智能制造环境下高校机械类专业改革探索.pdf

收稿时间 2021-12-09基金项目 江苏生产力学会2019年度课题“习近平新时代中国特色社会主义 军民融合 思想下一体化装备保障体系构建研究”（JSSCL2019B013）。作者简介 费叶琦（1985），女，江苏人，博士研究生，讲师，研究方向为林业机械、智能制造、机电一体化、无损检测。摘要 文章针对高校机械类专业人才的培养及输送不能有效满足当下智能制造环境下相关企业的人才需求问题，对机械类专业人才供需矛盾及其产生原因进行分析，并从高校视角讨论如何通过机械类专业改革缓解人才供给紧张问题，从而提高学生的机械类专业能力，培养创新型、复合型、实践型的工科人才，以满足企业智能化发展需求，实现智能制造产业的持续发展。关键词 智能制造；机械类专业；市场需求；制造业；人才培养；专业改革中图分类号 G420 文献标识码 A 文章编号 2095-3437（2023）08-0009-032023年4月April，2023University Education制造业是国家经济发展的根基，打造一流制造产业是我国提升国家综合实力、建设成为世界强国的重中之重。目前，我国正处于制造业创新升级、新兴技术与制造业深度融合、跨领域协同发展的重要阶段，而将智能制造发展作为主攻方向1，深入推进智能制造产业的发展、完善工业互联网平台的搭建是当前我国制造业发展的必经之路。因此，高校机械类专业作为制造业人才培养载体的改革创新也就成为其相关专业、行业领域的一个重要的课题。一、机械类专业人才供需矛盾分析智能制造环境下制造业的发展需要新兴制造技术的支撑，而制造技术的进步需要工具、技术与人才的共同作用2。然而，近年来越来越多相关专业的学生在毕业择业时会转专业或在高考填报志愿之初就放弃报考机械类专业。中国统计网相关数据显示，传统机械行业从业者整体的工作环境、收入远远比不上新型互联网从业者，致使传统机械行业从业人数逐年减少3。制造业转型升级需要更多机械类专业人才及相关技术支持，但在升级初期很难获得足够多足够好的机械类专业人才，人才缺口影响了制造业转型升级的速度与效果。新冠疫情暴发初期一工难求的状况客观上迫使工业智能产业化加快落地的进程，尤其是设备制造商对可持续无人化和远程运维生产设备的需求明显增加。各大小制造企业为提高自身产品质量，迫切需要远程监测来辅助获取信息，也需要得到解决相关设备维修、保养等问题的远程服务，然而却缺乏相关人才进行相关操作。目前主要矛盾集中在机械类专业人才虽就业机会较多，但其工作环境及工资待遇普遍较差；既具有工程实践综合能力又具有专业技能、知识的复合型人才缺失，远远不能满足制造业的人才需求。二、机械类专业人才供需矛盾产生原因分析目前导致机械类专业人才供给和企业人才需求矛盾产生的原因可从企业、高校、学生等方面进行分析。（一一）不少企业对智能制造理解不深不少企业对智能制造理解不深，相关专业人才相关专业人才资源匮乏资源匮乏在制造业领域，为了抢占市场以及形成一定的品牌知名度，企业之间的竞争比较激烈。智能化是众多企业加快自身发展的重要途径，但是，一方面，不少企业对智能制造理解不深，认为一切与互联网相关的产业都属于智能制造领域；另一方面，企业发展需要大量的专业人才和技术支持，但是刚刚从机械类专业毕业的人才远远不能满足企业的需要，企业还需要在员工培养上花费大量人力物力及时间，这就影响了企业转型升级的速度。（二二）高校机械类专业人才培养往往与企业需求存高校机械类专业人才培养往往与企业需求存在脱节在脱节高校大部分机械类专业教师缺乏企业实践经验，尤其是在“中国制造”大跨步前进的背景下，不少高校的相智能制造环境下高校机械类专业改革探索费叶琦1，2杨敏1陈新新11.南京理工大学紫金学院智能制造学院，江苏南京2100462.