机械制造与自动化专业课程体系研究

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摘要：武汉软件工程职业学院智能制造教研室基于创客教育，进行专业调研，构建机机械制造与自动化专业的双创人才培养标准，研究专创融合的课程体系，设置创新创业基础教育、创新创业提升教育、创新创业孵化教育3个课程阶段，将工作任务分为机械设计创新、机械零件创业、机器人创新、虚拟建模创新和自动化应用创新5个方向建立创新团队，以创业项目形式为载体，培养专业教育与创新创业融合的双创性专业人才。

关键词：创客教育；课程体系；专创融合

《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020）年）》提出：“深入开展创新创业教育既是促进高等教育内涵发展、促进人才培养转型发展、促进经济增长向创新驱动转型的必然选择，也是高等教育国际化、市场化、专业化的优先路径。”［1］《国家职业教育改革实施方案》提出：“职业院校应当根据自身特点和人才培养需要，主动与具备条件的企业在人才培养、技术创新、就业创业、社会服务、文化传承等方面开展合作。”［2］高职院校要提高人才培养质量，必须深度推进创新创业教育，以全面提升学生创新创业能力为抓手，将创新创业教育融入人才培养的全过程，而创客教育是将专创融合作为高等教育综合改革的重要突破口。

1创客教育及专业定位

1．1创客的内涵

创客（maker），指具有创新理念、自主创业的人，他们基于自己的兴趣与爱好，将各种创意和创新转变为现实的人。创客教育是以“开放、分享、实践、创新和探究”为教育理念，培养创新型人才为目标的新型教育模式，具体途径是通过创客空间，以课程体系为载体，改革“创造中学”的教学方式，培养专业教育与创新创业融合的双创性专业人才［3］。

1．2机械制造与自动化专业人才培养目标

《中国制造2025规划》、《武汉制造2025行动纲要》和“新基建”等多项政策方针明确指示智能制造是新基建的工业基础。机械制造与自动化（以下简称“机自”专业）是智能制造的基础分支，是工业建设的支柱，也是容易出双创成果的专业。在智能制造环境下，机自专业是一个复合型多学科融合专业，即新工科，包括人工智能、智能制造、机器人、云计算等新兴产业。机自专业专创融合人才培养方案是立足装备制造等产业（行业），培养全面发展，适应生产、建设、管理和服务第一线需要，具有创客精神，掌握机械制造与自动化专业知识的高素质技术技能人才。基于创客教育，构建机自专业双创人才培养标准，研究专创融合的课程体系，可全面提升机自专业学生的创新精神、创业意识和创新创业能力［4］。

2课程体系研究

2．1重构人才培养方案

根据人才培养目标和三年一贯制思路，武汉软件工程职业学院智能制造教研室设计了“三个阶段、三位一体、三种模式、三条途径”的机自专业专创融合人才培养方案（如图1），融合创客教育，明确新工科人才培养目标和人才培养机制［5］。（1）专创融合育人课程体系分为三个阶段，第一阶段为双创基础教育，第二阶段为双创提升教育，第三阶段为双创孵化教育。（2）三种模式，一是实施项目化运作，和华数等企业组建订单模式，通过横向课题立项获得相应资金资助；二是实验室教学，在校企双方教师指导下，提升专业能力；三是实训基地教学，开展企业工程实践、专业特色课、认识实习、生产实习、毕业实习等环节的校外教学。校企合作的实训基地为专创软硬件提供了强有力的保障。（3）学生通过三位一体来主动提升创业项目建设能力，如通识教育，培养创新意识；网络助学，线上线下信息化多渠道拓展创新创业能力，并且自主研学，夯实专业基础。（4）教师团队也会提供三种途径提升学生创业项目建设能力，以课程化的第二课堂活动为引导，提高创新创业能力，如组建PLC第二课堂；以创新创业类比赛为依托，使具有潜质的学生脱颖而出；利用暑期社会实践，开展实习、课程设计、科研训练、创新创业实训等实践，如师生共去西门子北京总公司学习数字双胞胎技术。

