李毅搏，黃家才，童桂

（南京工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

1 智能制造導(dǎo)論課程現(xiàn)狀

《智能制造導(dǎo)論》是一門智能制造專業(yè)通識教育課程，也是機(jī)械工程、自動化、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控等專業(yè)的啟蒙認(rèn)知課程。同時，也可作為工科其他專業(yè)重要的基礎(chǔ)理論課程之一，對于開展本專業(yè)的工程實踐具有極為重要的基礎(chǔ)支撐作用。智能制造工程需要計算機(jī)、自動化、機(jī)械、工業(yè)工程、電子信息、人工智能等學(xué)科知識的結(jié)合，是一門多學(xué)科交叉的新工科專業(yè)。

本課程可使學(xué)生在專業(yè)態(tài)度上養(yǎng)成良好的智能制造工程意識，產(chǎn)生對智能制造工程領(lǐng)域和學(xué)科的認(rèn)同感，并在一定程度上明確今后專業(yè)學(xué)習(xí)的方向和目標(biāo)，為個人專業(yè)的職業(yè)發(fā)展提供導(dǎo)向。作為一門學(xué)科入門級導(dǎo)論課程，本課程旨在幫助學(xué)生對智能制造工程學(xué)科的起源、核心概念、研究對象、主要研究問題、相應(yīng)的基本理論及研究方法有個全面的框架性理解。目前，該專業(yè)為新興專業(yè)，課程體系還不夠完善，還處于探索教學(xué)階段，而智能制造導(dǎo)論課程還存在以下問題：

（1）以學(xué)生為中心、以問題為導(dǎo)向的課程建設(shè)亟待加強(qiáng)。

（2）教材未能及時融入智能制造工程的最新發(fā)展成果以及學(xué)科交叉內(nèi)容。

（3）智能制造導(dǎo)論課程與思政融入還需加強(qiáng)。

因此，本文結(jié)合南京工程學(xué)院-智能制造創(chuàng)新實驗班的教學(xué)改革試驗田，以項目化教學(xué)為主線，開展各類課程建設(shè)。導(dǎo)論課程旨在為學(xué)生提供一個理解學(xué)科全貌的入門介紹，使學(xué)生能夠?qū)Ρ緦W(xué)科形成整體認(rèn)識，了解學(xué)科的歷史發(fā)展、研究領(lǐng)域和主要問題，熟悉專業(yè)的學(xué)科知識體系，掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)資源使用與制作的基本技能，為專業(yè)學(xué)習(xí)和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。本文從課程性質(zhì)及目標(biāo)規(guī)劃、教材選用、教學(xué)方法與手段、考核考評體系等方面進(jìn)行闡述與分析。為開設(shè)本課程的教師，提供課程建設(shè)經(jīng)驗。

2 教學(xué)目標(biāo)規(guī)劃

結(jié)合應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)方案和要求，制定如圖1所示的教學(xué)目標(biāo)。

圖1 課程目標(biāo)規(guī)劃

了解智能制造領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)領(lǐng)域、發(fā)展現(xiàn)狀、主要問題和發(fā)展方向，強(qiáng)調(diào)對智能制造學(xué)科和技術(shù)的基本認(rèn)知，為智能制造相關(guān)理論和技術(shù)提供基本的知識體系。課程教學(xué)內(nèi)容“自然”融入思政教育元素，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和專業(yè)觀念。對智能制造的本質(zhì)形成正確的認(rèn)識，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力。提升自主學(xué)習(xí)能力、合作意識、溝通能力、反思能力。提升職業(yè)規(guī)劃能力，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

通過對智能制造領(lǐng)域相關(guān)重大工程的形成、發(fā)展、演變、應(yīng)用的深入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。加深學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，把握和理解學(xué)科性質(zhì)、學(xué)科研究領(lǐng)域和研究方法，了解學(xué)科研究的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢，形成基本的學(xué)科素養(yǎng)。

