“工业软件”人才培养创新模式研究与探索

任子良，赵铁柱，张 洁

（东莞理工学院 计算机科学与技术学院，广东 东莞 523808）

引言

2021年5月28日，习近平总书记在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上指出：“要从国家急迫需要和长远需求出发，在石油天然气、基础原材料、高端芯片、工业软件、农作物种子、科学试验用仪器设备、化学制剂等方面关键核心技术上全力攻坚，加快突破一批药品、医疗器械、医用设备、疫苗等领域关键核心技术。”［1］首次将工业软件上升为国家战略发展的科技攻关高度。自此，工业软件成为高校重点发展的学科领域之一［2］。2022年8月15日，美国宣布将半导体材料和EDA软件列为商业管制清单，进一步加剧了我国工业软件领域的困境。因此，工业软件的“卡脖子”问题已成为制约我国智能制造高质量发展的重要瓶颈，发展国产工业软件势在必行［3-4］。作为地方应用型本科院校的排头兵，结合东莞雄厚的制造业基础和“机器换人”的产业升级前景，东莞理工学院肩负为国育才的光荣使命，成为培养工业软件应用型人才的广袤土壤。

一、工业软件人才培养的特点和条件

随着信息技术的发展，软件与硬件加速融合，工业软件已成为工业品的一部分，是产品价值提升的重要催化剂，成为推进企业的信息化转型、提高国家国际竞争力的重要保障。目前，一般将用来提高工业研发制造、生产效率、管理水平及装备性能的软件统称为工业软件［5］。我国通过并制定了国标GB/T 36475-2018，将工业软件定义为服务工业设计、生产、通讯、控制和企业业务管理的相关软件。按照制造业生产周期和用途，可以将工业软件划分为研发设计类、生产制造类、信息管理类和运维服务类软件，其中常见工业软件有计算机辅助设计类软件（Computer Aided Design,CAD）、制造执行系统（Manufacturing Execution System,MES）、企业资源计划（Enterprise Resource Planning,ERP）和健康管理类软件［6］。工业软件开发周期长，需要投入的资源和成本高，应用场景依赖性强，研发难度大，迭代速度慢，使得工业软件的发展具有天然壁垒。工业软件的开发对研发人员要求相对较高，不但要掌握计算机程序开发知识，还要具备工业背景知识，例如丰富的工业领域知识、管理标准和规范等［7］。

工业软件人才缺口巨大，我国要培养自己的工业软件人才队伍，实现工业软件的自主可控，需要加大人才培养力度，深化产教融合，加强校企对接，根据产业需求定向培养复合型人才，保障人才供给［8］。一方面，东莞作为“双万”城市，其制造业在全球具有举足轻重的地位；另一方面，作为地方应用型本科院校，东莞理工学院经过三十年的建设已取得了骄人的成就，在工业软件人才培养、科学研究方面均具有深厚的积淀。

二、多措并举，创新发展工业软件人才培养机制

在工业软件人才培养过程中，要结合地方区域经济发展和学校自身人才培养功能定位，从人才培养目标、知识体系建设、师资队伍培养、教育教材素材、校企合作以及学生的就业发展等方面出发，以实验室硬件和软件建设为依托，逐步发展人才培养的制度优势，最终为企业输送合格的应用型人才。

（一）全过程培养和人才培养目标优化

在培养模式上，结合东莞市、东莞理工学院和工业软件龙头企业（华为技术有限公司、广东盘古信息科技股份有限公司）的实际情况，通过构建产教融合云平台、场景化实训中心和创新实验室等软件与硬件载体，在人才培养上实现政、行、企、校深度合作的“产教融合，多方参与全过程培养”创新模式，培养模式规划如图1所示。一方面，以计算机科学与技术学院为主要依托，从工业软件相关性最强的计算机专业出发，以点带面，联合校内相关工科院系，在工业设计、智能制造工程、机械设计等领域打造一套高质量的工业软件应用型创新人才培养模式。另一方面，依托数字化工业软件联盟的产业资源和相关龙头企业及生态资源，开展工业软件人才的校外实习实训，培养工业软件开发型、应用型人才。

图1 工业软件人才培养创新模式

工业软件人才培养目标的制定以工业软件领域知识体系和校、企合作为依托，突出专业领域的交叉特色，立足国产化发展需求，通过目标驱动、产教融合和校、企共建的方式实现人才培养的跨院系、跨专业的跨越式发展，并通过企业实践和社会需求来指导人才培养目标和培养方案的修订，形成人才培养闭环，工业软件人才培养目标规划路径如图2所示。

