高职智能制造类专业程序设计课程改革初探

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　　摘  要： 分析了目前高职智能制造类专业在程序设计类课程教学中面临的问题，介绍了国内外工科专业程序设计能力培养的现状。结合我国智能制造行业的现状，提出了程序设计课程的改革方案。为面向智能制造类专业的高职工科人才培养方案的制定和改进，起到理论指导和实践参考作用。
　　关键词： 程序设计; 课程改革; 智能制造; 高职教育
　　中图分类号：G642.3          文献标志码：A      文章编号：1006-8228（2019）08-62-03
　　Abstract： This paper analyses the problems faced by intelligent manufacturing specialty in teaching of programming courses in higher vocational college at present， and introduces the current situation of the training of programming ability of engineering specialty at home and abroad. Based on the current situation of intelligent manufacturing industry in China， the reform plan of programming courses is put forward. It will provide theoretical guidance and practical reference for the formulation and improvement of the training plan of engineering talents in higher vocational colleges for the specialty of intelligent manufacturing.
　　Key words： programming; curriculum reform; intelligent manufacturing; higher vocational education
　　1 程序设计能力不足已成为高职智能制造类专业发展的一大瓶颈
　　随着以智能制造为主攻方向的“中国制造2025”战略的持续推进，面向智能制造岗位的高技能人才培养改革备受关注。智能制造要尽快落地，并形成推动制造业全面升级换代的有效推力，就必须要有数量足够、素质优秀、技能过硬的职业技能人才做保障。2018年，教育部提出“新工科”建设发展战略，2019年春节一过，国务院便公布《国家职业教育改革方案》。
　　智能制造在高职专业里涉及到的专业比较多，主要有机电一体化技术、数控技术、工业机器人技术等，随着技术的不断进步，更多的信息技术开始融入智能制造，比如人工智能、机器视觉、大数据、云计算等。目前，将机电和信息两类专业进行融合，是很多高职院校的专业改革方向之一，我校在2018年积极行动，将机电工程系和网络技术系合并，并成功立项湖南省高职院校一流特色专业群-以智能制造为发展方向的互联网工程专业群。
　　一年以来，融合发展的专业群建设初见成效，在2018年全国智能制造大赛中，斩获全国一等奖，并先后获得多项以智能制造为研究方向的省级课题立项，进入全省甚至全国的智能制造专业前列。
　　融合发展也暴露出一些问题有待我们继续深入改革，工科学生的程序设计能力较弱，不适应企业对智能制造岗位的需求，这是其中最突出的一个问题。随着工科专业深化课程教学改革，一批“软硬融合”的新课程及其实训室逐步开设，有新一代可编程控制器（PLC S7-1200）实训室、组态控制实训室、工业机器人应用实训室、工业网络与工业APP实训室等等。跟传统实训室相比，这些实训室更现代、也更贴近智能制造时代的需求。与此同时，由于学生前期程序设计能力准备不足，导致教学进度推进慢，教学效果不好的问题也日趋凸显。
　　其实，不单是在学校里，智能制造的应用企业也同样面临技术人员软件操作能力不够的问题。
　　因此，我们必须正视的一个变化：智能制造岗位的人才能力需求正在发生着巨大的改变，已经由过去强调硬件操作能力变为强调软件操作和程序设计能力。
　　毫不夸张地说，工业4.0主导的智能化时代，程序设计能力已经上升为高职工科学生必须具备的核心技能之一，而当前的培养方案却大都停留在工业3.0自动化时代的硬件调试能力的培养。因此，改革培养方案，尽快弥补程序设计能力不足的短板，成为智能制造背景下工科技能人才培养的当务之急。
　　2 国内外工科专业程序设计能力培养的现状
　　美国是一个极其重视软件开发和程序设计能力的国家，其高等职业教育主要在社区大学完成，据2016年的统计数据显示，美国社区大学的工科专业，程序设计能力培养的课程非常丰富，从程序理论的基础知识，到matlab等工具的使用，再到人工智能的前沿均有涉及，开设课程学分普遍达到231左右，占据所有开设课程学分的50%以上[1]。
