人工智能視角下的機械加工人才培養(yǎng)改革研究

呂春雨

摘? 要 分析人工智能視角下機械加工人才培養(yǎng)改革研究的意義，指出人工智能視角下機械加工人才培養(yǎng)現(xiàn)存主要問題，并提出相應(yīng)的對策和建議，以期促進機械加工人才培養(yǎng)，為智能教育的建設(shè)和改革提供參考。

關(guān)鍵詞 高職院校;人工智能;機械加工;智能教育;“雙師型”教師;實訓室

中圖分類號：G718.5? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）11-0122-03

0 引言

隨著人工智能（AI，Artificial Intelligence）技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能已經(jīng)開始并且將越來越深刻地融入與改變?nèi)祟惿鐣慕煌ā⒓彝ド?、教育學習、醫(yī)療健康、公共安全、就業(yè)工作和娛樂服務(wù)等多個領(lǐng)域。2017年，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃中指出，人工智能發(fā)展已經(jīng)進入“新階段、新焦點、新引擎、新機遇、新挑戰(zhàn)”的戰(zhàn)略態(tài)勢[1]。對高等職業(yè)教育而言，伴隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展進步，專業(yè)人才培養(yǎng)需要順應(yīng)行業(yè)技術(shù)革新，智能教育的時代必將來臨。規(guī)劃中提出“三步走”戰(zhàn)略目標，2020年已經(jīng)是“十三五”的收官之年，即將走完“三步走”戰(zhàn)略目標的“第一步”。展望未來，對標“第二步”2025年的建設(shè)目標，需要在即將開始的“十四五”開局之年提前謀劃，做好新形勢下智能教育的建設(shè)與改革工作。

1? 研究意義

1.1? 順應(yīng)人工智能技術(shù)發(fā)展，推行智能教育

高職機械設(shè)計制造類專業(yè)（主要指數(shù)控技術(shù)專業(yè)、機械設(shè)計與自動化專業(yè)、機械設(shè)計與制造專業(yè)，全國高校開設(shè)情況如圖1所示）是機械制造行業(yè)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的主陣地，其專業(yè)建設(shè)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量是實現(xiàn)新一代人工智能發(fā)展“三步走”戰(zhàn)略的重要組成，也是關(guān)系到“中國制造2025”國家戰(zhàn)略實施、實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)[2]。伴隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，機械加工領(lǐng)域未來必將走上智能制造之路，也必將深刻影響高職院校機械設(shè)計制造類專業(yè)的教育改革，因此，該專業(yè)需要順應(yīng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展，向智能教育轉(zhuǎn)變。

2? 人工智能視角下機械加工人才培養(yǎng)現(xiàn)在存在的主要問題

2.1? 實訓室建設(shè)沒有按照診改的工作思路形成規(guī)劃體系

從診改的復核情況來看，部分高職院校專業(yè)層面的實訓室建設(shè)方面的規(guī)劃體系還未健全、未落地，尚未按照診改的工作思維將實訓建設(shè)納入學校規(guī)劃體系，存在規(guī)劃體系不落地、相關(guān)工作流程和工作制度不完善、監(jiān)測預警機制不健全等現(xiàn)象。

2.2? 實訓室建設(shè)受到資金、場地等限制，投入相對不足

2.2.1? 設(shè)備投入資金大? 機械加工類實訓室建設(shè)不同于其他專業(yè)，建設(shè)投入資金數(shù)目較大，后續(xù)耗材消耗量較大。近年來，在國際金融危機的長期影響下，開設(shè)相關(guān)專業(yè)的高職院校專業(yè)招生計劃數(shù)有所調(diào)整，專業(yè)在校生規(guī)模沒有構(gòu)成較大體量，學費收入與教學儀器設(shè)備投入存在較大差距，進而在人工智能發(fā)展趨勢下，學校對新興智能制造教學儀器設(shè)備采購相對萎縮，種類數(shù)和臺套數(shù)相對不足。

2.2.2? 設(shè)備占用場地大? 機械加工類實訓室設(shè)備體積和重量較大，需要足夠的實訓場所空間，通常因為承重原因而只能建在一樓。開設(shè)機械加工類專業(yè)的高職院校通常早就建成傳統(tǒng)的機械加工實訓室，投入大量資金，占用大量場地，采購了手動車床、鉆床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床等設(shè)備。受到實訓室空間限制，新興智能制造裝備缺少足夠的安置空間，這也是新興智能制造裝備工位數(shù)不足的一個影響因素[3]。

