智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建策略

李宏遠(yuǎn)

摘要：面向國家戰(zhàn)略“中國制造2025”，培養(yǎng)適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大以及制造強(qiáng)國戰(zhàn)略需求的創(chuàng)新型人才，是高校人才培養(yǎng)工作的重要使命。為破解智能制造業(yè)人才困局，以“鼎新”帶動“革故”，本文在分析智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究現(xiàn)狀下，探索智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)困境，從課程體系優(yōu)化、教學(xué)模式改革、實(shí)踐教學(xué)完善、產(chǎn)學(xué)研深度融合及教師隊(duì)伍發(fā)展五個(gè)方面，建構(gòu)智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能制造；創(chuàng)新人才；培養(yǎng)體系

基金項(xiàng)目：沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院2022年度教研課題

項(xiàng)目名稱：沈陽市“三大篇章”背景下省優(yōu)質(zhì)專業(yè)（智能制造）人才培養(yǎng)模式研究

項(xiàng)目編號：2022JY014

現(xiàn)階段，我國智能制造人才隊(duì)伍處于大而不強(qiáng)、多而不精的狀態(tài)，特別體現(xiàn)在富有創(chuàng)新精神的智能制造創(chuàng)新人才隊(duì)伍建設(shè)上，這是我國智能制造專業(yè)教育發(fā)展與智能制造產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展的短板和劣勢。因此，作為智能制造人才的重要搖籃，高校智能制造專業(yè)要把更多目光投向創(chuàng)新人才培養(yǎng)層面，以開放的人才觀、教育觀和實(shí)踐觀，開展創(chuàng)新教育的實(shí)踐，為提升我國科技創(chuàng)新競爭力貢獻(xiàn)人才力量。

一、智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)相關(guān)研究主要從智能制造人才培養(yǎng)現(xiàn)狀、智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)影響因素、智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑建構(gòu)三方面展開。雷菊華聚焦智能制造專業(yè)群人才培養(yǎng)模式建構(gòu)這一問題，提出應(yīng)以專業(yè)調(diào)研為先導(dǎo)，以校企合作為載體，以學(xué)生成長規(guī)律為依據(jù)，以實(shí)訓(xùn)基地為基礎(chǔ)，助力智能制造專業(yè)群人才培養(yǎng)。王書亭、謝遠(yuǎn)龍、尹周平等人分析了智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)在課程體系、實(shí)踐活動、教學(xué)方法上的現(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)一步建構(gòu)了以學(xué)科融合、協(xié)同育人、學(xué)生中心為特征的智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。

二、智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)困境

（一）學(xué)科課程交叉封閉

與傳統(tǒng)專業(yè)不同，智能制造是由多門學(xué)科復(fù)合而成的新學(xué)科，涉及物理學(xué)、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、機(jī)械學(xué)、管理學(xué)等科，對人才知識深度與廣度具有更為嚴(yán)格且苛刻的要求，需要打破現(xiàn)有的學(xué)科界限和壁壘，與其他專業(yè)學(xué)科形成有效的互融互通。當(dāng)下，部分高校智能制造專業(yè)課程設(shè)置過于聚焦專業(yè)能力，缺乏一定的學(xué)科融合意識，忽視了“寬”和“廣”；同時(shí)，在智能制造專業(yè)知識架構(gòu)與實(shí)踐應(yīng)用上存在割裂、孤立甚至對立的現(xiàn)象，知識學(xué)習(xí)較為碎片化，未形成多學(xué)科交叉融合育人格局，導(dǎo)致智能制造人才因?yàn)槔碚撆c技能上的局限，創(chuàng)新能力差強(qiáng)人意。

（二）教學(xué)模式與創(chuàng)新人才發(fā)展不相適應(yīng)

