智能制造視域下地方高校機械類專業課程體系改革與實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）20-0085-06

Abstract：Withthecontinuousandacceleratedpenetrationandintegrationofnew-generationinformation technologyintothe manufacturingidustrntellgentanfactuinggieingiseivingieasingaetogstthisckdooctig andupgradingamorescientificandreasonabletalentcultivationcurrculumsystemforintelligntmanufacturinghasbecomea keylinkandfundamentalguaranteeforcultivatingengineeringandtechnicaltalentsneededforthedevelopmentofnewquality productiveforces，anditisalsotheprimarytaskofthecurrentreformofundergraduatetalentcultivationinmechanical engineering.Thispaper，aimingatthedemandforcultivatingtalentsininteligentmanufacturingandtakingthereforofthe curiculumsystemofmechanicalengineeringmajorsasthemaincontent，analyzesthecuentlimitationsofthetraditional curiculumsystemofmechanicalengineeringmajors.Combinedwiththereformpracticeofcultivatingtalentsininteligent manufacturinginSichuanUniversityofScienceandEnginering，itexploresthetransformationpathofthecuriculumsystemof mechanicalengineringmajorsfromteperspectiveofinteligentmanufacturing.Itaimstoprovideareferenceforthecultivation ofapplication-oriented intelligent manufacturing talents that integrate multiple disciplines.

Keywords：machinery；intellgent manufacturing;currculum system; interdisciplinary integration;teaching reform

隨著數字化、網絡化、智能化技術的突飛猛進，新質生產力正在推動著傳統制造業的高端化、智能化、綠色化和服務化升級，信息技術和制造業的深度融合無疑將成為未來產業競爭的制高點2。黨的二十大報告指出，要“堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上”加快建設制造強國”。美國聚焦關鍵共性技術、智能制造平臺系統和工業互聯網等領域，推進智能制造發展；歐盟和英國也都將智能制造作為未來重點研發與推廣的方向β4。

目前，我國制造業處于轉型升級和提質增效關鍵期，傳統產業亟須通過新舊動能轉換煥發新的生機，新興技術產業和未來產業需要通過富有競爭力的制造模式搶占全球制高點，智能制造高質量發展成為我國制造業嵌入全球價值鏈高端的關鍵支撐。2024年1月，工業和信息化部等七部門發布了《工業和信息化部等七部門關于推動未來產業創新發展的實施意見》，明確將智能制造作為重點發展的關鍵核心技術領域之一。面向以智能制造為核心技術的新一輪工業革命，培養適應國家工業化發展戰略的工程技術創新人才，是我國高等教育的重要使命和責任。但是，目前我國高校的智能制造人才培養尚處于初始階段，人才培養質量、能力和規模都難以與智能制造產業的迅猛發展相匹配-8。

機械工程專業作為培養智能制造工程人才的“主陣地”，必須開展深刻的人才培養革新，為發展新質生產力、推動高質量發展發揮人力資源保障作用。智能制造貫穿設計、生產、管理、服務等各個環節，具有信息深度自感知、智慧化決策、精準控制、自執行等功能，需要結合軟件、電子、機械等多學科技術，專業關聯性、系統性和復雜性極高-2。但目前我國智能制造人才培養與產業發展的實際需求嚴重脫節，存在人才結構性過剩與結構性短缺并存、交叉學科及跨學科人才緊缺、產業-行業培養體系互動不足和人才可持續發展能力較弱等諸多問題，迫切需要針對智能制造發展需求推進人才培養改革。課程體系是人才培養的核心載體，決定了學生所學知識的廣度、深度和系統性。因此，面向智能制造重構和升級更為恰當、合理的人才培養課程體系，成為培養現代產業發展所需工程技術人才的關鍵環節和基礎保障，也是當前機械類本科人才培養改革的首要任務[3-14]。本文針對智能制造產業發展對機械類工程技術人才的需求，分析了傳統機械類專業課程體系面臨的主要問題，并結合智能制造人才培養改革實踐，探討了智能制造視域下機械類專業課程體系建設路徑，旨在為多學科交叉融合的應用型智能制造人才培養提供參考。

