譚華 付小全 張玉勛 劉延星
摘要粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院作為產(chǎn)教融合的探路者,為順應(yīng)高新科技發(fā)展的需求,2019年將“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)順利轉(zhuǎn)型為“智能制造”專業(yè),并實(shí)施了招生。本研究基于新工科建設(shè)的大環(huán)境,以東莞理工學(xué)院粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院為先行示范樣本,從培養(yǎng)方案轉(zhuǎn)型、軟硬件設(shè)施配套和產(chǎn)教融合度提升3個(gè)方面闡明了兩種專業(yè)的柔性轉(zhuǎn)型和優(yōu)化建設(shè)。
關(guān)鍵詞 智能制造 新工科建設(shè) 產(chǎn)業(yè)學(xué)院 轉(zhuǎn)型 傳統(tǒng)機(jī)械制造
中圖分類號(hào):G647文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2021.20.010
The Transformation from Traditional Mechanical Manufacture to Intelligent ManufacturingofIndustrialCollegeintheModelConstructionofNewEngineering
TAN Hua, FU Xiaoquan, ZHANG Yuxun, LIU Yanxing
(Dongguan University of Technology Dongguan, Guangdong 523808)
AbstractTo conform the requirements of high-tech development, Guangdong-Taiwan College of Industrial Science & Technology has becoming a path-breaker of theintegration of education with industry. In2019,the Industrial Collegehad implemented the major transformation from“traditional mechanical manufacture”to“intelligent manufacturing”and enrolled students. The research was based on the environment of New Engineering construction, and took“GuangdongTaiwan College of Industrial Science & Technology--Dongguan University of Technology”as a sample, illustrated the flexible transition and optimum construction of two majors from three aspects: the transition of training program, the supports of soft and hard facilities, the integration degree of education with industry.
KeywordsIntelligent Manufacturing; New Engineering Construction; Industrial College; Transformation; Traditional Mechanical Manufacture
0引言
隨著新工科概念的普及和推廣,產(chǎn)業(yè)界人工智能和大數(shù)據(jù)得到了迅猛發(fā)展,“智能制造”已成為全國(guó)制造業(yè)的核心主軸。2015年工信部啟動(dòng)實(shí)施“智能制造試點(diǎn)示范專項(xiàng)行動(dòng)”,部長(zhǎng)苗圩指出“智能制造”將日益成為未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢(shì)和核心內(nèi)容,不僅是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的重要舉措,也是新常態(tài)下打造新的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必然選擇。同時(shí),應(yīng)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略文件的部署要求,近年高校已將新興“智能制造”專業(yè)的核心任務(wù)確定為培養(yǎng)學(xué)術(shù)與應(yīng)用交織,理論與實(shí)踐交替的為企業(yè)、社會(huì)所用的中高端人才。產(chǎn)業(yè)學(xué)院作為深化產(chǎn)教融合辦學(xué)模式下的特色學(xué)院,承載著教育發(fā)展史的特殊歷史使命。
