《中國制造2025》背景下自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與發(fā)展研究

邢廣成 董燕飛

摘 要：中國制造2025的核心主線是智能制造，是自動化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的高度融合，智能制造的發(fā)展對應(yīng)用型本科高校自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)提出的新的挑戰(zhàn)和要求。圍繞應(yīng)用型能力人才培養(yǎng)的需求，應(yīng)用型本科高校自動化專業(yè)需要對人才培養(yǎng)方案進(jìn)行優(yōu)化，改革人才培養(yǎng)的模式，加大校企聯(lián)合培養(yǎng)力度，改革教學(xué)方式，完善教學(xué)內(nèi)容，利用多種手段方法，培養(yǎng)高質(zhì)量符合《中國制造2025》發(fā)展需求的自動化專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：中國制造2025；智能制造；自動化專業(yè)；人才培養(yǎng)

中圖分類號：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）23-0005-03

Abstract： The core of China Manufacturing 2025 is intelligent manufacturing， which is a high degree of integration of automation， informatization and networking. The development of intelligent manufacturing poses new challenges and requirements for the cultivation of automation professionals in applied undergraduate colleges. Focusing on the needs of application-oriented talent training， the application-oriented undergraduate automation major needs to optimize the talent training program， reform the mode of talent training， increase the joint training of schools and enterprises， reform the teaching methods， improve the teaching content， and use various methods. To cultivate high-quality automation professionals who meet the development needs of "Made in China 2025".

Keywords： Made in China 2025； intelligent manufacturing； automation； talent cultivation

2015年國務(wù)院正式發(fā)布的《中國制造2025》規(guī)劃，是中國版“工業(yè)4.0 計劃”，也是我國實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年行動綱領(lǐng)?！吨袊圃?025》的核心是創(chuàng)新驅(qū)動、智能制造、智能工廠和產(chǎn)業(yè)集成，它的發(fā)展將促使我國制造業(yè)向自動化、無人化、高精度、高效率邁進(jìn)，智能制造是其發(fā)展主線。[1]自動化專業(yè)是工業(yè)自動化為基礎(chǔ)，是控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子和傳感技術(shù)的融合，其知識體系與智能制造所涵蓋的內(nèi)容密切相關(guān)。而目前自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)體系所涉及的教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)置，難以培養(yǎng)出智能制造所需要的集信息化、網(wǎng)絡(luò)化、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等高度集合的優(yōu)秀人才；現(xiàn)有的自動化人才培養(yǎng)模式對于控制理論的分析、系統(tǒng)設(shè)計以及簡單控制任務(wù)的設(shè)計是符合的，但是對于智能制造中復(fù)雜任務(wù)的集成控制實現(xiàn)是不足的；智能制造需要培養(yǎng)的自動化人才具有較強(qiáng)的應(yīng)用實踐能力及一定的創(chuàng)新能力。[2]因此，應(yīng)用型本科高校自動化專業(yè)人才培養(yǎng)必須要努力變革，抓住發(fā)展機(jī)遇，培養(yǎng)出適應(yīng)時代發(fā)展的高素質(zhì)人才。

一、《中國制造2025》對應(yīng)用型本科自動化人才的新挑戰(zhàn)

大力推進(jìn)智能制造是中國制造2025五大工程之一，目標(biāo)是帶動各個產(chǎn)業(yè)提高數(shù)字化水平和智能化水平。智能制造是新一輪科技革命的核心，也是制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的主攻方向。其建設(shè)目標(biāo)是滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國防建設(shè)對重大技術(shù)裝備的需求，主要內(nèi)容為強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力，提高綜合集成水平，完善多層次人才體系[3]。將智能制造的建設(shè)內(nèi)容和目標(biāo)與應(yīng)用型本科院校自動化人才培養(yǎng)方案相結(jié)合，對人才培養(yǎng)的模式提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

