智能制造专业双向实践教学模式研究

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【摘要】本文对高职院校实践教学改革政策进行分析，“工业4.0”“工业互联网”与“中国制造2025”等战略的提出充分说明世界各国正在抢占制造业新一轮竞争制高点。工业4.0的提出预示着智能化时代的到来，本文对智能制造类专业实践教学模式改革的必要性进行分析，并对智能制造类专业双向实践教学模式的构建进行研究，提出构建“走出去、引进来”“教师—学生”及“线上—线下”等双向实践教学模式。

【关键词】工业4.0；智能制造；实践教学模式；研究

“工业4.0”是德国教研部与经济技术部于2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。为实现制造业强国战略，2015年5月，我国印发了《中国制造2025》强国战略第一个十年纲领。教育兴则国兴，实践教学是高职院校教学中的非常重要的一环，实践教学模式必须要适应时代的发展要求，必须与时俱进。由此，非常有必要对高职院校的实践教学模式的改革与构建进行探索与研究，进而不断充实与改进高职教育实践教学模式，并不断促进我国高职院校的内涵质量建设。

1高职院校实践教学改革政策现状分析

教育部于2006年出台相关文件并明确指出，三年制专业的实践教学一般不低于教学活动总学时的40%，人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性。2017年，教育部在天津召开的新工科研讨会上指出，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才；新课改理念要求在教学过程中要切实做到“以学生为主体，以学生为中心”，要厘清教师主导、学生主体的责任边界，更好地发挥教师在课堂上所起的引导作用；《国家职业教育改革实施方案》指出职业教育和普通教育具有同等重要地位，并提出从2019年开始，在职业院校、应用型本科高校等（不包含技工学校）启动“1+X证书制度”试点工作。

2工业4.0背景下智能制造类专业实践教学模式改革的必要性分析

德国“工业”4.0概念的提出，目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。众所周知，工业1.0是蒸汽机时代，工业2.0是电气化时代，工业3.0是信息化时代，而工业4.0则是利用信息化技术促进产业变革的时代，是信息化与工业化的深度融合，也就是智能化时代，是基于智能制造为主导的生产方法。随着现代科学技术的不断进步，出现了大数据、云计算、物联网、区块链、3D打印及人工智能等热点技术，世界各国的竞争愈加激烈，各发达国家正在抢占制造业新一轮竞争制高点。例如，中国提出“中国制造2025”强国战略、美国提出“工业互联网”战略、日本提出“机器人革命”战略、英国提出“工业2050”战略等。实际上，这些战略的核心都是为了抓住新一轮科技革命和产业革命的关键历史机遇，各国之间也面临巨大竞争与挑战。由于智能制造已成为世界各国非常重要的发展战略，成为当前的热点，由此，世界各国、各地区迫切需要培养、引入智能制造类人才，从而提升本国、本地区制造业人才队伍的整体素质，充分利用和发挥人才队伍的优势。工业4.0使得产品全生命周期管理得以实现。传感器技术、自动化技术、智能制造技术、工业网络技术、大数据技术、人工智能技术、3D打印及云计算等现代热点技术的基础上，通过信息感知、人机交互、决策、执行、反馈等，从而使得产品设计、制造、企业管理及企业服务智能化。结合教育部关于职业教育实践教学改革方面的政策，并考虑到提升我国在新一轮科技革命中的竞争力，智能制造类专业的实践教学模式的改革势在必行。

3智能制造类专业双向实践教学模式的构建

3.1构建“走出去、引进来”的双向实践教学模式

德国“双元制”的成功在世界上引起了强烈的反响，也为世界其他国家的职业教育提供了借鉴，二战后德国经济快速腾飞中，德国的“双元制”教学发挥了极为重要的作用，所谓“双元制”，就是指学校和企业共同参与学生的培养，实际上，校企合作是搞好职业教育的重要抓手。在高职学生的培养中，“重理论、轻实践”的现象还普遍存在，造成这种现象的原因主要有：实践教学设备与资源的缺乏、高职教师队伍中大多数教师的实践教学能力不强、学校教学与企业生产脱节等。针对上述现象，近年来我校在校企合作中进行了积极的探索，构建“走出去、引进来”的双向实践教学模式，积极建立校企合作产教融合平台、整合校企合作资源。我校与友达光电（苏州）有限公司、苏州科茵斯智能科技有限公司等积极开展现代学徒制人才培养模式试点工作，校企双方共同参与教学计划的制定、人才培养和学生实践能力提升等；与苏州汇川技术有限公司、苏州镒升机器人科技有限公司、苏州菱麦自动化设备科技有限公司等智能制造类企业签约建立校外实习实训基地，充分发挥企业的技术、资源优势等，为学生创建一个良好的实践平台；我校联合工业和信息化部软件与集成电路促进中心、博众精工科技股份有限公司等成立博众凡赛斯自动化学院，在校内建成国内首条自动化生产线，企业资深工程师、企业导师常驻我校，学校、政府与企业联动，多方共同参与学生实践能力的培养，也可以与行业协会合作，加强“政行企校”间的合作，协同建立多元育人平台，并进一步推动高职院校的内涵质量建设。2018年，长三角区域一体化发展上升为国家战略，地处长三角核心区域的苏州正在加快推进国家智能制造示范区建设，我校作为苏州地区的市属高职院校，承担着为苏州地区智能制造类企业培养人才的重要任务，为了进一步提高人才培养质量，我校电气自动化技术、智能控制技术等智能制造类专业的实践教学模式的改革就变得非常迫切。近年来，我校电气自动化技术与智能控制技术专业通过积极实施“走出去、引进来”的双向实践教学模式，电气自动化技术与智能控制技术专业的学生可以实现“产中教”，让学生在具体的生产场景中不断深入理解课堂上学到的理论知识，将企业生产当中的鲜活的直观的实践学习活动与书本当中的抽象的理论知识结合在一起，不仅激发了学生浓厚的学习欲望，而且在实践教学中获得了一定的实际技术技能，使得学生的创新能力、分析解决问题的能力等明显提升，显著提高了学生的综合能力，学生在软件著作权申请、专利申请、大学生创新项目申请以及技能大赛等方面均有了进一步的提升。此外，“走出去、引进来”的双向实践教学模式，尽管有企业资深工程师的深度参与，但是也对高职教师也提出了一定的要求，要求高职教师不断提升实践能力与丰富实践经验，需具备较强的、丰富的实践能力。