3 教學(xué)設(shè)計

3.1 教學(xué)設(shè)計思路

如圖2所示，首先，根據(jù)人才培養(yǎng)方案、智能制造工程專業(yè)領(lǐng)域及相關(guān)教材確定教學(xué)內(nèi)容，從技術(shù)和產(chǎn)品出發(fā)，了解智能制造領(lǐng)域核心賦能技術(shù)；然后，掌握未來該領(lǐng)域新服務(wù)、新模式、新業(yè)態(tài)，最后，對產(chǎn)品、制造系統(tǒng)進(jìn)行智能集成。關(guān)于教學(xué)形式，理論部分主要通過多媒體、板書、教具等課堂授課，實踐部分主要通過參觀、見習(xí)等方式進(jìn)行授課。另外，團(tuán)隊授課模式可發(fā)揮教師的特長，最大限度地拓寬學(xué)生知識面，推動導(dǎo)論類課程雙語教學(xué)，提升使學(xué)生前沿技術(shù)獲取能力。通過教學(xué)評價，衡量授課內(nèi)容是否能夠滿足學(xué)生學(xué)習(xí)要求、教學(xué)形式是否可以獲得良好的學(xué)習(xí)效果，并不斷完善課程授課方案。

圖2 教學(xué)設(shè)計思路

3.2 教學(xué)過程設(shè)計

本課程教學(xué)設(shè)計過程如圖3所示。

圖3 教學(xué)方法與手段

秉承立德樹人的教學(xué)理念，將課程知識和課程思政有機(jī)統(tǒng)一，在理論授課過程中，潛移默化地融入課程思政要素，踐行社會主義核心價值觀，使學(xué)生擁有正確的世界觀、人生觀、價值觀。提升政治認(rèn)同、家國情懷、道德修養(yǎng)、法治意識、文化素養(yǎng)，養(yǎng)成良好的思想品德、社會公德和職業(yè)道德，做擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時代新人。激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和創(chuàng)新思維，樹立正確的人生觀和價值觀，讓學(xué)生在掌握專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)其精益求精、勇于鉆研的科學(xué)探索精神和工匠精神。

對于課程的理論部分，采用啟發(fā)式教學(xué)和問題導(dǎo)向式教學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力。通過課堂討論，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知中的誤區(qū)，并立即給予糾正；通過課后作業(yè)，使學(xué)生初步做到知識遷移?？紤]到智能制造導(dǎo)論更側(cè)重于該領(lǐng)域的專業(yè)通識教育，將課堂教學(xué)與討論和實踐教學(xué)相結(jié)合，便于學(xué)生產(chǎn)生對智能制造行業(yè)的直觀認(rèn)識、強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

對于課程的實踐部分，可為校內(nèi)和校外見習(xí)2個部分。校內(nèi)見習(xí)部分即參觀校內(nèi)實訓(xùn)、實踐、科創(chuàng)、實驗室、研究院等相關(guān)代表性基地，教師現(xiàn)場講解，學(xué)生現(xiàn)場體驗，強(qiáng)化學(xué)生的直覺觀感及對課堂理論知識的理解。校外部分則是在課堂理論和校內(nèi)見習(xí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，參觀典型的智能化流水線、智能物流車間、智能化工廠等，了解智能制造技術(shù)的最新應(yīng)用和發(fā)展動態(tài)。

智能制造工程屬于產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式，世界各國投入了大量的時間和金錢，爭取在新一輪工業(yè)革命中站穩(wěn)腳步，避免落后就要挨打的局面。因此，雙語教學(xué)很有必要，可提升學(xué)生的國際視野。另外，多教師團(tuán)隊授課模式也是導(dǎo)論課程教學(xué)的一大特點，根據(jù)授課內(nèi)容及課程組老師擅長領(lǐng)域，以專題講座形式進(jìn)行授課，最大限度地拓寬學(xué)生的專業(yè)視野。由于教師授課風(fēng)格、授課思路等方面存在一定差異，在課程設(shè)計階段，應(yīng)以課程銜接得當(dāng)、學(xué)生易于接受為目標(biāo)，讓學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)體驗。

