工程教育認(rèn)證背景下的智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案淺析

王昊琪 文笑雨 李浩

摘 要：在智能制造和工程教育認(rèn)證的共同要求下，針對如何設(shè)計智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案這一問題，總結(jié)了開設(shè)智能制造工程專業(yè)的必要性，剖析了工程教育認(rèn)證對專業(yè)人才的培養(yǎng)要求，并提出智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)計思路，以鄭州輕工業(yè)大學(xué)為例對智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行說明，以供廣大教育工作者參考借鑒。

關(guān)鍵詞：智能制造工程專業(yè);工程教育認(rèn)證;專業(yè)人才培養(yǎng)方案

近年，許多歐美國家先后提出了以智能制造為核心的先進(jìn)制造發(fā)展戰(zhàn)略。相較于傳統(tǒng)機械工程專業(yè)，智能制造是一個全新的領(lǐng)域，是一個與信息通信技術(shù)、電工電子及微系統(tǒng)技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)及機械工程自動化技術(shù)等交叉融合的技術(shù)體系。智能制造戰(zhàn)略的實施為我國高等教育帶來了新的挑戰(zhàn)，而工程教育專業(yè)認(rèn)證為高校培養(yǎng)智能制造所需人才提供了有效的理論依據(jù)。工程教育專業(yè)認(rèn)證是以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評價，有利于推進(jìn)高校工程教育改革，提升高校工程教育質(zhì)量。在工程教育認(rèn)證背景下，智能制造人才的培養(yǎng)對傳統(tǒng)的高等教育理念、人才培養(yǎng)方案、畢業(yè)生質(zhì)量評價方法等都提出了新要求。因此，開展工程教育認(rèn)證背景下智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究尤為必要。

一、開設(shè)智能制造工程專業(yè)的必要性

（一）國家戰(zhàn)略的需要

2015年，國務(wù)院正式印發(fā)《中國制造2025》，通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo)。2016年，《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》正式發(fā)布實施，該規(guī)劃將統(tǒng)籌國內(nèi)智能制造發(fā)展，加快形成全面推進(jìn)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型的工作格局;同年11月，國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中指出，要全力打造智能制造高端品牌。2017年，在工信部發(fā)布推進(jìn)實施《中國制造2025》情況中提到要加大智能制造實施力度、擴(kuò)大智能指導(dǎo)合作;同年5月，國務(wù)院召開常務(wù)會議，指出下一步深入實施《中國制造2025》，把發(fā)展智能制造作為主攻方向。2018年10月，“2018世界智能制造大會”在南京舉行，會議期間《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2018版）》正式發(fā)布。在國家戰(zhàn)略推動下，社會對智能制造專業(yè)人才需求激增。因此，高等教育急需抓緊謀劃和有效推進(jìn)智能制造工程專業(yè)的建設(shè)。

（二）巨大市場前景的需要

智能制造的發(fā)展帶來了生產(chǎn)模式的變革，許多傳統(tǒng)制造企業(yè)的生產(chǎn)線逐漸被基于工業(yè)機器人的智能生產(chǎn)裝備取代，這種情況導(dǎo)致社會對智能制造工程專業(yè)人才的需求量大幅增加。例如，英才網(wǎng)的招聘數(shù)據(jù)顯示，2018年智能制造行業(yè)人才需求量較2017年同期增長超過10%。另外，中商產(chǎn)業(yè)研究院2019年發(fā)布的《2020年中國智能制造行業(yè)投資前景研究報告》稱，中國智能制造產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)較快增長趨勢，預(yù)計2020年智能制造產(chǎn)值規(guī)模將超27000億元。

（三）國家倡導(dǎo)“新工科”建設(shè)的需要

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)的出現(xiàn)，社會對工科的學(xué)科發(fā)展和工程型人才培養(yǎng)提出新要求，因此，國家倡導(dǎo)“新工科”建設(shè)。智能制造工程專業(yè)是“新工科”的代表專業(yè)之一，《教育部關(guān)于公布2017年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》（教高函〔2018〕4號）公告，我國高校首次開設(shè)智能制造工程專業(yè)。該專業(yè)的設(shè)置可以填補“新工科”在智能制造工程專業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的空白，滿足不同學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)需要。

二、工程教育認(rèn)證對智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)計要求

專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)計主要包括培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程體系。而工程教育認(rèn)證的三大核心理念包括以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向、堅持持續(xù)改進(jìn)。這三大核心理念對智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)計提出了更高要求，具體如下。

（一）新式學(xué)徒機制和課程體系建立要求

在教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程和教學(xué)評價方面均要以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生學(xué)什么、如何學(xué)、學(xué)習(xí)效果怎么樣。為此，一方面，智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)需要建立新式學(xué)徒機制。學(xué)生有對應(yīng)的學(xué)科教師作為學(xué)業(yè)導(dǎo)師，學(xué)業(yè)導(dǎo)師圍繞學(xué)生開展教學(xué)工作;另一方面，智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)需要建立全新的課程體系。結(jié)合智能制造的特點，開設(shè)反映學(xué)校特色、符合市場定位的“學(xué)而必用”的課程。

（二）以智能制造人才市場需求為導(dǎo)向的畢業(yè)要求

智能制造人才市場要求畢業(yè)生具備有別于傳統(tǒng)制造專業(yè)畢業(yè)生的能力。因此，智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)在與智能制造行業(yè)相關(guān)的云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生等前沿化信息技術(shù)上設(shè)置較高的畢業(yè)要求，并且這種要求能夠隨著市場需求的改變而靈活調(diào)整。

