周 斌 盧 紅 鄭銀環(huán) 楊志杰 黎章杰

（武漢理工大學機電工程學院，湖北 武漢430070）

1 智能制造人才需求與專業(yè)建設(shè)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、機器人、虛擬/增強現(xiàn)實、深度學習等技術(shù)的快速發(fā)展，對傳統(tǒng)制造業(yè)的演化與變革產(chǎn)生了深遠影響[1-3]?！吨袊圃?025》明確提出“以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合為主線，以推動智能制造為主攻方向，實現(xiàn)制造業(yè)由大到強的歷史性跨越”。

智能制造是工業(yè)化與信息化深度融合的產(chǎn)物，在新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)、新技術(shù)、新模式的驅(qū)動下，制造行業(yè)面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)，也對工程技術(shù)人才提出了全新要求[4]。為更好地適應新產(chǎn)業(yè)變革和人才需求變化，2018年，武漢理工大學獲批全國第二批“智能制造工程”專業(yè)，也是湖北首個開設(shè)該專業(yè)的高校。2019年開始招生，規(guī)模為每屆2個自然班，共70人。該專業(yè)定位為：面向國家重大戰(zhàn)略需求和制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，探索信息化與先進制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)教育相融合，構(gòu)建人才培養(yǎng)新路徑，加快培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相匹配的實踐能力強、創(chuàng)新意識強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型智能制造人才。

2 智能制造人才培養(yǎng)與實踐教學

隨著信息化和智能化與制造業(yè)的滲透融合不斷加速，傳統(tǒng)制造業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵時期[5]，對智能制造專業(yè)化人才的需求持續(xù)增加。由于智能制造人才培養(yǎng)的復雜性、融合性及多樣性，高校在智能制造人才培養(yǎng)方面面臨更高的挑戰(zhàn)。

當前國家大力推進新工科建設(shè)，新工科建設(shè)是面向工程教育的深度改革，而工程教育的一個本質(zhì)特征就是實踐[6]。智能制造工程新工科專業(yè)融合了“機器人”“大數(shù)據(jù)”“人工智能”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等要素，具有多學科交叉復合、與工程實際聯(lián)系緊密等特征。因此，實踐教學是支撐智能制造人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，直接決定培養(yǎng)目標的有效達成。

智能制造實踐教學體系是實踐教學過程中知識結(jié)構(gòu)、教學模式與方法、課程及內(nèi)容、教學資源平臺、教學評價與保障機制等要素構(gòu)成的有機整體，是培養(yǎng)學生掌握科學方法、培養(yǎng)工程實踐能力和創(chuàng)新意識、解決復雜工程問題的重要載體?，F(xiàn)有的實踐教學體系普遍存在學科交叉不足、師資隊伍單一，學生深度參與不夠，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入不足，各方資源融合共享不夠，難以對智能制造工程新工科專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)形成有力支撐。

3 構(gòu)建高水平智能制造實踐教學體系

3.1 明確思路

武漢理工大學智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)學生掌握智能制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識，具有良好的國際視野和創(chuàng)新思維，能夠綜合應用多學科知識從事智能制造領(lǐng)域科學研究、設(shè)計開發(fā)和應用管理等方面的工作，能夠在所從事的領(lǐng)域成長為骨干成員或領(lǐng)軍人才。

為適應經(jīng)濟社會發(fā)展、充分認識制造行業(yè)對智能制造人才的需求，基于OBE（Outcome Based Education，成果導向教育）理念，構(gòu)建“以學生為中心，以需求為導向”的交叉融合、分層遞進、協(xié)同共享的新型智能制造工程專業(yè)實踐教學體系，以有效支撐培養(yǎng)目標的達成，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，適應行業(yè)對智能制造人才需求。智能制造工程實踐教學體系構(gòu)成如圖1所示。

圖1 智能制造工程實踐教學體系構(gòu)成圖

3.2 完善實踐教學體系

3.2.1 師資隊伍是核心

智能制造涉及學科領(lǐng)域?qū)拸V，面向的制造行業(yè)類型多樣，單一化的師資難以承載人才培養(yǎng)的內(nèi)在要求[7]。針對性地打造多元化、雙師雙能型的校內(nèi)外聯(lián)合師資隊伍，形成不同特色的教師團隊。校內(nèi)師資是由具有交叉學科背景、工程經(jīng)驗及國際化背景的教師組成，以智能制造工程系教師為主體，并通過動態(tài)彈性機制，聯(lián)合跨系部、跨學院的交叉學科專任教師協(xié)同參與。校外師資來源于智能制造龍頭行業(yè)企業(yè)，具有“多元化、行業(yè)化、工程化”的背景和特點，以熟悉國家行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、深度把握制造業(yè)發(fā)展趨勢、洞悉智能制造人才核心需求、熟悉工程教育培養(yǎng)規(guī)律的各類高級管理、技術(shù)和工程人員組成。

一方面，通過校內(nèi)校外師資隊伍之間雙向交流，優(yōu)勢互補，教學相長，運用先進的實踐教學方法，推動高質(zhì)量的實踐教學活動實施。另一方面，校內(nèi)校外師資隊伍之間通過“共商共建、分工合作”模式，開展實踐教學活動的設(shè)計與規(guī)劃、實踐資源的優(yōu)化與配置、實踐成效的評價與持續(xù)改進等開展研究，動態(tài)、持續(xù)性地完善實踐教學體系，如圖2所示。