一 地方高校機械類專業課程體系面臨的主要問題

（一）課程體系學科交叉融合不足，難以支撐智能制造對人才綜合素養和能力需求

傳統教育理念認為，教學的首要任務是知識傳授因此目前機械類專業的課程設置主要以設計制造為中心，強調機械工程學科基礎知識和基本技能的傳授，其弊端在于知識體系相對單一，對學生綜合素養和能力的培養不足5。面向智能制造的機械工程問題需要跨學科、跨領域、跨文化的解決方案，顯然傳統的機械類專業的課程體系已難以支撐智能制造對人才綜合素養和能力的實際需求。部分院校雖然已意識到了智能制造的重要性，并且在機械工程專業課程內容里增設了智能制造相關知識，但缺乏面向智能制造哲學思維、基礎知識和工程能力的系統性設計，存在課程內容重復或簡單拼接的情況，未能形成多學科的交叉與深度融合，致使智能制造能力培養的基礎支撐不夠，學生缺乏智能制造相關的意識、視野和交流合作能力。

（二） 專業課程內容相對滯后，與智能制造產業發展脫節

教學內容的革新是課程體系建設的關鍵環節之一。智能制造的突出特點在于生產的縱向整合、網絡化與價值鏈的橫向整合、全生命周期數字化、技術應用指數式增長四個方面[1。具體到制造領域，則具備智能、協同、質量、效率和綠色等特征，這就意味著智能制造涉及的新技術、新方法發展迅速且知識迭代快5]。但目前一些高校課程缺乏對新技術、新市場和行業標準的關注，課程內容陳舊、知識體系更新緩慢的現象普遍存在，導致課程教學與智能制造產業發展脫節。此外，但一些課程側重于理論知識的講授，缺乏與實際生產和工程項目相關的經驗介紹和實踐訓練，更缺乏對復雜工程問題的綜合考慮，進一步加劇了人才培養與智能制造產業發展的差距

（三）數智化課程建設滯后，對智能制造人才培養支撐不足

相較于傳統教育，數智技術賦能學生培養個性化、課程教學數字化和教學時空多元化的轉變。智能制造以智能工廠為載體、以生產制造關鍵環節和主要流程的智能化為核心、以工業互聯網為關鍵支撐和以端到端數據流為基礎，對學生的學習空間和想象空間提出了更高要求。但目前高校的課程教學大多仍然依托傳統的紙質教材和物理課堂教學等，數智化教材、課程和虛擬課程匱乏，很難具象化表達智能制造的技術特征、關鍵環節和設計表達方式，導致學生很難身臨其境地把握和探索智能制造的關鍵技術特征。

（四）實驗實踐課程復雜性與創新性不夠，難以支撐智能制造對新工程能力的需求

智能制造是實踐導向的領域。傳統的實驗實踐課程更多關注知識結構和技能訓練，課內實驗大多以驗證性的內容為主，生產實習等浮于形式，各實踐實訓環節相互孤立、淺嘗截正，“碎片化\"“膚淺化\"問題較為突出，缺乏針對新工程能力培養的系統性規劃，很難滿足智能制造對人才創新思維、跨學科能力及解決復雜工程問題能力的要求[。此外，能夠體現智能制造特征和學科交叉融合的綜合性、創新性實驗/實踐課程比較缺乏，致力于解決復雜工程問題的訓練不夠，難以支撐智能制造對人才新工程能力的需求。

（五）課程特色不明顯，對智能制造特色產業發展的支撐力度不夠

地方高校的一個重要職能是服務區域經濟發展與產業轉型升級，因此專業課程體系建設需要緊密圍繞地方產業需求及未來產業發展。但受信息交流機制不暢、校-企期望不一致等諸多因素的影響，目前產教融合課程建設緩慢、企業參與度不高，導致目前部分高校雖然面向智能制造對機械類專業課程進行了調整，增加了若干智能制造的相關課程，但對于“為何增加”“如何增加”等關鍵問題不明確，與區域智能制造產業的發展方向、技術動態和產業技術需求不同頻，對區域特色產業的智能化發展和轉型升級支撐力度不夠20]。

二 智能制造視域下機械類專業課程體系的改造路徑思考

智能制造是一個系統工程，強調數字化設計與制造、智能裝備、智能機器人、物聯網、人工智能、大數據和云計算等關鍵技術的集成，涉及大量理論知識、實踐操作和應用技能的整合與融合，對學生的技術融合能力、創新創業能力、跨界整合、合作和解決復雜工程問題等新工程能力提出了更高要求2。因此圍繞智能制造重構和升級課程體系，成為機械類專業提升人才培養質量的關鍵載體。在這種背景下，做好課程體系的系統性規劃，提高課程“兩性一度”推進數智化課程、虛擬仿真課程、產教融合課程和特色產業課程建設，同時加強課程思政建設，可認為是機械類專業課程體系改造的有效路徑，如圖1所示。

