■ 楊杰忠，鄒火軍，趙月輝

（廣西機(jī)電技師學(xué)院，廣西 柳州 545005）

一、背景需求

無(wú)論是“德國(guó)工業(yè)4.0”“美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，還是“中國(guó)制造2025”，其核心都是系統(tǒng)智能化的智能制造，為新時(shí)代工業(yè)發(fā)展指明了方向[1-3]。國(guó)家也根據(jù)世界工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，制定了一系列的人才培養(yǎng)提升計(jì)劃。在“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略中也提出了大力發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)設(shè)想，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研深度融合發(fā)展在重點(diǎn)地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)中建立智能制造專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，并搭建智能制造技術(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)中國(guó)智能制造統(tǒng)一大市場(chǎng)；通過(guò)組織開(kāi)展智能制造領(lǐng)域人才需求分析、行業(yè)專(zhuān)業(yè)及技術(shù)預(yù)測(cè)、行業(yè)發(fā)展對(duì)策等的研究，促進(jìn)產(chǎn)教深度融合，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)職業(yè)教育模式向?qū)I(yè)、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重點(diǎn)和緊缺人才等方向發(fā)展，以在智能制造技術(shù)專(zhuān)業(yè)上不斷提高教育質(zhì)量、促進(jìn)人才升級(jí)、推動(dòng)企業(yè)革新。根據(jù)國(guó)家發(fā)展規(guī)劃，將著重基于5G等新的信息技術(shù)與制造行業(yè)領(lǐng)域深度融合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、信息化升級(jí)、智能化改造，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)等方式培養(yǎng)一大批符合智能制造發(fā)展的創(chuàng)新型、技術(shù)型與技能型復(fù)合人才。因此，如何完成從智能制造關(guān)鍵技術(shù)到核心課程的轉(zhuǎn)換，構(gòu)建專(zhuān)業(yè)群以工作過(guò)程為導(dǎo)向工學(xué)結(jié)合一體化課程體系的研究顯得極為迫切。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于智能制造關(guān)鍵技術(shù)及職業(yè)技術(shù)的應(yīng)用型課程體系建設(shè)研究越來(lái)越多[4-7]。莫榮林等[8]為了響應(yīng)“中國(guó)制造2025”“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”等一系列國(guó)家重大戰(zhàn)略，同時(shí)為使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要相適應(yīng)，基于機(jī)械加工技術(shù)專(zhuān)業(yè)與制造產(chǎn)業(yè)鏈的崗位要求，系統(tǒng)化地確定了按照企業(yè)工作過(guò)程專(zhuān)業(yè)群課程體系，構(gòu)建了以工作過(guò)程為導(dǎo)向的專(zhuān)業(yè)群課程體系，為本文基于技術(shù)應(yīng)用培養(yǎng)的過(guò)程導(dǎo)向?qū)I(yè)群課程體系建設(shè)提供了參考。Dahil等[9]論述了教育和技術(shù)是獲得熟練勞動(dòng)力的兩個(gè)基本要素，教育通過(guò)個(gè)人能力和行為的自愿和永久性變化提供持續(xù)改進(jìn)，技術(shù)是一門(mén)在科學(xué)和實(shí)踐之間提供聯(lián)系的學(xué)科，以特定的目標(biāo)和邏輯順序發(fā)生，并以目標(biāo)為導(dǎo)向?，F(xiàn)代教育是一種基于實(shí)踐的教育，通過(guò)使用新技術(shù)使學(xué)生活躍起來(lái)，基于技能和行業(yè)預(yù)期提高勞動(dòng)力生產(chǎn)率也取決于此，使用教育技術(shù)提供了一種永久性的教育。因此，通過(guò)生產(chǎn)和生活來(lái)學(xué)習(xí)是最有效的方法。文中還論述了基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)設(shè)備的缺乏、教員的水平有限可能是導(dǎo)致土耳其職業(yè)技術(shù)學(xué)校服務(wù)和生產(chǎn)部門(mén)的技術(shù)發(fā)展落后的主要原因。這為國(guó)內(nèi)關(guān)于職業(yè)教育人才培養(yǎng)與產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展提供了借鑒和經(jīng)驗(yàn)。Javaid等[10]論述了新技術(shù)在制造業(yè)、服務(wù)業(yè)和通訊業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越多，機(jī)器人技術(shù)是“工業(yè)4.0”的一種低成本高精度的重要技術(shù)，在制造業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，且機(jī)器人技術(shù)正在逐步走向高質(zhì)量產(chǎn)品的制造?！肮I(yè)4.0”的主要成果是借助先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)、海量數(shù)據(jù)、云計(jì)算、固體安全、智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)和其他先進(jìn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大、安全且經(jīng)濟(jì)高效的智能工廠(chǎng)，使得企業(yè)可低成本、高安全和可靠地改進(jìn)制造業(yè)以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，為本文以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)為核心的專(zhuān)業(yè)群及課程體系建設(shè)提供了參考。課程體系建設(shè)的成果通過(guò)相對(duì)偏差模糊矩陣評(píng)價(jià)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[11-13]，為課程體系建設(shè)成果、改進(jìn)方向及動(dòng)態(tài)調(diào)整提供參考。

