智能制造專業(yè)群人才跨界融合能力培養(yǎng)模式探究

李麗娟 王軼卿 楊世品

摘? ? 要：針對智能制造產(chǎn)業(yè)對于高等教育人才的迫切需求，文章探討了一種立足需求的專業(yè)人才培養(yǎng)模式，重點關(guān)注服務(wù)智能制造的各專業(yè)學(xué)生跨界融合能力培養(yǎng)和趕超一流精神塑造，構(gòu)建了“1目標(biāo)—1主線—4交叉—3機制”的智能制造領(lǐng)域跨界融合能力培養(yǎng)模式，探索了“專業(yè)群共性引領(lǐng)”與“專業(yè)課個性浸潤”協(xié)同的智能制造“趕超一流精神”課程思政教育方式，形成立足國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)群交叉互融課程體系，構(gòu)建“校—專業(yè)群—專業(yè)”三級智能制造互融共享實踐平臺。

關(guān)鍵詞：智能制造;專業(yè)群;跨界融合;課程思政;自動化

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2022）07-0020-03

一、引言

習(xí)近平總書記指出，“要以智能制造為主攻方向推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級”[1]，同時強調(diào)“創(chuàng)新的事業(yè)呼喚創(chuàng)新的人才”[2]。智能制造賦能高質(zhì)量發(fā)展是我國制造業(yè)發(fā)展的國家戰(zhàn)略，這離不開高素質(zhì)、高質(zhì)量的技術(shù)人才支撐，而我國獨立分散布局的自動化、計算機科學(xué)與技術(shù)、機械工程等相關(guān)傳統(tǒng)專業(yè)缺乏智能制造產(chǎn)業(yè)必需的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù)支撐，且專業(yè)間融合共享機制不完善，智能制造產(chǎn)業(yè)必需的跨界融合能力在畢業(yè)生中明顯偏弱，且人才通過從事智能制造產(chǎn)業(yè)使我國實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的自信心和自覺行動有所欠缺，導(dǎo)致培養(yǎng)的人才服務(wù)智能制造產(chǎn)業(yè)的能力不足[3-4]。從智能制造產(chǎn)業(yè)需求來看，人才培養(yǎng)中主要存在以下問題：（1）智能制造專業(yè)群內(nèi)以傳統(tǒng)培養(yǎng)模式培養(yǎng)的人才缺失跨界融合能力：智能制造的典型特征是產(chǎn)業(yè)鏈上采購、計劃、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)“互聯(lián)互通”，而傳統(tǒng)工科專業(yè)界限相對分明，各專業(yè)學(xué)生對其他專業(yè)知之甚少，缺乏專業(yè)間的跨界融合能力。（2）傳統(tǒng)培養(yǎng)方式缺乏對智能制造“趕超一流精神”的針對性培養(yǎng)：傳統(tǒng)工科思政教育同質(zhì)化，學(xué)生從事智能制造必需的科技報國、團隊協(xié)作、精益求精、環(huán)境倫理等精神缺乏頂層設(shè)計和針對性培養(yǎng)。（3）智能制造專業(yè)群內(nèi)課程體系缺乏整體布局規(guī)劃：智能制造產(chǎn)業(yè)覆蓋的傳統(tǒng)專業(yè)各自為政設(shè)計課程體系，整體布局沒有規(guī)劃，必要的人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)結(jié)構(gòu)性短缺，而部分課程重復(fù)教學(xué)問題顯著。（4）智能制造專業(yè)群內(nèi)各實踐創(chuàng)新平臺和創(chuàng)新活動缺乏充分融合：智能制造工程的特點是多學(xué)科聯(lián)動，而傳統(tǒng)專業(yè)搭建的實踐平臺功能和創(chuàng)新活動相對單一，對學(xué)生的能力培養(yǎng)局限于專業(yè)內(nèi)，難以具備智能制造大視野下的工程創(chuàng)新能力。