（一） 圍繞智能產業發展需求，做好課程體系的系統性規劃

1圍繞智能制造產業發展明確人才培養目標定位

明確人才培養目標定位是面向智能制造遴選課程范圍、設置數量、種類的基礎。進一步夯實專業內涵并提升智能制造人才供給的有效性，需要在充分調研人才培養的利益相關方（政府、用人單位、教師、校友、在校學生和家長）對人才知識、能力、綜合素養等的訴求和要求，在此基礎上認真分析梳理相關數據，組織行業企業專家進行充分論證，為制定符合專業培養定位的智能制造課程體系指明方向。

2智能制造關聯學科知識點的系統性梳理

在不同層級開展智能制造關聯學科與知識點的系統性梳理，探尋各專業課程知識點之間的關聯性，遵循專業、課程和智能制造工程邏輯，開展知識點的合并、重組、整合、優化和新課程建設，從而構建基礎與前沿相配合、理論與實踐相結合、學科與學科相融合的智能制造的課程體系[]。

3重視理論與實驗實踐課的融合

重視面向智能制造人才培養工程實踐能力和融合創新能力的培養，著力解決理論與實驗實訓課程相互孤立、“碎片化”融合度不高等突出等問題;同時發揮“第二課堂”的實踐育人作用，使實踐課程拓展到課外的自主學習和實踐活動中，以提高學生的實踐動手能力、交叉復合能力，以及智能制造相關的意識、視野和綜合素養。

（二）針對智能制造新工程能力需要，強化課程內容和課程質量

1面向智能制造強化“一流課程\"建設

根據學校定位和專業人才培養目標，鼓勵教師結合實際科研和項目開發成果及時更新和調整課程內容，將智能制造發展前沿和新成果融入課程教學，提高課程內容的前沿性和時代性，拓展課程的廣度與深度，逐步構建課程內容的動態更新和持續改進機制，打造一批面向智能制造的一流課程。

2強化數智化、虛擬仿真課程建設

作為人才培養的基本單元，其數字化轉型已成為高等教育領域的廣泛共識[22。數智化技術、虛擬仿真技術與課程的融合，能夠將生產數據可視化、制造過程控制、機器和人工視覺、數據分析與應用進行集成，通過視覺、聽覺和觸覺等多重感官刺激，加速知識的建構，使學生對智能制造中的抽象知識、工作場景和機制原理有更直觀和感性的理解，同時還有助于打破學科間的壁壘，促進跨學科的知識融合，因此更加契合智能制造對人才培養在創新能力、技術融合能力和自主學習能力等方面的需求[18]。

3加強創新性、綜合性實驗實訓課程建設

智能制造人才需要能夠熟練掌握運用各種工具、先進設備或前沿技術，對具有挑戰性和創新性的問題能夠提出切實可行的解決方案。目前，能夠體現智能制造特征和學科交叉融合的綜合性、創新性實驗實訓課程比較缺乏，在實驗實訓課程中增加研究性、創新性、綜合性內容，強化對智能制造控制系統及實際產線的整體認知和具體實踐，對培養能夠解決復雜工程問題的創新人才起到有效支撐作用。

（三）面向區域產業智能化轉型升級需要，推進產教融合課程和特色產業課程建設

1加強產教融合課程建設

服務國家戰略和區域經濟發展，是地方高校的重要使命。通過與區域企業建立長期穩定的校企合作關系，地方高校可以共同建設專業課程，吸引企業專家深人參與專業教材編寫、課程教學、實驗實訓及課程案例的設計。此外，鼓勵專業教師深入企業，參與智能制造相關產業服務，進一步推動產教融合課程建設。這些舉措有助于強化智能制造特色的人才培養，確保專業課程體系與新經濟和區域經濟發展需求的緊密對接

2積極打造特色產業課程

以區域重點產業和優勢產業的智能化升級需求為基礎，建設特色產業課程，將專業課程體系與智能制造產業及區域經濟發展同步對接。這不僅有助于優化教育資源配置，實現人才培養的精準對接，還能促進區域產業的智能化迭代升級。因此，構建與區域產業發展需求緊密結合的課程體系，既是推動產業智能化升級的必然要求，也是提升教育質量和效果的重要途徑。

