智能制造创新人才培养体系的构建策略

李宏远

摘要：面向国家战略“中国制造2025”，培养适应智能制造产业发展壮大以及制造强国战略需求的创新型人才，是高校人才培养工作的重要使命。为破解智能制造业人才困局，以“鼎新”带动“革故”，本文在分析智能制造创新人才培养研究现状下，探索智能制造创新人才培养的现实困境，从课程体系优化、教学模式改革、实践教学完善、产学研深度融合及教师队伍发展五个方面，建构智能制造创新人才培养体系，以供参考。

关键词：智能制造；创新人才；培养体系

基金项目：沈阳职业技术学院2022年度教研课题

项目名称：沈阳市“三大篇章”背景下省优质专业（智能制造）人才培养模式研究

项目编号：2022JY014

现阶段，我国智能制造人才队伍处于大而不强、多而不精的状态，特别体现在富有创新精神的智能制造创新人才队伍建设上，这是我国智能制造专业教育发展与智能制造产业行业发展的短板和劣势。因此，作为智能制造人才的重要摇篮，高校智能制造专业要把更多目光投向创新人才培养层面，以开放的人才观、教育观和实践观，开展创新教育的实践，为提升我国科技创新竞争力贡献人才力量。

一、智能制造创新人才培养的研究现状

国内相关研究主要从智能制造人才培养现状、智能制造创新人才培养影响因素、智能制造创新人才培养路径建构三方面展开。雷菊华聚焦智能制造专业群人才培养模式建构这一问题，提出应以专业调研为先导，以校企合作为载体，以学生成长规律为依据，以实训基地为基础，助力智能制造专业群人才培养。王书亭、谢远龙、尹周平等人分析了智能制造创新人才培养在课程体系、实践活动、教学方法上的现实问题，进一步建构了以学科融合、协同育人、学生中心为特征的智能制造创新人才培养体系。

二、智能制造创新人才培养的现实困境

（一）学科课程交叉封闭

与传统专业不同，智能制造是由多门学科复合而成的新学科，涉及物理学、计算机、数学、机械学、管理学等科，对人才知识深度与广度具有更为严格且苛刻的要求，需要打破现有的学科界限和壁垒，与其他专业学科形成有效的互融互通。当下，部分高校智能制造专业课程设置过于聚焦专业能力，缺乏一定的学科融合意识，忽视了“宽”和“广”；同时，在智能制造专业知识架构与实践应用上存在割裂、孤立甚至对立的现象，知识学习较为碎片化，未形成多学科交叉融合育人格局，导致智能制造人才因为理论与技能上的局限，创新能力差强人意。

（二）教学模式与创新人才发展不相适应

由于智能制造专业刚兴起，缺乏适宜发展与人才成长规律的经验借鉴和教学实践，导致形成的教育模式不利于人才创新意识与能力的培养。其中，在教学方法上，灌输气息较为浓厚，引导性、合作性、交互型教学方法尚未深度应用，学生往往继承有余、开拓不足，思维方式变得单一且封闭。在教学内容上，多为基础性理论与实践技能的传授，整体偏向于已有经验学习，而非对未知科研、工业、前沿科技等问题的实践探索。在教学服务上，多为实习实训、作业设计或成果检查，缺乏对先进智能制造理论与技能的信息传播，造成学生囿于在自己专业的狭小范围内。

（三）实践教学类型单一

实践是创新人才培养的出发点和归宿。当前，高校智能制造专业基本都重视实践教学，开展了包括机械制造技术训练、自动控制原理、数控技术及装备、机器人系统综合实践等实验实训课程。但纵观这些教学实践的内在属性，基本上还是验证性的，实验方案、实验步骤、实验器材都是人为设定或提前设计的，而设计性、研究性、综合性的教学实践活动供给数量相对较少。

（四）产学研融合程度浅层化

产学研深度融合能在宏观层面上连接创新链和产业链，为我国智能制造技术创新发展注入源源不断的能源动力，促使智能制造技术发展由要素引导过渡为创新驱动，在微观上，整合企业与高校创新资源，形成创新合力，共同开展科技创新。然而，在智能制造创新人才培养体系中，由于科技成果转化率低、内部利益不一致、基础性交流机制欠缺、协作性工作绩效测度失衡等现状，部分高校智能制造专业产学研融合程度较低，未及时打造新型产学研融合生态圈，造成人才培养跟不上工业需求，“两张皮”问题普遍存在。