2.3? “雙師型”教師隊伍建設(shè)滯后，技術(shù)轉(zhuǎn)型還需不斷改進加強

“雙師型”教師隊伍建設(shè)是高職院校人才培養(yǎng)的重要保障，也是應(yīng)用新建智能制造裝備組織教學的直接實施者。在國家機械制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新形勢下，學校的“雙師型”教師隊伍建設(shè)相對滯后，相當一定比例的專業(yè)教師的技術(shù)技能水平還停留在傳統(tǒng)的機械加工層面，對新技術(shù)、新裝備的理論研究和實踐經(jīng)驗短缺，沒有跟上行業(yè)人工智能發(fā)展的節(jié)奏[4]。

2.4? 教學中忽視了人工智能技術(shù)在大數(shù)據(jù)分析和生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的機械制造類專業(yè)教學過多地重視具體設(shè)備操作、加工精度、生產(chǎn)質(zhì)量檢測和設(shè)備的維護維修，往往忽視人工智能技術(shù)在機械加工中的運營管控、大數(shù)據(jù)分析、決策看板、風險預警等相關(guān)領(lǐng)域的教育教學。

3? 對策建議

3.1? 將實訓室建設(shè)納入診改的規(guī)劃體系中，規(guī)范實訓室建設(shè)各項工作

即將進入“十四五”，各學校已經(jīng)開始謀劃新一輪的五年事業(yè)發(fā)展規(guī)劃。2021年是“十四五”開局之年，是學校新一輪五年事業(yè)發(fā)展的起點。當前，正值學校新一輪規(guī)劃體系建設(shè)的重要時間節(jié)點，建議按照診改的工作思維，將實訓室建設(shè)納入學校規(guī)劃體系，建立從學校整體的實訓室建設(shè)規(guī)劃到專業(yè)群實訓室建設(shè)規(guī)劃、專業(yè)實訓室建設(shè)方案的三級實訓室建設(shè)目標鏈，完善相關(guān)的工作流程、工作制度，打造好目標鏈、標準鏈、監(jiān)測預警、診斷改進的質(zhì)量保證工作螺旋，規(guī)范實訓室建設(shè)工作。

3.2? 從使用的角度開放實訓室建設(shè)的申報權(quán)，發(fā)揮好多方參與的作用

實訓室建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，以機械加工類實訓室為例，從使用的角度來看，主要服務(wù)于專業(yè)課程教學、智能制造技能大賽訓練（如全國人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽、全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽等）、教師科研工作、對外培訓及生產(chǎn)加工服務(wù)等需要，在建設(shè)申報時應(yīng)考慮多元需求。建議進一步打破實訓室建設(shè)的“官本位思想”，開放實訓室建設(shè)的申報權(quán)，在制度、流程上允許與倡導課程組組長、專業(yè)帶頭人、骨干教師、技能大賽教練等教師群體作為負責人申報實訓室建設(shè)項目;建議在制度、流程上要求高職稱教師、專業(yè)帶頭人、企業(yè)專家等參與論證表決，重視前期的實地調(diào)研、多方論證，重視新技術(shù)、新形勢下的建設(shè)方案科學論證調(diào)整。

3.3? 優(yōu)化專業(yè)布局調(diào)整，加強實訓室場地建設(shè)，加大資金投入力度

3.3.1? 優(yōu)化專業(yè)布局調(diào)整? 建議教育主管部門能夠進一步統(tǒng)籌全省的專業(yè)布局，科學論證，跨校選擇合并部分同質(zhì)化專業(yè)，改變以往機械設(shè)計制造類專業(yè)松散建設(shè)的局面，集中優(yōu)勢資源，打造強勢專業(yè)與專業(yè)群。建議在上級行政主管部門的組織協(xié)調(diào)下，同城高職院校探索共建機械加工類實訓室，避免分散投入、重復投入，暢通資源共建共享機制，提高設(shè)備利用率。