（四）面向智能制造不斷強化課程思政建設

智能制造涉及的學科領域廣泛，具有高效率、精準性、前沿性和先進性等特征，同時也是推動國家產業升級和實現制造強國戰略的關鍵環節，這些特征賦予了智能制造視域下的課程思政諸多全新的內涵，如國家強盛與技術創新、批判性思維、可持續發展、新型職業道德、技術倫理和社會責任等23。因此，面向智能制造強化課程思政建設，是培養學生的家國情懷、社會責任感、系統應用思維和創新能力的重要途徑。

三 智能制造視域下機械類專業課程體系改革實踐與成效

正視智能制造發展工程技術人才的實際需求，對標國家智能制造規劃，聚焦成渝雙城經濟圈產業和四川省六大優勢產業發展，以學校“研學結合、產教融合、特色發展\"發展戰略為指引，將課程體系建設作為重要的切入點，面向智能制造開展機械類卓越人才培養改革與實踐。通過推進“智能 +ⁱ 課程體系建設、改造和優化課程教學內容、推進數智化課程、產教融合課程和特色智能制造產業課程等一系列改革舉措，促進專業學生對智能制造知識的獲取、應用和創新，使專業人才培養更加契合國家戰略和區域經濟發展需求。

（一） 打造\"智能 +^，， 課程體系

培養創新意識強的復合型工程技術人才，關鍵是推進多學科交叉與深度融合24。學院面向智能制造發展對人才綜合素養新需求，以工程教育認證和一流專業建設為切入點，對機械類專業課程體系進行“智能 + 升級改造，改造路徑如圖2所示。通過系統性梳理通識課程、基礎課程和專業課程中智能制造的關聯學科和知識點，對課程知識點進行合并、重組、整合和優化；綜合考慮專業特點和智能制造工程邏輯，開設“智能 ???? 跨學科課程，注重數字化、網絡化、智能技術等技術的融入。通過知識點滲透、知識面融合和知識體系重構，構建了以智能制造為主、遞進式、多學科復合融通的專業課程體系，實現了學科的交叉與深度融合，解決了課程體系與智能制造產業需求錯位等問題。

基于上述改革理念，學院探索開展了首批“新工科”研究與實踐項目“面向智能制造的機械設計制造及其自動化專業改造升級路徑探索與實踐”，并取得了良好成效，成果“智能升級、融合創新、多元協同一傳統機械類專業新工科改造升級探索與實踐”獲2021年四川省教學成果獎二等獎，改革經驗被《中國教育報》報道[25]。在此基礎上，學院不斷強化改革成效，2023年獲得四川省高等教育人才培養和教學改革重大項目立項。目前，學院過程裝備與控制工程和機械設計制造及其自動化兩個專業通過工程教育認證，并獲批為國家一流專業建設點，工業設計獲批為省一流專業建設點。

智能制造發展規劃 區域經濟發展 內涵與特征 產業特點 辦學定位智能制造 成渝經濟優業四川省 服務國家戰和“智能+”認知學習 → “智能+\"基礎學習 “智能+\"強化學習 → “智能+”融合實踐思政和素質教育模塊 數學與計算機模塊 自然科學基礎模塊 智能制造導論 人工智能 機器視覺 云計算及制造 大數據與物聯網 數字化設計與制造 智能裝備與工藝 智能控制與檢測 特色產業課程 計算機科學 材料科學 環境與安全 1 標準化課程 實習實訓智能+”跨科學課程 畢業設計“智能+\"專業課程 目 科學與工程素養組織協調能力“智能+”基礎課程 → 標能 批判思維能力 終身學習能力“智能+”通識課程 力 研究應用能力 融合創新能力

（二）開展課程教學內容改造與優化

針對智能制造學科跨度大、需要融合的知識廣且更新迭代快等特點，學院貫徹落實“學生中心、產出導向、持續改進\"的工程教育理念，以“一流課程\"建設為抓手，以提升課程“兩性一度”為著力點，開展課程教學內容改造與優化；鼓勵教師結合自身的科研成果和項目研發案例開展科教協同育人，發揮科研育人在高質量人才培養中的主要作用，提升課程知識體系的高階性、前沿性和挑戰性，從而培養學生的知識獲取與應用能力、創新思維和解決復雜問題的綜合能力。同時，學院持續加強案例課程建設和課程思政建設，結合學校“652”西遷精神和“輕風化雨\"黨建品牌，將思政教育深融課程教學、實驗實訓教學之中，培養學生的鉆研精神、自主學習能力、社會責任感和工程倫理等綜合素養，逐步形成特色鮮明的高質量思政育人模式。