南京林业大学机械电子工程学院，江苏南京2100379关政策、培养计划及配套教师的专业素质难以及时跟进，所培养出来的毕业生的知识储备、实践技能和目前市场用工需求存在脱节，主要体现在以下几个方面：其一，教师在课堂讲授的主要为基础知识，涉及不少抽象概念、公式、理论，讲解时因缺乏企业实践经验，所讲内容与企业实践联系不够紧密，新知识、新技术相关应用实例较少，这就容易导致学生对学科发展前沿、最新科研成果以及人才专业素质最新要求缺乏了解。其二，部分高校关于扩招、学科设置等办学措施的制订与实施因缺少行业、专业领域专家的反复论证而缺乏科学性与可行性，导致高校自身的师资力量、实验条件跟不上，人才培养质量普遍不高。虽然工科人才的培养规模扩大了，但是培养出来的人才不能满足企业现代化发展的需求，无法从根本上解决中国高端制造业的人才短缺问题。其三，目前智能制造产业发展很快，高校按照原有人才培养方案培养的毕业生很难满足当下企业对新技术人才的需求，一方面造成该批毕业生就业岗位单一、待遇普遍较低，另一方面使企业陷入对口招工困难的窘境。高校难以及时对已制订并落实的人才培养方案进行更改、调整，同时缺乏有效的市场经验和专业论证，导致企业出现了一定的人才缺口但是高校不能及时输送符合其要求的毕业生。工科类生产设备的更新迭代极快，虽然高校根据自身课程设置、实验实践硬件设施更新需要已投入了大量的资金，但仍然难以保证学生能够接触到最先进的生产设备。学校的实验实践课程较少，学生缺乏充足的实践能力培养机会，所培养的人才拥有的专业技能与企业需求不匹配，难以充分满足学生的就业需求和企业的人才需求。（三三）部分在校大学生缺乏对机械行业发展需求的部分在校大学生缺乏对机械行业发展需求的认知认知，不重视提升自身的专业实践能力不重视提升自身的专业实践能力部分在校大学生缺乏对人才市场需求的清晰认识，缺乏就业危机感，在校期间不重视通过参加实验、实践及竞赛加强工程实践能力的培养，不重视提升创新意识及将新技术与传统机械知识相融合的能力。三、智能制造环境下高校机械类专业改革举措（一一）深化校企合作深化校企合作，培养符合企业需求的实用型专培养符合企业需求的实用型专业技术人才业技术人才高校工科人才培养应重视提高产业界的参与度。深化校企合作，促进课程内容和技术发展的有效衔接，实现教学过程和生产过程的有效接轨，加强企业实践配套教材建设和教师专业实践素质的培养，推动高校课程体系改革，实现由传统机械制造专业向智能制造专业转变，培养出与当前企业需求相匹配的实践型专业技术人才，降低企业前期人才培训的成本，支持智能制造业的更好更快发展。高校要加强与企业合作，落实实践基地的建设并与企业建立战略合作关系，从而保证学生获得更多创新实践的机会。目前校企合作这一措施在很多高等职业技术学校都已取得了一些成果。以山东理工职业学院为例，该学院与山东某制造股份有限公司进行合作，充分发挥本校机电一体化专业优势，将企业的生产设备、先进技术与校内课程相结合，将学生的职业素质培养与校内课程教学、人才培养方案实施有机结合，成功推动了校企合作的进展，实现了学院招生与工厂招工的同步推进。但是就高校而言，校企合作多数还停留在将优秀毕业生推荐到相关企业实习培训这一层面。深化校企合作4，一方面可以加强实训环节为切入点进行落实。将实训环节分成两部分：一部分是以企业为主场，高校与企业协商合作后，直接派遣部分优秀教师、学生进入企业，对企业的实际生产线进行观摩、操作学习；另一部分是建立高校实训基地，高校提供实训场地，企业提供部分设备、技术和进行相关人员培训，对所需生产环节和技术进行复刻，并在高校教师和企业工作人员的配合下指导学生完成相应的企业项目，使学生在校期间就可以接触到企业的真实工作环节。另一方面可以参考德国双轨式的工科教育模式5，结合我国校企合作的实际情况对其进行完善，要求学生本科前两年在高校内将公共基础课程修习完毕，第三年再对专业进行细分，让学生在对专业有一定了解后选择适合自己并对其感兴趣的专业。此外，在专业课程教学过程中积极组织学生到合作企业进行工业实践，促使学生将机械类专业知识和工业实践有机结合起来，培养学生的实践技能和创新精神。