3.3.2? 加強實訓場所建設(shè)? 建議高職院校首先做好校內(nèi)的專業(yè)布局調(diào)整，結(jié)合學校的辦學目標對現(xiàn)有專業(yè)進行科學布局，撤除一些與地方經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合不緊密的專業(yè)和弱勢專業(yè)，節(jié)約出實訓室場地空間，集中辦學資金打造核心專業(yè)、重點專業(yè)的實訓教學基地。此外，建議高職院?？茖W謀劃與論證實訓室場地建設(shè)，根據(jù)辦學目標、學生規(guī)模數(shù)、生均實訓室面積、生均教學工位數(shù)等指標做好實訓樓的新改建工程。

3.3.3? 加大資金投入力度? 在人工智能快速發(fā)展的背景下，學校在資金預算上要進一步加大投入力度，重視機械制造行業(yè)新設(shè)備、新技術(shù)、新生產(chǎn)線以及相關(guān)的虛擬仿真教學系統(tǒng)的采購，重視配套的實訓教學資源開發(fā)，重視智能制造教學相關(guān)的耗材投入。

3.4? 貫徹落實職教20條精神，推進新形勢下“雙師型”教師隊伍建設(shè)

3.4.1? 引進行業(yè)中工匠型教師? 實踐教學質(zhì)量需要有一流的師資隊伍作為保障。職教20條指出，職業(yè)院校自2020年起原則上要求新引進專業(yè)教師具有三年以上企業(yè)工作經(jīng)歷[5]，建議各地方層面能夠盡快配套相關(guān)政策。在人工智能快速發(fā)展的形勢下，機械制造類專業(yè)應(yīng)重點引進行業(yè)企業(yè)中具有豐富智能制造裝備從業(yè)經(jīng)驗和較強學習能力的工匠型教師。

3.4.2? 推動“雙師型”專業(yè)教師隊伍結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型? 職教20條指出，“雙師型”教師應(yīng)占專業(yè)課教師總數(shù)超過一半，并定期組織選派專業(yè)骨干教師赴國外研修訪學[5]。為適應(yīng)人工智能在機械制造行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展形勢，高職院校應(yīng)進一步落實好專業(yè)教師掛職鍛煉制度，組織專業(yè)教師定期到行業(yè)中的相關(guān)企業(yè)參與智能制造相關(guān)的研發(fā)、生產(chǎn)加工、維修，積累一線工作經(jīng)驗，推動“雙師型”專業(yè)教師隊伍適應(yīng)人工智能發(fā)展在技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型。

3.5? 轉(zhuǎn)變教育教學理念，重視人工智能技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的全面應(yīng)用

在疫情期間，智能制造無人化、高效化、安全化等諸多優(yōu)點凸顯了人工智能的優(yōu)勢與發(fā)展?jié)摿?。在機械制造行業(yè)，人工智能是必然的發(fā)展趨勢。人工智能技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的應(yīng)用是一項系統(tǒng)工程，高職院校在教育教學過程中應(yīng)該進一步轉(zhuǎn)變教育教學理念，以人工智能技術(shù)為牽引，重視人工智能技術(shù)在設(shè)備綜合效率提升、故障診斷方面的應(yīng)用，重視以人工智能技術(shù)作為算法引擎在提高企業(yè)生產(chǎn)周期預測、匹配精準度方面的實踐應(yīng)用，重視基于人工智能技術(shù)的平臺在機械制造企業(yè)全局運營管控、大數(shù)據(jù)分析、決策看板、風險預警等領(lǐng)域的全面應(yīng)用。

4? 結(jié)束語

總之，在人工智能發(fā)展趨勢下，機械加工人才培養(yǎng)改革需要重視人工智能與實訓室建設(shè)的融合，需要推進人工智能與“雙師型”專業(yè)教師隊伍建設(shè)的融合，需要加強人工智能與課程建設(shè)及教學改革的融合，從而不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻

[1]國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知[EB/OL].[2017-07-08].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國制造2025》的通知[EB/OL].[2015-05-08].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015-05/19/content_9784.htm.

[3]高銘悅，潘正高，邱慧麗.人工智能專業(yè)實訓教學系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].鄂州大學學報，2019（4）：101-103.

[4]肖露.基于人工智能的高職院?！半p師課堂”構(gòu)建研究[J].智庫時代，2019（23）：129，133.