面向智能制造的信息类人才培养模式思考与探索

张银南，罗朝盛

（浙江科技学院 信息与电子工程学院，浙江 杭州 310023）

0 引 言

我国是全球的制造业大国，但还远不是制造业强国，特别是装备制造业发展严重滞后，制造业信息化、智能化的水平与发达国家相比还存在较大差距，从事制造业智能化所需的软硬件开发与服务人才严重缺失。制造业必须要建立在有竞争力的软硬件人才培养能力与成长环境的基础之上[1]。

信息类专业人才是智能制造产业的主力军。信息类专业人才的培养，可以为新一代信息技术与工业融合、促进传统制造业向智能制造转型升级提供强大的人才支持。为适应制造业的转型升级，在智能制造背景下，智能制造业需要大批既懂制造、又懂智能的高层次创新型复合人才，因此，推进信息类专业与制造业深度整合的教学进行改革，构建和改革教学体系具有重要的产业和社会价值。

1 推进智能制造发展的背景

1.1 中国制造2025

新一代信息技术和新一代人工智能与制造业的深度融合，正在引发深远的变革。为了在世界制造业格局变化中占据有利地位，德国提出“工业4.0”、美国提出“工业互联网”，我国提出了“中国制造2025”，主攻方向就是智能制造。

1.2 智能制造

智能制造是把传统的制造技术和智能技术、数字技术、网络技术相互融合，应用于产品设计、生产、管理、服务等制造全过程，在制造过程中进行感知、分析、推理、决策、控制，实现产品需求的动态响应、产品快速开发与优化的制造活动。

智能制造作为一个系统工程，强调数字化设计与制造、智能装备、智能机器人、工业互联网、人工智能、大数据、云计算等关键技术的集成，涉及机械工程、控制科学与工程、计算机科学等多个学科，而信息技术是智能制造的重要支撑。

2 智能制造产业对人才的需求

2.1 制造业现状

综合智能制造相关范式，结合信息化与制造业在不同阶段的融合特征，可以总结、归纳和提升出3个智能制造的基本范式：数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造[2]。由于我国制造业整体仍处于工业2.0、3.0和4.0并行发展期，当前正处于从信息化、自动化逐步向智能化过渡的阶段。

经过调研，笔者认为，由于经济发展的不均衡，我国不同地区、不同企业的发展也不平衡。国家重点支持的企业智能制造发展水平高，可以起到示范作用，但数量不多；中小型企业数量众多，发展相对较慢，但部分企业发展比较强劲，有代表性。浙江省2018年制造业企业目前所处的阶段如图1所示。

图1 浙江省制造业目前所处的阶段

从图1可以看出，制造业距离智能化还有较大差距，任重道远，迫切要求全面增强从业人员的信息技术应用能力。

2.2 智能制造产业需求

（1）2017年，教育部、人力资源社会保障部、工业和信息化部联合发布了《制造业人才发展规划指南》（以下简称《指南》）。根据《指南》预测的数据，十大重点领域将面临大量的人才缺口，整个智能制造领域孕育着强大的人才需求潜力。在十大重点领域中，尤其新一代信息技术产业需求最多，缺口量最大（如图2所示）。

图2 新一代信息技术产业需求预测

（2）2017年随着3C、高端装备、新能源汽车等产业的快速成长，信息行业也一片繁荣，但也暴露出很多问题，不仅仅是技术、研发，且更多的延伸到了生产运营、供应链、销售预测等问题上，人才的缺乏使得企业在处理诸多事宜时出现大的问题。

（3）走访产业园区、企业，多数企业认为行业专业人才在数量上的匮乏和质量上的短板是急需解决的普遍问题。笔者所在课题组2018年暑假的调研统计得出，企业在推进智能制造方面存在的最多困难是人才不足，比例达 72.37%。《人民日报》对三省六市100家企业的问卷调查结果显示，制造业吸引人才正面临“三难”（找不到、招不来、留不住）。高达 73.08% 的企业认为：企业迈向高质量发展的过程中最主要困难就是“技术人才缺乏”[3]。

2.3 信息技术人才要求

制造业各环节都离不开信息技术，新一代信息技术产业包括集成电路及专用装备、信息通信设备、操作系统及工业软件三个大类。智能制造对信息类专业人才的需求提出新的要求。智能制造从业者必须具备网络技术、信息技术、工业机器人技术、智能感知技术、物联网技术等智能技术，是具备人机交互工作能力、高端设备制造与操作能力、智能化生产过程处理能力的交叉复合型“智能人才”。

3 高校信息人才培养存在的问题

随着智能制造产业的不断发展，相应的学生培养目标和定位，给高校提出了新要求。目前，智能制造发展对人才的迫切需求与高校的人才培养之间，确实存在着一些脱节，高端技能人才培养与企业需求存在差距。然而，高校人才培养也存在一些问题[4]。

（1）当前工科高校人才培养方案和课程体系大多以传统的学科知识架构为主，跨学科的课程体系相对缺乏，数字化、网络化、智能化与先进制造技术兼通的人才匮乏，跟不上智能制造产业发展的需求。由于课时有限，如何在现有培养体系中有效融合智能制造各方面的主要内容，兼顾工业技术课程和信息化技术课程，需要我们探讨。

（2）人才培养质量需要进一步提高。目前，普通高校培养的毕业生距离企业的要求还有差距，工科教育的教学内容还远不能满足学生学习新技术的需求，迫切需要对现有的教学内容进行更新。

