两化深度融合背景下智能控制技术专业课程体系构建研究

万航

【摘 要】两化融合是信息化和工业化的高度结合，在两化深度融合背景下，为了顺应工业4.0和中国制造2025下人才培养的需求，分析了当前智能控制技术专业课程体系存在的不足，提出了“博学（课程体系的内涵建设）；审问（从课程体系困惑到究其根源）；慎思（课程体系构建的SWOT分析）；明辨（面向两化深度融合的课程体系构建具体实施方案）；笃行（将课程体系构建落实到具体人才培养中）”的研究思路，完成具体的构建和实施过程。

【关键词】两化融合；博学；审问；慎思；明辨；笃行

中图分类号： F426.82 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）20-0039-004

Intelligent Control Technology under the Background of Two - depth Fusion Research on the Construction of Professional Curriculum System

WAN Hang

（Zhejiang Vocational and Technical College of Economics，Hangzhou Zhejiang 310018，China）

【Abstract】In order to conform with the demand of talent training in industry 4.0 and China under 2025，this paper analyzes the shortcomings of the current curriculum system of intelligent control technology，and analyzes the current situation of intelligent control technology curriculum，（The SWOT analysis of the curriculum system）；discernment （for the two depth of the integration of the curriculum system to build the specific implementation of the program）；to learn （the curriculum system of the connotation of construction）； interrogation （from the curriculum system confused to its roots）；Benedict （the curriculum system to build into the specific personnel training） "research ideas， to complete the specific construction and implementation process.

【Key words】Two fusion；Erudite；Interrogation；Deliberate；Discernment

兩化（工业化和信息化）深度融合是指信息技术广泛应用到工业设计生产的各个领域，是两化融合深度发展的高级阶段，融合的领域从局部到整体，从产品关键环节链到整体的集成化模块操作；融合的层次也从资源利用、成本预算到组织结构的优化。浙江省非常重视两化深度融合的发展，还专门建设了浙江省两化融合公共服务平台的网站，从最新新闻动态、智慧应用、软件服务、培训服务以及两化应用等方面大力推广两化深度融合平台服务，也为智能控制技术专业发展提供了信息化技术支持。随着工业4.0和中国制造2025的到来，信息化和工业化的融合显得至关重要。而两化深度融合背景下，智能控制技术专业的未来前景将变得无限广阔。目前制造业就业的社会需求量也在逐日加大，也使得这个专业课程体系建设变得尤为重要。[1]

1 智能控制技术专业课程体系存在的不足

“智能控制技术”是当前国内外机电一体化学科中十分抢眼和具有多重挑战性的技术领域，是多种学科的高度融合，代表着当今世界控制理论体系未来的发展方向。该课程体系涵盖了各种神经网络，多种算法的集成，也有自动化学科的精华成分。特别是在人工智能引领未来发展的大环境下，智能控制技术专业的人才培训和课程体系建设已经成为高校重点培养的路径之一。但是在两化深度融合背景下，各高校普遍存在着“智能控制技术专业”课程在教学内容编排、知识体系的构建和实践操作环节与该学科的前沿发展状况联系不紧密。[2]

1.1 教学内容编排的混乱

智能控制技术专业是一门非常严谨的学科，涉及到多种学科的高度契合。笔者调研中发现，现阶段的智能控制技术专业课程体系存在教学内容编排混乱的现象，电子、电工和电气不能有效地融合到一起，学科交叉重复现象明显。从一定意义上说，没有形成一套完成的教学内容编排体系，不能将专业在工业领域的应用体现出来，没有协调好智能控制技术与各交叉学科之间的联系、整合和优化。

1.2 知识体系构建的单一

近年来，随着智能控制理论、控制方法和控制技术在工业领域的广泛应用，各院校普遍存在着“智能控制技术”课程知识体系结构单一化，在教学内容和知识体系的安排上与学科前沿发展脱节，该课程体系的知识层面相对狭隘，未能与相关课程内容有机结合，急需一套相对完整的知识体系课程构建。

1.3 实践操作环节与理论知识的脱节

任何学科的最终目的都是要将理论知识与实践操作有机地结合，智能控制技术专业人才培养更是如此。实际调研中发现，课程实践应用环节相对薄弱，在课程体系构建的整个过程中，高校由于设备、环境以及师资的原因，对理论教学相对重视，而缺乏实践操作环节的实施，导致理论教学与实际应用越来越脱节的弊端，不利于对学生的自动化操作能力、实际动手能力与自主创新能力的培养。endprint

