适应人工智能与智能装备产业发展的高职教育人才培养模式

2020-03-14高秀春牛彩雯赵红美

工业技术与职业教育 2020年4期

高秀春，牛彩雯，王鹤，赵红美

（唐山工业职业技术学院，河北唐山 063299）

高等职业教育的专业设置和技能人才培养，二者之间存在紧密关联，可以在社会经济与劳动者之间构建起联系，促进职业院校教育教学的创新，优化人才培养目标，让教育教学更加规范，充分发挥出职业院校服务经济发展的根本作用。早在2014年，国务院就发布了《关于加快发展现代职业教育的决定》，其中强调了职业院校在新时期需要合理设置专业，让专业设置跟随产业发展保持动态调整。河北印发战略性新兴产业十大专项方案中将人工智能与智能装备产业作为十大新兴产业之一。本文主要从河北省“十三五”期间高职院校专业设置与人工智能与智能装备产业结构的适应性状况，基于调研的基础数据，分析现状及存在问题，并基于此提出了优化措施。

1 河北省人工智能与智能装备产业方向

在《河北省战略性新兴产业发展三年行动计划（2018—2020年）》中，明确指出要扎实推进人工智能与智能装备试点示范建设，提高人工智能与智能装备智能化的整体产业水平，立足“制造大省”，逐步向“智造大省”发展转型。目前，河北省人工智能与智能装备产业已形成一定规模，拥有一批高成长性高新企业和产业集群[1]。未来几年，人工智能与智能装备产业发展的方向主要有以下几个方面的表现形式。

1.1 智能装备

智能装备具有相当重要的发展前景，包含了很多不同类型的设备，比如数控机床、人机交互系统、自动识别设备等等，其中涵盖了很多重点技术，如语言处理、人工智能、虚拟现实等等。其中工业机器人和特种机器人是我省智能装备发展的重点方向。

1.2 智能工厂

智能装备的发展，还需要有智能工厂的支撑，打造智能化的产业线。智能工程在设计、生产、管理等方面，都可以实现智能化控制，并且包含了机器学习、大数据等核心技术。我省轨道交通设备的智能工厂化水平在全国处于领先地位，钢铁和化工行业智能工厂化发展势头迅猛。

1.3 智能服务

人工智能与智能装备产业的发展，在服务环节也需要实现智能化构建，要形成集远程运维、个性服务、智能管理为一体的服务模式。涉及到跨媒体分析推理、自然语言处理、大数据智能、高级机器学习等关键技术。目前我省智能服务尚处于起步阶段，发展前景广阔。

2 河北省人工智能与智能装备背景下高职人才培养现状分析

2.1 专业开设情况

通过调查，截至2020年9月，河北省职业院校人工智能与智能装备产业现有相关专业涉及工业机器人技术、智能控制技术、智能产品开发、工业自动化仪表、大数据、人工智能-电气自动化、人工智能-软件技术、智能制造数控技术、机电一体化（人工智能方向）等10个专业67个专业布点,涉及37所高职、5所中职。根据不完全统计，近3年招生规模从2017年1 220人、2018年2 976人、2019年5 606人，呈逐年递增的趋势。

基于相关调查统计，可以发现人工智能发展的速度加快，在越来越多企业中得到运用，这也推动智能车间与智能工厂逐步增加，推动装备制造的智能化发展。而智能工厂的发展，一线操作由机械设备自动完成，这就导致对技术工人的需求逐步减少，对设备操作、运维、调试等方面人员的需求增加。人才需求的变化，这就迫使高职院校要调整专业结构，从一线技术人才培养向智能专业人才培养转型。

2.2 专业布局情况

对接人工智能和智能装备产业发展趋势，河北省高职院校需要增设一批新专业，加快升级改造一批传统专业，增加一批专业布点，扩大人才培养规模，打造与产业集群紧密对接的人工智能和智能装备专业群。目前与人工智能与智能装备产业对接的产业布局点高职院校37所，涉及到9个专业、62个专业布点；中职院校5所1个专业、5个专业点。

2.3 培养定位

在当前形势下，职业院校人才培养在培养定位上，也需要依据人工智能和智能装备产业的发展，重新确定人才培养目标和任务。目前，一线技术型人才，已经无法满足智能装备发展的实际需求，因此就需要结合智能装备产业发展的实际，重新确定培养目标。当前，河北省22所高职院校中，对于工业机器人专业人才培养的目标定位，存在一些差异，其中17所目标定位为高素质技术技能型人才培养，2所为技术技能型人才培养，2所为高端技能人才培养，1所为创新创业型人才培养。

2.4 课程体系

基于新技术的产生、发展与应用，高职院校对于专业技能人才的培养，在知识结构上有了变化。根据相关调查，为了满足企业人才需求的改变，高职院校对课程体系也进行了一定的调整。有78.9%的院校对现有课程体系中的部分课程进行了调整与整合。例如数控专业，就增设了工业机器人相关课程，同时压缩了机械制图等传统课程[2]。

2.5 师资及实训

师资队伍及校内外实训条件是人工智能与智能制造人才培养的重要保障。通过调查，74.1%的学校招聘有人工智能与智能装备企业经历或相关专业的教师补充到师资队伍之中，有43.2%的年轻教师进入到企业当中参加实践，锻炼提高专业技能。而对于校内实训，有10.2%的院校初步具备了实训基地、实验室等条件，能够为智能制造人才培养提供实训空间。但是仍然有超过80%的院校，尚不具备实训条件，导致人才培养局限于理论教育。