圖2 校內(nèi)外師資構(gòu)建圖

3.2.2 平臺建設(shè)是關(guān)鍵

實踐教學平臺是智能制造實踐教學活動開展的基礎(chǔ)[8，9]，遵循“依托優(yōu)勢、共建共享”的思路，打造基于學科優(yōu)勢與行業(yè)優(yōu)勢互補、校內(nèi)與校外資源共建共享、交叉融通的智能制造實踐教學平臺，其構(gòu)成如圖3所示。校內(nèi)子平臺主要依托機電工程國家級、省級實驗教學示范中心、機電學院大學生創(chuàng)新實踐基地，聯(lián)合計算機、信息、自動化等學院的國家級、省級實驗教學示范中心和專業(yè)實驗室，以滿足實踐能力培養(yǎng)中“交叉融合共性化”的需求為導向，通過資源優(yōu)化配置與協(xié)同共享，有效支撐學生校內(nèi)的實踐教學活動。校外子平臺是由行業(yè)特色的國家級工程實踐教育中心及若干企業(yè)實踐教育基地組成。針對不同行業(yè)對智能制造人才需求的差異性，以滿足實踐能力培養(yǎng)中協(xié)同創(chuàng)新個性化的需求為導向，依托行業(yè)的資源特色和優(yōu)勢，打造一批面向行業(yè)的高質(zhì)量校外實踐教學基地，開展特色鮮明的校外個性化實踐教學活動，實現(xiàn)人才培養(yǎng)與行業(yè)需求的“無縫對接”。

圖3 實踐教學平臺示意圖

3.2.3 模式優(yōu)化是重點

圍繞智能制造專業(yè)人才培養(yǎng)目標，以核心能力培養(yǎng)為主線，構(gòu)建了“平臺＋層級＋模塊”的實踐課程體系。在校內(nèi)校外共建共享的實踐平臺基礎(chǔ)上，打造分層遞進的“基礎(chǔ)實踐—專業(yè)實踐—綜合實踐—創(chuàng)新實踐”訓練活動。每個層級的實訓聚焦階段性能力培養(yǎng)目標，優(yōu)化實踐課程模塊群，突出課程模塊及課程內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)與協(xié)調(diào)。通過教師科研項目、業(yè)界先進研究成果和工程實例引入，豐富課程模塊內(nèi)容，突出學科交叉融合，拓展認知的廣度和深度，實現(xiàn)對學生由點到面、由基礎(chǔ)到專業(yè)、由綜合到創(chuàng)新的立體化全方位培養(yǎng)。其課程體系與教學模式如圖4所示。

圖4 課程體系與教學模式

教學活動的組織中，以課程目標達成為中心，以課程模塊為載體，充分發(fā)揮教師和學生“雙主體”的作用，以“問題引導、任務驅(qū)動、項目研究”為主線，運用啟發(fā)式、探究式、研討式等多種教學方法相融合，有效推進實踐教學的實施。同時，深度結(jié)合信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的廣泛應用，打破時間與空間的約束，通過校內(nèi)外師資協(xié)同，集成校內(nèi)校外共享資源，推動線上線下、遠程本地、課內(nèi)課外實踐教學活動實施的新格局，全面提升實踐教學效果，真正激發(fā)學生參與實踐活動的主動性和積極性，培養(yǎng)工程意識和創(chuàng)新精神[10]。

3.3 健全機制

多層次、交叉融合的智能制造實踐教學體系是一個復雜的系統(tǒng)，為確保系統(tǒng)平穩(wěn)有效地運轉(zhuǎn)，提升系統(tǒng)實踐育人的質(zhì)量成效，需要建立實踐教學各環(huán)節(jié)的管理制度，形成健全的評價機制和協(xié)同保障機制[11，12]。

（1）實踐教學評價機制。以實踐環(huán)節(jié)或課程模塊目標與畢業(yè)要求的對應關(guān)系作為依據(jù)，強化過程評價考核，評估目標的達成。建立多元化的評價主體，包括學生、校內(nèi)教師與管理人員、行業(yè)企業(yè)代表，實施開放性評價。通過評價結(jié)果針對性地查漏補缺，加強動態(tài)調(diào)整和持續(xù)改進，完善實踐教學體系的結(jié)構(gòu)及運行機制，提升實踐育人成效。

（2）實踐教學協(xié)同保障機制。實踐教學活動的有序開展，離不開多方主體的共同參與，離不開政策法規(guī)、教學資源和人才師資的共同支持。通過構(gòu)建“多方協(xié)同、共建共享”的協(xié)同保障機制，可以最大限度地集中校內(nèi)外各方優(yōu)勢，進一步促進培養(yǎng)目標協(xié)同、教師隊伍協(xié)同、資源共享協(xié)同和管理機制協(xié)同，共建跨領(lǐng)域高水平育人團隊，提升實踐教學平臺利用率和教學效果，共享實踐育人平臺創(chuàng)新成果，進一步提升實踐教學體系的運作效率與管理水平，最終實現(xiàn)學生、高校、企業(yè)共同受益。

4 結(jié)語

當前，智能制造仍處在不斷的發(fā)展演變中，行業(yè)企業(yè)的需求也是動態(tài)變化的。武漢理工大學智能制造工程專業(yè)是一個年輕的新專業(yè)，人才培養(yǎng)是一個長期的探索過程。本文在行業(yè)企業(yè)智能制造人才需求分析基礎(chǔ)上，結(jié)合培養(yǎng)目標達成，提出智能制造實踐教學體系的構(gòu)建思路，對體系中的組成要素及運行機制進行研究。今后在實施過程中，通過不斷地實踐—總結(jié)—持續(xù)改進—再實踐，推進體系的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)和優(yōu)化，為提升具有該校特色的智能制造高端復合型人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足國家、行業(yè)企業(yè)對智能制造人才的需求，提高高校服務社會的水平形成支撐與保障。