中职机械专业学生智能素养培养实践策略研究

钱星宇

摘要：智能制造是我国制造业从制造大国向制造强国转变的必由之路。智能制造带来的变革对中职机械专业学生的能力和素养提出了更高的要求。在此背景下，为了让学生更好地适应智能制造企业的工作岗位，保证智能制造产业的可持续发展，培养中职机械专业学生智能素养已刻不容缓。因此，对中职机械专业学生的智能素养培养的研究具有重要的意义。本文梳理了智能素养内涵，分析智能制造工作岗位需求，梳理智能制造对机械专业学生智能素养的新要求。围绕中职机械专业学生智能素养的现状，从智慧校园、课程融合、智能技术应用、师资提升、智能社团、课题研究六个方面提出了中职机械专业学生智能素养培养的实践策略和建议。

關键词：智能制造;智能素养;机械专业;实践

一、引言

智能化是当今制造业乃至世界范围内各个领域的热门的话题，以物联网、大数据、云计算、人工智能为代表的新一代信息技术与制造业的融合创新发展，以及以智能化、网络化、自动化为核心特征的智能制造模式正在成为产业发展和变革的重要方向。中职学生想要从事该行业工作，成为人工智能时代需要的人才，就必须掌握人工智能技术和提升自身的智能素养，提高自身的智能化胜任力，掌握智能素养的内涵。只有这样才能做到与时俱进并服务智能制造产业，实现个体全面的发展。

因此，在人工智能和智能制造背景下，研究中职机械专业学生智能素养的新要求，探索智能素养培养途径，为中职机械专业学生智能素养培养提供有效的培养策略将成为当前研究的一大重任。特别是在“中国制造2025”战略背景下，对中职机械专业学生的智能素养培养研究更具有现实意义。

二、智能素养的内涵

结合国内外学者的研究，本文认为智能素养是信息素养的高阶，比信息素养更全面更深入，它是人工智能时代人们必需的素养。智能素养应包含智能意识、智能知识、智能思维、智能应用、智能伦理等基本要素，是集智能知识与技能、智能态度与意识、智能伦理与道德、智能数据收集与处理、利用人工智能技术分析与解决问题的思维与智能创新于一体的素养。

三、智能制造对中职机械专业发展的新要求

中职机械专业在智能制造背景下，必须要契合智能制造发展内涵和人才需求，通过改革以适应时代要求。根据智能制造岗位知识能力新要求，这些新要求必然造成中职人才规格也要发生转变，主要体现在专业方向、培养目标、培养方式、师资队伍和实训环境等方面。

第一，智能制造要求中职机械专业智能化。为适应智能制造发展需要，中职机械专业发展要向智能化方向调整。传统的专业设置时就是为了满足当时的社会需求，但是随着技术水平和生产方式的变革，特别是智能制造的快速发展，专业定位必须调整以适应智能制造发展需要。比如，为应对智能制造网络化、智能化、数字化、柔性化的发展趋势，传统的机械专业完全不适应智能制造的要求，专业方向和专业定位也必须向智能化、数字化方向调整。

第二，智能制造要求中职机械专业学生具备智能素养。机械专业方向调整后，中职人才培养目标也随之改变，根据智能制造岗位对机械人才的要求确立培养目标。以前中职机械专业以培养传统制造业中的操作者、维修者为主。在智能制造背景下，中职机械专业培养目标也要发生变化，为企业培养规划者、协调者、管理者、决策者，中职机械专业的人才培养目标由单一劳动者向复合管理者转变。

第三，智能制造要求课程向智能化调整。中职机械专业人才定位和培养目标调整后，人才培养内容也必须根据智能制造岗位需要的知识和能力进行更新。专业课程体系是中职人才培养的主要内容。根据智能制造的岗位要求，对于智能感知、数据分析、平台运维、智能监控等知识和技术的需求越来越紧迫。这些新知识在传统的机械专业是很少涉及的。因此，根据智能制造需要，中职机械专业课程体系必须及时调整，受总学时限制，删减一部分与智能制造关联度不高且实用性不强的课程，新增人工智能、智能控制、物联网、平台运维等方面的课程，丰富机械专业课程，让机械专业课程体系更加符合智能制造发展要求。

第四，智能制造要求教学注重新工种实践。中职机械专业学生对理论学习兴趣不大，喜欢动手实操。随着智能制造不断发展，企业的岗位也在发生变化，比如数字化设计、安装调试员、生产排程员、网络运维员等新岗位的出现，中职单一的理论和实训已经很难适应企业人才需求。因此，校企合作，工学结合等人才培养模式必须要进一步加强，结合企业实际案例进行项目化教学，让学生的解决实际问题的能力增强，提升机械专业学生的综合能力。