3.3 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

（1）教學(xué)內(nèi)容。本課程詳細(xì)介紹智能制造的基本概念、結(jié)構(gòu)體系和關(guān)鍵技術(shù)。從多視角解讀智能制造的本質(zhì)、內(nèi)涵和關(guān)鍵技術(shù)，凝練智能制造中的意識和觀念。智能制造是制造技術(shù)與信息技術(shù)的深度融合，不僅覆蓋各行各業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、生產(chǎn)、服務(wù)等制造全生命周期的各個環(huán)節(jié)及其集成優(yōu)化，同時，又伴隨信息技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展，課程內(nèi)容主要包括智能制造的總體概況、智能制造的共性賦能技術(shù)、智能產(chǎn)品、離散型制造智能工廠、流程型制造智能工廠、智能服務(wù)與制造業(yè)新模式新業(yè)態(tài)、智能集成制造系統(tǒng)。

（2）教材選用。教材[1]與教材[2]側(cè)重理論與學(xué)術(shù)層面對智能制造專業(yè)的認(rèn)知，具有一定的理論深度，教材[1]還配套了大量的技術(shù)視頻案例。相比教材[2]，教材[1]將人的要素融入傳統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（Cyber-physical system，CPS），形 成 了HCPS（Human-CPS，HCPS）的概念，另外，該教材還用一章闡述了智能集成制造系統(tǒng)，使學(xué)生深入系統(tǒng)的理解智能制造的系統(tǒng)內(nèi)涵。該教材更加適合綜合型、科研型、高層次應(yīng)用型高校學(xué)生層次選用。教材[3]和教材[4]傾向于實踐層面的智能制造工程教學(xué)，教材[5]具有一定的市場需求導(dǎo)向性，淺顯易懂，適合一般應(yīng)用型本科高校和高職高專院校學(xué)生層次。作為專業(yè)導(dǎo)論課，離不開專業(yè)性和教育引導(dǎo)性?；谑谡n對象基礎(chǔ)理論相對扎實，選定周濟(jì)教授主編的《智能制造導(dǎo)論》作為主教材，培養(yǎng)學(xué)生的理論水平和學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

3.4 課程教學(xué)質(zhì)量評價

通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生需具備知識更新與自我完善的能力，具備團(tuán)隊協(xié)作精神和創(chuàng)新意識，具有終身學(xué)習(xí)與專業(yè)發(fā)展的意識和能力，能夠不斷提高專業(yè)素質(zhì)，制定職業(yè)發(fā)展規(guī)劃。具有國際視野，了解國內(nèi)外智能制造發(fā)展新動態(tài)，具有一定的寫作能力和論文撰寫能力。因此，對學(xué)生的課程考核過程，應(yīng)以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程考核，按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五級計分，細(xì)則如表1所列。

表1 智能制造導(dǎo)論課程成績評定細(xì)則表

4 結(jié)語

本文從課程目標(biāo)規(guī)劃、教學(xué)思路設(shè)計、教學(xué)過程設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容與教材選用、教學(xué)和質(zhì)量五個方面對智能制造導(dǎo)論課程建設(shè)進(jìn)行了分析，并提供了課程經(jīng)驗和建議?；趹?yīng)用型人才培養(yǎng)方案，設(shè)定系統(tǒng)化、工程化、學(xué)術(shù)化等課程目標(biāo)。依據(jù)學(xué)生基本素質(zhì)與培養(yǎng)要求，合理選取學(xué)術(shù)型與實踐型教材。制定多元化授課方式，重點強(qiáng)調(diào)了雙語教學(xué)和多教師團(tuán)隊授課模式。加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程考核，增強(qiáng)學(xué)生綜合能力考核的合理性。