二、基于智能制造關(guān)鍵技術(shù)的專(zhuān)業(yè)群

參考德國(guó)“雙元制”應(yīng)用技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程體系，根據(jù)筆者所在院校智能制造特色專(zhuān)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，綜合本校機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)4門(mén)專(zhuān)業(yè)建立智能制造專(zhuān)業(yè)群，并對(duì)現(xiàn)有相關(guān)課程進(jìn)行改革完善。將智能制造企業(yè)相關(guān)的職業(yè)崗位能力需求作為建設(shè)宗旨，通過(guò)校企聯(lián)合的模式對(duì)智能制造專(zhuān)業(yè)群課程體系進(jìn)行整合優(yōu)化，并建設(shè)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的專(zhuān)業(yè)群課程體系。在專(zhuān)業(yè)群課程體系中積極探索將智能制造新技術(shù)、新工藝等引入課程建設(shè)，緊密?chē)@智能制造的典型環(huán)節(jié)，構(gòu)建智能制造關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)以及將關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)換為核心課程，從而實(shí)現(xiàn)以核心職業(yè)能力培養(yǎng)為主線(xiàn)的“基礎(chǔ)通用、模塊組合、各具特色”工學(xué)結(jié)合的專(zhuān)業(yè)群課程體系的構(gòu)建，如圖1所示。圖1構(gòu)建了智能制造關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)本校及合作企業(yè)實(shí)際，以智能制造關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線(xiàn)，通過(guò)產(chǎn)教融合、校企聯(lián)合等為切入點(diǎn)，結(jié)合崗位職業(yè)能力培養(yǎng)提升規(guī)律，搭建了應(yīng)用層、傳輸層、控制與執(zhí)行層等課程體系。

圖1 智能制造關(guān)鍵技術(shù)向課程體系的轉(zhuǎn)換

通過(guò)智能制造關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的搭建，可知智能制造應(yīng)涵蓋智能傳感與檢測(cè)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、智能物流技術(shù)、智能加工技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)軟件與大數(shù)據(jù)技術(shù)等。結(jié)合廣西機(jī)電技師學(xué)院智能制造專(zhuān)業(yè)和校企產(chǎn)學(xué)研融合實(shí)際情況，將本校的機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)共4個(gè)專(zhuān)業(yè)納入以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)為核心的智能制造專(zhuān)業(yè)群，可知專(zhuān)業(yè)群已涵蓋了圖1所示的智能制造關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)的技術(shù)點(diǎn)，為專(zhuān)業(yè)群課程體系建設(shè)提供了依據(jù)。

三、過(guò)程導(dǎo)向?qū)I(yè)群課程體系建設(shè)

基于智能制造關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，分析和提煉智能制造專(zhuān)業(yè)群培養(yǎng)人才的共識(shí)、要求等，根據(jù)企業(yè)相關(guān)的特定產(chǎn)業(yè)鏈，緊密?chē)@核心崗位工作，通過(guò)分析專(zhuān)業(yè)群的核心專(zhuān)業(yè)與其他專(zhuān)業(yè)差異性，根據(jù)專(zhuān)業(yè)人才分別培養(yǎng)模式，構(gòu)建專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程、智能制造核心課程、智能制造拓展課程三個(gè)逐級(jí)遞進(jìn)的課程體系。

