智能制造视域下高职专业人才培养研究——以机电一体化专业为例

(天津工业职业学院，天津 300400)

一、智能制造业对职业教育人才供给提出新的要求

在制造业转型升级的大背景下，智能化渗透在企业生产的每个环节，如智能化的生产设备、全面自动化的生产车间、智能化的生产管理平台、智能化的生产流程、产品服务和质量控制智能与创新紧密相关，可以说智能制造是传统制造业在技术产品工艺、服务等方面的全方位创新。《制造业人才发展规划指南》对制造业十大重点领域人才需求进行了预测，至2025年，新一代信息技术产业人才缺口将达950万人，智能领域设备操作人才缺口将达450万人。

随着产业转型升级，一些传统岗位在生产中的作用将逐渐弱化，甚至消失，而数字化建模、精益专员、精密测量与检验岗位越来越重要。随着国家有计划的对传统企业进行数控化、信息化和智能化改造，高端数控机床、工业机器人、增材制造等智能制造装备将会普及应用。机械制造岗位能力需求进一步升级，越来越多的企业更加看重多元、复合型人才。适应我国制造业转型升级的发展方向,高端设备制造与操作能力、智能化生产过程处理能力的交叉复合型“智能人才”机电一体化专业人才的培养迫在眉睫。

高职院校的人才培养的定位同时也要升级，随着高职院校毕业生的工作领域不仅仅局限于生产、管理、服务等操作性岗位，而是由制造到“制造+创新”，而在智能制造“机器换人”的理念下，减少了一线操作工、检验员等简单操作工岗位，大幅度增加了高技能人才岗位。因此，对学生智能机器、智能化生产线的理解、控制、管理，在知识结构、技能水平、综合素质等方面的培养也要整体提升。技术技能人才培养理念必须要紧跟智能制造时代理念，打破传统的人才培养观念，培养个性化、创新性的高技能人才。

高职院校应致力于培养能够使用相应的现代化高新技术操作现代化机电设备，理解、掌握、管理智能化生产的高技能人才；培养熟练操作机器人、高端数控机床、增材制造设备，智能制造装备操作、调试、维护和改造方面的专业人才；培养生产线调试维护人才；培养既懂设计又精通制造工艺的高技能人才；培养工业系统软件开发、应用人才；培养具有工匠精神的职业素养，有创造性思考和解决问题的创新创业素质的信息化机电复合型人才。

二、目前培养适应智能制造所需要的高素质技能人才存在问题

传统意义上的专业技术技能型人才与智能制造业的人才要求脱节，在制造业朝向智能化转型升级的时代，高职院校作为培养技术技能型人才的基地，培养新时代的高素质复合型技术技能型人才的工作仍然任重而道远。专业复合型技术技能人才培养目标不够精准，无法满足企业工艺更新、技术改造以及技术换代等产业转型升级的能力要求。教育内容与实际岗位需求相脱节，不能紧随新兴产业的发展方向，职业教育培养的人才与行业需求、产业需求、企业发展需求不能完全对接，专业人才培养的节奏整体滞后于产业的升级和社会的发展。在信息化飞速发展的时代，特色，新信息化技术体系没有融入到职业教育教学内容中，不能适应 “互联网+” 时代的准备，人才的供给落后于企业岗位的需求，人才的培养缺乏前瞻性。教师素质和水平、教学方式等在应用现代管理和信息技术上需要进一步提高，在实践教学环境上，缺乏体现智能化的先进实训设备和实训基地；在师资队伍建设上，教师运用先进技术的能力滞后，创新意识不够，创新能力有待加强。

人才规格变化，对机电一体人才素质要求更高，包括安全规范、生产协作意识等，专业基础知识的掌握必须更加扎实，如机械制图与CAD、机械制造技术、电气PLC、电气系统装调、工业互联网等，还有电气技术、液压气动技术及工业软件的应用。对学生的能力要求也由简单重复的劳动提升为经常面临要解决新问题的挑战，由单一技能提升为具备多项技能跨专业的知识的复合型人才。

三、复合型机电一体化专业“智能人才”培养的探索与实践。

(一)制定和完善智能制造背景下交叉复合型机电一体化专业人才培养方案

《中国制造2025》，带来了全新的智能制造时代，实施智能制造，不断地推进我国制造业智能升级，导致新型职业岗位的出现和职业岗位的内涵的变化。机电一体化人才是制造业升级的积极推动者，高职院校的机电一体化专业应充分考虑生产设备智能化升级与产业结构调整，创新教育体系，使培养的技能人才能够适应智能制造的新要求，为此，需要在广泛调研和论证智能制造及产业升级的用人需求的基础上，对智能制造背景下的机电一体化专业岗位能力分析，与智能制造企业深度合作，构建校企交替、教学与生产结合的工学结合人才培养体系,并推进校企合作“订单班”的人才培养模式。

