張衛(wèi)芬，李永梅，董祥國，嚴(yán)紅霞

(東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088)

0 引言

隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的快速發(fā)展，工業(yè)化與信息化的深度融合將邁上新臺(tái)階。推進(jìn)智能制造從而實(shí)現(xiàn)中國制造轉(zhuǎn)型升級(jí)已是當(dāng)務(wù)之急[1]。制造業(yè)的智能化發(fā)展使得制造型企業(yè)對(duì)于技術(shù)技能人才的知識(shí)和能力提出了新的要求，為了應(yīng)對(duì)這一變化，應(yīng)用型本科機(jī)械專業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系應(yīng)當(dāng)根據(jù)時(shí)代發(fā)展做出相應(yīng)規(guī)劃和調(diào)整。本文根據(jù)智能制造對(duì)機(jī)械專業(yè)課程體系的影響，對(duì)機(jī)械專業(yè)課程體系進(jìn)行了信息化改造，以求滿足智能制造的要求。

1 智能制造對(duì)機(jī)械專業(yè)課程體系的影響

(1)跨學(xué)科的知識(shí)體系。智能制造使得大量的智能設(shè)備得以應(yīng)用，而智能設(shè)備的重要特征是機(jī)、電、液、信息技術(shù)等的高度復(fù)合，在此背景下，機(jī)械工程師不僅需要具備傳統(tǒng)的機(jī)械學(xué)科知識(shí)與專業(yè)技能，同時(shí)還應(yīng)掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造理論，了解數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)制造、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等跨學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，重視產(chǎn)品全生命周期生產(chǎn)流程的相關(guān)知識(shí)，具備多學(xué)科交叉思考問題的能力。因此，在課程體系中要打破原有的傳統(tǒng)專業(yè)知識(shí)界限，重視跨學(xué)科的知識(shí)體系的設(shè)置，構(gòu)建課程群，使學(xué)生具備較寬的知識(shí)基礎(chǔ)和復(fù)合化的運(yùn)用知識(shí)的能力。

(2)數(shù)字化軟件知識(shí)智能制造時(shí)代，信息技術(shù)可使得現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品與現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的數(shù)字化鏡像之間通過數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)深度融合，數(shù)字化鏡像是在虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬仿真產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)世界中的制造、運(yùn)行等狀態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將設(shè)計(jì)錯(cuò)誤糾正在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和實(shí)用之前，大大降低了生產(chǎn)制造成本，壓縮制造工期。因此培養(yǎng)學(xué)生具備在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理環(huán)境下，熟練運(yùn)用數(shù)字化軟件從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造等技術(shù)工作是機(jī)械專業(yè)新工科課程體系的重點(diǎn)之一。

(3)行業(yè)背景知識(shí)課程的設(shè)置需要具備行業(yè)背景知識(shí)。隨著企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)和需求在不斷變化，學(xué)校和老師應(yīng)深入企業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行調(diào)研，了解當(dāng)前技術(shù)人員需要掌握的知識(shí)技能，在教學(xué)過程中及時(shí)補(bǔ)充和調(diào)整課程體系，進(jìn)一步充實(shí)專業(yè)課程內(nèi)容，并及時(shí)選擇、歸納、整理與之相對(duì)應(yīng)的教學(xué)案例，盡量讓課程內(nèi)容與工程實(shí)踐掛鉤，以跟上企業(yè)和社會(huì)的發(fā)展，滿足其用人需求。

2 機(jī)械專業(yè)課程體系信息化改造

機(jī)械專業(yè)課程體系信息化改造需在傳統(tǒng)的課程體系基礎(chǔ)上調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)、重構(gòu)課程體系、調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容。

(1)培養(yǎng)目標(biāo)。隨著信息技術(shù)和制造業(yè)的結(jié)合日趨緊密，為滿足智能制造、數(shù)字化制造對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的新要求，通過走訪企業(yè)、問卷調(diào)查等方式深入調(diào)查智能制造對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求，我校機(jī)械專業(yè)明確了本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具備扎實(shí)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與專業(yè)技能，良好的信息技術(shù)素養(yǎng)，掌握數(shù)字化、智能化產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)的原理與方法，具備產(chǎn)線設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)管理等工作能力和創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。為確保人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通過“產(chǎn)教融合、引企入教、校企共建”等新模式來培養(yǎng)具備良好信息化技術(shù)素養(yǎng)的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