（一）專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程

專(zhuān)業(yè)群的基礎(chǔ)課程是為學(xué)生打下專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)能力的必修課程，在學(xué)生培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)教學(xué)、實(shí)訓(xùn)實(shí)踐等方面起到關(guān)鍵的承上啟下作用。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程包括電工應(yīng)用技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)、PLC應(yīng)用技術(shù)、機(jī)械裝調(diào)技術(shù)、驅(qū)動(dòng)應(yīng)用技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、C語(yǔ)言應(yīng)用技術(shù)。其中，電工和電子應(yīng)用技術(shù)是為進(jìn)入智能制造工廠(chǎng)的人員教授必備的電工、電子基礎(chǔ)知識(shí)，包括電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、基本電子原器件、電路設(shè)計(jì)等內(nèi)容；PLC應(yīng)用技術(shù)是為從事工業(yè)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員教授PLC基本原理、電路設(shè)計(jì)方法、編程等基礎(chǔ)內(nèi)容；機(jī)械裝調(diào)技術(shù)是為智能工程機(jī)械裝配工教授基礎(chǔ)的機(jī)械原理、裝調(diào)方法，以適應(yīng)行業(yè)對(duì)高精度裝配的要求；液壓與氣動(dòng)技術(shù)及驅(qū)動(dòng)應(yīng)用技術(shù)主要教授智能工廠(chǎng)中常用的驅(qū)動(dòng)元件基本原理、控制方法、注意事項(xiàng)、故障預(yù)防等內(nèi)容；C語(yǔ)言應(yīng)用技術(shù)主要教授學(xué)生能夠使用世界較流行的C語(yǔ)言進(jìn)行工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的編程操作。

（二）智能制造核心課程

智能制造核心課程圍繞智能制造系統(tǒng)典型生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、仿真、加工、控制和維護(hù)等內(nèi)容，推進(jìn)先進(jìn)信息技術(shù)與產(chǎn)學(xué)研深度融合，開(kāi)發(fā)精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程、標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)資源庫(kù)、數(shù)字化典型模型、模擬仿真等，將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用、智能物流技術(shù)應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、視覺(jué)傳感與檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用、信息化與大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用、智能加工技術(shù)應(yīng)用、數(shù)控加工技術(shù)、智能物流系統(tǒng)安裝與調(diào)試、智能傳感器的安裝與調(diào)試、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安裝與調(diào)試、工業(yè)軟件與大數(shù)據(jù)的認(rèn)知與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人的安裝與調(diào)試、數(shù)控多軸加工機(jī)床編程與操作、數(shù)控三軸加工編程與操作、工業(yè)機(jī)器人輔助上下料加工編程與操作、UG造型設(shè)計(jì)與數(shù)控加工案例教程等課程均納入智能制造核心課程，以為學(xué)生打下智能制造典型環(huán)節(jié)應(yīng)用的良好基礎(chǔ)。

（三）智能制造拓展課程

智能制造拓展課程是在學(xué)生有了一定專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)與技能后開(kāi)設(shè)的具有能力拓展作用的課程，課程的開(kāi)設(shè)主要在縱向深、橫向?qū)拑煞矫孢M(jìn)行，包括智能工廠(chǎng)的認(rèn)知與實(shí)踐、智能加工車(chē)間編程與實(shí)踐、智能裝配車(chē)間編程與實(shí)踐、智能工廠(chǎng)物流控制與實(shí)踐、智能工廠(chǎng)信息化管理與實(shí)踐。通過(guò)拓展課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生完全融入現(xiàn)代智能工廠(chǎng)認(rèn)知、編程、物流、信息化等工作過(guò)程，實(shí)現(xiàn)過(guò)程導(dǎo)向型的教學(xué)與實(shí)踐。

（四）標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)

基于專(zhuān)業(yè)群課程體系框架及互聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，借鑒最新職業(yè)教育理念，建設(shè)云端共享標(biāo)準(zhǔn)化的專(zhuān)業(yè)群數(shù)字化資源庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)-教師-學(xué)生教學(xué)資源共享，從而可實(shí)現(xiàn)本校的職業(yè)教育快速發(fā)展，通過(guò)資源庫(kù)的建設(shè)全面提升教學(xué)效率，標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)資源庫(kù)體系如圖2所示。教學(xué)資源庫(kù)包含了教學(xué)視頻、圖片、題庫(kù)三大內(nèi)容，資源的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容按專(zhuān)業(yè)介紹至技能競(jìng)賽方案逐一排布，便于資源庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化和動(dòng)態(tài)調(diào)整。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)資源庫(kù)

四、相對(duì)偏差模糊綜合評(píng)價(jià)

相對(duì)偏差模糊矩陣評(píng)價(jià)法是模糊數(shù)學(xué)的一種具體應(yīng)用，其基本操作步驟是：確定評(píng)價(jià)指標(biāo)與等級(jí)、構(gòu)造模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣、虛擬理想方案和F排序。