由于智能制造專業(yè)剛興起，缺乏適宜發(fā)展與人才成長規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)借鑒和教學(xué)實(shí)踐，導(dǎo)致形成的教育模式不利于人才創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)。其中，在教學(xué)方法上，灌輸氣息較為濃厚，引導(dǎo)性、合作性、交互型教學(xué)方法尚未深度應(yīng)用，學(xué)生往往繼承有余、開拓不足，思維方式變得單一且封閉。在教學(xué)內(nèi)容上，多為基礎(chǔ)性理論與實(shí)踐技能的傳授，整體偏向于已有經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，而非對未知科研、工業(yè)、前沿科技等問題的實(shí)踐探索。在教學(xué)服務(wù)上，多為實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、作業(yè)設(shè)計(jì)或成果檢查，缺乏對先進(jìn)智能制造理論與技能的信息傳播，造成學(xué)生囿于在自己專業(yè)的狹小范圍內(nèi)。

（三）實(shí)踐教學(xué)類型單一

實(shí)踐是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。當(dāng)前，高校智能制造專業(yè)基本都重視實(shí)踐教學(xué)，開展了包括機(jī)械制造技術(shù)訓(xùn)練、自動控制原理、數(shù)控技術(shù)及裝備、機(jī)器人系統(tǒng)綜合實(shí)踐等實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程。但縱觀這些教學(xué)實(shí)踐的內(nèi)在屬性，基本上還是驗(yàn)證性的，實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)器材都是人為設(shè)定或提前設(shè)計(jì)的，而設(shè)計(jì)性、研究性、綜合性的教學(xué)實(shí)踐活動供給數(shù)量相對較少。

（四）產(chǎn)學(xué)研融合程度淺層化

產(chǎn)學(xué)研深度融合能在宏觀層面上連接創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，為我國智能制造技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展注入源源不斷的能源動力，促使智能制造技術(shù)發(fā)展由要素引導(dǎo)過渡為創(chuàng)新驅(qū)動，在微觀上，整合企業(yè)與高校創(chuàng)新資源，形成創(chuàng)新合力，共同開展科技創(chuàng)新。然而，在智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系中，由于科技成果轉(zhuǎn)化率低、內(nèi)部利益不一致、基礎(chǔ)性交流機(jī)制欠缺、協(xié)作性工作績效測度失衡等現(xiàn)狀，部分高校智能制造專業(yè)產(chǎn)學(xué)研融合程度較低，未及時(shí)打造新型產(chǎn)學(xué)研融合生態(tài)圈，造成人才培養(yǎng)跟不上工業(yè)需求，“兩張皮”問題普遍存在。

（五）高素質(zhì)教學(xué)教師缺乏

培育智能制造創(chuàng)新人才中，師資是關(guān)鍵。要形成智能制造科技創(chuàng)新人才自主培養(yǎng)，必須建立一支能力強(qiáng)、素質(zhì)高、視野廣的智能制造專業(yè)教師隊(duì)伍。然而，部分高校智能制造專業(yè)教師整體素質(zhì)不高，在實(shí)際教學(xué)過程中對人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)重視不足，存在認(rèn)知偏差，缺乏對未知性、先進(jìn)性、前沿性智能制造理論與技能的學(xué)習(xí)熱情與正確認(rèn)知，缺少對解決問題和創(chuàng)新思考能力的考量，在實(shí)際科研項(xiàng)目中，無法有效適應(yīng)實(shí)際問題及研究范式變革，在同行競爭中相對處于弱勢，導(dǎo)致智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)有待提高。

三、智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建策略

（一）打造多學(xué)科交叉融合的課程新體系

以新工科教育理念為指導(dǎo)，按照職業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的要求，針對不同專業(yè)智能制造人才未來職業(yè)發(fā)展方向（智能設(shè)備的研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軟件服務(wù)、數(shù)據(jù)管理和測試驗(yàn)證等崗位），結(jié)合我國智能制造領(lǐng)域人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)以及國家戰(zhàn)略“中國制造2025”，全方位推進(jìn)課程體系改革，加大C2、C3或C4類課程與C1類課程的聯(lián)合育人，打造以創(chuàng)新發(fā)展和復(fù)合培養(yǎng)為鮮明特征的柔性課程體系。

