智能制造下人才培养创新平台建设

［摘 要］ 在智能制造产业飞速发展的背景下，传统模式下的工程应用型人才培养模式已经很难适应产业发展对人才的需求，因此探索一种适应新形势下的工程教育人才培养平台具有重要意义。立足地方高校服务新兴产业的需求，依托机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化和机器人工程三个专业特色，重组校内资源，建设了以工程实践能力培养为核心的跨学科创新实践平台与跨学科微课程群，解决地方高校传统工科专业的转型和智能制造相关专业建设的难题，为地方高校培养跨学科高素质应用人才提供案例。

［关键词］ 智能制造；跨学科；实践平台

［基金项目］ 2022年度山东省高等教育本科教学改革研究项目“智能制造背景下地方高校高素质应用型人才培养创新平台建设与实践”（M2022362）

［作者简介］ 胡丽娜（1972—），女，山东莱西人，学士，青岛城市学院机电工程学院副教授，主要从事数控技术应用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）17-0036-04 ［收稿日期］ 2023-03-08

引言

2013年，德国提出了“工业4.0”概念；2015年5月，我国提出“中国制造2025”战略，使“智能化”成了最热的词之一［1］。目前，我国正在加速建立健全智能制造产业体系，智能制造将成为未来新的工业革命一个重要的切入点及增长点，进而直接影响到国际制造业及相关产业的发展格局。持续推动智能制造产业相关专业教育，加大教育工作力度，是高等教育和科学技术快速发展的趋势和要求，从而推动地方高校加强对高素质应用型人才的培养，为我国智能制造产业发展提供有力的人才支撑和智力保障。智能制造背景下地方高校高素质应用型人才培养创新平台，正是以满足新兴产业要求、应对传统工科专业转型和智能制造相关专业建设难题而提出的一项有益尝试。该创新平台依托机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化和机器人工程三个专业，发挥内部资源整合、学科专业交叉融合的优势，形成新的教学实践创新平台和微课程群新课程体系，对培养学生适应新形势下智能制造产业发展具有重要的现实意义。

一、人才培养创新平台的建设

智能制造背景下高素质应用型人才培养创新平台，着重实现学生跨专业综合培养，形成鲜明特色的人才培养典型案例。主要内容如下。

（一）课程体系建设

深挖跨专业综合项目与机械设计制造及其自动化专业、电气工程及其自动化、机器人工程三个专业课程相关技术知识点，通过分解归类，制作典型案例，应用到各章节的教学中，依托网络教学平台建立微课程群，有利于学生自主学习，拓宽专业领域。

（二）开放性综合训练

依托跨专业综合项目，结合学院师资力量，创建实践创新平台，开发开放性综合训练项目，以满足不同专业、不同层次学生对于实践教学的需求，增加设计性、综合性实习项目，全面培养学生工程意识和工程实践能力。

（三）考核与评价方法

推动教学理念、模式、评价等一体化改革，将全过程考核作为课堂教学改革的主抓手。教学模式从注重知识传授的“以教学为中心”转变为“以学生为中心”；培养方式从“灌输式”转变为探究式、个性化学习；学业评价从死记硬背、“期末一考定成绩”转变为独立思考、“全过程性考核”。

二、创新平台拟解决的关键问题

在创新平台搭建中如何做到学科专业交叉融合，解决目前应用型人才培养无法满足智能制造产业需求的问题。通过学科专业交叉融合，使创新平台更有利于提高师生参与实践的积极性，不断提高师生分析问题、解决问题的能力。

在创新平台实践中如何组织训练与评价，解决学生专业实践能力及创新能力不足的问题。创新平台应该具有一定的训练方式和评价方法，来完成对学生专业能力的考核认证，使毕业生适应未来工作岗位的要求。

