智能制造專業雙向實踐教學模式研究

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【摘要】本文對高職院校實踐教學改革政策進行分析，“工業4.0”“工業互聯網”與“中國制造2025”等戰略的提出充分說明世界各國正在搶占制造業新一輪競爭制高點。工業4.0的提出預示著智能化時代的到來，本文對智能制造類專業實踐教學模式改革的必要性進行分析，并對智能制造類專業雙向實踐教學模式的構建進行研究，提出構建“走出去、引進來”“教師—學生”及“線上—線下”等雙向實踐教學模式。

【關鍵詞】工業4.0；智能制造；實踐教學模式；研究

“工業4.0”是德國教研部與經濟技術部于2013年漢諾威工業博覽會上提出的概念。為實現制造業強國戰略，2015年5月，我國印發了《中國制造2025》強國戰略第一個十年綱領。教育興則國興，實踐教學是高職院校教學中的非常重要的一環，實踐教學模式必須要適應時代的發展要求，必須與時俱進。由此，非常有必要對高職院校的實踐教學模式的改革與構建進行探索與研究，進而不斷充實與改進高職教育實踐教學模式，并不斷促進我國高職院校的內涵質量建設。

1高職院校實踐教學改革政策現狀分析

教育部于2006年出臺相關文件并明確指出，三年制專業的實踐教學一般不低于教學活動總學時的40%，人才培養模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業性。2017年，教育部在天津召開的新工科研討會上指出，未來新興產業和新經濟需要的是實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才；新課改理念要求在教學過程中要切實做到“以學生為主體，以學生為中心”，要厘清教師主導、學生主體的責任邊界，更好地發揮教師在課堂上所起的引導作用；《國家職業教育改革實施方案》指出職業教育和普通教育具有同等重要地位，并提出從2019年開始，在職業院校、應用型本科高校等（不包含技工學校）啟動“1+X證書制度”試點工作。

2工業4.0背景下智能制造類專業實踐教學模式改革的必要性分析

德國“工業”4.0概念的提出，目的是為了提高德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中占領先機。眾所周知，工業1.0是蒸汽機時代，工業2.0是電氣化時代，工業3.0是信息化時代，而工業4.0則是利用信息化技術促進產業變革的時代，是信息化與工業化的深度融合，也就是智能化時代，是基于智能制造為主導的生產方法。隨著現代科學技術的不斷進步，出現了大數據、云計算、物聯網、區塊鏈、3D打印及人工智能等熱點技術，世界各國的競爭愈加激烈，各發達國家正在搶占制造業新一輪競爭制高點。例如，中國提出“中國制造2025”強國戰略、美國提出“工業互聯網”戰略、日本提出“機器人革命”戰略、英國提出“工業2050”戰略等。實際上，這些戰略的核心都是為了抓住新一輪科技革命和產業革命的關鍵歷史機遇，各國之間也面臨巨大競爭與挑戰。由于智能制造已成為世界各國非常重要的發展戰略，成為當前的熱點，由此，世界各國、各地區迫切需要培養、引入智能制造類人才，從而提升本國、本地區制造業人才隊伍的整體素質，充分利用和發揮人才隊伍的優勢。工業4.0使得產品全生命周期管理得以實現。傳感器技術、自動化技術、智能制造技術、工業網絡技術、大數據技術、人工智能技術、3D打印及云計算等現代熱點技術的基礎上，通過信息感知、人機交互、決策、執行、反饋等，從而使得產品設計、制造、企業管理及企業服務智能化。結合教育部關于職業教育實踐教學改革方面的政策，并考慮到提升我國在新一輪科技革命中的競爭力，智能制造類專業的實踐教學模式的改革勢在必行。