近年來，學院新建國家一流課程1門、省級一流課程5門，建成省級應用示范課程、省級精品在線開放課程等省級課程近10門；建設有省級課程思政示范課程、示范專業和示范教學團隊各1個，建設首批高等學校課程思政典型案例1個、四川省專業課程思政典型案例1個，過程裝備與控制工程系獲批為四川省課程思政標桿院系。

（三）加強數智化、虛擬仿真課程建設

針對智能制造對人才融合創新能力、跨學科認知能力等的實際需求，主動擁抱數智技術，加強精品在線課程、線上線下混合課程和虛擬仿真課程體系的建設，推動以虛擬現實技術、知識圖譜等為代表的數智化技術在課程和實驗實訓中的應用，面向智能制造對課程構成要素、運行路徑、結構模式和結果成效等進行全方位變革。近年來，機械類專業建成化工設備機械基礎和人機工程學等省級精品在線課程、精品在線開放課程4門，20余所國內高校、超過6000名學生參與了修讀，建設省級虛擬教研室1個，校級虛擬仿真課程6門，有力推動了課程體系的數智化升級。

（四） 推進\"智能 +^，， 融合實踐建設

學院秉持“產教融合、研學結合、競教結合\"的建設思路，面向智能制造進行專業實踐教學架構升級，開展進階式、貫通性“智能 +^′ 融合實踐體系建設：以“校-企\"平臺及示范性智能制造企業的平臺資源為支撐，以科研項目、創新創業訓練和學科競賽為載體，探索信息技術、物聯網、大數據、人工智能等智能技術與實踐教學的深度融合與集成，構建\"產-研-創-賽-學\"多環節、多學科融合的實踐育人體系；同時，面向智能制造開展專業綜合課程設計、機電系統創意設計實踐、創新實踐等綜合性、創新性實驗實踐課程建設，解決了實驗實踐課程復雜性、創新性不足等問題，形成了對培養新工程能力人才的有力支撐。

目前，學校與五糧液集團、東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司等40余家企業簽署了產學研戰略合作協議，在人才培養和科學研究等方面展開合作，對提升專業人才的實踐創新能力和工程能力起到良好支撐。立項建設省級創新性實驗項目3項；專業學生2021—2024年獲批省級以上大學生創新創業項目40余項，學生參加各類學科競賽獲全國性獎項400余項、省級獎項近600項。

（五）建設特色產業課程

四川省是國家戰略腹地核心承載區，成渝雙城經濟圈是西部地區高質量發展的重要增長極。學校以“研學結合、產教融合、特色發展\"發展戰略為指引，始終堅持面向國家急需產業和區域特色產業的智能化升級與發展需求，打造特色產業課程，使人才培養更加契合國家戰略需要和區域經濟發展需求。近年來，針對未來產業對標準化人才的迫切需求，開展標準化概論、機械工程類標準化與案例和專業標準化能力綜合訓練課程建設，打造四川省專業與標準化教育融合示范基地，強化學生的標準化思維和標準化能力；結合裝備制造、軌道交通、汽車產業等四川省優勢產業和成渝經濟圈特色產業的智能化發展需求，打造智能裝備與工藝、數字化設計與制造、智能算法及應用、智能網聯汽車技術和釀酒機械設計等特色產業課程，形成了對區域經濟智能化升級的有力支撐。

四 結束語

智能制造是未來產業競爭的制高點主攻方向，也是我國發展制造業強國的根本路徑。作為培養智能制造工程技術人才的“主陣地”，面向智能制造重構和升級更為科學合理的人才培養課程體系，是當前機械類本科人才培養改革的首要任務。機械工程學院正視智能制造發展工程技術人才的實際需求，對標國家智能制造規劃，聚焦成渝雙城經濟圈產業和四川省優勢產業，以學校“研學結合、產教融合、特色發展\"發展戰略為指引，將課程體系建設作為重要的切入點，面向智能制造開展機械類卓越人才培養改革與實踐。通過推進智能 + 課程體系建設、改造和優化課程教學內容、強化數智化課程、虛擬仿真課程、產教融合課程和特色智能制造產業課程建設等一系列改革舉措，有效提升了專業人才培養質量，使專業人才培養更加契合智能制造產業和區域經濟發展需求。

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