1. 對工業(yè)軟件應(yīng)用能力的挑戰(zhàn)。智能制造核心在于現(xiàn)代信息通信技術(shù)和制造技術(shù)深度融合，其中涉及硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、計算等多種技術(shù)和制造技術(shù)的融合，而工業(yè)軟件是其中最為關(guān)鍵的技術(shù)，無論是硬件、網(wǎng)絡(luò)、計算等技術(shù)和制造工藝融合，都離不開軟件定義、編碼和封裝。企業(yè)研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)控制、組裝測試、售后運(yùn)維、遠(yuǎn)程服務(wù)等各環(huán)節(jié)信息化建設(shè)都離不開工業(yè)軟件的支撐[4]。自動化專業(yè)除了應(yīng)該掌握基本的AUTOCAD、Protell、計算機(jī)高級語言C等以外，還應(yīng)該掌握仿真設(shè)計軟件Matlab、計算機(jī)輔助制造CAM、工控軟件PLC以及HMI組態(tài)，還有智能工程制造信息管理等相關(guān)軟件。

2. 對多學(xué)科交叉復(fù)合型人才培養(yǎng)的挑戰(zhàn)。中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會教育發(fā)展中心主任陳曉明認(rèn)為，制造業(yè)變革中最緊缺的是裝備制造關(guān)鍵基礎(chǔ)領(lǐng)域、高端裝備制造領(lǐng)域、綠色制造領(lǐng)域、現(xiàn)代制造服務(wù)領(lǐng)域、工業(yè)工程與經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域等裝備制造領(lǐng)域的各類創(chuàng)新型應(yīng)用技術(shù)技能人才。高端制造業(yè)發(fā)展的日益復(fù)雜化和綜合化趨勢，必然對智能制造應(yīng)用型人才提出更高的知識、能力和素質(zhì)要求，要求智能制造應(yīng)用型人才不僅要具備更加全面、更加寬廣的知識背景，如自動化、信息技術(shù)、機(jī)械專業(yè)等多學(xué)科背景知識。

3. 對具有工匠品質(zhì)應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)的挑戰(zhàn)。應(yīng)用型本科高校的目的是為了教書育人，為社會培養(yǎng)工程人才，工科院校培養(yǎng)的是具有高素養(yǎng)工程精神的應(yīng)用型高級人才。因此，工匠精神的回歸與重塑在工程教育中至關(guān)重要，成為工程教育改革的現(xiàn)實需求。推動智能制造的關(guān)鍵在于技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，比如精密數(shù)控、傳感器技術(shù)、集成芯片技術(shù)等，離不開擁有工匠精神的技術(shù)技能型人才。

4. 對高新技術(shù)人才的培養(yǎng)的挑戰(zhàn)。在自動化學(xué)科領(lǐng)域，機(jī)器人技術(shù)、智能控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能檢測、無人機(jī)等各種高新技術(shù)，都在智能制造領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用，因此對于此類高新技術(shù)高素質(zhì)人才的需求非常大。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)方面，工業(yè)機(jī)器人本體機(jī)械機(jī)構(gòu)與創(chuàng)新、精密減速器、伺服控制技術(shù)和電機(jī)、傳感器技術(shù)、控制系統(tǒng)、路徑規(guī)劃、機(jī)器人編程與操作等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)是機(jī)器人的核心技術(shù)，此類技術(shù)的教學(xué)與訓(xùn)練是目前傳統(tǒng)自動化專業(yè)培養(yǎng)所欠缺的，因此對高新技術(shù)的掌握，也是高新教師所面臨的挑戰(zhàn)。

二、現(xiàn)階段人才培養(yǎng)方案存在的問題

應(yīng)用型本科高校現(xiàn)在正處于轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期，目標(biāo)是培養(yǎng)具有應(yīng)用實踐能力強(qiáng)的技術(shù)人才，對于自動化專業(yè)來講，要緊緊抓住中國先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的機(jī)遇，在人才培養(yǎng)模式及方法方面進(jìn)行大膽革新和試驗。