1.明确企业用人需求，精确定位人才培养目标

在智能制造背景下，需要培养复合技术技能型人才，因此需要进行调研，分析企业岗位及人才需求的变化，精确定位人才培养目标，使得培养的毕业生能够满足企业的需求。

2.不断更新教学内容，实现教学内容与实际需求相接轨

职业教育培养的人才与行业需求、产业需求、企业发展相对接，并且要在满足岗位能力的基础上超前发展，因此在信息技术飞速发展的今天，职业院校培养的人才必须满足产业的升级和社会的发展，一些新技术必须及时或超前融入到教学中去。

3.不断深化“校企合作、工学结合”的人才培养模式

智能制造时代，技术更新速度快，知识与技术不断重新组织，学校与企业必须紧密结合才能将现场需求实时融入人才培养中，才能培养岗位适应能力强的员工。校企合作才能使培养的人才与企业不脱节。“订单培养”是高等职业教育校企合作最有效的模式，机电专业应对接京津冀地区制造业重点产业，以产教融合为平台，以订单培养为主要模式，积极开展校企合作，与合作企业共同研制招生方案、共同制订人才培养方案，共同参与人才培养，共同参与实训基地建设。

4.开展现代学徒制试点班

开展现代学徒制专业试点，充分发挥企业主导作用，优化校企双方现代学徒制人才培养方案，实行开放式培养模式。由企业和学校共同推进的一项育人模式，其教育对象既包括学生，也可以是企业员工。对他们而言，就学即就业，一部分时间在企业生产，一部分时间又在学校学习。实现现代学徒制校企合作作为一种新模式，在推广中需要企业和学校专门制定相应的人事政策进行支持。

(二)改革教学内容，重构课程体系，开发对接工作岗位的课程体系和教学模式

1.课程体系建设

面向机电一体化设备制造业、机电设备及自动化生产线等行业，紧贴岗位群，倡导“校企合作、工学交替”的人才培养模式，构建“以岗促学、课证融合”课程体系，坚持“理实一体化、企业订单班”的实践教学环节。专业团队教师通过为企业技术员工培训、到企业锻炼、参与企业横向科研课题及重点产业项目建设，与企业合作开展订单班人才培养模式教学改革。同时，与企业合作共同开发任务驱动的项目化课程，编写具有行业特色的职业化教材，依照岗位职业标准、职业资格考核标准，由企业专家与专业教师共同制定课程标准、实训内容、课程考核标准要求。具体开发设计技术路径如下：行业、企业情况分析和岗位工作分析→召开实践专家访谈会→提取典型工作任务→一体化课程转化确定→学习任务设计→教学计划编制→学习材料开发→投入实施。

2.教学思路

采用任务驱动的教学模式，学生的学习活动必须与任务或问题相结合，以探索问题来引导和维持学习者的学习兴趣和动机，创建真实的教学环境，让学生带着真实的任务学习，以使学生拥有学习的主动权。基于工作过程和行动导向的指导思想是“知识的总量未变，知识的排序方式发生变化”。围绕工作过程和行动导向为教学内容，多种教学方法相结合，教师由课堂的主导者变为引导者，激发学生由被动学习变为主动学习。在开发职业教育课程时，要积极引入职业标准，从学校就培养好学生在操作时遵守相应的职业标准和熟悉相关工艺规范，实现课程内容与职业标准对接，教学过程与生产过程对接。

高职学历证书与职业证书双证融通直接目的是达到学历水平和职业资格双标准，双证融通制度是在高等职业教育改革形势下应运而生的一种新的制度设计，是对传统高职教育的规范和调整。我们应培养出既有一定知识理论水平又具有某些职业技术能力的人才。

3.课程内容融合

课程内容要以知识应用为主线，以能力培养为核心，打破原有的学科课程体系和“三段式”课程设置体系，对课程进行优化和整合。基础知识以“必需、够用”为度，专业知识则根据职业岗位群有针对性地设置专门化教学模块，建立一个宽广、针对性和实用性都很强的知识平台。对各个教学模块之间相互重复与交叉的知识，应进行优化组合，加以综合化改造，强调知识间的相互联系和衔接，坚决取消重复的教学内容，综合化课程要突出综合应用知识能力的培养。