鑒于此，南京工業(yè)大學(xué)將分散在6個不同專業(yè)類的自動化、測控技術(shù)與儀器、計算機科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、機械工程、電氣工程及其自動化、通信工程等7個傳統(tǒng)專業(yè)組建成智能制造專業(yè)群，以服務(wù)智能制造產(chǎn)業(yè)人才需求為目標(biāo)，針對群內(nèi)專業(yè)開展升級改造，提出“1目標(biāo)—1主線—4交叉—3機制”的智能制造領(lǐng)域跨界融合能力培養(yǎng)模式，探索“專業(yè)群共性引領(lǐng)”與“專業(yè)課個性浸潤”協(xié)同的智能制造“趕超一流精神”課程思政教育方式，形成滿足國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定技術(shù)需求的專業(yè)群交叉互融課程體系，構(gòu)建“?！獙I(yè)群—專業(yè)”三級智能制造互融共享實踐平臺。實踐成果體現(xiàn)在自2017年起自動化等7個專業(yè)中，并以此為基礎(chǔ)成功申辦了智能制造工程、人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)等新工科專業(yè)，新建課程資源和培養(yǎng)模式在學(xué)校10個相關(guān)專業(yè)共享應(yīng)用，群內(nèi)專業(yè)取得國家一流專業(yè)、國家課程思政示范課程等大批高質(zhì)量建設(shè)成果，為我國智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才。

二、“1目標(biāo)—1主線—4交叉—3機制”的跨界融合能力培養(yǎng)模式

通過研究分析工業(yè)與信息化部發(fā)布的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系》規(guī)定的關(guān)鍵技術(shù)布局，本文提出了與體系中關(guān)鍵技術(shù)相對應(yīng)的專業(yè)群布局，包括自動化、機械工程、測控技術(shù)與儀器、計算機科學(xué)與技術(shù)、電氣工程及其自動化、通信工程、電子信息工程、智能制造工程、人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)等10個專業(yè)。

鑒于傳統(tǒng)智能制造相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)缺乏交叉融合能力培養(yǎng)，本文提出了一種立足智能制造需求的“1目標(biāo)—1主線—4交叉—3機制”跨界融合能力培養(yǎng)模式。專業(yè)群制定1個總培養(yǎng)目標(biāo)引領(lǐng)各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，專業(yè)群確定1個思政教育主線貫穿所有專業(yè)培養(yǎng)過程，專業(yè)群內(nèi)課程資源、實踐平臺、師資隊伍、科技活動等4維度交叉融合，專業(yè)群建立群建設(shè)委員會和管理、運行機制保障專業(yè)群的正常運行。通過四個方面的緊密協(xié)作，使專業(yè)群培養(yǎng)的人才布局覆蓋智能制造產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，滿足當(dāng)代智能制造產(chǎn)業(yè)對人才的知識、能力、素質(zhì)需求，尤其是跨界融合能力需求，為我國智能制造產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)專門人才。

南京工業(yè)大學(xué)依托電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院成立了智能制造專業(yè)群建設(shè)委員會，委員會包括10個專業(yè)的專業(yè)負(fù)責(zé)人、教務(wù)處分管負(fù)責(zé)人以及智能制造產(chǎn)業(yè)的6位企業(yè)專家。智能制造專業(yè)群建設(shè)委員會充分調(diào)研智能制造產(chǎn)業(yè)鏈人才需求與學(xué)校定位，確立了“以學(xué)生思想引領(lǐng)為主線，以跨界融合能力培養(yǎng)為核心，服務(wù)智能制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型工程技術(shù)人才”這一專業(yè)群建設(shè)總目標(biāo)。在總目標(biāo)指導(dǎo)下，10個專業(yè)結(jié)合專業(yè)領(lǐng)域知識，確定各專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，支撐群培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。為了激發(fā)學(xué)生投身智能制造產(chǎn)業(yè)，將“專業(yè)群共性思政”和“專業(yè)個性思政”教育主線貫穿整個培養(yǎng)過程。通過課程資源、實踐平臺、師資隊伍、科技活動等4維度的群內(nèi)交叉融合培養(yǎng)與實踐，實現(xiàn)專業(yè)建設(shè)資源的合理配置、高效融合、共建提升和有效利用。通過建立專業(yè)群建設(shè)機構(gòu)、群管理機制、群運行機制三重保障，確保學(xué)生跨界融合能力的反復(fù)錘煉和強化提升。