柔性課程體系分為兩部分：第一，專業(yè)基礎(chǔ)性課程，涉及智能制造導(dǎo)論、智能制造概論、智能裝備基礎(chǔ)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造技術(shù)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、職業(yè)生涯與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維、模擬電路與數(shù)字電路、工程圖學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用等。第二，專業(yè)核心性課程，包括機(jī)器人類（機(jī)器人與人工智能、機(jī)器人動力學(xué)與控制等）、智能設(shè)計(jì)類（嵌入式控制系統(tǒng)及應(yīng)用、流體力學(xué)與液壓傳動、智能機(jī)床與制造系統(tǒng)、機(jī)械工程材料、智能裝備建模與分析、測試技術(shù)與信號分析等）、智能傳感類（智能傳感與檢測技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)等）、智能管控類（智能生產(chǎn)系統(tǒng)與物流規(guī)劃、控制理論與技術(shù)、智能生產(chǎn)運(yùn)作管理、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)等）、智能仿真類（智能制造執(zhí)行系統(tǒng)、Matlab建模與仿真、過程設(shè)備數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真等），并開設(shè)學(xué)科融合類選修課，構(gòu)建多層次多類型智能制造人才培養(yǎng)體系，體現(xiàn)學(xué)科融合，為專業(yè)學(xué)生開設(shè)面向創(chuàng)新的精品化課程。

（二）推行開放與服務(wù)于一體的教學(xué)新模式

第一，引進(jìn)有助于創(chuàng)新能力提升的教學(xué)方法。新時(shí)代背景下，灌輸式教學(xué)模式已不再適用，合作型教學(xué)模式逐漸成為智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要范式參考。因此，可參照“興趣激發(fā)—項(xiàng)目實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)”遞進(jìn)式創(chuàng)新人才培養(yǎng)邏輯，將CDIO工程教育模式、項(xiàng)目驅(qū)動模式、對話式教學(xué)模式等模式引入課程教學(xué)，打造研學(xué)、賽學(xué)、產(chǎn)學(xué)“三元協(xié)同”的智能制造專業(yè)育人創(chuàng)新機(jī)制，培養(yǎng)相關(guān)人才解決復(fù)雜工程問題并具備創(chuàng)新解決的能力。此外，也要重視學(xué)習(xí)評價(jià)在智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用，圍繞智能制造創(chuàng)新知識、實(shí)踐、素養(yǎng)、成果四重維度，對智能制造人才進(jìn)行全過程量化評估。

第二，引進(jìn)有助于創(chuàng)新能力提高的教學(xué)內(nèi)容。將教學(xué)和科研訓(xùn)練相貫通，通過開設(shè)項(xiàng)目制課程、引進(jìn)學(xué)院重大科研項(xiàng)目成果、跨學(xué)科研究項(xiàng)目及成果、相關(guān)企業(yè)課題和實(shí)踐項(xiàng)目，向?qū)W生提供“科研機(jī)會計(jì)劃”，促進(jìn)多學(xué)科交叉融合，形成一流的人才培養(yǎng)機(jī)制。

第三，引進(jìn)有助于創(chuàng)新能力提高的教學(xué)服務(wù)。重視新媒體技術(shù)在傳播行業(yè)企業(yè)真實(shí)工程問題與案例、智能制造學(xué)術(shù)前沿成果、智能制造先進(jìn)技術(shù)傳播、智能制造行業(yè)發(fā)展難點(diǎn)等方面的作用，打造智能制造知識理論與實(shí)踐技能為導(dǎo)向的全媒體格局，傳播新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、流程型制造智能工廠、機(jī)器人及智能裝備應(yīng)用等綜合信息要素。值得注意的是，在此傳播過程中，智能制造教師應(yīng)注重設(shè)置疑問、強(qiáng)化互動，潛移默化地激發(fā)學(xué)生對智能制造前沿問題探索的好奇心，培育創(chuàng)新精神。