2 两化深度融合下智能控制技术专业课程体系的具体构建思路与方法

智能控制技术专业课程体系的发展应当面向两化深度融合，课程体系改革的走向应当是从“传统工业化”走向“两化融合”的螺旋式上升空间，以“智能控制技术专业能力”框架内容为课程目标，以“模块化课程结构体系”为课程体系设计的参照依据并且通过课程内容的重组、课程结构的调整和课程具体的实施方案的改进，最终达到面向两化融合的目标。[3]

研究依托教育学相关构建理论，从“中庸”当中获取灵感，遵循“博学（课程体系的内涵建设）；审问（从课程体系困惑到究其根源）；慎思（课程体系构建的SWOT分析）；明辨（面向两化深度融合的课程体系构建具体实施方案）；笃行（将课程体系构建落实到具体人才培养中）”的研究思路进行探究和建设，运用文献综述法、调查研究法、问卷与访谈法、统计研究法、跨学科研究法、定性与定量研究法等面向两化融合对智能控制技术专业课程体系的构建进行探索，尝试性地提出构建思路和方案。[4]

2.1 博学：课程体系的内涵建设

通过梳理智能控制技术专业的根本特征，参考课程体系的基本构建原则，提出了课程体系的内涵建设包括五个方面，分别是：课程目标、课程内容、 课程结构、课程实施与课程评价，具体关系如图1所示：[5]

2.1.1 课程目标

本校智能控制技术专业的课程目标旨在培养两化融合背景下掌握智能控制下的机器人和实现智能控制下的3D打印、智能控制下的飞行器、人工智能系统和大数据下的信息处理、自动控制、系统优化专业知识和综合技能人才。这也是五要素中的核心要素中心点。

2.1.2 课程内容

围绕智能控制技术专业课程目标拟定的课程内容主要分为四方面：学科基础课程、专业核心课程、专业特色课程和实践创新課程。通过信息能力、技术能力和管理能力三位一体的培养方式，学生能够熟练掌握专业技能，能够在工作岗位上学以致用，更好地掌握信息化与工业化的融合方式。

2.1.3 课程结构

针对当前智能控制技术专业的特色和独到之处，对课程结构做出如下解释：课程结构是为了实现既定的教学目标，在一定价值观念影响下，构成课程体系的各个部分和要素之间进行组合的形式和它们之间的相互配合关系。而智能控制技术专业课程结构最重要的就是课程由哪些知识构成，它能够反映出高校所持教学理念和在进行课程安排时所遵循的价值观，它同样对学生所掌握的知识体系结构有重要的影响。

2.1.4 课程实施

课程实施部分参考国内外广义和狭义的课程实施定义后得出结论：智能控制技术专业课程实施是将课程计划付诸实践，并在实践过程进行调试以实现预期课程目标的过程，这个过程实际上是课程中的人和事相互作用的过程。课程实施的内涵包括：一是课程实施是一个实践过程，这个过程是事先预设好的，结合智能控制技术专业特点而设立的；二是课程实施的过程是一个复杂、动态的非线性发展过程；三是课程实施是通过教学活动这一设计环节而得以进行的。

2.1.5 课程评价

结合智能控制技术专业的特色，参考了相关院校的研究体系，总结出本校智能控制技术专业的课程评价的对象至少有四方面：课程设计、教师使用的课程内容、学生的成绩反馈和相关课程系统的使用。大力建设智能控制专业，促进信息化发展，围绕人工智能的高技能产业链效应，把课程体系评价建设的重点放在人才培养模式上，通过社会需求和企业发展方向，体现高职院校特色，把课程评价的教学活动落到实处。

2.2 审问：从课程体系困惑到究其根源

智能控制技术专业课程体系五要素的提出，明确了高校课程体系的必经之路，并且从中揭示出了教学活动中表现出来的短板问题。原先的课程体系已经不能满足教学需求，需要从根本上去诠释智能控制技术专业人才培养的初衷和课程体系构建存在的不足。研究认为从三方面进行阐述：

2.2.1 课程体系困惑的诉求

课程体系的完善和构建不仅仅是教育系统内部的考核评价，外部社会的助推作用也是尤为重要的。在眼下人工智能迅速发展中，主要发现了三种课程体系的诉求：企业的诉求、学生的诉求和教师的诉求。企业诉求主要体现在如何择优选到符合两化深度融合的未来战略型人才；学生诉求体现在如何能够在校期间学好专业知识，跟企业培养目标无缝对接；教师诉求体现在如何能够通过翻转课堂和混合教学等先进的教学方式激发培养学生的学习兴趣和专业能力。