（3）由于行业的差别，导致计算机、电子与信息类的专业技术和能力要求的多样性，且当前师资队伍建设不完善，缺乏高素质“双师型”教师队伍。

（4）实践机制、实训条件、实验设备跟不上产业发展的要求。课程及实践项目涉及的类型比较多，如何总结出比较规范的、通用的评价方法，也是比较困难的。

（5）产教融合力度和深度不够，如何构建产教融合、校企合作新机制，需要我们进一步摸索。

4 信息人才培养的思考与探索

4.1 健全融合发展人才培养体系

浙江科技学院信息学院设有计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程、物联网工程、数字媒体技术等信息专业，多年来一直沿用“学以致用”的应用型培养模式。根据《中国制造2025》需要，按新工科建设要求，围绕“强能力、高素质、国际化、应用型”人才培养目标，紧密对接移动互联网、大数据、智能制造、电子商务等新兴产业，开设理论课程，设置实践教学环节，构建智能制造特色明显的专业课程模块，培养面向信息技术领域开发的卓越工程师。

为适应智能化对信息化人才需求的变化，适时改进培养方案，开拓新方向。作为探索多元化创新人才培养的新举措，学院设立“人工智能特色班”，实施招生、培养联动改革，打造宽口径、重交叉、复合型的创新人才培养模式。

“人工智能特色班”模式是浙江科技学院进行新专业、新方向建设、复合人才培养的试点，在实践实训环节中，引入企业（如百度公司）深度参与培养全程。通过“人工智能特色班”的开展，快速凝聚资源、培养师资、积累经验，积极探索人工智能专业及相关复合人才的培养；同时也为全校各专业学生提供人工智能知识和实践培训，助力浙江科技学院“人工智能+X”的新工科建设与改革，提升人才培养质量与层次。

4.2 建立以培养创新能力为目标的课程体系

课程建设的目标是为适应产业发展的需求，构建以应用型为舵，工科素养、应用技能、专业知识为桨的“一舵三桨”课程体系，促进学生知识、能力和素质协调发展，培养能满足未来智能制造技术发展要求的创新型应用人才。

（1）强调个性化优势。采用“专业基础课+主要专业课+方向选修课＂的课程体系，形成专业方向，设置智能制造相关领域的课程模块,学生可依据自身兴趣选择某一方向进行深度学习，以形成自身个性化优势。

（2）专业定位。以模块化设置为方向的选修课程，将保持灵活性，并适时动态调整，以最大限度地贴近产业发展需求。

（3）课程内容改革。根据课程体系规划的课程，将涉及的传统课程进行改造，围绕相关智能制造新工科要求，更新教学内容，完善相关教学资料。

4.3 探索“互联网+”模式的创新教学手段

为适应新工科的需要，利用信息技术创新教学的模式与方法，塑造教育教学新形态。高校教师应熟练掌握多种智能教学模式，利用慕课和各种数字化资源手段，注重知识传授与技能培养的有机结合，发挥学生的特长和潜力。

创新线上线下相结合的混合式人才培养培训模式。将现代信息技术全面融入教学改革和管理，推动信息化教学、虚拟现实技术、数字仿真实验、在线知识支持、在线教学监测等广泛应用。

4.4 构建多元化的实践教学体系

（1）根据知识培养体系和专业培养目标，建设相关实验室和实训平台。充分利用现有教学资源，挖掘拓展实践训练教学的内涵和外延。可采取组建校企合作的联合实验室，加强校企合作的校内实训基地建设，开展校外实习示范基地建设等方式。

（2）围绕智能制造新型产业背景，构建以智能制造关键技术为代表的实践课程体系改革。以培养智能制造人才为培养特色,以“学中做，做促学”的实践培养，完成将人工智能技术应用于制造过程的创新项目,实现具有行业特征智能化人才的培养。

4.5 进一步深化产教融合、校企合作的人才培养模式

（1）深化产教融合深度与维度，营造互利共赢的协同育人局面,面向产业需求切实提高工程应用型人才培养质量。通过各种改革措施，强化与业界合作深度、拓展维度，开展教师科研立项为企业解决技术难题，服务于企业；推荐毕业生就业服务于企业，并被企业重点培养；以毕业生为纽带再次加强与企业的互动合作。

（2）创新校企联合人才培养机制。探索建立高校和企业、标准化科研机构联合培养机制，加快培养掌握智能关键技术的专业人才。拓展校企合作的广度与深度，吸纳行业、科研院所、企业的优秀专业技术人才参与学科建设。利用优秀企业的资源优势为学校专业建设提供强有力保障。

（3）加强各种形式的国际交流，加强学生创新实践能力培养。通过引进在国际上企业认可度较高的职业认证体系（如智能制造系统工程师认证）和课程，加强学生面向应用能力的培养，提升学生职场竞争力。

5 结 语

当今中国迫切需要教育体制改革，需要大量基础人才的培养，中国实业界需要培养大量软硬件技术人才。实现《中国制造2025》规划目标,离不开高等教育的有力支撑。智能制造对我国制造产业的变革带来了深远的影响，对信息技术人才的需求提出了新的要求。信息类专业在这场技术变革中机遇与挑战并存，如何培养符合智能制造领域产业发展需求的高水平应用型人才，需要开展更深入的研究，需要高校在培养体系、育人、教学、实践、科研、产教融合、校企合作等各环节进行认真探讨和实践，为高质量创新型复合人才培养做出更大的贡献。