三、创新平台的建设方案

紧跟智能制造产业的步伐，地方高校要积极对接区域经济发展和产业转型升级需求，对其发挥支撑作用。地方高校要主动推进改革，积极探索跨专业、跨学科、创新性的工程教育方式与手段，探索智能制造相关专业融合发展、相互激励机制。打造一个智能制造背景下地方高校高素质应用型人才培养创新平台，实现跨学科、多技能的智能培养新模式，平台框图如图1。

（一）实践创新平台建设：为学生提供跨专业项目化实践平台，提升学生创新实践能力

此创新实践平台依托数车智造单元2套、立加智造单元1套、车铣智造单元2套、柔性车铣智造单元4套，数控机床自动上下料改造项目2套，开发智能制造实训实验，提高学生跨学科创新实践能力。

1.数车智造单元：由一台马扎克卧式数控车床，一台FANUC六轴机械手臂、料仓、在线检测装置组成。开发的智能制造实验项目有：机械手臂自动上下料，在线自动检测，智能生产线的安装与调试，数车智造单元的加工工艺及编程。

2.立加智造单元：由一台DMG五轴加工中心，实现x、y、z、b、c五轴联动，将本单元实现数字化。运用CELOS应用程序，可以有效准备和处理任务单，让学生学习连续的数字化工作流程，从生产计划到生产和服务。

3.车铣智造单元：由一台马扎克卧式数控车床，一台马扎克立式加工中心，一台FANUC六轴机械手臂、料仓、在线检测装置组成。开发的智能制造实验项目有：智能生产线技术应用，智能生产线故障检测，智能装备设计，智能生产线二次开发。使学生成为能够在智能制造及相关领域从事智能制造系统的研发与设计、调试与运行维护等方面工作的人才［2］。

4.柔性车铣智造单元：由一台车铣复合机床、一台桁架机械手自动上下料数控磨床和一台线下检测台组成。开发的智能制造实验项目有：数控车床多重刀具台重叠设计，数控车床螺纹切削二次加工实现主轴分度功能，数控磨床的加工工艺。

5.数控机床自动上下料改造项目：一组通过桁架机械手对数控车床自动上下料，一组通过六轴机械手臂对数控车床自动上下料。开发的智能制造实验项目有：数控机床机械升级改造，数控机床控制升级改造，数控机床自动化升级改造，桁架机械手PLC编程。

（二）跨学科微课程群建设：拓宽学生专业领域，提升学生自主学习能力及创新能力

此微课程群依托超星网络教学平台，以项目驱动案例化方式，将机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化和机器人工程三个专业的相关课程资源以技术点归纳分类重新整合作为跨学科教学初阶单元案例及高阶综合案例，如典型夹具设计、典型零件数控加工、PLC电气原理图、典型机床PLC、电动机拖动、伺服电机拖动、监控与组态、通信、机器人编程等典型案例应用到各个章节的学习中，并将其制作成微课，建立微课程群，将企业需要的最新技术、工艺、手段、设计方法引入课堂，着力培养学生进行系统设计、分析和调试的能力［3］。

四、创新平台的培养模式

通过调研，德国工程人才培养模式强调以工程实践需求为课程设置的首要条件，以应用技术产出为结果导向，在课程设置、教学大纲与教学目标、教学方法与手段、师资队伍建设等方面都有鲜明特色，要求学生具备扎实理论基础，能够熟练应用所学技能解决生产实际中的工程技术问题，重视实践能力和创新能力的培养，强调技术应用与产品开发，值得借鉴。当前，国内众多企业迫切需要提高企业竞争力，对于具备较强实践能力的高素质工程技术人才有着迫切需求，需要深入了解企业需求，学习借鉴德国工程人才培养模式，依托实践教学平台及微课程群，以横向课题为驱动力，培养跨学科、智能化高素质人才。

（一）采取项目化案例式教学模式

打破原有的教学模式，采取项目化案例式教学模式，依托实践教学平台及微课程群，以跨学科综合项目为驱动，围绕典型案例知识点重组课程章节，在授课过程中每一章节都运用跨学科案例，实施学科融合。

