学科交叉背景下智能制造工程专业课程体系改革与联合培养探讨

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）12-0134-04

Abstract：Underthecross-disciplinarybackground，thecuriculumsystemreformandjointtrainingofinteligent manufacturingengineeingareparticularlyimportant.Thispaperdiscuses howtosystematicallyrefomthecuiculumsystemand talenttrainingofinteligentmanufacturingengineringontebasisfinterdisciplinayintegrationFirstlythepaperanalyzsthe interdisciplinarycaracteristicsofintellgentmanufacturingngineringandemphasiesteganicintegationoftheknowedgeof multipledisciplinesinthereformofcuriculumsystemtoformacuriculumsystemwithdistinctiveinterdisciplinary characteristics.Secondly，itoptimizesthecoursestructureandstrengthentheinternallinksbetweencoursestoensurethat studentscanformacompleteknowledgesystemandhavetheabilitytoapplyknowledgeaerossdisciplines.Inadition，italso emphasizedtheimportanceofschol-enterprisecoperationinthejinttrainingofinteligentmanufacturingengineeringmjors， establishedinterdisciplinaryschool-enterprisetutorgroups，andpromotedthedeepintegrationoftheoreticalknowledgeand practical experience by solving practical engineering problems.

Keywords： interdisciplinary； intellgent manufacturing； teaching reform； currculum system； joint-supervision

在当今快速发展的科技时代，学科交叉融合已成为推动科技创新和社会进步的关键力量。随着信息技术的深入渗透与制造业的转型升级，智能制造作为新一轮工业革命的核心驱动力，正引领着全球产业格局的深刻变革。智能制造领域不仅要求深厚的工程技术基础，还亟需计算机科学、数据科学、管理学和材料科学等多个学科的交叉融合，以应对日益复杂的生产系统与市场需求。自前我国智能制造的发展尚处于起步阶段，对智能制造工程的建设研究也还在进一步规划和部署，尚未形成完全成熟的建设方案，只有以新教育理念、新教育形式、新教育课程和新育人观进行全面渗透融合，建立系统、完善的交叉融合的智能制造工程专业教育内容，才能让学生全面掌握智能制造领域的前沿理论与技术知识[1。因此，构建适应新时代需求的智能制造工程专业课程体系，探索高质量校企联合培养模式，成为当前高等教育改革面临的重要课题。

智能制造工程专业，作为新兴交叉学科的典范，其目标在于培养具备跨学科知识整合能力、创新思维及国际视野的高素质复合型创新人才，迫切需要对传统课程体系进行革新，打破学科壁垒，促进知识体系的有机融合与深度交互。同时，通过校企合作等多种形式的联合培养机制，为学生提供更为广阔的实践平台，使他们能够在工程实际问题中检验理论知识、锤炼实践技能，逐渐成为推动智能制造产业发展的中坚力量。在学科交叉背景下，开展智能制造工程专业人才培养改革，对于培养适应于我国智能制造产业发展的复合型高级人才具有重要意义。

一智能制造工程是一个多学科交叉融合的新工科专业

智能制造工程专业融合了机械工程、控制工程、计算机科学与技术和电子信息等多个学科的最新发展技术，与物联网、大数据、人工智能、区块链和5G通信等前沿技术有较多交叉融合点[2-4]。该专业旨在培养能设计、开发、整合和管理智能制造系统的复合型工程技术人才，需具备解决智能化、自动化问题的能力，并推动制造业的绿色化、数字化发展。课程设置涉及工程图学、机械设计、机械原理、电工电子学、智能设计与仿真技术和智能制造系统规划等多个学科的核心课程，体现了多学科知识的深度融合。智能制造工程因其技术融合、培养目标综合及课程体系广泛，成为了一个多学科交叉融合的新工科专业。