图2 工业软件人才培养目标规划路径

（二）优化课程培养体系和师资队伍建设

工业软件人才培养课程知识体系繁杂，需要有很强的专业背景和实际的场景化工作经验，在人才培养的过程中，从实际需求出发不断优化课程体系，不断完善和更新人才培养方案，逐步构建完整有效的跨学科知识体系。

1.人才培养方案制订。一方面，通过项目驱动方式，从企业中来再到企业中去的校企合作模式，加大与区域内龙头企业的精准合作，以企业实际应用场景的需求倒逼人才培养方案的优化和修订，对专业课程的建设、教学大纲修订以及实习实训等方面进行动态优化；例如针对MES方面的人才培养过程中，要以计算机专业C++课程为基础，联合企业开设“MES实现原理与应用”等非计算机专业课程，使学生在了解企业实际需求和应用环境的同时，更加深入地学习专业课程，进而构建更加全面的专业和行业背景知识体系。另一方面，校企深度合作，开展包括教学软件、虚拟仿真、教学资源等类型的产品开发工作，进一步发挥院校服务行业、企业的优势，实现校、企共制教学标准、共建优质资源的“课产融合”的高等教育。

2.师资队伍建设。重视师资能力培养与研修体系建设，定期组织面向实验室教师进行相关定制培训，进行项目化师资培养，目标是不断提高专职教师的真实企业项目技术水平和实践能力。一方面，建立企业培训以及实验室的直通轨道，实验室教师进入企业挂职，依托企业用户提供更多教师实践岗位，进行技能培训和生产实践锻炼，让校、企师资双向流通。另一方面，以东莞理工学院工业软件实验室为平台，探索建立校、企双师互聘共享机制，校企互相选派人员双向兼职、拥有双重身份，使兼职人员有地位、有荣誉、有锻炼、有提高，充分发挥专兼职教师的组合优势，形成“双师”素质培养和“双师”结构师资队伍建设的长效机制。

3.教材和案例库建设。一方面，实验室配套建设丰富的教学资源开展实验实训教学，这些资源可以以课程为单位进行引入，采用默认教学设置，如章节结构、考试节点、课后作业、实训学习的安排，也可以由我校根据教学要求进行重新组装。另一方面，注重吸收行业企业技术人员、能工巧匠等深度参与教材编写，将企业优质教学资源融入教材，打造适合线上线下结合运用的“融媒体”系列化教材。教材建设紧跟产业发展趋势和行业人才需求，及时将产业发展的新技术、新工艺、新规范纳入教材内容，反映典型岗位（群）职业能力要求。

（三）多元化工业软件人才培养途径

在工业软件类人才培养过程中，除了传统教学方法外，要及时按照OBE（Outcomes-based Education）教学理念组织课堂教学，采用“翻转课堂”、小组讨论、项目解析等方法提升教学质量。课堂教学之外，要注重学生动手能力培养，鼓励学生参加“蓝桥杯”“互联网+”等竞赛以提升编程动手能力。通过设计职业认证体系，引导学生考取工业软件细分技术领域行业职业认证；通过举办创新竞赛，引导学生积极参与竞赛；组织工业软件精英训练营，引入企业实际场景化项目，锻炼学生项目开发能力；邀请企业工程师参与学生毕业设计环节，提供毕业设计课题，提供技术支持，指导学生完成毕业设计课题任务；建立校外实习实训基地，定向实习招聘，承办人才联盟双选会，对接工业企业招聘需求。按照所制定的人才培养目标建立健全人才培养体系，多方位、多渠道支持学生成才，如图3所示。

图3 多方位支持提升职业素养

结语

工业软件是我国“卡脖子”技术之一。东莞存在工业软件人才存量和人才培养等方面的短板。针对东莞制造产业的人才需求，东莞理工作为地方性理工高校，具备工业软件人才培养的必备条件和先天优势。围绕区域经济发展和产业升级，东莞理工在工业软件人才全过程培养机制、人才培养目标、平台建设等方面加大投入力度，通过政、行、企、校深度合作，从软硬件综合实力上全面升级工业软件实验环境和实验条件，提升人才培养规格，突出人才培养特色，以期打造工业软件的人才引擎，构建工业软件的人才汇聚生态。