新工科建設(shè)作為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動(dòng),[1,2]從服務(wù)國(guó)家政策、滿足教育需求[3-7]和面向未來(lái)發(fā)展的高度上對(duì)產(chǎn)學(xué)結(jié)合核心專業(yè)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”提出了可持續(xù)良性發(fā)展的更高要求。近半個(gè)世紀(jì)前,“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”一直由“傳統(tǒng)機(jī)械制造”占據(jù)核心地位,但隨著信息技術(shù)和人工智能的出現(xiàn),“傳統(tǒng)機(jī)械制造”已不能滿足制造領(lǐng)域高新技術(shù)發(fā)展的要求,“智能”概念時(shí)被提及,為適應(yīng)時(shí)代趨勢(shì)和滿足機(jī)械人才培育的可持續(xù)發(fā)展性,[8,9]“智能制造”替代“傳統(tǒng)機(jī)械制造”將成為“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)。日本于1990年4月發(fā)起“智能制造系統(tǒng)IMS”,倡導(dǎo)展開(kāi)國(guó)際合作與研究計(jì)劃,同時(shí)吸引了美國(guó)、加拿大、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家參加了此項(xiàng)計(jì)劃。1992年“智能制造技術(shù)”作為美國(guó)新技術(shù)政策的關(guān)鍵重大技術(shù)的理念被大力推廣,美國(guó)政府希望通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)的宣傳和普及打破傳統(tǒng)工業(yè)的停滯局部,開(kāi)啟新型產(chǎn)業(yè)模式。1994年歐盟啟動(dòng)的新興信息39項(xiàng)核心技術(shù)項(xiàng)目中,有3項(xiàng)技術(shù)——信息技術(shù)、分子生物技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)突出了智能制造的位置。隨后,加拿大制定的“1994—1998年發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃”中提出了發(fā)展和應(yīng)用智能系統(tǒng)至關(guān)重要。我國(guó)涉及“智能制造”的研究始于20世紀(jì)80年代末期,國(guó)家將“智能模擬”列為科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題,同時(shí)國(guó)家科技部正式提出了將“工業(yè)智能工程”作為技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃中創(chuàng)新能力建設(shè)的重要組成部分。2015年9月10日,國(guó)家工信部公布了46個(gè)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單。2018年,中發(fā)智造搭建了全國(guó)首家集區(qū)域化、國(guó)際化、行業(yè)化和生命周期生態(tài)服務(wù)化于一體的智能制造平臺(tái),打造了一個(gè)全新的智能制造研究院,其作用主要有分享智造頭條、提供智造方案、對(duì)接國(guó)際供需、解讀制造政策,全方位助力中國(guó)制造企業(yè)朝著智能制造的方向奮力轉(zhuǎn)型,不斷升級(jí)。[10-23]總之,隨著信息化技術(shù)和人工智能席卷全球,“智能制造”將成為現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)新的風(fēng)向標(biāo)。
除了企業(yè)界對(duì)“智能制造”的探索和追求,高校也在不斷開(kāi)拓智能制造的教學(xué)培育空間,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的無(wú)縫對(duì)接,最為明顯的措施是部分高校近年開(kāi)始增設(shè)了“智能制造”專業(yè)。[24-26]
粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院作為產(chǎn)業(yè)學(xué)院的新秀成員,正在以蓬勃的朝氣茁壯成長(zhǎng),逐漸成為產(chǎn)業(yè)學(xué)院不可或缺的主力軍。同時(shí),在新工科教學(xué)理念不斷深入專業(yè)課堂的大背景下,為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和開(kāi)拓學(xué)生就業(yè)前景,實(shí)現(xiàn)粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院機(jī)械工程系重點(diǎn)專業(yè)——“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”的柔性轉(zhuǎn)變勢(shì)在必行。因此,本文以東莞理工學(xué)院粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院為標(biāo)本,研究了產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式建設(shè),探索其發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律,為新工科和各類產(chǎn)業(yè)學(xué)院產(chǎn)教融合的規(guī)劃和建設(shè)提供了范本和借鑒。
1培養(yǎng)方案轉(zhuǎn)型
基于產(chǎn)業(yè)學(xué)院師生對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型規(guī)劃初期的措施從兩個(gè)方面執(zhí)行:首先,提升了師生對(duì)轉(zhuǎn)型的認(rèn)知度;然后,從培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、培養(yǎng)計(jì)劃、課程設(shè)置、教學(xué)進(jìn)程、學(xué)制與學(xué)位6個(gè)要素制定了合理的培養(yǎng)方案。