第五，智能制造要求教师提升智能化教学水平。在智能制造背景下，作为机械专业教师，提升自身的智能素养是必要的。教师通过密切联系企业，积极参加智能素养提升的培训，全面提升师资的智能水平。只有师资水平符合智能制造发展要求了，机械人才培养的目标才能得以最终实现。

最后，智能制造要求环境智能化。在人工智能时代，万物互联、智能感知无处不在。中职学生作为智能制造企业的主力军，是非常有必要提前接触和感知智能设备、智能环境的。所以作为学校，要大力建设智慧校园、智慧教室、智慧实训室，为机械专业学生提供智能环境和智能设备，让学生在智能环境中成长，学生的智能素养就会有所提升。

四、机械专业学生的智能素养培养的实践策略

1.建设智慧校园，感受智能环境

学校通过智慧校园建设，让机械专业学生全天候体验智慧校园的便捷，学生在寝室里手机可以开门、图书馆可以手机借书，食堂里手机可以提前订餐，智能超市里可以自主购物等，在体验校园生活中，真正让学生了解物联网、云计算、大数据等智能技术的应用，从而提升他们的智能素养。

智慧校园除了让学生在日常生活中体验便捷和感知智能环境外，在智慧教室、智慧课堂上更需重视，根据机械专业学生特点合理使用智慧教室，充分利用线上线下的智慧课堂，让机械专业学生自主搜索课堂相关的教学材料，教师线上线下安排好任务，学生能在课堂上自主完成或者小组合作完成教学任务，自主探究，小组合作探究等形式进行。智慧课堂学习资源丰富并且容易获得，课后还可以根据记录进行学习、复习，方便快捷，有利于智能素养的提升。

2.加强课程建设，智能素养与专业相互融合

为适应智能制造的发展，学校必须要加强专业课程体系的建设，把机械专业学生的智能素养培养融入到专业课程建设中。由于在智能制造背景下，智能化的工作岗位对技术人才的专业知识和技能提出更高的要求，增加智能课程是最好的选择。但是受课时的限制，增加新的课程，必须缩减传统课程。以机电一体化应用技术为例，删减了金属材料、热处理等传统加工类课程，新增PLC控制、编程类课程，为满足智能工厂、智能车间的相关岗位的需要，比如机械臂安装调试、生产线的维护保养，还需增设机器人技术、智能控制技术等。有些课程以选修课、第二课堂的形式来提升机械专业学生的智能知识和技能。图1-1为2015年工程机械专业课的设置情况，图1-2为2020年工程机械专业课的设置情况，课程变动较大，智能课程增加数有6门（红色字体为新增课程），占专业课总数的30%左右（不包括选修课和第二课堂），学校对智能课程的重视程度在不断加大。

3.改变授课形式，善于应用智能技术

智能素养与专业课程需要相互融合，教师在授课过程中，要改变授课形式，善于使用智能设备和应用智能技术。以机械制图为例，要对图1-3的实物图进行讲授三视图的画法，在授课过程中，教师可以把CAD融入，让学生在机房完成CAD制图（图1-4）。学生在CAD制图的基础上，继续学习三维制图（图1-5）， 最后还可以学习3D打印技术，将自己设计的产品打印出来（图1-6）。机械制图本来是一门最枯燥的课程，也是机械专业学生不受欢迎的课程之一。现在的《机械制图》课程把CAD制图、3D打印技术融合进去，学生的学习热情大大提高，学习效果更好。学生不仅能很好的掌握机械制图的内容，还学会了实际应用和3D打印等智能技术。把智能技术融入机械专业课程，对于提升学习效果和智能素养是非常有效的。

4.加强师资建设，培养智能素养高的教师队伍

首先，学校应该加强教师与企业的联系，积极安排教师下企业。教师在企业实践中，既可为机械专业课程体系改革搜集实用的资料，也可为机械专业人才培养方案的制订提供参考。同时随着校企合作不断深入，新型学徒制、产教融合等都可以全面开展，有利于提高专业教师科研和实践能力。

其次，要加强专业教师队伍建设。学校可以聘请企业专家参与到学校的人才培养和教学中，与校内教师协同教学，既可以丰富教师结构，又可以分享实用的实践经验及前沿技术。学校也可以与企业合作，共建校企实训基地。校企实训基地既可以作为学生日常实训项目，也可以作为企业员工培训基地。基地的培训师由学校教师和企业工程师组成，共同开发符合企业需求的培训课程，共同为校企培养人才。教师在校企实训基地既提升能力，也实现服务社会的功能。