（一）智能制造領(lǐng)域“趕超一流精神”內(nèi)涵及OBE課程思政教育方式

在智能制造強國的建設(shè)過程中，高精尖技術(shù)人才固然重要，但更重要的是這些人才應(yīng)具備為中華民族偉大復(fù)興而奮斗的使命擔(dān)當(dāng)，具備趕超世界一流的堅定信念和堅強意志。而傳統(tǒng)工科教育重技術(shù)、輕素質(zhì)，教育部近年來一直倡導(dǎo)通過思政課程和課程思政鑄魂育人。為堅定專業(yè)群人才投身智能制造產(chǎn)業(yè)為中華民族偉大復(fù)興而奮斗的理想信念，專業(yè)群提出OBE思政教育理念并落實至核心課程。F0ED9CB1-5B88-4BD0-8813-9D7AF5674F2D

專業(yè)群集體研討，深入分析各專業(yè)服務(wù)智能制造產(chǎn)業(yè)的職業(yè)特征，提煉出科技強國情懷、團隊協(xié)作精神、精益求精品質(zhì)、環(huán)境職業(yè)倫理的4大智能制造人才特征素養(yǎng)，10個支撐專業(yè)以此為思政目標(biāo)開展頂層設(shè)計，并按照OBE理念規(guī)劃至最后一公里。

實施思政課程與課程思政協(xié)同育人模式，構(gòu)建實施“專業(yè)群共性引領(lǐng)”與“專業(yè)課個性浸潤”的思政教育路線。專業(yè)群增設(shè)“工程與社會”“社會主義核心價值觀”等思政課程，系統(tǒng)化地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)中國特色社會主義理論。每個專業(yè)確立5門核心專業(yè)課落實課程思政，對應(yīng)4大核心思政目標(biāo)開展課程思政教學(xué)設(shè)計與實踐，編制了《核心課程的課程思政教學(xué)指南》，挖掘鮮活思政事例開展浸潤式教學(xué)實踐。同時開展教師師德師風(fēng)建設(shè)言傳身教引領(lǐng)學(xué)生，聘請“全國道德模范”“大國工匠”校友陸建新?lián)嗡颊媛殞?dǎo)師，現(xiàn)身說法弘揚精益求精的工匠精神。各專業(yè)每學(xué)期開展3次課程思政建設(shè)研討會，邀請2人次師德楷模等進行講座，提升教師隊伍的政治站位和師德素質(zhì)。黨員先鋒崗等師德先進個人帶領(lǐng)專業(yè)教師網(wǎng)格化聯(lián)絡(luò)學(xué)生宿舍，言傳身教讓學(xué)生感受到教師愛國、嚴(yán)謹(jǐn)、拼搏的人格魅力。

（二）圍繞國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)重新布局交叉互融的課程體系

針對專業(yè)群內(nèi)傳統(tǒng)專業(yè)課程布局缺乏大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，而“嵌入式系統(tǒng)”等課程又存在重復(fù)建設(shè)的問題，研究分析工業(yè)與信息化部發(fā)布的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系》規(guī)定的關(guān)鍵技術(shù)布局，參加世界智能制造大會、中國自動化大會等智能制造相關(guān)會議，咨詢智能制造、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域權(quán)威專家，深入艾默生、羅克韋爾、西門子等典型企業(yè)開展實地調(diào)研，把握清楚智能制造產(chǎn)業(yè)體系，剖析體系中各環(huán)節(jié)對應(yīng)的專業(yè)以及所覆蓋的各專業(yè)知識點，梳理出群內(nèi)各支撐專業(yè)的知識點需求，提出了與國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中關(guān)鍵技術(shù)相對應(yīng)的專業(yè)布局，覆蓋智能制造產(chǎn)業(yè)的全部關(guān)鍵技術(shù)，各專業(yè)聚焦于相應(yīng)領(lǐng)域培養(yǎng)人才，且專業(yè)之間又交叉互融。