（三）譜寫智能制造創(chuàng)新人才實(shí)踐發(fā)展新篇章

具有挑戰(zhàn)性、實(shí)踐性與導(dǎo)向性的實(shí)踐活動是加快培養(yǎng)智能制造創(chuàng)新人才、激勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)研究的有效途徑。因而，第一，應(yīng)重視實(shí)踐活動在智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用。結(jié)合現(xiàn)階段地方高校智能制造創(chuàng)新人才實(shí)踐教學(xué)困境，進(jìn)一步豐富實(shí)踐內(nèi)容。圍繞智能制造創(chuàng)新人才發(fā)展需求，瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸難題，重點(diǎn)建設(shè)電機(jī)機(jī)器人培訓(xùn)中心、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)維實(shí)訓(xùn)室、可編程控制器系統(tǒng)編程實(shí)訓(xùn)室等教學(xué)實(shí)踐場所，以面向工程、創(chuàng)新發(fā)展為指導(dǎo)，打造工業(yè)機(jī)器人集智能運(yùn)維服務(wù)商、智能制造工程師發(fā)展計(jì)劃、新能源汽車智慧管理系統(tǒng)、智能制造典型案例大討論、智能制造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)、智能產(chǎn)線與協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)、無人機(jī)駕駛企業(yè)實(shí)踐活動、工業(yè)云平臺等創(chuàng)新項(xiàng)目，組織學(xué)生參加“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生光電設(shè)計(jì)大賽、ARM ST創(chuàng)新大賽、大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽等智能制造大賽活動，搭建科研創(chuàng)新、學(xué)科競賽、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐、創(chuàng)新基地、學(xué)生社團(tuán)等“五位一體”的創(chuàng)新實(shí)踐平臺，為智能制造專業(yè)學(xué)生搭建施展才華的廣闊舞臺。

第二，結(jié)合數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐形式，以數(shù)字孿生為建設(shè)方向，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、傳感器技術(shù)等數(shù)字技術(shù)融入智能制造實(shí)踐活動，推進(jìn)智能制造虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，引入工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)驗(yàn)臺、三維工廠、智能工廠系統(tǒng)、智能制造控制實(shí)訓(xùn)室、工程實(shí)戰(zhàn)展示大屏、數(shù)字孿生車間等數(shù)字化實(shí)踐設(shè)備，建構(gòu)智能制造數(shù)字仿真體驗(yàn)工業(yè)平臺環(huán)境，建立復(fù)雜知識點(diǎn)、復(fù)雜設(shè)備的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛿?shù)字樣機(jī)，繼而在虛擬空間中完成多樣化映射，進(jìn)行虛實(shí)互動平行執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)逼真的三維模擬現(xiàn)實(shí)場景，幫助智能制造人才實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的“靈敏”移動“智造”，為其創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)條件。

（四）深化多方主體協(xié)同的產(chǎn)學(xué)研合作

面對產(chǎn)業(yè)迭代升級、畢業(yè)生高質(zhì)量就業(yè)、國家制造業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的迫切需求，要構(gòu)建科教結(jié)合、產(chǎn)學(xué)融合、校企合作的協(xié)同育人模式，推動智能制造知識體系創(chuàng)新、深度工程化學(xué)習(xí)和開放協(xié)同育人。具體而言，發(fā)揮協(xié)同育人優(yōu)勢，加強(qiáng)智能制造人才培養(yǎng)與本地企業(yè)、地方高校、行業(yè)龍頭企業(yè)、智能制造研究所研究院之間的技術(shù)交流、產(chǎn)學(xué)研合作，選擇“引進(jìn)來、走出去”的雙向結(jié)合的方式，構(gòu)建認(rèn)知—實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新產(chǎn)教融合實(shí)踐體系。

在“引進(jìn)來”方面，緊盯智能制造科技創(chuàng)新的發(fā)力點(diǎn)，以關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新為抓手，推行政校行政模式、產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、項(xiàng)目紐帶式等多種類型產(chǎn)教融合模式，設(shè)計(jì)項(xiàng)目合作、學(xué)生實(shí)踐、產(chǎn)品推廣、技術(shù)研發(fā)等多種形式產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新平臺，搭建高校、科研院所、企業(yè)多方合作平臺，吸引智能制造企業(yè)、機(jī)構(gòu)、高校等多元育人主體，共建智能制造專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)創(chuàng)研究中心、人才集訓(xùn)基地、專家工作站、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新人才中心，開展學(xué)術(shù)性探討、技能競賽、課程創(chuàng)新、科研活動、技術(shù)難題攻克活動、頭腦風(fēng)暴等創(chuàng)新性實(shí)踐活動，建立典型案例遴選、更新、發(fā)布機(jī)制，為智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)創(chuàng)造客觀條件。