当前我国正在实施“中国制造2025”，高端制造业的快速发展对先进制造人才需求强烈，智能制造专业的开设、招生与就业变得异常火爆5-。智能制造工程专业是教育部在2017年批准设立的新工科专业，2018年我国首批开设智能制造工程新专业的高校只有4所，2019年第二批开设智能制造工程专业的高校迅速增加了50所，截至2024年我国开设智能制造工程专业的学校共计357所。然而智能制造专业在专业培养目标设定、课程体系建设和人才培养等方面面临新情况、出现新问题，亟需探讨与改革。

二 课程建设与联合培养改革的必要性

智能制造作为当前全球制造业的核心发展方向，亟需高素质复合型人才。课程改革与联合培养能更好地对接产业需求，培养具备跨学科知识整合能力的人才。课程改革与联合培养能进一步提升智能制造专业毕业生就业竞争力，满足科技企业、科研院所等对人才多元化的需求，为毕业生提供更加广阔的就业空间。依托高校基础研究优势，结合企业工程实践资源和平台，共建课程体系和实践实训课程，有助于实现人才理论知识的加固和实践技能的深层次提升。当前，很多高校在制定智能制造工程专业的培养目标和建设思路时，与传统机械制造类专业的差异化不明显。由于是新工科专业，且多学科交叉特色明显，当前智能制造专业建设面临很多传统工科专业所没有遇到的新问题[8-9]，例如：

第一，目前，各个开设智能制造工程专业的高校对于什么是智能制造？如何建设智能制造工程新专业？智能制造工程专业人才的培养自标是什么？认识不够清晰且存在较大差异，与当前我国智能制造产业的发展存在脱钩现象。

第二，传统机械制造类专业的课程体系显然不适用于当前智能制造新工科专业，也不能将机械工程、控制工程和计算机科学等交叉学科的多门核心课程进行简单地拼凑和整合。

第三，智能制造工程专业的课程教学和毕业设计/论文涉及多学科交叉领域，受指导教师学科专业和知识储备的限制，某一学科单个导师难以进行全面有效指导，缺乏跨学科/校企多导师的联合培养。

三课程建设与联合培养改革思路

在学科交叉融合背景下，为了培养满足社会需求和发展需要的复合型智能制造领域的高级人才，针对智能制造专业建设面临的新情况，亟需探讨以下几个方面的问题：如何确立智能制造专业人才培养目标？如何设置智能制造专业课程体系？如何实施智能制造专业学生的跨学科联合培养？下面将围绕上述三个问题分别进行详细讨论。

（一）智能制造专业人才培养目标的确立

智能制造专业建设过程中，需要确立契合我国智能制造产业特色和社会需求的人才培养目标。确立智能制造工程专业人才培养目标需要从多个方面入手，包括明确产业发展趋势和需求，结合学校特色和学生职业规划确定具体培养目标，构建完善的人才培养体系，加强校企合作和产学研结合以及关注政策支持和行业标准等。首先，明确产业发展趋势和需求，了解智能制造产业的最新发展动态和未来趋势，分析智能制造产业对人才的具体需求。其次，结合学校对专业建设发展方向和定位的现状，以及校内密切相关的优势学科的发展特色，明确专业人才培养目标。同时，也要考虑学生个人发展目标，确保人才培养计划能够满足学生的职业成长需求。再次，确定具体的培养目标，致力于培养学生的知识技能、实践能力、综合素质和创新能力。制定详细的人才培养计划，包括课程设置、实践教学、科研创新等方面。此外，还需建立科学的考核评价机制，对人才培养效果进行定期评估和调整。还应加强校企合作和产学研结合，与智能制造企业建立紧密的合作关系，共同制定人才培养目标和计划，推动产学研结合，将科研成果转化为实际生产力，为学生提供更多的实践机会。最后，关注政策支持和行业标准，及时了解国家关于智能制造产业的政策支持和行业标准，确保人才培养目标与国家政策导向和标准要求相一致。

