智能制造工程專業(yè)教學(xué)創(chuàng)新探索性研究

孫茜 孫立寧

[摘 要]《中國(guó)制造2025》表明，我國(guó)將致力于實(shí)現(xiàn)從工業(yè)大國(guó)向工業(yè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，提高技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品質(zhì)量水平成為我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的迫切需要。面對(duì)如此嚴(yán)峻的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，人才的優(yōu)先發(fā)展是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要手段。該文以智能制造專業(yè)為對(duì)象，從教學(xué)培養(yǎng)模式、教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及校企合作模式等幾個(gè)方面對(duì)智能制造專業(yè)人才的培養(yǎng)進(jìn)行了探索性的研究。

[關(guān)鍵詞]智能制造;人才培養(yǎng);教學(xué)創(chuàng)新

[中圖分類號(hào)] G642.3[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）48-0-02[收稿日期] 2020-05-27

一、前言

為了培養(yǎng)緊跟時(shí)代步伐、滿足企業(yè)需求、具備職業(yè)能力的智能制造系統(tǒng)級(jí)人才，蘇州大學(xué)于2018年開設(shè)了智能制造工程這一新工科專業(yè)，使得培養(yǎng)人才的素質(zhì)真正與職業(yè)發(fā)展需求相匹配，為蘇州本地以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)更多智能制造技術(shù)人才?；诖?，本文將對(duì)智能制造工程專業(yè)的創(chuàng)新教學(xué)進(jìn)行探索性研究。

二、智能制造行業(yè)發(fā)展的客觀需求

制造業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，其發(fā)展直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展水平，也是國(guó)計(jì)民生和國(guó)防力量的強(qiáng)有力保障。目前，我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)正處于向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)并大力推動(dòng)落地階段，“智能制造”已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)的重要發(fā)展方向[1]。面對(duì)如此嚴(yán)峻的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，人才的優(yōu)先發(fā)展是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要手段。

三、教學(xué)培養(yǎng)模式探索

（一）多學(xué)科交叉融合式教學(xué)體系

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）實(shí)際上是多學(xué)科多領(lǐng)域的交叉融合，涵蓋自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化等多個(gè)方面，這就要求智能制造工程專業(yè)的課程設(shè)置不能局限于某個(gè)單一領(lǐng)域和單一學(xué)科。也就是說(shuō)相對(duì)獨(dú)立的課程目標(biāo)不能很好地服務(wù)于專業(yè)發(fā)展培養(yǎng)目標(biāo)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏各學(xué)科知識(shí)交叉融合的綜合性實(shí)踐，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)各科知識(shí)融會(huì)貫通，也不利于激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力。

因此，蘇州大學(xué)智能制造工程專業(yè)不僅注重學(xué)生在基礎(chǔ)課程教學(xué)的培養(yǎng)，又強(qiáng)化學(xué)生在專業(yè)課程和選修課程的學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)出全面發(fā)展的智能制造工程專業(yè)的學(xué)生。自動(dòng)化及信息化為實(shí)現(xiàn)智能制造提供必備的基礎(chǔ)，數(shù)字化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化為實(shí)現(xiàn)智能制造提供必備的技術(shù)手段。因此本專業(yè)的課程中及涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)化設(shè)計(jì)、控制工程、電工電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等基礎(chǔ)課程，又包含機(jī)器人、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能監(jiān)測(cè)技術(shù)及工業(yè)大數(shù)據(jù)等專業(yè)課教學(xué);此外，為培養(yǎng)學(xué)生對(duì)智能制造技術(shù)的全面理解和掌握，又開設(shè)了智能制造導(dǎo)論、智能工廠仿真及機(jī)電一體化等課程，將培養(yǎng)出能夠勝任智能制造系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、集成、運(yùn)營(yíng)的高級(jí)工程技術(shù)人才和管理人才。

（二）開放式探究性教研一體化教學(xué)模式探索

采用開放式教學(xué)并非放任式教學(xué)，而是在教學(xué)環(huán)節(jié)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、激發(fā)探究欲望、引導(dǎo)參與、初步感知問(wèn)題、探究解決問(wèn)題的方法，并做到有效歸納總結(jié)。采用開放式教學(xué)可大大提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴望程度及求知欲，有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，并為學(xué)生提綱發(fā)揮與發(fā)展的空間，使得學(xué)生的積極主動(dòng)學(xué)習(xí)性得到提高。智能制造為多學(xué)科交叉融合的專業(yè)，不同課程的授課教師間可相互探討和交流，共同制定對(duì)學(xué)生發(fā)展有益的教學(xué)模式。當(dāng)然，無(wú)論是基礎(chǔ)類課程還是專業(yè)類課程，授課教師在課程教學(xué)中所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題都要與教學(xué)大綱要求相吻合，與課程的知識(shí)及考核目標(biāo)相一致。