（二）打造专业融合教学团队

打破原有的教研室结构，以微课程群重组教学团队，进行课程案例专业交叉、课程设计互通课题、毕业设计、教科研项目及学生大赛，均实行专业融合式辅导。

（三）实施全过程性考核评价模式

1.更新课堂教学理念。打破以教师为中心、以讲授知识为主的传统教学模式，转变教师教学观念，发挥教师的主导作用，促使教师成为课堂教学资源的提供者、课堂活动的组织者、学生学习的指导者；贯彻落实以学生为中心的教学理念，确立学生在课堂教学中的主体地位，倡导主动参与、积极探究、合作交流的学习方式。

2.优化课堂教学内容。以提升学生的创新创业能力为目标，优化教学内容和课程体系。避免照本宣科，一本教材讲到底，鼓励教师开发活页式教材，及时把国际前沿学术发展、最新研究成果和现实案例等有机融入课堂教学。注重因材施教，针对不同学生特点，鼓励教师选取不同教学内容开展教学，努力为学生提供个性化教学服务。

3.改革课堂教学方法。鼓励教师打破死板、单一的课堂讲授式和“灌输式”教学，充分利用现代信息技术手段，采用混合式教学、翻转课堂、TBL（基于团队的教学方法）、PBL（基于问题的教学方法）等灵活先进的教学方法，进行启发式讲授、互动式交流、探究式讨论，调动学生自主学习的积极性，提高学生知识应用能力，使教和学有机结合，实现教学相长。

五、创新平台的能力培养

依托专业融合项目资源数车智造单元2套、立加智造单元1套、车铣智造单元2套、柔性车铣智造单元4套、数控机床自动上下料改造项目2套创建实践创新平台，开发智能制造实训实验，为学生参加科创比赛提供平台，提高学生跨学科创新实践能力，培养学生面向智能制造产业的实践能力。

将机械设计制造及其自动化专业、电气工程及其自动化专业、机器人工程专业等相关知识点融合运用到创新平台，通过分解归类项目中的技术知识点并将其制作成微课，建立微课程群，通过师生的双向互动，进一步提高学生学科专业融合的知识掌握，培养学生面向智能制造新技术发展所需求的理论知识能力。

通过创新平台的建设与实践，为师生提供了一个互动的平台，是集教学、实习、毕业设计、项目开发于一体的多学科交叉融合的应用平台，不仅可以打造一支双师型教师队伍，而且可以培养面向智能制造产业高素质应用型人才的项目协作与沟通能力。

结语

智能制造背景下地方高校高素质应用型人才培养创新平台的建设与实践，能够完成机械设计制造及其自动化专业、电气工程及其自动化专业、机器人专业十几门课程的微课程群建设，通过将专业课程融合在一起，授课过程中能够进一步完成各自知识点的拓展；能够打造一支集机械、电气技术、机器人技术于一体的，理论专、实践硬的“双师型”教师队伍，能够培养一批电气自动化技术、机械制造技术、传感检测技术的高素质应用型人才；使机械设计制造及其自动化专业、电气工程及其自动化专业上千名学生受益，并对工业机器人专业的人才培养起到推动作用，同时将向其他工科专业进行推广，还可以向以应用型人才培养为主要目标的其他高校推广，为其人才培养平台的创新和发展提供一定的借鉴作用。

参考文献

［1］岳鹏.智能制造背景下机械制造及自动化专业课程教学改革与实践［J］.装备制造技术，2022（10）：156-159

［2］张玉彦，李浩，文笑雨，等.智能制造背景下面向机械工程专业人才的人工智能课程教学模式探索［J］.中国轻工教育，2022，25（2）：91-96.

［3］杨延丽，刘殊男.智能制造背景下的自动化特色专业课程体系重构［J］.电子元器件与信息技术，2022，6（8）：131-134.

The Construction of Innovative Talent Cultivation Platform in the Field of Intelligent Manufacturing