2.2.2 课程体系诉求的反思

在三种课程体系困惑诉求的基础上，进一步反思了现阶段本校智能控制技术专业课程当中的一些弊病，结合五要素，总结出了以下问题：课程目标定位模糊、课程内容陈旧狭隘、课程结构体系失衡、课程实施方法单一和课程评价缺乏统一管理机制。

图2 智能控制技术专业课程体系构建的SWOT分析模型图

2.2.3 智能控制技术专业未来发展方向

分析了课程体系诉求和反思了具体原因后，暴露出了现阶段专业设置和课程建设的短板，而这一系列的问题会直接导致学生接受的知识面狭隘，对课程的满意程度不高等后果。本校智能控制技术专业课程体系建设必须结合自身专业发展问题的“内因”和社会发展变化的“外因”，提出了未来发展的计划为：培养学生沟通交流能力、终身学习能力、实践综合能力、信息化获取能力、团队组织协作能力等技能。

2.3 慎思：课程体系构建的SWOT分析

面向两化深度融合分析智能控制技术专业课程体系现状与目标之间的差距，寻找课程体系构建改革的潜在机会，对课程改革非常必要。SWOT分析非常适用于智能控制技术专业课程体系现状与目标的差距分析，实质上是将课程特点和优势视为内因中好的方面，将课程劣势视为内因中坏的方面；将外部机会（国外的课程探索研究）视为外因中好的方面，将外部威胁（本校课程体系的现状）视为外因中坏的方面，具体模型思路如图2所示：endprint

2.4 明辨：面向两化深度融合的课程体系构建具体实施方案

一直以来，毕业要求都是一项高校培养人才的关键指标，这关乎到企业的用人需求，社会的人才培养趋势以及学校的办学水平特色。毕业要求是构建课程体系的依据，而课程体系构建是达到毕业要求的支撑。毕业要求必然要通过与之对应的课程体系在教学中实现，即毕业要求的完成必须落实到具体的每一门课程中去。智能控制技术专业是一门实践性和操作性很强的工科专业，在构建课程体系时要充分考虑到知识的能力体系和相关的横、纵向关系。所谓的横向课程体系就是在同一层次的课程间建立课程实践平台；而纵向课程体系就是在不同课程间建立相互支撑与辅助联系。

根据两化深度融合背景下，企业和社会对智能控制技术人才培养的需求和未来适应工业4.0与中国制造2025的人才培养趋势，建立了符合本校发展前景的创新型卓越工程师的人才培养体系，初步设计了富含专业特色的纵向课程体系的构建方案。[6]该课程体系的第一层次以电工电子技术和计算机科学为基础，由“电路分析基础”、“电子技术与应用”、“计算机硬件技术”等构成专业基础课程群，強调学生的专业基础知识的学习和技能实践；第二层次涵盖智能控制技术专业的自动化基础理论、射频识别、电机控制原理和工业以太网等专业综合知识应用，兼顾强弱电结合，由“电机拖动技术”、“以太网通信与总线控制技术”、“自动控制原理与应用”、“传感器技术与仪表”等构成了专业核心课程群；第三层次以本专业嵌入应用、电气控制应用和人工智能应用为主线，对各个方向的课程进行优化重组，构成了体现智能控制技术专业特色的3个专业方向群，叫做专业特色课程群，以此提高学生的动手实践和学科应用能力；第四层次构建了实践创新课程群，包含了校内创新创业类综合实践课程、校内模拟仿真竞赛训练课程和校外实习类实践课程。学生在实践环节中可以参加教师的科研项目，或者参加技能比赛，进行系统化训练，或进行大学生挑战杯的实战演练，以提高自身的竞争力和科技创新能力。

2.5 笃行：将课程体系构建落实到具体人才培养中去

智能控制技术专业的发展离不开课程体系的构建，而课程体系建设的最终目的就是能够培养出适应社会发展的高技能应用型人才。提出了智能控制技术专业纵向课程体系后，进一步提出人才培养模式的具体措施与方法，以两化深度融合为背景，探索一条人才培养可持续发展的道路，为高新企业和电气自动化以及人工智能领域输送人才。[7]在具体的培养过程中，以“工学结合、知行合一”为目标，从课程体系五要素去分析落实措施，具体如下：

2.5.1 课程目标的重建

在课程目标中加入“信息素养”的培养。“信息素养”对学生提出了更高的要求，从职业素养到信息化技能让学生在校期间就能很好地培养动手能力，营造职场化氛围，能够和企业进行无缝对接，根据两化融合的需求，培养学生综合实践能力。课程以培养智能控制技术专业毕业生的“电气自动化与人工智能设计能力”为重建目标，包括了知识、技能、素养和实践能力四个维度，体现的是整体工程运用能力和实践创新能力。