依據(jù)專業(yè)群中各專業(yè)主體位置對應(yīng)的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系》關(guān)鍵技術(shù)，重新布局各專業(yè)課程體系，新開設(shè)“智慧工廠”“大數(shù)據(jù)分析”等5門新工科課程，梳理出“機器人技術(shù)”“人工智能基礎(chǔ)”等11門交叉融合課程，每門課程確立一個主依托建設(shè)專業(yè)，與其他開課專業(yè)融合共建，設(shè)置主依托專業(yè)與跨專業(yè)課程團隊，由依托專業(yè)所在學(xué)院設(shè)立跨專業(yè)課程建設(shè)項目專項基金。對于傳統(tǒng)課程，則更新調(diào)整課程教學(xué)大綱，使各專業(yè)與外延交叉專業(yè)的知識體系有效銜接，課程體系整體覆蓋智能制造全產(chǎn)業(yè)鏈。

（三）構(gòu)建“?！獙I(yè)群—專業(yè)”三級互融共享智能制造實踐平臺

針對各專業(yè)實踐創(chuàng)新平臺和創(chuàng)新活動分散單一，不利于學(xué)生跨界融合實踐能力培養(yǎng)現(xiàn)狀，設(shè)計“校—專業(yè)群—專業(yè)”三級智能制造實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。

在專業(yè)層面，按照智能制造關(guān)鍵技術(shù)需求，規(guī)劃從感知、控制、管控、網(wǎng)絡(luò)等需求的10類實踐平臺，每個實踐平臺依托一個專業(yè)建設(shè)，但群內(nèi)所有專業(yè)共享。在專業(yè)群層面，設(shè)計智慧工廠平臺、智能制造控制平臺、智能車實踐平臺、機器人實踐平臺、軟件開發(fā)平臺等工程項目式群共享平臺5個，每個平臺各確定一個主依托學(xué)院，由各依托學(xué)院組織平臺的管理和運營，各平臺組織面向所有群內(nèi)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學(xué)科競賽、團隊畢業(yè)設(shè)計等，并定期在群內(nèi)開展科技論壇講座等活動。在校級層面，建立面向更廣泛專業(yè)學(xué)生的校級創(chuàng)客夢工廠和校創(chuàng)業(yè)公社優(yōu)創(chuàng)空間，為學(xué)生開展更高層次的跨專業(yè)融合創(chuàng)新提供更廣闊的舞臺，孵化出各類創(chuàng)業(yè)型項目與公司。通過各級平臺建設(shè)和運行過程中資源融合、指導(dǎo)教師團隊融合、學(xué)生融合，以及各類創(chuàng)新項目、競賽、論壇的開展，學(xué)生經(jīng)過各級共享平臺的反復(fù)錘煉，跨專業(yè)融合能力和創(chuàng)新實踐能力得到提升。

三、應(yīng)用推廣及自動化實踐

（一）聚焦智能制造產(chǎn)業(yè)形成大批專業(yè)建設(shè)成果

專業(yè)群聚焦智能制造人才培養(yǎng)目標(biāo)，在專業(yè)建設(shè)中聯(lián)動共建，并且取得較好成績，其中10個專業(yè)中除人工智能、智能制造工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)3個新辦專業(yè)外，其他7個專業(yè)中4個獲批國家一流專業(yè)，2個獲批省級一流專業(yè)，5個通過了工程教育認(rèn)證，2個工程教育認(rèn)證申請被受理。自動化專業(yè)作為專業(yè)群的核心主導(dǎo)專業(yè)，獲得了國家一流專業(yè)并通過了工程教育認(rèn)證，并以自動化專業(yè)為基礎(chǔ)申辦了新工科專業(yè)“智能制造工程”。