四、校企合作培養(yǎng)模式探索

（一）“雙導(dǎo)師”培養(yǎng)模式

1.校內(nèi)班導(dǎo)師。智能制造工程專業(yè)的班導(dǎo)師由本專業(yè)的專業(yè)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課教師所擔(dān)任，且可選擇具有海外留學(xué)背景、科研能力突出、學(xué)歷構(gòu)成好的年輕專業(yè)教師。校內(nèi)班導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)主要從以下幾個(gè)方面：

第一，班導(dǎo)師對(duì)加強(qiáng)本專業(yè)的認(rèn)知至關(guān)重要。前面提到，多數(shù)學(xué)生在剛剛步入大學(xué)生涯時(shí)對(duì)所選取的專業(yè)比較茫然，對(duì)專業(yè)的基本認(rèn)知情況非常有限，甚至僅僅停留在專業(yè)名稱的字面理解。盡管學(xué)生十分渴望對(duì)自己所選擇的專業(yè)有更深入的了解，但卻無(wú)從下手。因此，智能制造專業(yè)除了上述提到設(shè)置的大一課程外，采用“校內(nèi)班導(dǎo)師”的制度剛好可以滿足學(xué)生在這方面的強(qiáng)烈需求。班導(dǎo)師根據(jù)自身的專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合社會(huì)的發(fā)展需求以及前沿的技術(shù)方向幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)本專業(yè)的理解和認(rèn)知，促進(jìn)他們進(jìn)一步了解所學(xué)專業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位和作用;不僅如此，班導(dǎo)師對(duì)學(xué)生樹立正確的專業(yè)理想、制定個(gè)人未來(lái)的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃上也有著十分重要的作用。

第二，班導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的健康成長(zhǎng)至關(guān)重要。班導(dǎo)師不僅是專業(yè)老師，也是學(xué)生在大學(xué)期間的心靈導(dǎo)師。大學(xué)的學(xué)習(xí)及生活節(jié)奏與高中截然不同，個(gè)別學(xué)生會(huì)由于難以適應(yīng)新的環(huán)境而在學(xué)習(xí)上出現(xiàn)一些困難，從而可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的心理和精神壓力。一般而言，班導(dǎo)師多為中青年，更易融入學(xué)生群體中，幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)心態(tài)、克服心理壓力，幫助學(xué)生樹立積極向上的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。

第三，班導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的科研能力培養(yǎng)至關(guān)重要。學(xué)生在大一期間學(xué)習(xí)一定的基礎(chǔ)課程外，大二及以上年級(jí)開始分階段接觸專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，部分學(xué)生也開始對(duì)科研產(chǎn)生濃厚的興趣。班導(dǎo)師具有豐富的專業(yè)知識(shí)和扎實(shí)的科研能力，掌握正確的科學(xué)研究方法和豐富的學(xué)術(shù)交流資源，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多的實(shí)踐科研機(jī)會(huì)，滿足學(xué)生對(duì)科研的渴望和探索，為學(xué)生在未來(lái)的科研道路上打下良好的基礎(chǔ)。

2.企業(yè)導(dǎo)師。隨著社會(huì)對(duì)全面發(fā)展復(fù)合型人才需求的不斷增長(zhǎng)，智能制造工程專業(yè)初步探索嘗試采用企業(yè)導(dǎo)師制，以校企合作為基礎(chǔ)，將企業(yè)參與到高校的人才培養(yǎng)過(guò)程中。企業(yè)導(dǎo)師多選擇具有相關(guān)學(xué)科知識(shí)背景的技術(shù)骨干或技術(shù)專家，并具有較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感和奉獻(xiàn)精神，愿意為人才培養(yǎng)事業(yè)貢獻(xiàn)自身資源，犧牲自我的時(shí)間和精力。嘗試采用線上互動(dòng)與咨詢、企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐以及線下交流等結(jié)合的方式為學(xué)生提供行業(yè)動(dòng)態(tài)及應(yīng)用、專業(yè)技能提升及職業(yè)發(fā)展規(guī)劃等方面的指導(dǎo)，同時(shí)也為學(xué)生提供相關(guān)的就業(yè)去向選擇指導(dǎo)。