最后，学校要加大力度引进复合型人才。随着人工智能不断发展，教师的工作重心发生改变，教育管理、教育监测、教学效果分析、教育决策工作探讨等活动将依靠智能设备完成，未来教师工作很大程度要依靠智能设备辅助完成，因此人工智能时代教师要善运用人机协同的思维方式。学校在引进专业教师的时候，既要考虑专业对口，也要引进计算机、物联网、人工智能等专业人才，优化教师结构，根据教师的不同基础、不同专业和不同的需求，设计符合智能素养培养的培训内容，有利于教师团队整体智能素养的提升。

5.开设智能社团，提升学生智能素养

中职专业社团一般都以专业为载体，以培养学生的专业技能为目的，由有共同兴趣爱好的学生自愿组织而成的学生组织。专业社团是中职第二课堂的主力军，是提升学生专业素养的重要平台，也是校园文化建设的重要载体。学生通过参与专业社团活动，可以提升专业知识和技能，增强他们的适应社会能力和职业发展竞争力。

随着智能制造的发展，学校课程和专业方向也往智能化方向发展。学校的专业社团也在更新，开设符合智能制造发展需求的智能社团是非常必要的。学校机械专业社团有汽车服务社团、工程机械服务社团、机械设计社团、CAD创新社团等。在此基础上，又增设计算机应用社团、机器人社团、智慧服务社团。新社团的开设，主要为新专业和新职业服务，比如，计算机应用社团，主要培养机械专业学生的计算机应用能力，平时开展的活动有全校计算机的日常维护、软硬件安装、智能编程学习及比赛等，服务全校，更能提升机械专业学生计算机应用和编程能力。而机器人社团主要目标是让学生在机器人组件拼装、编程控制调试的实践过程中逐渐掌握专业知识、提高动手能力，并进行创新性的设计。机器人社团定期组织校内竞赛活动或讲座，每年组织学生参加全国的机器人竞赛，提升学生的智能思维和创新能力，也提高学生的综合运用专业知识的能力。智慧服务社团主要是在专业教师的主导下，定期组织无线传感网络技术相关的科普和物联网应用技术的学术讲座，组建学生兴趣小组并对学生兴趣小组定期举办单片机、嵌入式系统、传感器、无线通信等方面的专题培训和实践活动。同时，以社团活动为依托，为各级别相关学生科技竞赛做人才储备，也可以为智慧校园相关设备提供日常维护和服务，让智慧校园正常运转。

通过开展上述智能社团的活动，机械专业学生不但可以拓展专业能力，还可以提升实践创新能力，让专业学习和社会服务一体化，提升学生的智能实践能力和智能服务水平。也可以借助智能社团的平台效应和服务能力，可以将智能素养向全校推广，有利于学校形成智能氛围，全面提升全校师生的智能素养。

6.设立机械专业学生智能素养培养的研究课题

为了提升全校师生整体的智能素养，学校可以设立机械专业学生智能素养培养的研究课题，鼓励教师积极参与课题研究工作。学校制定配套政策、专项经费或者在教师考核上倾斜，鼓励教师开展课题研究，积极激发教师的科研热情，促进中职教师在智能制造背景下思考提升机械专业学生智能素养的途径。

通过课题研究，教师就能主动去了解最新的科研成果，主动反思学校在机械专业学生智能素养培养上存在的不足，并提出切实可行的方法，不断改进教育教学方法。课题研究方向很多，参与课题的教职工也越来越多，在全校形成一阵提升智能素养的科研风，全校师生都在思考和重视智能素养培养和提升，效果显著。有些研究成果也在逐步落地，比如智慧校园、智慧教室、智慧实训等智能硬件建设上，学校每年都会投入，学校的智能化水平也越来越高。通过课题研究，专业课程改革、专业人才培养也在逐步落地开展，机械专业学生的智能素养也得到最有效的提升。

五、总结

在智能制造背景下，机械企业基本普及智能化设备，信息化、数字化，对智能人才的需求发生结构性转变，对机械专业人才的要求越来越高，特别是拥有智能知识、智能技能、智能意识、智能技术应用等智能素养的机械专业学生，深受企业青睐。中职要突破现有的人才培养思维，从智慧校园建设、课程调整、智能技术应用、师资建设、智能社团开设以及智能课题设立等方面的实践来培养机械专业学生的智能素养，为智能制造提供高素质的人才队伍。机械专业学生也要加强提升智能素养，可以从培养计算思维、人机协作的能力，重视智能伦理的学习等方面来提升自己的智能素养，让自己的智能素养更加符合人工智能时代和智能制造的要求。

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基金项目：中国交通教育研究会2020-2022年度交通教育科学研究课题“中职机械专业学生智能素养培养实践研究”（课题编号：JTYB20-429）。