（二）智能制造专业课程体系的设置

智能制造工程专业是一个多学科交叉融合型专业，其课程体系亦具有学科交叉特色，从课程模块上划分，涵盖了基础与核心课程、跨学科课程和实践课程。基础与核心课程方面，主要有工程图学、工程力学、电工与电子技术、互换性与测量技术、机械原理和机械设计等基础课程，奠定学生的学科基础。专业核心课程开设智能制造技术、机器学习、传感器与控制系统等，使学生掌握智能制造的核心技术。在跨学科课程中引入智能制造工艺、计算机控制技术、传感与检测技术、信号与系统和物联网技术等跨学科课程，培养学生具备多学科交叉应用能力，拓宽知识视野。实践课程体系里设置课程设计、实践综合、生产实习等实践环节，与企业合作建立实践教学基地，提供学生实践机会，培养解决实际问题的能力。通过全面且深人的课程体系设置，培养出既具备扎实理论基础，又具备跨学科应用能力和实践创新能力的智能制造专业人才。

从学科课程角度分析，智能制造工程专业课程涵盖了机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程和材料科学与工程等学科的核心课程[1]。不仅要包含传统机械工程专业的核心课程内容，还要合理设置能体现智能特征的其他学科的课程，既要突出智能制造工程较传统机械制造类专业的特色课程，又要突出智能化专业教学课程，融合信息化、数据化等新教育课程，与控制工程、计算机科学和电子信息等相关专业进行多学科交叉融合，全面改革专业核心课程体系，加深学生对智能制造工程专业的全面认知，实现传统机械制造类课程向智能制造类课程的转变。

（三）智能制造专业学生跨学科联合培养的实施

智能制造专业学生的跨学科联合培养应从课程体系、实践平台和校企合作等方面去实施。融合机械、电子、信息、管理和材料等多学科知识，构建跨学科课程体系，确保学生掌握全面技能。建立跨学科实验室或创新中心，提供实践机会，如智能制造项目实训，增强学生实践能力。与企业合作联合开展毕业设计/论文，让学生参与工程实践项目，实现真题真做和产学研深度融合，提升学生综合实践能力和就业竞争力。

通过校企合作与项目制课程，将理论知识与工程实践相结合，培养学生的工程实践能力与创新意识。在校内，组建具有跨学科背景的教师团队，并提供跨学科培训，使其具备跨学科教学能力。组建由不同学科教师组成的教师团队，设立跨学科项目制课程，利用跨学科教师的学科优势，将各个学科的知识和经验有机地结合起来，设计融合多学科的课程体系。在校外，邀请智能制造企业具有丰富工程实践经验的一线工程师进校讲授实践类课程。跨学科教师团队联合企业导师围绕智能制造领域的前沿科技问题，联合开展毕业设计/论文，根据研究时间、学生个体差异合理设置毕业设计/论文课题的研究内容、体量和难度。

四课程建设与联合培养改革举措

河北工业大学智能制造工程专业于2018获批建设，2019年招收第一批本科生，至今已有6届学生，包括2届毕业生。下面以河北工业大学智能制造工程专业为例，从专业培养目标设定、专业课程体系建设与跨学科联合培养三个方面去讨论具体的改革措施。

（一） 确立适应我国先进制造产业发展的智能制造专业人才培养目标

河北工业大学隶属河北、地处，针对京津冀区域经济和产业发展特点，专业借力信息技术为高端装备行业赋能，以“数据"为要素、以“装备”为载体、以“智能”为重点，基于学科交叉融合背景，围绕“1+X” 领域合理设定具有区域和学校特色的专业培养目标，其中“1"是高端制造领域、“X"包含物联网、人工智能、大数据、智能运维与健康管理等新兴前沿领域，依据社会对智能制造人才的需求方向，为智能制造专业人才培养确立合理的培养目标。立足产业升级和制造强国战略需要，培养具备高度社会责任感、良好道德修养和人文科学素养，能够运用多学科交叉知识解决智能制造工程领域复杂问题，具有创新意识、团队精神、国际视野和终身学习能力的高素质复合型科技与工程人才。具备智能制造系统中设计、制造、运维的数字化、信息化和智能化的基础知识，可开展信息智能技术与装备、制造技术融合与集成，能够从事智能制造工程领域中设计制造、工程应用、科学研究、技术开发及工程管理等相关工作。