　　德国工业非常发达，工科人才的培养也有很多可取之处。21世纪处，德国率先在全球范面内开展以程序设计能力为核心的本硕连读的工程人才培养模式，其中以德国亚琛工业大学、德国达姆施塔特大学等高校最为著名。同样，德国的高职工科人才也越来越重视程序设计的培养，从2014年开始，德国实施 “职业教育结构改革计划”，每年投入3700万欧元将传统机电制造业向智能制造转变[2]。
　　國内的理工类院校，工科学生程序设计能力的培养改革受到各高校的普遍关注，北京航空航天大学的宋友教授认为，程序设计能力是所有工科专业学生的必备基础，在信息时代，其基础性地位就跟数学、物理等基础学科一样，已不可或缺[3]。上海交通大学的汪红兵教授通过对C语言程序设计课程的教学分析和研究，探讨了工科学生计算思维的培养[4]，湖北工业大学的王春枝教授分析了当前培养模式存在的问题，结合教学实际，提出课程整合和强化实践等一系列方法和措施，用以改进程序设计能力培养模式[5]。 　　除了本科院校之外，高职的一些教育专家也进行了卓有成效的研究，无锡职业技术学院的张节兰老师提出，对于高职工科专业学生，程序设计能力是其将来在科学研究、工程实践中进行逻辑推理、问题求解、方案设计、信息处理、数据管理等方面的基本能力[6]。深圳职业技术学院的张竞丹教授在与华为校企合作的长期实践中，总结出适合于工科专业程序设计类课程"校企合作、工学结合"的实践教学方法，并建立了与高职教育人才培养目标相一致、适应社会需求的课程体系，并取得了一定的教学效果[7]。
　　综上所述，从本科到高职，工科学生程序设计能力的培养问题，都普遍存在，且越来越受到关注。有部分学者对此进行了较深入的研究和实践，并得到了一些成功经验。但现有的研究都过于宽泛，缺乏针对性，而导致收效甚微。本文将范围限定在“智能制造”这个背景下，来具体研究所涉及到的工科专业如何培养智能制造方向所需人才的程序设计能力。
　　3 程序设计课程的改革方案
　　第一阶段，调研对象为智能制造的典型技术技能岗位，通过对岗位当前所需的核心技术技能以及最新发展趋势的分析，得出保持技术技能持续发展以及持续创新，所需必要的程序设计知识、能力和素质体系，为进一步的培养方案和课程改革做准备。
　　第二阶段，构建新的高职工科人才培养体系，在第一阶段研究结论上，对比当前人才培养体系中不适应智能制造对程序设计能力需求的因素，并制定出高职工科专业程序设计模块的基本框架。
　　接下来，进入第三阶段，设计出基于新程序设计能力框架的主干课程体系，进一步细化出相应的课程教学大纲，并组织企业专家和骨干教师进行论证。
　　第四阶段转入实践研究，选取当前热门专业机电一体化技术和工业机器人技术两个专业进行试点，按照新的课程教学大纲，以一到两门课为突破口，通过二年的新课程体系实践，对比分析学生程序设计能力的提升效果，最后总结改进，得到较为完善的程序设计能力模块课程体系和教学资源。
　　4 结束语
　　经过两年多教学改革，目前初步取得了一些成果，成果包括三类，一是论文，主要展现智能制造视域下高职工科专业程序设计能力的内涵，二是课程模块教学标准，展示面向现代智能制造岗位的高职工科专业新能力培养的实施方案，三是教学资源库，用来帮助教师开展新能力培养教学实施，以及学生的自学。
　　高职智能制造类专业程序设计课程改革有十分重要的意义。一来将可以为面向智能制造类专业的高职工科人才培养方案的制定和改进，起到理论指导作用，为全国智能制造类专业的教学改革提供理论依据。二来将有望改变工科专业学生程序设计能力不足的现状，培养出更多既懂工业，又懂人工智能和物联网技术应用技术的高技能人才，为我国智能制造的发展提供更好的智力支持和人才储备。
　　参考文献（References）：
　　[1] Benioff M R，Lazowska E D.Reports of president’s information technology advisory committee（PITAC）. Computational science： ensuring America’s competitiveness，2017.
　　[2] 王紫君. 工程人才計算能力内涵及培养模式研究[D].浙江大学，2016.
　　[3] 宋友.面向大类工科专业的程序设计课程教学改革[J].中国大学教学，2018.11：47-50
　　[4] 汪红兵，姚琳，等.C语言程序设计课程中的计算思维探析[J]. 中国大学教学，2014.9： 59-62
　　[5] 王春枝，严灵毓，徐慧.程序设计能力培养模式探索[J].软件导刊，2019.3.8.
　　[6] 张节兰，姜亚民.关于高职生程序设计能力的分析与培养[J].职教论坛，2010.2：64-65
　　[7] 张竞丹，江武汉，柴璐璐，张跃宗.高职院校非计算机专业程序设计课程实践教学研究[J].教育教学论坛，2013.13：232-233
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