（五）高素质教学教师缺乏

培育智能制造创新人才中，师资是关键。要形成智能制造科技创新人才自主培养，必须建立一支能力强、素质高、视野广的智能制造专业教师队伍。然而，部分高校智能制造专业教师整体素质不高，在实际教学过程中对人才创新能力培养重视不足，存在认知偏差，缺乏对未知性、先进性、前沿性智能制造理论与技能的学习热情与正确认知，缺少对解决问题和创新思考能力的考量，在实际科研项目中，无法有效适应实际问题及研究范式变革，在同行竞争中相对处于弱势，导致智能制造创新人才培养有待提高。

三、智能制造创新人才培养体系的构建策略

（一）打造多学科交叉融合的课程新体系

以新工科教育理念为指导，按照职业关键技术的要求，针对不同专业智能制造人才未来职业发展方向（智能设备的研发、产品设计、软件服务、数据管理和测试验证等岗位），结合我国智能制造领域人才培养标准以及国家战略“中国制造2025”，全方位推进课程体系改革，加大C2、C3或C4类课程与C1类课程的联合育人，打造以创新发展和复合培养为鲜明特征的柔性课程体系。

柔性课程体系分为两部分：第一，专业基础性课程，涉及智能制造导论、智能制造概论、智能装备基础、工业互联网、智能制造技术基础、工程力学、运筹学、职业生涯与创新创业思维、模拟电路与数字电路、工程图学基础及应用等。第二，专业核心性课程，包括机器人类（机器人与人工智能、机器人动力学与控制等）、智能设计类（嵌入式控制系统及应用、流体力学与液压传动、智能机床与制造系统、机械工程材料、智能装备建模与分析、测试技术与信号分析等）、智能传感类（智能传感与检测技术、传感与检测技术等）、智能管控类（智能生产系统与物流规划、控制理论与技术、智能生产运作管理、物联网与大数据等）、智能仿真类（智能制造执行系统、Matlab建模与仿真、过程设备数字化设计与仿真等），并开设学科融合类选修课，构建多层次多类型智能制造人才培养体系，体现学科融合，为专业学生开设面向创新的精品化课程。

（二）推行开放与服务于一体的教学新模式

第一，引进有助于创新能力提升的教学方法。新时代背景下，灌输式教学模式已不再适用，合作型教学模式逐渐成为智能制造创新人才培养的重要范式参考。因此，可参照“兴趣激发—项目实践—创新设计”递进式创新人才培养逻辑，将CDIO工程教育模式、项目驱动模式、对话式教学模式等模式引入课程教学，打造研学、赛学、产学“三元协同”的智能制造专业育人创新机制，培养相关人才解决复杂工程问题并具备创新解决的能力。此外，也要重视学习评价在智能制造创新人才培养中的作用，围绕智能制造创新知识、实践、素养、成果四重维度，对智能制造人才进行全过程量化评估。

第二，引进有助于创新能力提高的教学内容。将教学和科研训练相贯通，通过开设项目制课程、引进学院重大科研项目成果、跨学科研究项目及成果、相关企业课题和实践项目，向学生提供“科研机会计划”，促进多学科交叉融合，形成一流的人才培养机制。

第三，引进有助于创新能力提高的教学服务。重视新媒体技术在传播行业企业真实工程问题与案例、智能制造学术前沿成果、智能制造先进技术传播、智能制造行业发展难点等方面的作用，打造智能制造知识理论与实践技能为导向的全媒体格局，传播新型工业网络、工业大数据、流程型制造智能工厂、机器人及智能装备应用等综合信息要素。值得注意的是，在此传播过程中，智能制造教师应注重设置疑问、强化互动，潜移默化地激发学生对智能制造前沿问题探索的好奇心，培育创新精神。

（三）谱写智能制造创新人才实践发展新篇章

具有挑战性、实践性与导向性的实践活动是加快培养智能制造创新人才、激励学生参与科学研究的有效途径。因而，第一，应重视实践活动在智能制造创新人才培养中的作用。结合现阶段地方高校智能制造创新人才实践教学困境，进一步丰富实践内容。围绕智能制造创新人才发展需求，瞄准产业技术瓶颈难题，重点建设电机机器人培训中心、工业机器人系统运维实训室、可编程控制器系统编程实训室等教学实践场所，以面向工程、创新发展为指导，打造工业机器人集智能运维服务商、智能制造工程师发展计划、新能源汽车智慧管理系统、智能制造典型案例大讨论、智能制造创新创业培训、智能产线与协作机器人系统、无人机驾驶企业实践活动、工业云平台等创新项目，组织学生参加“西门子杯”中国智能制造挑战赛、大学生创新创业大赛、全国大学生光电设计大赛、ARM ST创新大赛、大学生机械工程创新创意大赛等智能制造大赛活动，搭建科研创新、学科竞赛、产业实践、创新基地、学生社团等“五位一体”的创新实践平台，为智能制造专业学生搭建施展才华的广阔舞台。