3智能制造類專業雙向實踐教學模式的構建

3.1構建“走出去、引進來”的雙向實踐教學模式

德國“雙元制”的成功在世界上引起了強烈的反響，也為世界其他國家的職業教育提供了借鑒，二戰后德國經濟快速騰飛中，德國的“雙元制”教學發揮了極為重要的作用，所謂“雙元制”，就是指學校和企業共同參與學生的培養，實際上，校企合作是搞好職業教育的重要抓手。在高職學生的培養中，“重理論、輕實踐”的現象還普遍存在，造成這種現象的原因主要有：實踐教學設備與資源的缺乏、高職教師隊伍中大多數教師的實踐教學能力不強、學校教學與企業生產脫節等。針對上述現象，近年來我校在校企合作中進行了積極的探索，構建“走出去、引進來”的雙向實踐教學模式，積極建立校企合作產教融合平臺、整合校企合作資源。我校與友達光電（蘇州）有限公司、蘇州科茵斯智能科技有限公司等積極開展現代學徒制人才培養模式試點工作，校企雙方共同參與教學計劃的制定、人才培養和學生實踐能力提升等；與蘇州匯川技術有限公司、蘇州鎰升機器人科技有限公司、蘇州菱麥自動化設備科技有限公司等智能制造類企業簽約建立校外實習實訓基地，充分發揮企業的技術、資源優勢等，為學生創建一個良好的實踐平臺；我校聯合工業和信息化部軟件與集成電路促進中心、博眾精工科技股份有限公司等成立博眾凡賽斯自動化學院，在校內建成國內首條自動化生產線，企業資深工程師、企業導師常駐我校，學校、政府與企業聯動，多方共同參與學生實踐能力的培養，也可以與行業協會合作，加強“政行企?！遍g的合作，協同建立多元育人平臺，并進一步推動高職院校的內涵質量建設。2018年，長三角區域一體化發展上升為國家戰略，地處長三角核心區域的蘇州正在加快推進國家智能制造示范區建設，我校作為蘇州地區的市屬高職院校，承擔著為蘇州地區智能制造類企業培養人才的重要任務，為了進一步提高人才培養質量，我校電氣自動化技術、智能控制技術等智能制造類專業的實踐教學模式的改革就變得非常迫切。近年來，我校電氣自動化技術與智能控制技術專業通過積極實施“走出去、引進來”的雙向實踐教學模式，電氣自動化技術與智能控制技術專業的學生可以實現“產中教”，讓學生在具體的生產場景中不斷深入理解課堂上學到的理論知識，將企業生產當中的鮮活的直觀的實踐學習活動與書本當中的抽象的理論知識結合在一起，不僅激發了學生濃厚的學習欲望，而且在實踐教學中獲得了一定的實際技術技能，使得學生的創新能力、分析解決問題的能力等明顯提升，顯著提高了學生的綜合能力，學生在軟件著作權申請、專利申請、大學生創新項目申請以及技能大賽等方面均有了進一步的提升。此外，“走出去、引進來”的雙向實踐教學模式，盡管有企業資深工程師的深度參與，但是也對高職教師也提出了一定的要求，要求高職教師不斷提升實踐能力與豐富實踐經驗，需具備較強的、豐富的實踐能力。

3.2構建“教師-學生”之間的雙向實踐教學模式

高職院校的教師大多數畢業于非師范類高校，教學經驗不豐富，高職院校課堂教學中還普遍存在教師“一言堂”“滿堂灌”等教學現象，教師與學生之間嚴重缺少互動，一些教師往往忽略了學生才是課堂教學中的主體，沒有注重和遵守教學規律。事實上，課堂教學應當是教師與學生雙向積極溝通、互動的過程，教學過程是一個動態的教與學統一的活動過程，教師與學生共同參與教與學的全過程，實現教與學的雙向互長，相互促進。“一言堂”“滿堂灌”的教學方式中，學生是被動的，學生的學習主動性被嚴重地束縛，教師也沒有很好地激發學生的學習興趣。由此，要積極構建“教師-學生”之間的雙向實踐教學模式，讓學生回歸為學習的主人，教師在課堂教學中起組織與引導作用，與學生積極開展互動、合作，在課堂教學中建立一種師生平等的關系與環境，讓學生積極參與到課堂學習中來，教師要想方設法讓學生敢于發表意見和想法，充分發揮學生的積極主動性。此外，教師要積極改進和探索教學方法，可以采取任務驅動、任務導向、學生自主學習、分組討論、合作探索、師生互動、學生匯報等相結合的方式，在“教師-學生”之間的雙向溝通中實現信息的有效傳遞，將學生被動接受轉變為學生主動學習。