目前本科高校自動化專業(yè)培養(yǎng)法案比較通用的版本課程內(nèi)容體系基本一致，內(nèi)容相對陳舊，有的版本幾乎十幾年沒有變化。核心課程結(jié)構(gòu)未變，內(nèi)容不變，理論學(xué)時比重大，新的課程知識和內(nèi)容滯后，課程知識內(nèi)容必須面臨更新和變革；增加實驗、實踐學(xué)時的比例，理論課程體系必須重新構(gòu)建，去除交叉重復(fù)部分，在保留核心課程基礎(chǔ)上，還需要增加符合智能制造技術(shù)的新課程；實驗及實踐環(huán)節(jié)方面，之前課程實驗以驗證性實驗為主，主要目的是為了驗證理論結(jié)果，缺少實踐性和創(chuàng)造性，新的培養(yǎng)方案需要增加實踐環(huán)節(jié)的學(xué)時，同時必須考慮如何提高實踐環(huán)節(jié)的實際作用；教學(xué)方法方面，目前理論教學(xué)采用多媒體方式，老師講的內(nèi)容較多，而學(xué)生參與較少，不能引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，因此學(xué)生對知識的理解不夠，很難將抽象的理論與具體的系統(tǒng)聯(lián)系起來，授課效果不好，需要新穎多樣化的教學(xué)方式，讓學(xué)生參與到課堂中去，調(diào)動學(xué)生的積極性。

智能制造是《中國制造2025》的核心，其中新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人技術(shù)是《中國制造2025》發(fā)展的重點工程項目，這些正是應(yīng)用型自動化專業(yè)培養(yǎng)人才和專業(yè)發(fā)展的方向。特別是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，今年來發(fā)展快速，我國已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場，將工業(yè)機(jī)器人引入生產(chǎn)線上取代人力已是勢不可擋趨勢，國內(nèi)“機(jī)器換人”規(guī)模逐漸輻射到全國各個產(chǎn)業(yè)集聚群，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)時代已經(jīng)來臨。

自動化專業(yè)機(jī)器人方向?qū)I(yè)人才缺口大，需求量最大的是基礎(chǔ)的操作及維護(hù)人員、掌握基本工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的調(diào)試工程師及就更高應(yīng)用層次的應(yīng)用工程師。中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，目前當(dāng)前機(jī)器人應(yīng)用人才缺口20萬，并且以每年20%-30%的速度持續(xù)遞增[6]。因此，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才的培養(yǎng)，需要更加著力于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。應(yīng)用型本科高校應(yīng)該著力于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用方面的相關(guān)培養(yǎng)，為中國智能制造培養(yǎng)更多的合格人才。

三、《中國制造2025》背景下自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與發(fā)展策略

本文以河南城建學(xué)院電氣與控制工程學(xué)院自動化專業(yè)人才培養(yǎng)改革為案例進(jìn)行闡述。

（一）結(jié)合智能制造制定新版人才培養(yǎng)方案，增加工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)方向

隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展，2017版人才培養(yǎng)方案制定以《中國制造2025》為綱領(lǐng)，著力制定完整性、系統(tǒng)性和實用性的課程體系，將“工業(yè)4.0”所涵蓋的新知識、新技術(shù)、新方法等納入的新版人才培養(yǎng)方案中，培養(yǎng)能夠解決復(fù)雜系統(tǒng)、具備研究設(shè)計自動化系統(tǒng)新裝備的新型應(yīng)用型合格本科人才。深入分析研究《中國制造2025》所確定的五大工程十大領(lǐng)域，從學(xué)科交叉融合角度出發(fā)，對自動化專業(yè)類涉及的技術(shù)問題進(jìn)行分類，增設(shè)若干與之對應(yīng)的新課程，重構(gòu)課程體系[5]。新版人才培養(yǎng)方案增加了機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用方向，增加了新的課程內(nèi)容，合并刪減了部分課程，將傳感器新技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)、系統(tǒng)仿真等課程納入到課程體系當(dāng)中。新版人才培養(yǎng)方案更切合智能制造背景下對技術(shù)的需求，符合自動化人才培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）深化校企合作，共建課程及培訓(xùn)平臺

