工程教育认证背景下的智能制造工程专业人才培养方案浅析
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作者:王昊琪 文笑雨 李浩
摘 要：在智能制造和工程教育认证的共同要求下，针对如何设计智能制造工程专业人才培养方案这一问题，总结了开设智能制造工程专业的必要性，剖析了工程教育認证对专业人才的培养要求，并提出智能制造工程专业人才培养方案的设计思路，以郑州轻工业大学为例对智能制造工程专业人才培养方案进行说明，以供广大教育工作者参考借鉴。
关键词：智能制造工程专业;工程教育认证;专业人才培养方案
近年，许多欧美国家先后提出了以智能制造为核心的先进制造发展战略。相较于传统机械工程专业，智能制造是一个全新的领域，是一个与信息通信技术、电工电子及微系统技术、生产技术及机械工程自动化技术等交叉融合的技术体系。智能制造战略的实施为我国高等教育带来了新的挑战，而工程教育专业认证为高校培养智能制造所需人才提供了有效的理论依据。工程教育专业认证是以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价，有利于推进高校工程教育改革，提升高校工程教育质量。在工程教育认证背景下，智能制造人才的培养对传统的高等教育理念、人才培养方案、毕业生质量评价方法等都提出了新要求。因此，开展工程教育认证背景下智能制造工程专业人才培养方案的研究尤为必要。
一、开设智能制造工程专业的必要性
（一）国家战略的需要
2015年，国务院正式印发《中国制造2025》，通过“三步走”实现制造强国的战略目标。2016年，《智能制造发展规划（2016—2020年）》正式发布实施，该规划将统筹国内智能制造发展，加快形成全面推进制造业智能转型的工作格局;同年11月，国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中指出，要全力打造智能制造高端品牌。2017年，在工信部发布推进实施《中国制造2025》情况中提到要加大智能制造实施力度、扩大智能指导合作;同年5月，国务院召开常务会议，指出下一步深入实施《中国制造2025》，把发展智能制造作为主攻方向。2018年10月，“2018世界智能制造大会”在南京举行，会议期间《国家智能制造标准体系建设指南（2018版）》正式发布。在国家战略推动下，社会对智能制造专业人才需求激增。因此，高等教育急需抓紧谋划和有效推进智能制造工程专业的建设。
（二）巨大市场前景的需要
智能制造的发展带来了生产模式的变革，许多传统制造企业的生产线逐渐被基于工业机器人的智能生产装备取代，这种情况导致社会对智能制造工程专业人才的需求量大幅增加。例如，英才网的招聘数据显示，2018年智能制造行业人才需求量较2017年同期增长超过10%。另外，中商产业研究院2019年发布的《2020年中国智能制造行业投资前景研究报告》称，中国智能制造产业呈现较快增长趋势，预计2020年智能制造产值规模将超27000亿元。
（三）国家倡导“新工科”建设的需要
随着物联网、大数据、云计算、移动互联网和数字孪生等新一代信息技术的出现，社会对工科的学科发展和工程型人才培养提出新要求，因此，国家倡导“新工科”建设。智能制造工程专业是“新工科”的代表专业之一，《教育部关于公布2017年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》（教高函〔2018〕4号）公告，我国高校首次开设智能制造工程专业。该专业的设置可以填补“新工科”在智能制造工程专业领域人才培养的空白，满足不同学科交叉融合的人才培养需要。
二、工程教育认证对智能制造工程专业人才培养方案的设计要求
专业人才培养方案的设计主要包括培养目标、毕业要求和课程体系。而工程教育认证的三大核心理念包括以学生为中心、以产出为导向、坚持持续改进。这三大核心理念对智能制造工程专业人才培养方案的设计提出了更高要求，具体如下。
（一）新式学徒机制和课程体系建立要求
在教学设计、教学过程和教学评价方面均要以学生为中心，关注学生学什么、如何学、学习效果怎么样。为此，一方面，智能制造工程专业人才培养需要建立新式学徒机制。学生有对应的学科教师作为学业导师，学业导师围绕学生开展教学工作;另一方面，智能制造工程专业人才培养需要建立全新的课程体系。结合智能制造的特点，开设反映学校特色、符合市场定位的“学而必用”的课程。
