人工智能视角下的机械加工人才培养改革研究

吕春雨

摘  要 分析人工智能视角下机械加工人才培养改革研究的意义，指出人工智能视角下机械加工人才培养现存主要问题，并提出相应的对策和建议，以期促进机械加工人才培养，为智能教育的建设和改革提供参考。

关键词 高职院校;人工智能;机械加工;智能教育;“双师型”教师;实训室

中图分类号：G718.5    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）11-0122-03

0 引言

随着人工智能（AI，Artificial Intelligence）技术的飞速发展，人工智能已经开始并且将越来越深刻地融入与改变人类社会的交通、家庭生活、教育学习、医疗健康、公共安全、就业工作和娱乐服务等多个领域。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，规划中指出，人工智能发展已经进入“新阶段、新焦点、新引擎、新机遇、新挑战”的战略态势[1]。对高等职业教育而言，伴随着人工智能技术的发展进步，专业人才培养需要顺应行业技术革新，智能教育的时代必将来临。规划中提出“三步走”战略目标，2020年已经是“十三五”的收官之年，即将走完“三步走”战略目标的“第一步”。展望未来，对标“第二步”2025年的建设目标，需要在即将开始的“十四五”开局之年提前谋划，做好新形势下智能教育的建设与改革工作。

1  研究意义

1.1  顺应人工智能技术发展，推行智能教育

高职机械设计制造类专业（主要指数控技术专业、机械设计与自动化专业、机械设计与制造专业，全国高校开设情况如图1所示）是机械制造行业技术技能型人才培养的主阵地，其专业建设水平和人才培养质量是实现新一代人工智能发展“三步走”战略的重要组成，也是关系到“中国制造2025”国家战略实施、实现的重要环节[2]。伴随着人工智能技术的发展，机械加工领域未来必将走上智能制造之路，也必将深刻影响高职院校机械设计制造类专业的教育改革，因此，该专业需要顺应行业技术发展，向智能教育转变。

2  人工智能视角下机械加工人才培养现在存在的主要问题

2.1  实训室建设没有按照诊改的工作思路形成规划体系

从诊改的复核情况来看，部分高职院校专业层面的实训室建设方面的规划体系还未健全、未落地，尚未按照诊改的工作思维将实训建设纳入学校规划体系，存在规划体系不落地、相关工作流程和工作制度不完善、监测预警机制不健全等现象。

2.2  实训室建设受到资金、场地等限制，投入相对不足

2.2.1  设备投入资金大  机械加工类实训室建设不同于其他专业，建设投入资金数目较大，后续耗材消耗量较大。近年来，在国际金融危机的长期影响下，开设相关专业的高职院校专业招生计划数有所调整，专业在校生规模没有构成较大体量，学费收入与教学仪器设备投入存在较大差距，进而在人工智能发展趋势下，学校对新兴智能制造教学仪器设备采购相对萎缩，种类数和台套数相对不足。

2.2.2  设備占用场地大  机械加工类实训室设备体积和重量较大，需要足够的实训场所空间，通常因为承重原因而只能建在一楼。开设机械加工类专业的高职院校通常早就建成传统的机械加工实训室，投入大量资金，占用大量场地，采购了手动车床、钻床、数控车床、数控铣床等设备。受到实训室空间限制，新兴智能制造装备缺少足够的安置空间，这也是新兴智能制造装备工位数不足的一个影响因素[3]。

2.3  “双师型”教师队伍建设滞后，技术转型还需不断改进加强

“双师型”教师队伍建设是高职院校人才培养的重要保障，也是应用新建智能制造装备组织教学的直接实施者。在国家机械制造业转型发展的新形势下，学校的“双师型”教师队伍建设相对滞后，相当一定比例的专业教师的技术技能水平还停留在传统的机械加工层面，对新技术、新装备的理论研究和实践经验短缺，没有跟上行业人工智能发展的节奏[4]。

2.4  教学中忽视了人工智能技术在大数据分析和生产管理中的应用

传统的机械制造类专业教学过多地重视具体设备操作、加工精度、生产质量检测和设备的维护维修，往往忽视人工智能技术在机械加工中的运营管控、大数据分析、决策看板、风险预警等相关领域的教育教学。

3  对策建议

3.1  将实训室建设纳入诊改的规划体系中，规范实训室建设各项工作

即将进入“十四五”，各学校已经开始谋划新一轮的五年事业发展规划。2021年是“十四五”开局之年，是学校新一轮五年事业发展的起点。当前，正值学校新一轮规划体系建设的重要时间节点，建议按照诊改的工作思维，将实训室建设纳入学校规划体系，建立从学校整体的实训室建设规划到专业群实训室建设规划、专业实训室建设方案的三级实训室建设目标链，完善相关的工作流程、工作制度，打造好目标链、标准链、监测预警、诊断改进的质量保证工作螺旋，规范实训室建设工作。