3.2构建“教师-学生”之间的双向实践教学模式

高职院校的教师大多数毕业于非师范类高校，教学经验不丰富，高职院校课堂教学中还普遍存在教师“一言堂”“满堂灌”等教学现象，教师与学生之间严重缺少互动，一些教师往往忽略了学生才是课堂教学中的主体，没有注重和遵守教学规律。事实上，课堂教学应当是教师与学生双向积极沟通、互动的过程，教学过程是一个动态的教与学统一的活动过程，教师与学生共同参与教与学的全过程，实现教与学的双向互长，相互促进。“一言堂”“满堂灌”的教学方式中，学生是被动的，学生的学习主动性被严重地束缚，教师也没有很好地激发学生的学习兴趣。由此，要积极构建“教师-学生”之间的双向实践教学模式，让学生回归为学习的主人，教师在课堂教学中起组织与引导作用，与学生积极开展互动、合作，在课堂教学中建立一种师生平等的关系与环境，让学生积极参与到课堂学习中来，教师要想方设法让学生敢于发表意见和想法，充分发挥学生的积极主动性。此外，教师要积极改进和探索教学方法，可以采取任务驱动、任务导向、学生自主学习、分组讨论、合作探索、师生互动、学生汇报等相结合的方式，在“教师-学生”之间的双向沟通中实现信息的有效传递，将学生被动接受转变为学生主动学习。

3.3构建“线上—线下”的双向实践教学模式

我校一贯重视实践教学，在实训室建设与管理等方面做了大量工作，以我院电气自动化系为例，近三年建成智慧工厂实训平台、机器视觉实训室、智能设备安装与调试实训室、工业网络与通讯实训室、ABB工业机器人实训室等；在实践教学师资方面，聘请企业资深工程师、企业导师等作为电气自动化技术专业、智能控制技术专业兼职教师。在注重线下实践教学的同时，为了更好地发挥和顺应教学信息化在高职院校实践教学改革中的指导作用，切实提高实践教学质量，我校未雨绸缪，近年来在线上教学平台建设申报、教学资源信息化建设、教学管理信息化建设以及教学信息化比赛等方面投入了比较多的人力与物力。在教学管理信息化建设方面，我校实训中心近年来非常注重自主研发与创新，取得了不少成果，自主开发了实训室钥匙管理系统、实训室智能电源管理系统、实训室使用登记管理软件系统等；在线上教学平台建设方面，2018年我校与佛山职业技术学院、湖南汽车工程职业学院联合主持，与全国多所兄弟院校、行业企业机构联合共建的智能控制技术专业教学资源库成为国家资源库备选库，并于2019年正式立项。2020年疫情发生后，我校积极地利用国家级智能控制技术资源库、泛雅、爱课程等教学平台开展实践教学，有效地保障了我校教学的顺利进行。线上教学不仅可以有效地解决诸如疫情等突发事件给教学开展带来的影响，而且随着当代信息化技术的飞速发展和进步，线上教学平台与线上教学模式不断促进现代教学方式的转变和教学效果的提升。有些实践教学设备比较贵重，借助于线上教学平台、线上教学资源库可以有效地开展智能制造类专业的一些实践教学项目，利用数字化资源和数字化仿真手段，不仅能够节约实践教学设备费用，而且也能更好地展现某些系统的内在工作原理。有些实训项目，可以先进行线上教学，线上教学或线上仿真比较灵活、各个模块间的组合、仿真更加方便，能够极大地提升学生的实训效果和效率，然后再结合线下实践教学模式，使得学生从理论与实践等方面都得到提升。线上实践教学模式不受场地、空间、时间等限制，而且具有可重复学习等特点，非常灵活、方便，该教学模式会在高职实践教学中发挥越来越重要的作用。

4结论

当前世界各国之间的竞争，说到底就是人才的竞争，在工业4.0背景下，世界各国尤其是世界主要强国之间都在抢抓新一轮科技革命带来的机遇。为应对新一轮科技革命带来的挑战，必须提高智能制造类专业人才培养质量，培养高素质复合型人才。实践教学在高职教育中的地位非常突出，由此，构建和探索改革智能制造类专业实践教学模式具有非常重要的现实意义。本文对高职院校实践教学改革方面的政策现状做了简要研究，并对智能制造类专业实践教学模式改革做了必要性分析，最后，结合我院近年来在实践教学中所做的一些探索性、积极富有成效的工作，提出了构建“走出去、引进来”“教师-学生”及“线上-线下”等双向实践教学模式。

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作者:赵成 单位:苏州市职业大学自动化系