（三）全周期的持續(xù)改進(jìn)機制要求

為了保證教學(xué)質(zhì)量，智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)需要建立貫穿學(xué)生從入校到畢業(yè)工作的全周期持續(xù)改進(jìn)機制。例如，根據(jù)日常督導(dǎo)反饋意見持續(xù)改進(jìn)、優(yōu)化教學(xué)過程，根據(jù)畢業(yè)要求達(dá)成性評價結(jié)果及時調(diào)整、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等。

三、智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案設(shè)計思路

在智能制造和工程教育認(rèn)證的共同要求下，智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案設(shè)計思路如下。

（一）培養(yǎng)目標(biāo)要明確服務(wù)領(lǐng)域、明確職業(yè)特色、明確人才定位

智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)要根據(jù)智能制造國家戰(zhàn)略和人才市場需求制定服務(wù)領(lǐng)域明確、職業(yè)特色明確、人才定位明確的培養(yǎng)目標(biāo)。例如，培養(yǎng)符合國家經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展的需求，能夠在智能制造及其他相關(guān)領(lǐng)域，特別是輕工裝備制造領(lǐng)域（服務(wù)領(lǐng)域），運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)提升企業(yè)信息化和智能化水平，設(shè)計開發(fā)智能裝備和智能生產(chǎn)線（職業(yè)特色）的高級工程技術(shù)人才（人才定位）。另外，培養(yǎng)目標(biāo)還要突出智能制造工程專業(yè)的職業(yè)能力。例如，預(yù)期畢業(yè)5年以上的學(xué)生能夠獨立勝任制冷、包裝等輕工裝備的數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字孿生仿真、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建、大數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程管控等生產(chǎn)實踐或教學(xué)科研工作。

（二）畢業(yè)要求要明確、公開、可衡量

智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)要設(shè)置明確、公開、可衡量的畢業(yè)要求，該畢業(yè)要求應(yīng)確保培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。畢業(yè)要求的設(shè)置應(yīng)涵蓋以下指標(biāo)：智能制造工程知識、智能制造領(lǐng)域問題分析、智能制造行業(yè)發(fā)展研究、智能制造職業(yè)規(guī)范、智能制造工程項目管理、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計開發(fā)、“互聯(lián)網(wǎng)+制造”方向研究、計算機輔助工具使用、個人團(tuán)隊建立、多線程溝通和終身學(xué)習(xí)能力。為了使這些畢業(yè)要求可衡量，需要將其分解成詳細(xì)的指標(biāo)點。例如，“智能制造工程知識”這個畢業(yè)要求可被分解為：能正確使用技術(shù)語言表達(dá)復(fù)雜的智能制造工程問題;能針對具體輕工裝備建立數(shù)字化模型;能夠運用大數(shù)據(jù)和云平臺推演、分析和判別專業(yè)問題;能夠通過數(shù)字化模型的比較與分析，完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)選方案設(shè)計。

（三）構(gòu)建落實畢業(yè)要求的“混合式”課程體系

智能制造工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建必須有相關(guān)行業(yè)專家參與，合理增設(shè)課程。例如，在基礎(chǔ)課程中加入人工智能技術(shù)與應(yīng)用、智能制造系統(tǒng)概論、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等課程;在專業(yè)課程中加入智能制造技術(shù)基礎(chǔ)、智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建模、計算機智能控制系統(tǒng)、智能設(shè)計方法、工業(yè)機器人及應(yīng)用、智能生產(chǎn)計劃管理等課程。同時，為保證課程更好地開展，教師可以充分利用騰訊會議、阿里釘釘?shù)刃畔⒒虒W(xué)手段，建立線上線下“混合式”課程體系。

四、實施進(jìn)程——以鄭州輕工業(yè)大學(xué)為例

鄭州輕工業(yè)大學(xué)創(chuàng)建于1977年，原隸屬國家輕工業(yè)部，是國家為培養(yǎng)行業(yè)高級人才在全國設(shè)立的八所輕工類本科高校之一。在原有特色和資源的基礎(chǔ)上，鄭州輕工業(yè)大學(xué)于2019年獲批成立智能制造工程專業(yè)，并正式招收第一屆本科學(xué)生。

鄭州輕工業(yè)大學(xué)初步制定了面向工程教育認(rèn)證的智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，并在逐步完善。例如，設(shè)置了服務(wù)領(lǐng)域明確、職業(yè)特色明確、人才定位明確的培養(yǎng)目標(biāo)，即定位在輕工裝備數(shù)字化設(shè)計與制造、輕工裝備機電系統(tǒng)動力學(xué)建模與控制、輕工裝備智能運維等特色服務(wù)領(lǐng)域。為了滿足以智能制造人才市場需求為導(dǎo)向的畢業(yè)要求，構(gòu)建“智能+互聯(lián)”的課程體系，即在實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中加入制造物聯(lián)系統(tǒng)工程訓(xùn)練、智能物流仿真綜合訓(xùn)練、智能產(chǎn)線設(shè)計工程訓(xùn)練等;充分利用制造執(zhí)行系統(tǒng)實驗室（鄭州輕工業(yè)大學(xué)-西門子聯(lián)合實驗室）、車間制造物聯(lián)實驗室、3D打印機實驗室、工業(yè)機器人實驗室等智能制造方向特色實驗室，在主要專業(yè)實驗環(huán)節(jié)上增設(shè)計算機網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實驗、智能制造技術(shù)實驗、工業(yè)機器人及應(yīng)用實驗、智能工廠集成技術(shù)實驗、智能裝備故障診斷與維護(hù)實驗、智能產(chǎn)線創(chuàng)新設(shè)計與仿真實驗、智能優(yōu)化算法實驗、大數(shù)據(jù)與云計算實驗等。

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責(zé)編：初 心