3.3構建“線上—線下”的雙向實踐教學模式

我校一貫重視實踐教學，在實訓室建設與管理等方面做了大量工作，以我院電氣自動化系為例，近三年建成智慧工廠實訓平臺、機器視覺實訓室、智能設備安裝與調試實訓室、工業網絡與通訊實訓室、ABB工業機器人實訓室等；在實踐教學師資方面，聘請企業資深工程師、企業導師等作為電氣自動化技術專業、智能控制技術專業兼職教師。在注重線下實踐教學的同時，為了更好地發揮和順應教學信息化在高職院校實踐教學改革中的指導作用，切實提高實踐教學質量，我校未雨綢繆，近年來在線上教學平臺建設申報、教學資源信息化建設、教學管理信息化建設以及教學信息化比賽等方面投入了比較多的人力與物力。在教學管理信息化建設方面，我校實訓中心近年來非常注重自主研發與創新，取得了不少成果，自主開發了實訓室鑰匙管理系統、實訓室智能電源管理系統、實訓室使用登記管理軟件系統等；在線上教學平臺建設方面，2018年我校與佛山職業技術學院、湖南汽車工程職業學院聯合主持，與全國多所兄弟院校、行業企業機構聯合共建的智能控制技術專業教學資源庫成為國家資源庫備選庫，并于2019年正式立項。2020年疫情發生后，我校積極地利用國家級智能控制技術資源庫、泛雅、愛課程等教學平臺開展實踐教學，有效地保障了我校教學的順利進行。線上教學不僅可以有效地解決諸如疫情等突發事件給教學開展帶來的影響，而且隨著當代信息化技術的飛速發展和進步，線上教學平臺與線上教學模式不斷促進現代教學方式的轉變和教學效果的提升。有些實踐教學設備比較貴重，借助于線上教學平臺、線上教學資源庫可以有效地開展智能制造類專業的一些實踐教學項目，利用數字化資源和數字化仿真手段，不僅能夠節約實踐教學設備費用，而且也能更好地展現某些系統的內在工作原理。有些實訓項目，可以先進行線上教學，線上教學或線上仿真比較靈活、各個模塊間的組合、仿真更加方便，能夠極大地提升學生的實訓效果和效率，然后再結合線下實踐教學模式，使得學生從理論與實踐等方面都得到提升。線上實踐教學模式不受場地、空間、時間等限制，而且具有可重復學習等特點，非常靈活、方便，該教學模式會在高職實踐教學中發揮越來越重要的作用。

4結論

當前世界各國之間的競爭，說到底就是人才的競爭，在工業4.0背景下，世界各國尤其是世界主要強國之間都在搶抓新一輪科技革命帶來的機遇。為應對新一輪科技革命帶來的挑戰，必須提高智能制造類專業人才培養質量，培養高素質復合型人才。實踐教學在高職教育中的地位非常突出，由此，構建和探索改革智能制造類專業實踐教學模式具有非常重要的現實意義。本文對高職院校實踐教學改革方面的政策現狀做了簡要研究，并對智能制造類專業實踐教學模式改革做了必要性分析，最后，結合我院近年來在實踐教學中所做的一些探索性、積極富有成效的工作，提出了構建“走出去、引進來”“教師-學生”及“線上-線下”等雙向實踐教學模式。

參考文獻

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作者:趙成 單位:蘇州市職業大學自動化系