(1)职业基础课程融合。机电专业包含了机械技术基础、电气技术基础、计算机技术基础等，每一领域技术基础所需知识的学习和能力的培养分别由数量不等的几门专业基础课来完成，这些基础课程都可以根据知识和能力间联系的主线进行综合。如电工技术基础、电子技术基础、电工电子仪表与测量均属于电气技术基础课程，可以综合为一门课程。电机与变压器、电力拖动、可编程控制器与自动控制原理都属于电气控制部分的基础课程，可综合为一门课程。

(2)核心技术课程融合。结合机电一体化专业岗位群工作范围和技术领域，可以把专业技术范畴的工作分为几个核心技术，每一核心技术包含了一定范围的专业知识和能力要求，与岗位有一定的对应关心。如机电设备的操作与维修是机电专业的一个重要岗位，机、液、电一体化综合技术是该岗位的核心技术，以此为核心而综合的内容有液压气动传动、PLC控制等的综合应用，学完这门课程加以一定的生产实践环节教学就可以胜任机电设备的使用维护。

(3)核心技术与支撑技术融合。核心技术是专业技术概念，其技术是需要支撑的，支撑技术大多属于专业基础课的范畴，核心与支撑技术的综合则指专业技术课与所需专业基础课相关专业的综合。传统课程设置分为基础、专业基础、专业课三段式结构。打破三段式结构，主张专业课与专业基础课相结合，构成基础课与专业课的两段式结构，在这种综合中，专业基础课的系统性被打破，其内容优选之后成为专业课的支撑技术，并融汇到不同的专业课之中，使学生尽快进入专业课学习。

(4)不同学科之间的融合。随着智能制造技术的发展，学科之间的交叉和渗透越来越多，以工作项目为主线，若干学科融入的综合模式也不断出现。如自动化生产线的安装调试课程融入了气动技术、传感器、PLC等技术。

4.教学方法变革

为适应智能制造背景下人才的新需求，培养复合型机电一体化专业人才，应对传统的教学方法加以改善和提升，构建21世纪新课堂。在教学方法变革上可以采用以下几种方法。

多种教学模式混合的方法，把传统学习方式的优势如传统课堂板书和现代化学习方式如课堂多媒体教学、数字化研讨型教学等教学的优势结合起来。既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。

多种教学工具相配合的方法，除了传统教具的使用，可以利用现代化手段在线测量学生的学习状况、记录学生学习过程的数据，并对相关数据进行统计分析，对其进行深入研究，找到教与学过程中不足及学生对知识的掌握能力，以便于对后期教学工作进行提升改善。

基于互联网+模式下，在教学上采用清华教学平台、对分易等信息化教学平台辅助教学，通过教学平台教师可以提前发放教学任务、实时掌握教学反馈、及时进行教学内容调整以及增加丰富的教学资源。提倡学生们利用MOOCs等开放教育资源对课堂学习进行补充学习，或者自学自己感兴趣课程。利用教学平台可以及时解决学生学习中出现的问题，沟通更加畅通、无碍，极大提高了教学效果。

课内课外协同作用，使学生在课外基于在线教学资源完成自主学习、主动学习、实现基础任务式练习，并在课堂上进行课内汇报、研讨、小组合作从而进行更深入的学习。

多维评价及时反馈，采用结果与过程评价相结合、知识与能力评价相结合、课内与课外实践相结合，并且及时总结评价结果向同学们反馈，激发学生学习的动力。

总之，要实现课堂学习、在线学习、小组协作、交流互动、学习评价等多种教学方法的综合应用，利用适当的时间，通过应用适当的学习技术和适当的学习风格相契合，对适当的学习者传递适当的能力，实现教师教学、学生学习、教学环境的有机融合，从而取得最优化的学习效果的学习方式。

(三)在实践教学环境上，建设生产性实训基地和数字车间，建立立体化智能工场，促进工学结合人才培养

1.合理调整专业群结构

专业群建设是高职院校办出特色和品牌的关键载体，是提高办学水平和社会声誉的根本途径。专业群建设是高职院校办出特色和品牌的关键载体，是提高办学水平和社会声誉的根本途径。要对机电一体化专业进行优化、改造专业建设，提升专业竞争力，加强专业群内各专业的融合，以适应智能制造行业的发展及市场需求。