3.2  从使用的角度开放实训室建设的申报权，发挥好多方参与的作用

实训室建设是一项系统工程，以机械加工类实训室为例，从使用的角度来看，主要服务于专业课程教学、智能制造技能大赛训练（如全国人工智能应用技术技能大赛、全国智能制造应用技术技能大赛等）、教师科研工作、对外培训及生产加工服务等需要，在建设申报时应考虑多元需求。建议进一步打破实训室建设的“官本位思想”，开放实训室建设的申报权，在制度、流程上允许与倡导课程组组长、专业带头人、骨干教师、技能大赛教练等教师群体作为负责人申报实训室建设项目;建议在制度、流程上要求高职称教师、专业带头人、企业专家等参与论证表决，重视前期的实地调研、多方论证，重视新技术、新形势下的建设方案科学论证调整。

3.3  优化专业布局调整，加强实训室场地建设，加大资金投入力度

3.3.1  优化专业布局调整  建议教育主管部门能够进一步统筹全省的专业布局，科学论证，跨校选择合并部分同质化专业，改变以往机械设计制造类专业松散建设的局面，集中优势资源，打造强势专业与专业群。建议在上级行政主管部门的组织协调下，同城高职院校探索共建机械加工类实训室，避免分散投入、重复投入，畅通资源共建共享机制，提高设备利用率。

3.3.2  加强实训场所建设  建议高职院校首先做好校内的专业布局调整，结合学校的办学目标对现有专业进行科学布局，撤除一些与地方经济发展结合不紧密的专业和弱势专业，节约出实训室场地空间，集中办学资金打造核心专业、重点专业的实训教学基地。此外，建议高职院校科学谋划与论证实训室场地建设，根据办学目标、学生规模数、生均实训室面积、生均教学工位数等指标做好实训楼的新改建工程。

3.3.3  加大资金投入力度  在人工智能快速发展的背景下，学校在资金预算上要进一步加大投入力度，重视机械制造行业新设备、新技术、新生产线以及相关的虚拟仿真教学系统的采购，重视配套的实训教学资源开发，重视智能制造教学相关的耗材投入。

3.4  贯彻落实职教20条精神，推进新形势下“双师型”教师队伍建设

3.4.1  引进行业中工匠型教师  实践教学质量需要有一流的师资队伍作为保障。职教20条指出，职业院校自2020年起原则上要求新引进专业教师具有三年以上企业工作经历[5]，建议各地方层面能够尽快配套相关政策。在人工智能快速发展的形势下，机械制造类专业应重点引进行业企业中具有丰富智能制造装备从业经验和较强学习能力的工匠型教师。

3.4.2  推动“双师型”专业教师队伍结构转型  职教20条指出，“双师型”教师应占专业课教师总数超过一半，并定期组织选派专业骨干教师赴国外研修访学[5]。为适应人工智能在机械制造行业应用的发展形势，高职院校应进一步落实好专业教师挂职锻炼制度，组织专业教师定期到行业中的相关企业参与智能制造相关的研发、生产加工、维修，积累一線工作经验，推动“双师型”专业教师队伍适应人工智能发展在技术领域的结构性转型。

3.5  转变教育教学理念，重视人工智能技术在机械制造领域的全面应用

在疫情期间，智能制造无人化、高效化、安全化等诸多优点凸显了人工智能的优势与发展潜力。在机械制造行业，人工智能是必然的发展趋势。人工智能技术在机械制造领域的应用是一项系统工程，高职院校在教育教学过程中应该进一步转变教育教学理念，以人工智能技术为牵引，重视人工智能技术在设备综合效率提升、故障诊断方面的应用，重视以人工智能技术作为算法引擎在提高企业生产周期预测、匹配精准度方面的实践应用，重视基于人工智能技术的平台在机械制造企业全局运营管控、大数据分析、决策看板、风险预警等领域的全面应用。

4  结束语

总之，在人工智能发展趋势下，机械加工人才培养改革需要重视人工智能与实训室建设的融合，需要推进人工智能与“双师型”专业教师队伍建设的融合，需要加强人工智能与课程建设及教学改革的融合，从而不断提升人才培养质量。

参考文献

[1]国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].[2017-07-08].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]国务院关于印发《中国制造2025》的通知[EB/OL].[2015-05-08].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015-05/19/content_9784.htm.

[3]高铭悦，潘正高，邱慧丽.人工智能专业实训教学系统研究与设计[J].鄂州大学学报，2019（4）：101-103.

[4]肖露.基于人工智能的高职院校“双师课堂”构建研究[J].智库时代，2019（23）：129，133.