3 高职院校在人工智能与智能装备背景下的人才培养问题反思

3.1 专业更新滞后于智能制造行业发展

智能装备产业发展需要大量高素质专业技能人才投入其中，这就需要高职院校立足行业需求，调整专业设置，加强对这方面人才的培养。然而，根据调研发现，河北省大部分高职院校，在专业设置上依然是以传统机械制造为主，和智能制造、智能装备的关联不足，专业设置更新速度缓慢，明显滞后于智能装备制造行业的发展,且存在专业集中度低的现象。河北省职业院校2019年人工智能与智能装备产业相关专业在校生规模为9 802人，与产业需求相比差距较大。

3.2 专业与产业对接的精准度不高

人工智能创新产品和服务、智能传感与控制装备等产业领域发展所需的人工智能技术服务、工业大数据及应用、智能仪器仪表、智能无人机等专业目前没有院校开设。人工智能和智能装备领域需要复合型、创新型高素质技术技能人才，目前我省开设的相关专业大部分仍以独立型专业为主，在组建对接产业的资源共享、逻辑清晰的专业群方面还有不足；适应省内生产制造企业向智能化、标准化、服务化转型升级需求，电气自动化技术（人工智能方向）、数控技术（智能制造技术方向）、机电一体化技术（人工智能方向）等专业亟待改造升级[3]。

3.3 专业布局缺乏对产业集群有效支撑

产业集群式发展是现代产业发展的主要特征。以河北省机器人产业集群为例，唐山市在这方面的发展就比较良好，初步形成了以松下、开元、通博科技、百川智能机器等企业为骨干的产业集群。但是由于基础人才缺乏，这就迫切需要在唐山增加相关专业布点，形成对接产业集群的职教专业集群。类似情形也在香河机器人产业基地和廊坊、石家庄、保定等智能装备产业集群中存在。

3.4 缺乏清晰的专业人才培养目标

在高端装备制造产业逐步扩大化发展的背景下，相关技术和产业结构都在不断更新和审计，企业对于人才的需求，从以往的制造、生产型人才，逐步向设计、运维、研发型人才过渡。基于企业对智能装备制造人才需求的变化，高职院校在专业教育中，也要相应调整人才培养目标。不过，目前虽然不少院校注意到了智能装备制造，但是却未能和人才培养形成结合，导致专业人才培养的目标不清晰。

3.5 课程陈旧且缺乏特色

课程体系是指引人才培养的根本所在。课程体系的设置，决定了人才培养的方向。从当前智能装备制造产业发展来讲，涵盖了信息技术、自动化、人工智能等多方面、多学科的综合知识，还需要了解物联网、大数据、3D打印等新兴技术，多学科融合，才能在智能装备产业中发挥出更大作用。然而，从目前高职院校的课程设置来讲，虽然提出了一些新的课程，但是这些新课程只是作为传统课程体系的拓展和补充，并没有对课程体系实现重构，教育主体还是传统课程。这样就导致课程体系陈旧，且缺乏特色，并不能跟上当前智能装备产业发展的步伐[4]。

3.6 师资和实训条件薄弱

智能制造作为近些年刚刚起步的产业，在以往并未得到高职院校教育的重视，传统教师队伍就缺乏这方面的专业知识和实践技能，这就无法满足当前环境下的教学要求。另外，智能装备制造由于是新兴产业，涉及到的很多设备、技术都较为昂贵，高职院校没有足够的经费来配置这些设备；同时也没能建设相应的实训基地，难以为学生提供实践的场所。

4 高职院校在人工智能与智能装备背景下培养专业人才的有效对策

4.1 重新定位培养目标，优化专业设置

基于人工智能与智能装备制造的发展，高职院校要面向服务产业发展来培养人才，那么就需要重新定位培养目标，并且依据重新定位的目标，对专业体系进行优化设置。一方面，高职院校要对人工智能和智能装备制造产业发展进行调研考察，了解行业的人才需求，并且着眼未来，具有前瞻性地定位人才培养目标；另一方面，要对专业设置予以优化，调整传统专业，开设新型专业，重点突出人才培养目标，与产业需求形成对接。

4.2 重构专业课程体系，改革学分制教育模式

高职院校除了对专业设置进行优化之外，还需要根据优化之后的专业，来重新构建课程体系。具体来说，因为智能制造对专业人才的知识要求和跨学科知识综合要求较高，因此需要围绕智能制造，确定主干课程与枝干课程，以核心技术为主，拓展技术为辅，构建起新的课程体系。另外，高职院校要对教育模式予以改革，优化学分制模式，摆脱传统的学分制，以智能制造的岗位需求为对象，建立起以理论知识和实践技能考核为主的学分制模式[5]。

4.3 积极进行教材和课程建设

各相关高职院校要紧贴产业发展趋势，健全教材建设规章制度，提升活页式、工作手册式教材的开发能力；加快开发适应产业发展的、基于信息化技术的优质课程；普及项目教学、案例教学、情景教学、工作过程导向教学等，推广混合式教学、理实一体教学、模块化教学等新型教学模式。

4.4 加强师资队伍和实训基地建设

针对智能制造人才培养，师资和实训是影响培养效果的两大重要因素。因此，就需要加强师资队伍和实训基地的建设。对于师资队伍，一方面要大力引进具备优良实践能力的专业人才，加入到院校的教师队伍之中；另一方面，要对校内教师展开实践培训，同时要推进智能装备制造的科研工作。这2个方面工作的推进，促进双师型教师队伍的建设。而对于实训基地建设，单纯依靠院校，存在很大的难度，因此，可以依托于校企合作、政校合作的模式，联合企业或是政府机构，合作共建实训基地。