(2)機(jī)械專業(yè)課程體系信息化改造。為實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的目標(biāo)定位，依據(jù)制造業(yè)智能化、信息化的特征，本專業(yè)制定了培養(yǎng)方案，構(gòu)建了信息化技術(shù)與機(jī)械專業(yè)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合的理論教學(xué)體系和實(shí)踐實(shí)訓(xùn)體系。聚焦應(yīng)用、面向工程，將信息技術(shù)融入多門課程中，培養(yǎng)自然科學(xué)知識(shí)、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、工程實(shí)踐能力及職業(yè)崗位適應(yīng)能力相統(tǒng)一的，具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力、專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[2]。

機(jī)械工程專業(yè)課程體系(不包括思修課程、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語、大學(xué)物理等公共基礎(chǔ)課程)如圖1所示，該課程體系橫向由專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)主干課和專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)三大類組成，縱向由機(jī)械類課程、自動(dòng)控制類課程和計(jì)算機(jī)類課程組成。機(jī)械類課程包括機(jī)械基礎(chǔ)課程群、機(jī)械設(shè)計(jì)課程群和機(jī)械制造課程群，每個(gè)課程群均配有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，奠定機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用，確保學(xué)生具備從事本專業(yè)的基本業(yè)務(wù)技能。自動(dòng)控制類課程包括自動(dòng)控制類基礎(chǔ)課程群和控制系統(tǒng)課程群，在電子電路和控制理論的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)機(jī)電液控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。計(jì)算機(jī)類課程包括程序語言類課程群和計(jì)算機(jī)類課程群，注重程序語言的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)二次開發(fā)等方面的應(yīng)用。這三類課程在專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)時(shí)互相融合交叉，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的綜合應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)生能解決復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對(duì)復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬的能力。如機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)，課程選擇機(jī)床為載體，以綜合實(shí)訓(xùn)為手段，將各個(gè)單一離散設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)串接起來，涉及機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造中的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝與裝備設(shè)計(jì)、產(chǎn)品仿真分析、檢驗(yàn)和質(zhì)量管理等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)融于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生完成全流程的實(shí)訓(xùn)任務(wù)后可對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)整個(gè)過程和制造工藝規(guī)劃與實(shí)施進(jìn)行一次全面總結(jié)，最終強(qiáng)化學(xué)生工程意識(shí)，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。

圖1 機(jī)械工程專業(yè)課程體系

依據(jù)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)交叉融合的特征，圍繞高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的目標(biāo)定位，及時(shí)調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容，將信息技術(shù)和本科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來，在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中將西門子工業(yè)軟件NX，TC，Tecno與本專業(yè)課程進(jìn)行橫向融合，使得知識(shí)與能力融為一體，學(xué)生畢業(yè)時(shí)已經(jīng)具備熟練的計(jì)算機(jī)信息素養(yǎng)，并得到了相應(yīng)工程項(xiàng)目的系統(tǒng)訓(xùn)練。如NX系統(tǒng)軟件，貫穿于機(jī)械設(shè)計(jì)課程群和機(jī)械制造課程群及相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可掌握NX的建模、分析、仿真等功能，對(duì)接智能制造所需的數(shù)字化軟件知識(shí)。再如TC系統(tǒng)軟件，與計(jì)算機(jī)類課程群相關(guān)，學(xué)生可掌握在TC環(huán)境下產(chǎn)品全生命周期管理。Tecno系統(tǒng)則用于機(jī)械生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和機(jī)制工藝設(shè)計(jì)中，學(xué)生可掌握在Tecno環(huán)境下產(chǎn)品工藝分析及生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與仿真，滿足智能制造對(duì)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)制造的需求。