專業(yè)群內(nèi)教學(xué)資源交叉共建，承擔(dān)了教育部新工科建設(shè)項目、省教改項目、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目等省部級以上新工科項目69項，共建11門交叉課程，獲教育部課程思政示范課程、國家虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程等省級以上課程建設(shè)獎勵11項，獲批省級教研團隊4個，新編教材8部，其中規(guī)劃教材5部。其中，依托自動化專業(yè)的“傳感器技術(shù)”獲批教育部首批課程思政示范課程、江蘇省在線開放課程，獲江蘇省微課競賽一等獎。依托自動化專業(yè)的“智慧工廠基礎(chǔ)”課程為國內(nèi)首開，14級培養(yǎng)計劃中開設(shè)，目前已在3屆學(xué)生中使用，被多所高校借鑒。依托自動化專業(yè)的“過程控制”課程教材被中國藥科大學(xué)、江南大學(xué)、南京工程學(xué)院等10多所高校選用。依托自動化專業(yè)與羅克韋爾、西門子、和利時、科遠(yuǎn)等公司聯(lián)合共建智能制造實驗室4個，建立流程智能制造、機器人、智能車、軟件設(shè)計等實踐創(chuàng)新平臺15個。

（二）服務(wù)智能制造人才需求，大學(xué)生綜合素質(zhì)突出

自課程思政模式推廣以來，學(xué)生綜合素質(zhì)明顯提升，專業(yè)群內(nèi)8名學(xué)生黨員被評為?！皟?yōu)秀共產(chǎn)黨員”，學(xué)生提交入黨志愿書的比例提高了22%，黨員學(xué)生比例上升了10%。2021年面向?qū)I(yè)群學(xué)生的調(diào)查問卷顯示，專業(yè)群內(nèi)學(xué)生普遍愛專業(yè)、肯拼搏、有協(xié)作精神、嚴(yán)謹(jǐn)踏實，具有強烈的科技報國自信和熱情，達到了預(yù)期的智能制造視角思政目標(biāo)和培養(yǎng)目標(biāo)，2021年度專業(yè)群學(xué)生轉(zhuǎn)出率僅0.47%。

依托各類校級、專業(yè)群級、專業(yè)級跨專業(yè)平臺以及聯(lián)合師資的指導(dǎo)，每年組織10多項多專業(yè)聯(lián)合學(xué)科競賽和200余項聯(lián)合創(chuàng)新項目，形成了4項穩(wěn)定的專業(yè)群團隊畢業(yè)設(shè)計。近三年，學(xué)生創(chuàng)新競賽獲省部級以上獎勵189項，包括挑戰(zhàn)杯全國金獎、互聯(lián)網(wǎng)+大賽全國銅獎、中國智能制造挑戰(zhàn)賽等重要競賽最高獎31項等，其中70%以上為多專業(yè)協(xié)作作品，獲江蘇省優(yōu)秀團隊畢業(yè)設(shè)計7項。大量畢業(yè)生進入杜克大學(xué)、清華大學(xué)等世界名校深造，升學(xué)率超過40%，浙江大學(xué)、華東理工大學(xué)等流程工業(yè)智能制造特色的高校將南京工業(yè)大學(xué)應(yīng)屆畢業(yè)生列為研究生優(yōu)質(zhì)生源。浙江中控、杭州和利時、揚子石化等大量智能制造企業(yè)主動上門招聘，專場招聘會顯示畢業(yè)生和崗位比達1∶7.15。

三、結(jié)語

本文針對智能制造產(chǎn)業(yè)對于高等教育人才在跨界融合能力和“趕超一流精神”方面的新需求，探討了一種思政引領(lǐng)、跨界融合的智能制造專業(yè)群人才培養(yǎng)模式，探索了“專業(yè)群共性引領(lǐng)”與“專業(yè)課個性浸潤”協(xié)同的智能制造“趕超一流精神”課程思政教育方式，形成立足國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)群交叉互融課程體系，構(gòu)建了“?！獙I(yè)群—專業(yè)”三級智能制造互融共享實踐平臺。專業(yè)群建設(shè)的課程、實踐資源不僅在專業(yè)群內(nèi)共享利用，也可輻射至全國同類高校。

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收稿日期：2021-09-14

作者簡介：李麗娟（1976—），女，山西文水人，南京工業(yè)大學(xué)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院教授，博士，主要從事智能制造與教育管理研究。

基金項目：江蘇省高等教育教學(xué)改革項目“基于智能制造產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)自動化新工科培養(yǎng)體系”（2017JSJG130）F0ED9CB1-5B88-4BD0-8813-9D7AF5674F2D