（二）產(chǎn)教融合培養(yǎng)模式

產(chǎn)教融合的開展要求學(xué)生、教師、學(xué)校及企業(yè)形成高度的有機(jī)結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)根本性的實(shí)施。從教師角度來(lái)看，要求教師能夠深入企業(yè)并加強(qiáng)與企業(yè)的合作，根據(jù)企業(yè)在智能制造方面存在的痛點(diǎn)，與企業(yè)建立深層次的合作并確定可實(shí)施的解決方案，避免在課堂教學(xué)中出現(xiàn)不了解企業(yè)需求而出現(xiàn)的“盲教”現(xiàn)象;對(duì)于企業(yè)而言，鼓勵(lì)其與學(xué)校的專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行深度合作，利用學(xué)校的科研平臺(tái)和人才優(yōu)勢(shì)，解決企業(yè)面臨的技術(shù)力量薄弱的問(wèn)題。此外，學(xué)?？膳c本地智能制造領(lǐng)域內(nèi)的企業(yè)簽署實(shí)習(xí)協(xié)議，將智能制造工程專業(yè)的學(xué)生分散到各個(gè)企業(yè)中去，真正地了解所學(xué)專業(yè)在企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

五、智能制造教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)探索

智能制造領(lǐng)域的技術(shù)人才需具備如下幾個(gè)要求[2-4]：第一，為迅速解決設(shè)備運(yùn)行中所遇到的問(wèn)題，技術(shù)人員需具備更多的機(jī)電一體化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);第二，若要利用信息化技術(shù)解決生產(chǎn)中遇到的技術(shù)問(wèn)題，要求技術(shù)人員需掌握全面的信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù);第三，智能設(shè)備常出現(xiàn)軟件問(wèn)題及軟件的用戶體驗(yàn)，要求技術(shù)人員與軟件工程師解密結(jié)合來(lái)解決上述問(wèn)題;第四，為更加掌握智能裝備的應(yīng)用及運(yùn)行，要求技術(shù)人員需掌握一定的編程技能以及復(fù)雜系統(tǒng)的控制和設(shè)置技術(shù)。因此，針對(duì)智能制造對(duì)技術(shù)人員的新要求，使得學(xué)生能夠在畢業(yè)前初步掌握智能制造技術(shù)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其能力培養(yǎng)的根本保證。

六、結(jié)語(yǔ)

本文以智能制造專業(yè)為研究對(duì)象，從多學(xué)科交叉融合模式、開放式探究性教研一體化教學(xué)模式兩個(gè)方面對(duì)教學(xué)培養(yǎng)模式進(jìn)行了探索性的研究;從“校內(nèi)導(dǎo)師”與“企業(yè)導(dǎo)師”相融合的雙導(dǎo)師制度、產(chǎn)教融合的培養(yǎng)模式上對(duì)校企合作提出了探索性建議;此外，為適應(yīng)智能制造行業(yè)的不斷發(fā)展，切合企業(yè)的實(shí)際發(fā)展需求，本文也對(duì)符合智能制造專業(yè)發(fā)展的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建進(jìn)行了探索性的研究，力爭(zhēng)為滿足企業(yè)需求、促進(jìn)本地區(qū)及國(guó)家智能制造行業(yè)發(fā)展，面向具備職業(yè)能力的多學(xué)科復(fù)合型人才的培養(yǎng)提供可實(shí)施方案。

參考文獻(xiàn)

[1]周濟(jì).智能制造—“中國(guó)制造2025”的主攻方向[J].中國(guó)機(jī)械工程，2015，26（17）：2273-2284.

[2]何高法，周雄，丁又青，等.智能制造背景下機(jī)械工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2017，（21）：162-164.

[3]中國(guó)教育科學(xué)研究院課題組，田慧生，曾天山，等.完善先進(jìn)制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系研究[J].教育研究，2016，（01）：4-16.

[4]李良軍，金鑫，周佳，等.新工業(yè)革命對(duì)分布式制造領(lǐng)域人才培養(yǎng)的影響研究[J].高等工程教育研究，2015，（04）：70-75.