（二二）积极求变积极求变，完善机械类专业教学体系完善机械类专业教学体系各高校每年都会针对毕业生的预期市场需求调整新生的培养方案，一般是以四年为单位进行较大幅度的改进。相关高校为适应当下智能制造业发展的市场需求新增了智能制造相关专业，其中北京航空航天大学、东北大学、湖南大学、华北电力大学、东华大学等高校已获批设立智能制造专业。这一新专业在传统机械工程专业基础上进行相关人才培养方案改革，目的在于从培养单一的机械工程师转变为培养能满足智能制造业发展需求的复合型人才，着力于相关智能产品设计、制造和运维等方面的创新实践能力的培养与强化。比如北京航空航天大学和苏州大学的机械工程专业原来的培养目标是培养可以在机械工程领域从事机械产品设计与制造的机械工程师，而智能制造专业是以机械工程专业为基础导向，培养机械、控制、信息等多学科交叉融合下具备智能制造系统设计应用、管理和创新以及获取信息、分析解决工程技术问题的能力，能胜任新一代制造业智能产品和装备的设计、生产线研发，智能系统管理10及智能服务运维等工作的高素质应用型工程技术人才。虽然多所高校陆续新增了智能制造专业，但由于各高校的人才培养目标层次不同，且目前市场上智能制造专业的毕业生较少，对于该专业毕业生的知识技能体系是否符合行业需求还有待进一步考量和反馈，相关人才培养方案中的课程设置、实验实践内容还需进一步优化。（三三）主动向智能制造方向转型主动向智能制造方向转型高校机械类专业向智能制造方向转型可从以下几方面进行考虑：其一，推进产教融合6，加强机械制造人工智能、大数据、信息技术等相关学科与传统机械工程学科交叉结合的教学。其二，加强教材建设，优化课程教学规划。教师在教学中应对企业的新技术进行讲解与传授，推进智能制造专业人才培养进程，力求让学生所掌握的专业技能与生产实践中的新技术、新设备接轨。其三，采用基于学习产出的教育模式（OBE模式）7对机械类专业教学各环节进行改革，以传授机械产品设计知识和培养相关专业能力与素养为目标进行课程教学设计，加强创新创业教育，强调过程性考核，缩小期末考试成绩在课程总成绩中所占比重，以学生综合实践能力作为主要考核内容，从而推动课程教学的持续改进，实现培养知识面宽，富有人文精神，具备机械产品开发设计与创新能力的机械工程技术人才的目标。其四，合理利用丰富、形象直观及便捷的线上教育资源，通过视频动画、虚拟仿真等方式加强学生空间思维能力与创新设计能力的培养，增强学生的职业竞争力。其五，推进课程思政教学8的开展，将专业课程中所蕴含的思政元素如家国情怀、文化自信等提炼出来，并将其与行业中的前沿科研技术成果、日常教学有机结合起来，让学生对行业前沿科研技术有一定的接触与了解，弥补课程内容与行业发展最新动态脱节的不足，进一步提高学生对行业的认同度，提高学生的专业素养，增强学生的创新精神和实践能力。四、结语智能制造背景下的制造业缺少既具有工程实践综合能力又具备专业技能、专业知识的高素质机械工程技术人才，高校机械类专业要积极主动地为制造业提供促进产业转型升级的人才和技术支持；相关企业在追求自身经济效益提高与企业发展的同时应增强专业人才的社会责任感；高校对机械类专业学生的培养方向应从培养机械工程师转变为培养符合智能制造业发展需求的复合型人才；机械类专业的教师应不断加强自身的创新能力、学习能力，不断地接触与了解行业前沿技术，及时有效地将新信息、新知识、新技术传递给学生；机械类专业的毕业生应保持对新技术的敏锐性，提高创新思维的能力与持续进步的能力，将自身专业能力与互联网技术、智能制造发展要求相结合，在实现自身价值的同时推动行业的发展。只有通过企业、高校、教师、学生的有效合作，机械类专业及其人才才能更好地适应智能制造环境下的发展要求。参考文献1 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