設(shè)U為被評(píng)價(jià)對(duì)象的m種指標(biāo)；V為刻畫(huà)各指標(biāo)的n種等級(jí)，可得：

設(shè)rij為評(píng)價(jià)指標(biāo)ui對(duì)等級(jí)vj的隸屬度，得到模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣：

通過(guò)效益與成本兩種評(píng)價(jià)方式虛擬一個(gè)理想方案u：

最后對(duì)各方案進(jìn)行加權(quán)平均得到F值：

式（4）中的權(quán)值w可通過(guò)一些數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，或令各權(quán)重值相等，進(jìn)行等權(quán)重的模糊綜合評(píng)價(jià)，相對(duì)偏差模糊矩陣評(píng)價(jià)法的F值越小，表明方案越優(yōu)秀。本文采用變異系數(shù)法求解各指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)行變權(quán)重的模糊綜合評(píng)價(jià)，變異系數(shù)法第i項(xiàng)指標(biāo)的均值與方差為：

式中，aij為第i項(xiàng)指標(biāo)的第j個(gè)具體數(shù)值。

建立6種評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括課程體系在企業(yè)中的評(píng)價(jià)（0～1，數(shù)值越大代表越好）、課程體系在教師中的評(píng)價(jià)、課程體系在學(xué)生中的評(píng)價(jià)，抽檢的100名學(xué)生的平均成績(jī)（0～1，數(shù)值越大代表越好）、企業(yè)對(duì)學(xué)生的滿(mǎn)意度（0～1，數(shù)值越大代表越好）、學(xué)生就業(yè)率（0～1，數(shù)值越大代表越好）。得到各指標(biāo)的F分布如圖3所示，并與為開(kāi)展課程體系建設(shè)前的F值進(jìn)行對(duì)比分析?？芍?jīng)過(guò)課程體系建設(shè)后的F值普遍高于未進(jìn)行體系建設(shè)前的F值。在原模式下，課程體系在學(xué)生中的評(píng)價(jià)的F值最低，說(shuō)明原課程體系并不能較好地適應(yīng)當(dāng)前的學(xué)生教育，同時(shí)原教育模式在企業(yè)以及教師中的評(píng)價(jià)也不高，這與原模式中的課程體系編排混亂有關(guān)，不能很好地帶動(dòng)學(xué)生循序漸進(jìn)地進(jìn)行學(xué)習(xí)，往往導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)框架參差不齊，難以系統(tǒng)性總結(jié)提煉。經(jīng)過(guò)校企聯(lián)合式的過(guò)程導(dǎo)向?qū)I(yè)群課程體系建設(shè)后，使得新的培養(yǎng)模式在企業(yè)、教師和學(xué)生中的評(píng)價(jià)明顯提高，這與課程體系經(jīng)過(guò)系統(tǒng)梳理、逐級(jí)建設(shè)，為學(xué)生提供了良好的教學(xué)模式有關(guān)。但企業(yè)對(duì)學(xué)生的滿(mǎn)意度的F值與其余F值并不在同一水平線(xiàn)上，說(shuō)明學(xué)校對(duì)學(xué)生的教育還并沒(méi)有完全適應(yīng)當(dāng)前企業(yè)的高要求，因此后續(xù)還仍需基于課程體系建設(shè)成果，繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的理論與實(shí)踐培養(yǎng)，以滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)高質(zhì)量綜合性人才的需求。

圖3 專(zhuān)業(yè)群課程體系建設(shè)模糊綜合評(píng)價(jià)F值

文章首先進(jìn)行了基于技術(shù)應(yīng)用培養(yǎng)的過(guò)程導(dǎo)向?qū)I(yè)群課程體系建設(shè)研究，分析了國(guó)內(nèi)外職業(yè)教育關(guān)于智能制造領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)群建設(shè)、課程體系標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)等。其次搭建了智能制造關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)框架，并從中提煉出職業(yè)教育應(yīng)有的課程體系?；陉P(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)框架，構(gòu)建了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程、智能制造核心課程、智能制造拓展課程的逐級(jí)遞進(jìn)課程體系，并通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行了教學(xué)資源標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。最后建立了相對(duì)偏差模糊矩陣綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)課程體系建設(shè)成果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并得出后續(xù)改進(jìn)方向，評(píng)價(jià)結(jié)果表明課程體系建設(shè)具有良好的應(yīng)用效果。