第二，结合数字技术创新实践形式，以数字孪生为建设方向，将虚拟现实技术、传感器技术等数字技术融入智能制造实践活动，推进智能制造虚拟仿真实验教学项目，引入工业机器人虚拟仿真实验台、三维工厂、智能工厂系统、智能制造控制实训室、工程实战展示大屏、数字孪生车间等数字化实践设备，建构智能制造数字仿真体验工业平台环境，建立复杂知识点、复杂设备的虚拟仿真实验模型和数字样机，继而在虚拟空间中完成多样化映射，进行虚实互动平行执行，实现逼真的三维模拟现实场景，帮助智能制造人才实现个性化的“灵敏”移动“智造”，为其创新发展提供技术条件。

（四）深化多方主体协同的产学研合作

面对产业迭代升级、毕业生高质量就业、国家制造业现代化发展的迫切需求，要构建科教结合、产学融合、校企合作的协同育人模式，推动智能制造知识体系创新、深度工程化学习和开放协同育人。具体而言，发挥协同育人优势，加强智能制造人才培养与本地企业、地方高校、行业龙头企业、智能制造研究所研究院之间的技术交流、产学研合作，选择“引进来、走出去”的双向结合的方式，构建认知—实践—创新产教融合实践体系。

在“引进来”方面，紧盯智能制造科技创新的发力点，以关键技术创新为抓手，推行政校行政模式、产业技术联盟、项目纽带式等多种类型产教融合模式，设计项目合作、学生实践、产品推广、技术研发等多种形式产学研创新平台，搭建高校、科研院所、企业多方合作平台，吸引智能制造企业、机构、高校等多元育人主体，共建智能制造专业实验室、产学研转创研究中心、人才集训基地、专家工作站、产学研协同创新人才中心，开展学术性探讨、技能竞赛、课程创新、科研活动、技术难题攻克活动、头脑风暴等创新性实践活动，建立典型案例遴选、更新、发布机制，为智能制造创新人才培养创造客观条件。

在“走出去”方面，与本地智能制造企业或其他地区优秀智能制造企业构建产学研协同机制，建设实习实训实践基地，利用寒暑假期间，安排学生深入企业生产与研发基地研修学习，通过将工业场景、工程问题、前沿科技、先进设备相结合，进一步了解智能制造行业发展的痛点、难点，积极寻找工业应用创新场景，形成创新合力。

（五）强化双向融通的教师队伍建设

贯彻落实“新工科”建设，有效解决智能制造人才队伍大而不强的现实问题，需要壮大科技创新“生力军”。第一，打造“双师型”教师队伍。实行双导师制，邀请省内外智能制造学科和行业权威专家参与学院校本教材开发、科研合作、学科建设、课程教学、专家讲座等过程，与智能制造专业学生分享开展的相关研究与成果、行业先进技术以及未来发展趋势，共同培养卓越创新人才。

第二，打造高端科技创新队伍。吸纳智能制造领域的学者专家、协会会员、在职工程师进驻学校，构建相应的科研团队，从事专业性技术研究、学术研究，为智能制造创新人才成长提供师资力量基础。

第三，加强智能制造教师队伍创新能力建设。以政策扶持、平台支持、物质奖励、精神激励为动力路径，鼓励智能制造教师积极主动服务国家战略，勇担科技强国使命，为我国制造业的转型攻关添新续力。

第四，建设智能制造教师创新发展激励制度，围绕人才培养、学术成就、技术创新等内容，改革智能制造教师绩效评价机制，继而引导智能制造教师转变职业发展和教书育人理念，更有动力地投入创新育人的实践中。

四、结语

现阶段，国内关于智能制造创新人才培养的研究，主要从智能制造人才培养现状、智能制造创新人才培养影响因素、智能制造创新人才培养路径建构三方面展开。学科课程交叉封闭，教学模式与创新人才发展不相适应，实践教学类型单一，产学研融合程度浅层化，高素质教学教师缺乏，是智能制造创新人才培养的现实困境。因此，应通过打造多学科交叉融合的课程新体系，推行开放与服务于一体的教学新模式，谱写智能制造创新人才实践发展新篇章，深化多方主体协同的产学研合作，强化双向融通的教师队伍建设，破解智能制造业人才大而不强的困局。

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