3 教學(xué)方式

(1)充分利用信息技術(shù)輔助教學(xué)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等信息技術(shù)輔助教學(xué)，與課堂教學(xué)進(jìn)行深度融合。由于機(jī)械工程專業(yè)課程理論性較強(qiáng)，課堂授課只限于教材范圍的知識(shí)，對(duì)實(shí)際應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此在教學(xué)中采用慕課資源對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，將課堂授課與慕課、微課相結(jié)合，引入案例分析、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、互動(dòng)討論、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法和教學(xué)手段，豐富課堂教學(xué)，提升教學(xué)效果[3]。

(2)校企共建實(shí)訓(xùn)平臺(tái)通過校企共建實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)中心、校外實(shí)踐基地，通過與知名企業(yè)共建實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，助推智能制造背景下機(jī)械專業(yè)的人才培養(yǎng)。東南大學(xué)成賢學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院與埃斯頓機(jī)器人技術(shù)有限公司共建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，與西門子工業(yè)軟件公司共建TC實(shí)訓(xùn)中心，組織學(xué)生參加Siemens PLM Software NX項(xiàng)目認(rèn)證，以訂單企業(yè)實(shí)踐基地建設(shè)為主導(dǎo)，進(jìn)行“3+1”校企培養(yǎng)，前三年在校完成專業(yè)學(xué)習(xí)，第四年在企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，達(dá)到校企生三方共贏。

4 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)師資隊(duì)伍建設(shè)

加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)師資隊(duì)伍建設(shè)是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，為此學(xué)校層面制定了一系列規(guī)章制度，加強(qiáng)雙師雙能型教師培養(yǎng)。教師要定期去企業(yè)生產(chǎn)一線參加工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，不斷提高自身的工程素養(yǎng)，在企業(yè)實(shí)踐期間獲得了第一手的教學(xué)資料，極大地豐富了課程講授內(nèi)容，對(duì)當(dāng)前智能制造現(xiàn)狀提供了翔實(shí)的教學(xué)素材。鼓勵(lì)專任教師參加相關(guān)行業(yè)培訓(xùn)和行業(yè)前沿會(huì)議，考取資格證書，提升自身信息化水平。通過校企合作、企業(yè)導(dǎo)師、客座教師等多種形式，發(fā)揮企業(yè)人員的作用，如聘請企業(yè)高水平工程師加入主講教師隊(duì)伍中，在教學(xué)過程中，將豐富的工作實(shí)踐案例引入教學(xué)，融“教、學(xué)、做”為一體，提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與程度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。同是，聘請業(yè)內(nèi)知名專家擔(dān)任客座教授、講座教授和專業(yè)建設(shè)委員會(huì)成員，引進(jìn)高水平的行業(yè)專家作為導(dǎo)師，舉辦針對(duì)智能制造的高端講壇，為學(xué)生講授理論和實(shí)踐課程，指導(dǎo)課外實(shí)習(xí)，開設(shè)專題講座，打造校外、校內(nèi)專家聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制。通過產(chǎn)教融合模式，形成了深入扎實(shí)的校企共建教學(xué)生態(tài)，有效助推了師資團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，確保高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)語

信息技術(shù)是當(dāng)今時(shí)代的特征，正無所不在地改變著人們的生產(chǎn)生活方式。面向智能制造的新工科的本質(zhì)要求，就是要把在工業(yè)社會(huì)誕生且已十分成熟的傳統(tǒng)工科專業(yè)，轉(zhuǎn)型升級(jí)為具有信息社會(huì)時(shí)代特質(zhì)的工科專業(yè)。順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的趨勢，更新優(yōu)化機(jī)械專業(yè)課程體系以滿足機(jī)械工程師職業(yè)崗位對(duì)設(shè)計(jì)制造信息化的知識(shí)、技能、能力要求，是高校提高專業(yè)競爭力和畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量的必然選擇。以工業(yè)軟件與教學(xué)過程的深度融合為主線，以信息技術(shù)推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法現(xiàn)代化為主攻方向，以智能制造背景下的人才需求為培養(yǎng)目標(biāo)，將傳統(tǒng)機(jī)械專業(yè)改造升級(jí)為具有信息時(shí)代特質(zhì)的新工科專業(yè)是制造業(yè)發(fā)展的時(shí)代需求，有助于解決智能制造人才緊缺問題。