與美國通用電氣共建了GE智能制造和自動化技術(shù)實驗室，在平頂山市工業(yè)和信息化委員會指導(dǎo)下成立了“平頂山市豫信工業(yè)和信息技術(shù)研究院”，先后與深圳信盈達(dá)電子有限公司、中選自控有限公司、平高集團(tuán)智能電氣有限公司等30家企業(yè)先后建立了工程實訓(xùn)、實習(xí)基地，推動“產(chǎn)學(xué)研教”結(jié)合，全面提高學(xué)生的實踐能力。通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、挑戰(zhàn)杯、大學(xué)科技園等項目和平臺積極推進(jìn)學(xué)生雙創(chuàng)能力培養(yǎng)，不斷提升學(xué)生就業(yè)能力和就業(yè)質(zhì)量?？刂平萄惺医處煼e極申請產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目，2017年控制教研室老師與北京華清遠(yuǎn)見教育集團(tuán)、深圳信盈達(dá)電子有限公司等合作開展課程共建、師資培訓(xùn)、學(xué)生實訓(xùn)平臺項目5項，自動化專業(yè)學(xué)生獲得了較好的實踐鍛煉效果。

（三）大力建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程及在線課程

利用“學(xué)在城建”的學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)課程平臺和愛課程網(wǎng)在線開放課程平臺，計劃2年內(nèi)專業(yè)課程全部建成網(wǎng)絡(luò)課和在線開放課程，目前專業(yè)核心課程《自動控制原理》《計算機(jī)控制技術(shù)》《微機(jī)原理及接口技術(shù)》等課程已經(jīng)建設(shè)過程中。把學(xué)生作為服務(wù)的主體，實現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)資源共享，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)課程平臺，專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容、視頻資源、課程測驗等實現(xiàn)共建共享，促進(jìn)高校轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育教學(xué)觀念，改革教學(xué)內(nèi)容，更新教學(xué)模式，改變課程評價考核機(jī)制，提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。精品在線開放課程的建設(shè)推動了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源整合及共享，推動信息技術(shù)下的教學(xué)建設(shè)和教學(xué)改革，使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)不再受空間和時間的限制，在線開放的網(wǎng)絡(luò)平臺不僅為學(xué)生，更為廣大的社會學(xué)習(xí)者提供了優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源和拓展資源。

（四）加強(qiáng)實踐教學(xué)

以省級示范教學(xué)中心“電氣與電子實驗中心”為平臺，建立并實施了“實踐教學(xué)、工程實訓(xùn)、校企合作、科研訓(xùn)練”相融合遞進(jìn)的新型實踐教學(xué)體系。以綜合實驗及專業(yè)課程設(shè)計等技能訓(xùn)練為基礎(chǔ)，工程實訓(xùn)環(huán)節(jié)提升能力，結(jié)合基于企業(yè)項目驅(qū)動的實訓(xùn)，鼓勵學(xué)生參與科研訓(xùn)練（電子設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯、恩智浦杯智能車競賽、GE自動化及西門子智能制造挑戰(zhàn)賽等），提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（五）提升教師的工程實踐能力

目前高校的年輕教師大多是從高校畢業(yè)進(jìn)入高校工作，沒有企業(yè)背景，工程實踐能力有限，而智能制造的發(fā)展要求應(yīng)用型本科院校必須注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用及實踐能力?？刂平萄惺颐磕旰?、暑假安排專業(yè)課教師深入企業(yè)進(jìn)行工程實踐學(xué)習(xí)鍛煉，通過參與企業(yè)的項目及實際工業(yè)流程的運(yùn)作，提高教師的工程實踐能力。

四、結(jié)束語

總之，為了實現(xiàn)《中國制造2025》規(guī)劃目標(biāo)，實現(xiàn)我國成為自動化強(qiáng)國的夢想，應(yīng)用型本科高校自動化專業(yè)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。圍繞應(yīng)用型能力人才培養(yǎng)的需求，自動化專業(yè)必須開展更深入的研究，變革人才培養(yǎng)模式，改進(jìn)教學(xué)方法，加大校企聯(lián)合力度，這樣才能適應(yīng)時代發(fā)展的要求，才能為高質(zhì)量應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)做出更大的貢獻(xiàn)。

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