6個(gè)要素相輔相成,融為一體。具體培養(yǎng)了學(xué)生在智能制造工程領(lǐng)域獨(dú)立思考的能力;培養(yǎng)了學(xué)生軟件編程和人工智能基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)操的動(dòng)手能力;提升了學(xué)生人文素養(yǎng),培養(yǎng)了學(xué)生良好的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感;培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新力、團(tuán)隊(duì)力、專業(yè)力、跨界力和服務(wù)力。
2軟硬件設(shè)施配套
高校實(shí)驗(yàn)室是產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的重要基地,是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,實(shí)現(xiàn)高水平教學(xué)、產(chǎn)出科研成果及服務(wù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要場(chǎng)所,因此,在產(chǎn)業(yè)學(xué)院“智能制造”專業(yè)轉(zhuǎn)型建設(shè)中的作用顯得尤為重要。由于“智能制造”專業(yè)為高新科技信息時(shí)代的新興專業(yè),對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的科技化和利用率要求較高,因此智能實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了硬件設(shè)備的科學(xué)、合理配置。設(shè)施配套另一不可忽視的關(guān)鍵點(diǎn)為師資持續(xù)引進(jìn)、教師知識(shí)更新和教師政策激勵(lì)等軟性指標(biāo)。在專業(yè)轉(zhuǎn)型的模式建設(shè)中,十分重視人才的培養(yǎng)和師資的引進(jìn)。軟硬配套兩方面同時(shí)進(jìn)行,相互支撐促進(jìn),具體細(xì)節(jié)如下。
粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院每年可支配實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)高達(dá)400萬(wàn)元,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及團(tuán)隊(duì)成員對(duì)“智能制造”專業(yè)需配備的新型智能實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了合理申報(bào)和定期采購(gòu),做到實(shí)驗(yàn)為理論服務(wù)、理論和實(shí)驗(yàn)不脫節(jié),采用“模塊化分區(qū)”和“優(yōu)化整合利用”相結(jié)合的方式進(jìn)行。同時(shí),軟智力方面,針對(duì)“智能制造”專業(yè),不斷引進(jìn)了大陸、臺(tái)灣、海外三方中青年優(yōu)秀教師,督促和并獎(jiǎng)勵(lì)了教師更新“智能制造”相關(guān)的前沿知識(shí)和創(chuàng)造應(yīng)用成果。
3產(chǎn)教融合度提升
產(chǎn)教融合是產(chǎn)業(yè)與教育的深度合作,是高校,尤其是產(chǎn)業(yè)學(xué)院為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量而與企業(yè)開(kāi)展的深度合作,產(chǎn)教融合度的高低可作為“智能制造”專業(yè)轉(zhuǎn)型和未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵考量指標(biāo)之一。
通過(guò)前期培養(yǎng)方案的制定,結(jié)合中期軟硬件設(shè)施的配套,后期執(zhí)行重點(diǎn)為產(chǎn)教融合度提升及拓展,通過(guò)融合結(jié)果獲得反饋效果,反饋效果進(jìn)一步指導(dǎo)了產(chǎn)教結(jié)合的兼容性和科學(xué)性,并不斷改良、提升、拓展,多次循環(huán),獲得了團(tuán)隊(duì)滿意的優(yōu)化結(jié)果。
4具體實(shí)施方案
基于上述培養(yǎng)方案轉(zhuǎn)型、軟硬件設(shè)施配套和產(chǎn)教融合度提升3個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容,以理念培育、產(chǎn)教實(shí)施、反饋推廣為主線,探索和構(gòu)建產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式,其具體實(shí)施方案如下:
4.1實(shí)施方法
(1)成立了教改研究小組,以教改團(tuán)隊(duì)成員為主力,結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況,制定了科學(xué)合理的教改實(shí)施方案;(2)組織了相關(guān)專業(yè)教師討論、分析,并根據(jù)2019級(jí)智能制造班的教學(xué)效果反饋,調(diào)整、優(yōu)化、制定并完善了教學(xué)計(jì)劃大綱;(3)基于教學(xué)周期的不同階段,對(duì)實(shí)施教改的學(xué)生進(jìn)行了興趣問(wèn)卷調(diào)查,根據(jù)學(xué)生意向和基礎(chǔ)進(jìn)行了分組排課教學(xué)。(4)教師提前完成了每節(jié)課的備課任務(wù),做到能良好處理可能出現(xiàn)的突發(fā)事件。在教師上課期間教改研究小組不定時(shí)間進(jìn)行了教學(xué)觀摩與考察。課后教師記錄了課堂出現(xiàn)的及以后可能出現(xiàn)的問(wèn)題,且每半個(gè)月進(jìn)行了一次教學(xué)歸納總結(jié)。教改研究小組定期查看了教師課堂記錄和課程總結(jié),并召開(kāi)了研討會(huì)討論交流是否達(dá)到了預(yù)期教學(xué)效果,做到計(jì)劃與實(shí)施同步,實(shí)時(shí)了解了教師與學(xué)生教與學(xué)的實(shí)際情況。