2.5.2 课程内容的重组

重组智能控制技术专业课程内容是为了落实课程目标并诠释出面向两化融合的全新理念。智能控制技术专业课程的“电气自动化与人工智能设计能力”目标框架是重组课程内容的依据和基础，对课程目标框架中的分类要素进行整合重组，落实课证融合，进行职业化培养与教学，最后根据行业、企业和学校个性化需求进行课程内容的最终确定和梳理。

2.5.3 课程结构的优化

经过调研发现，课程结构优化是学校层面专业课程的重组和重建的关键所在。智能控制技术专业课程结构的优化重点倾向于调整课程结构中理论基础课和专业实践课的整合、专业必修课和选修课的模块化分层、显性课程和隐形课程的归一化。对于培养计划的制定要符合人才培养递进式的规律，课程结构的优化要考虑学生在校期间是否在学业上达到顶峰效果，通过合理的课程结构优化，构建出清晰明了的学习成果蓝图，强调了必备技能的强化效应。

2.5.4 课程实施的落实

在课程实施的落实方面，结合本校专业自身特点，认为以学生为中心的课程实施设计是智能控制技术专业化教育的难点。以学生为主体的教学活动应从行业、企业、学校、教师和学生等多方面协调进行，依据能力本位的指导原则，制定课程体系实施的具体方案，这中间包括：创造实施所需的智能控制技术实训基地硬件设备和软件环境；建立良好的校企合作平台；培养学生具有“工匠精神”的职业素养；面向两化深度融合为学生提供真实的工程应用设计背景；课程设计、教学方法和师资培训符合人工智能大环境下的发展趋势等。总而言之，实施的对象一定是学生，也是服务于学生，培养出高技能型应用人才。

2.5.5 课程评价的完善

课程评价体系是教学质量和教学水平的重要反馈方式和途径，在两化深度融合背景下，专业团队可以尝试建立课程体系的评价方式从“单一化”走向“多元化”；从“硬性指标”走向“弹性结构化”；从“求分数”走向“重诚信”；从“理论为主导”走向“理实一体化”；从“定性与定量分离式评价体系结构”走向“定性与定量有机结合模式”，从“传统业绩教学考核模式”走向“以学生为主导的考核量化模式”。所有这些课程评价体系的完善需要依赖学校层面的政策支持和分院专业细致化的考量判定。完善课程评价体系有助于专业建设和课程体系构建，能够更好地引导教师和学生进行互动教学，完成职业化能力进阶，才能真正把两化融合的理念深入到教学和专业发展中去。

3 结束语

在两化深度融合发展的当下，智能控制技术专业课程体系构建是一项任重而道远的工作，需要依赖学校、行业、企业的大力支持和专任教师对新知识的不断摄取和对前沿发展趋势的更新认知。通过针对当前智能控制技术专业课程体系构建中存在的问题，继而进行调研和比较，初步完成了一套可持续进行的适应本校专业发展的课程体系，从课程目标、课程内容、课程结构、课程实施和课程评价五方面进行具体阐述。课程体系构建大胆创新，但却归于实际，从理论教学体系、实践教学体系和素质教学体系三方面去诠释高技能人才培养的真正意义，强化了学生的工程应用能力、实践技能水平和创新运用能力，为今后的工作打下良好基础，提升了就业水平。综上所述，智能控制技术专业课程体系的构建必将对学校的整体发展、树立专业特色、优化教学目标、培养卓越的高技能人才、提升实训基地建设水平有着深远的影响。

【参考文献】

[1]李培楠，万劲波.工业互联网发展与“两化”深度融合[J].中国科学院院刊，2014，29（2）：215-222.

[2]张允，张运波，候丽华，王瑾.应用型本科“智能控制技术”课程教学改革的研究与实践[J].中国电力教育，2012（36）：52，58.

[3]邢丽华.两化融合下的传感器课程改革方案—以“传感器及应用”子课题资源建设为例[J].电子世界，2013（20）：238-239.

[4]曹小琴，罗莹.面向“两化融合”的工业设计专业课程目标研究[J].美术大观，2013（4）：147.

[5]孙巍巍，李德君，张莹芳，杨丽华，陈超.浅谈“两化融合”背景下工业设计课程体系要素的重构[J].经济师，2016（8）：229-230，232.

[6]胡晶.工业互联网、工业4.0和“两化”深度融合的比较研究[J].学术交流，2015（1）：151-158.

[7]周国顺，图雅，张阳.面向“工业4.0”的智能科学与技术专业创新课程体系构建[J].计算机教育，2016（10）：66-69.endprint