2.持续进行智能制造实训条件建设

我校完成了生产性实训基地和数字车间的建设，完成了智能机床上下料工作站、智能搬运码垛工作站、智能装配工作站、智能制造柔性生产线及现代控制系统安装与调试实训室的建设，可以实现图像识别技术，双机协作技术，机器人智能装配技术，多传感技术，多轴协调控制技术，机器人仿真技术，机器人浮动轴功能，机器人手爪快换功能，人机协调功能，机器人防碰撞功能等先进技术的教学工作。完成工业机器人安全操作规范；基本运动指令和tcp点创建讲解及练习；工作站流程示范与操作；机器人控制、编程控制、电机驱动和传感器控制；码垛摆放及拾取位置的示教；码垛节拍优化技巧讲解；工业机器人对机床上下料搬运的路径设计；工业机器人对机床上下料编程调试；工业机器人与机床配合的综合编程调试；工业机器人电气原理设计、工业机器人控制系统认知、工业机器人外围设备控制程序编程与调试(PLC)等实训项目的训练。完善了工学结合人才培养的实践教学环境，提高了学生的综合能力。

3.拓宽校企合作

在实训中心的建设中，按照“基地建设企业化”和“实践教学生产化”原则。邀请有意愿、有实力的公司参与实训基地建设，将企业引入到校，把智能制造中心打造成具有企业文化浓厚、职场氛围真实的校内生产性实训基地。我校与天津彼洋科技有限公司、北京赛百特科技有限公司、天津宜科电子有限公司等六家公司签订合作协议，由学校和企业共建校内生产性实训基地。企业参与学校的实训基地建设外、还将企业的管理、企业的文化和企业部分产品加工订单带入到学校，营造企业的真实环境，让他们在校内实训基地训练基本技能的同时，感触企业的管理、企业的文化，完成学生到工人的先行转变，为今后能很快适应企业的要求打下坚实的基础。同时，学校的实训基地亦可作为公司人力资源培训基地，为企业培训企业员工专业技能、技术比武提供服务。通过这些校企合作共赢的举措，使学校和企业建立起了紧密型的校企合作关系，为学院今后探索开展双主体办学制度办学，打下良好的基础。

(四)组建培养能够运用先进技术的能力、创新能力，具备跨学科专业水平、建立跨专业的教师团队

随着智能制造行业的发展，目前学校现有的教学团队存在专业知识与技能不能满足现代化复合型人才培训的需求，缺乏复合型的教师与跨专业的教学团队。为了达到培养复合型人才的目标，建设创新专业群体系，我校注重教师“师德”建设及教学模式变革，组建培养能够运用先进技术的能力、创新能力，具备跨学科专业水平、建立跨专业的教师团队。

实施专业带头人、骨干教师培养工程，对专业带头人、骨干教师进行国内外培训。提高教师队伍的整体水平，双师素质比例达到100%。参加信息化大赛、技能大赛，通过传帮带加强对青年教师的培训。多渠道潜心打造“教练型”教学名师，通过国内外进修、学访，提升专业带头人和骨干教师专业水平，打造市级教学团队；建设高水平的“双师素质”的专业师资队伍，带动专业群师资水平的提高。与相关专业企业建立战略合作伙伴关系，充分发挥机电设备生产商及供应商的教育合作项目，专业教师定期去企业进行顶岗学习，专业教师到企业挂职锻炼，参与企业技术改造，在为企业的科技服务中提升教师的产学研能力；了解企业行业前沿技术发展，与企业专家组队开展课题研究，提高人才培养质量和师资队伍整体水平。此外，教师在教学中要以身示范，贯彻工匠精神思想，无论是平时训练还是测试，注重职业素养的培养，加强对学生职业素养创新能力的培养。开设创新创业课程，培养学生学习兴趣，扩大学生专业知识面。教学中课程内容覆盖面要广、不能只知其一要做到融会贯通、举一反三，教学中对知识点进行归纳总结，对于重、难点可以采用多种教学方式、多种教学手段和多种教学平台使学生能够做到学以致用、增强教学效果、提高学习效率。

通过“以赛促学、以赛促教”教学模式，提高学生技能水平和师资专业素质，提升学生的知识综合应用能力和创新思维能力，突出实践能力的过程化培养。有效发挥“以赛促学、以赛促教”的作用，更好地为高职机电一体化复合型专业人才培养目标服务。

总之，培养具备高端设备制造与操作能力、智能化生产过程处理能力的交叉复合型机电一体化专业人才，需要在完善复合型机电一体化人才培养方案的基础上，改革教学内容，重构课程体系，开发对接工作岗位的课程体系和教学模式。在实践教学环境上，建设生产性实训基地和数字车间，建立立体化智能工场，促进工学结合人才培养。并组建培养一支能够运用先进技术的能力、创新能力，具备跨学科专业水平、建立跨专业的教师团队。