（二）以智能制造人才市场需求为导向的毕业要求
智能制造人才市场要求毕业生具备有别于传统制造专业毕业生的能力。因此，智能制造工程专业人才培养应在与智能制造行业相关的云计算、大数据、物联网和数字孪生等前沿化信息技术上设置较高的毕业要求，并且这种要求能够随着市场需求的改变而灵活调整。
（三）全周期的持续改进机制要求
为了保证教学质量，智能制造工程专业人才培养需要建立贯穿学生从入校到毕业工作的全周期持续改进机制。例如，根据日常督导反馈意见持续改进、优化教学过程，根据毕业要求达成性评价结果及时调整、优化教学内容等。
三、智能制造工程专业人才培养方案设计思路
在智能制造和工程教育认证的共同要求下，智能制造工程专业人才培养方案设计思路如下。
（一）培养目标要明确服务领域、明确职业特色、明确人才定位
智能制造工程专业人才培养要根据智能制造国家战略和人才市场需求制定服务领域明确、职业特色明确、人才定位明确的培养目标。例如，培养符合国家经济与科技发展的需求，能够在智能制造及其他相关领域，特别是轻工装备制造领域（服务领域），运用物联网、大数据和云计算技术提升企业信息化和智能化水平，设计开发智能装备和智能生产线（职业特色）的高级工程技术人才（人才定位）。另外，培养目标还要突出智能制造工程专业的职业能力。例如，预期毕业5年以上的学生能够独立胜任制冷、包装等轻工装备的数字化设计、数字孪生仿真、工业互联网平台搭建、大数据分析、远程管控等生产实践或教学科研工作。
（二）毕业要求要明确、公开、可衡量 智能制造工程专业人才培养要设置明确、公开、可衡量的毕业要求，该毕业要求应确保培养目标的达成。毕业要求的设置应涵盖以下指标：智能制造工程知识、智能制造领域问题分析、智能制造行业发展研究、智能制造职业规范、智能制造工程项目管理、工业互联网平台设计开发、“互联网+制造”方向研究、计算机辅助工具使用、个人团队建立、多线程沟通和终身学习能力。为了使这些毕业要求可衡量，需要将其分解成详细的指标点。例如，“智能制造工程知识”这个毕业要求可被分解为：能正确使用技术语言表达复杂的智能制造工程问题;能针对具体轻工装备建立数字化模型;能够运用大数据和云平台推演、分析和判别专业问题;能够通过数字化模型的比较与分析，完成工业互联网平台的优选方案设计。
（三）构建落实毕业要求的“混合式”课程体系
智能制造工程专业课程体系的构建必须有相关行业专家参与，合理增设课程。例如，在基础课程中加入人工智能技术与应用、智能制造系统概论、工业物联网等课程;在专业课程中加入智能制造技术基础、智能生产系统与CPS建模、计算机智能控制系统、智能设计方法、工业机器人及应用、智能生产计划管理等课程。同时，为保证课程更好地开展，教师可以充分利用腾讯会议、阿里钉钉等信息化教学手段，建立線上线下“混合式”课程体系。
四、实施进程——以郑州轻工业大学为例
郑州轻工业大学创建于1977年，原隶属国家轻工业部，是国家为培养行业高级人才在全国设立的八所轻工类本科高校之一。在原有特色和资源的基础上，郑州轻工业大学于2019年获批成立智能制造工程专业，并正式招收第一届本科学生。
郑州轻工业大学初步制定了面向工程教育认证的智能制造工程专业人才培养方案，并在逐步完善。例如，设置了服务领域明确、职业特色明确、人才定位明确的培养目标，即定位在轻工装备数字化设计与制造、轻工装备机电系统动力学建模与控制、轻工装备智能运维等特色服务领域。为了满足以智能制造人才市场需求为导向的毕业要求，构建“智能+互联”的课程体系，即在实践性教学环节中加入制造物联系统工程训练、智能物流仿真综合训练、智能产线设计工程训练等;充分利用制造执行系统实验室（郑州轻工业大学-西门子联合实验室）、车间制造物联实验室、3D打印机实验室、工业机器人实验室等智能制造方向特色实验室，在主要专业实验环节上增设计算机网络与工业物联网实验、智能制造技术实验、工业机器人及应用实验、智能工厂集成技术实验、智能装备故障诊断与维护实验、智能产线创新设计与仿真实验、智能优化算法实验、大数据与云计算实验等。
参考文献：
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责编：初 心
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