實施跨學科導師組聯合指導畢業設計/論文。通過跨學科整合、優化課程結構以及加強校企合作等措施的實施，培養出更加符合社會需求的高素質智能制造工程人才。

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