在“走出去”方面，與本地智能制造企業(yè)或其他地區(qū)優(yōu)秀智能制造企業(yè)構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同機(jī)制，建設(shè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地，利用寒暑假期間，安排學(xué)生深入企業(yè)生產(chǎn)與研發(fā)基地研修學(xué)習(xí)，通過將工業(yè)場景、工程問題、前沿科技、先進(jìn)設(shè)備相結(jié)合，進(jìn)一步了解智能制造行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)、難點(diǎn)，積極尋找工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新場景，形成創(chuàng)新合力。

（五）強(qiáng)化雙向融通的教師隊(duì)伍建設(shè)

貫徹落實(shí)“新工科”建設(shè)，有效解決智能制造人才隊(duì)伍大而不強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)問題，需要壯大科技創(chuàng)新“生力軍”。第一，打造“雙師型”教師隊(duì)伍。實(shí)行雙導(dǎo)師制，邀請省內(nèi)外智能制造學(xué)科和行業(yè)權(quán)威專家參與學(xué)院校本教材開發(fā)、科研合作、學(xué)科建設(shè)、課程教學(xué)、專家講座等過程，與智能制造專業(yè)學(xué)生分享開展的相關(guān)研究與成果、行業(yè)先進(jìn)技術(shù)以及未來發(fā)展趨勢，共同培養(yǎng)卓越創(chuàng)新人才。

第二，打造高端科技創(chuàng)新隊(duì)伍。吸納智能制造領(lǐng)域的學(xué)者專家、協(xié)會會員、在職工程師進(jìn)駐學(xué)校，構(gòu)建相應(yīng)的科研團(tuán)隊(duì)，從事專業(yè)性技術(shù)研究、學(xué)術(shù)研究，為智能制造創(chuàng)新人才成長提供師資力量基礎(chǔ)。

第三，加強(qiáng)智能制造教師隊(duì)伍創(chuàng)新能力建設(shè)。以政策扶持、平臺支持、物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)、精神激勵(lì)為動力路徑，鼓勵(lì)智能制造教師積極主動服務(wù)國家戰(zhàn)略，勇?lián)萍紡?qiáng)國使命，為我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型攻關(guān)添新續(xù)力。

第四，建設(shè)智能制造教師創(chuàng)新發(fā)展激勵(lì)制度，圍繞人才培養(yǎng)、學(xué)術(shù)成就、技術(shù)創(chuàng)新等內(nèi)容，改革智能制造教師績效評價(jià)機(jī)制，繼而引導(dǎo)智能制造教師轉(zhuǎn)變職業(yè)發(fā)展和教書育人理念，更有動力地投入創(chuàng)新育人的實(shí)踐中。

四、結(jié)語

現(xiàn)階段，國內(nèi)關(guān)于智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究，主要從智能制造人才培養(yǎng)現(xiàn)狀、智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)影響因素、智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑建構(gòu)三方面展開。學(xué)科課程交叉封閉，教學(xué)模式與創(chuàng)新人才發(fā)展不相適應(yīng)，實(shí)踐教學(xué)類型單一，產(chǎn)學(xué)研融合程度淺層化，高素質(zhì)教學(xué)教師缺乏，是智能制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)困境。因此，應(yīng)通過打造多學(xué)科交叉融合的課程新體系，推行開放與服務(wù)于一體的教學(xué)新模式，譜寫智能制造創(chuàng)新人才實(shí)踐發(fā)展新篇章，深化多方主體協(xié)同的產(chǎn)學(xué)研合作，強(qiáng)化雙向融通的教師隊(duì)伍建設(shè)，破解智能制造業(yè)人才大而不強(qiáng)的困局。

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