(5)教改研究小組進(jìn)行了階段性總結(jié),做出了階段性成果的科學(xué)分析與統(tǒng)計(jì),并作了總結(jié)報(bào)告。總結(jié)已有的經(jīng)驗(yàn)、反思存在的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”的柔性轉(zhuǎn)型,打造了具有我校特色的“智能制造”新工科模式,形成了完善有效的教學(xué)管理體系,推動(dòng)了教學(xué)活動(dòng)的創(chuàng)新發(fā)展。同時(shí)開(kāi)設(shè)了教師學(xué)生office hours,讓廣大教師學(xué)生暢所欲言。通過(guò)教師學(xué)生間的交流,探討了教改的成效及存在的問(wèn)題,繼續(xù)推動(dòng)著我校“智能制造”教學(xué)改革向縱深方向發(fā)展。
4.2關(guān)鍵問(wèn)題
師生對(duì)“智能制造”認(rèn)知度的提升。在研究規(guī)劃和初期實(shí)施過(guò)程中,我院機(jī)械專業(yè)教師認(rèn)識(shí)到高新技術(shù)為“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)力,教師主動(dòng)做到了及時(shí)更新知識(shí),讓學(xué)生更好地吸收了“智能制造”的前沿知識(shí),認(rèn)識(shí)到“智能制造”將成為未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的主流。
多學(xué)科交叉課程增設(shè)和施教。相對(duì)于“傳統(tǒng)機(jī)械制造”,“智能制造”更加注重高新技術(shù)的融合、其學(xué)科除機(jī)械工程外,亦會(huì)涉及生物工程、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等,因此在新培養(yǎng)方案首次編制和反饋改進(jìn)過(guò)程中,融入了多學(xué)科交叉課程的增設(shè)和施教。
4.3技術(shù)路線
本研究以理念培育、產(chǎn)教實(shí)施、反饋推廣為主線,其技術(shù)路線如圖1所示。
5結(jié)論
本研究構(gòu)建了粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式。首先,從師生的意識(shí)形態(tài)——認(rèn)知度著手,制定和完善了培養(yǎng)方案;然后,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)、師資配套設(shè)施,制定了相應(yīng)的管理和激勵(lì)措施;最后,以產(chǎn)學(xué)融合度為衡量標(biāo)準(zhǔn),反饋、改良、提升、拓展為一體,構(gòu)建了良性的優(yōu)化循環(huán)體系。具體優(yōu)勢(shì)歸納如下:(1)有效的使學(xué)生自然融入轉(zhuǎn)型的學(xué)習(xí)模式,為高層次國(guó)際化“智能制造”工程師及高端開(kāi)發(fā)人才的培養(yǎng)提供了切實(shí)可行的方案。(2)從意識(shí)形態(tài)上把關(guān),讓師生深刻認(rèn)識(shí)到“智能制造”專業(yè)教與學(xué)的重要性,一定程度上激發(fā)了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。(3)以產(chǎn)教融合度推廣為考量標(biāo)準(zhǔn),真正意義上將企業(yè)納入到了教學(xué)模式中。
在新工科建設(shè)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃指引下,本研究通過(guò)“理念培育——產(chǎn)教實(shí)施——反饋推廣”3步走的方式實(shí)現(xiàn)了粵臺(tái)產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”的柔性轉(zhuǎn)型,培養(yǎng)出了產(chǎn)業(yè)學(xué)院“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)符合時(shí)代特色、有效服務(wù)社會(huì)的中高端“智能制造”人才,形成了可供全國(guó)產(chǎn)業(yè)學(xué)院參考和借鑒的新工科模式建設(shè)范本。
資助項(xiàng)目:本研究獲東莞理工學(xué)院2019年校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目——教學(xué)改革項(xiàng)目(綜合類)資助(項(xiàng)目名稱:產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機(jī)械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式建設(shè);立項(xiàng)編號(hào):201902032);獲東莞理工學(xué)院2018年校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目——教學(xué)改革項(xiàng)目(一般類)資助(項(xiàng)目名稱:工業(yè)機(jī)器人雙語(yǔ)模塊化系統(tǒng)教學(xué)研究;立項(xiàng)編號(hào):201802026);獲2020年廣東省高等教育教學(xué)研究和改革項(xiàng)目——教學(xué)改革項(xiàng)目(一般類)資助(項(xiàng)目名稱:工業(yè)機(jī)器人雙語(yǔ)模塊化系統(tǒng)教學(xué)研究;立項(xiàng)編號(hào):粵教高函[2020]20號(hào),序號(hào)566)
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