2．2设置课程体系

经过调研，机自专业毕业生大部分从事零件图电气图绘制、零件加工工艺与编程、智能设备装调、智能产线系统设计、智能制造系统安装调试与维护等方面的典型工作任务。校企双方共同探讨，分析出知识技能和素质要求。同时，校企双方共同分析工业机器人应用编程1＋X证书，数控车工铣工1＋X证书，数控多轴加工技能证书、工业自动化认证、电工IC卡认证5证的职业技能考核考点，融合成实训课的应知应会教学内容。根据从学生到创新人才的成长规律，将课程体系分为基础学习领域、专业学习领域和人文素质拓展领域3个领域，其中，大一学生学习基础学习领域，大二学生学习专业学习领域，大三学生学习人文素质拓展领域。在专业学习领域中，高校和企业共同把涵盖智能制造领域的企业真实生产过程和步骤的典型工作任务、职业技能、职业素质的内容作为相应的核心技能，融入“双创”课程。机自专业专创融合课程体系研究总体框架如图2所示。如图3所示，基于创新人才的培养模式将课程体系分为三个阶段，第一阶段为双创基础教育，培养学生滋生创意，将专业基础课和创新创业通识课程分类而上。第二阶段为双创提升教育，将创新创业合作课程与校企合作项目库融合起来，专业课程都采用了项目式的课程改革，教学内容连续包周，每周18节课。第三阶段为创新人才，可以创事业，将做好的产品再一次提升，达到商品阶段。第一阶段创新创业基础教育中的《创新创业基础》、第二阶段创新创业提升教育中的《三菱工业机器人应用技术》《PLC应用技术》《智能制造建模与仿真》《智能产线数字化仿真》、第三阶段的创新创业孵化教育中的《智能制造自动化产线调试》《机器人工程思维训练》《毕业设计（智能制造集成项目综合强化）》8门课程为双创合作课程，学生可以在这些课程中学习专业知识，做出创新产业，每门课程都可设计出一个创新产品，如《PLC应用技术》课程，学生在学习中可以解决交通中的红绿灯软件编程问题，智能设备建模与仿真，可以解决工业产品数字建模问题。然后进入第三阶段的《智能制造自动化产线调试》，可以在第二阶段的PLC应用技术上进行深化，做出PLC固件，研制出产品售卖，并提供客户的售后服务。学生在创新人才培养的过程中，以企业、社会发展中的重大需求为导向，如智能制造等专业项目为引领，使用任务驱动的方式来解决企业发展中亟待解决的问题。2．3课程对接创业项目机械制造与自动化专业，可分为两个专业方向———机械设计制造类和机电设备类，对应10个工作岗，如机械工程技术人员、机械制造工艺员、电气工程技术人员、智能产线管理员等，如图4所示。工作任务为零件图及电气图绘制、零件加工工艺与编程、智能设备装调、智能制造产线系统设计、智能设备信息化管理与维护5项，工作任务划分归类为《AUTOCAD》、《机械设计基础》、《三菱工业机器人应用技术》……等10门专业课程，可在机械设计创新、零件加工创业、机器人创新、虚拟建模创新和自动化应用创新5个方向进行双创融合，培育创客。

3创客培养成效

教研室在机自专业2019级全体学生中进行选拔，建立5个融合方向团队，结合所学的课程内容，每个团队完成1～2个项目。如机械设计创新团队，根据所学的《机械设计基础》《工程制图》课程内容，完成助老行走装置的虚拟模型一套；机械零件创业团队，根据所学的《数控加工编程》《多轴加工技术》，完成机械加工零件，将所加工的工艺产品进行售卖；机器人创新团队，根据所学的《机器人工程思维训练》《三菱工业机器人应用技术》，和企业进行技术开发，完成视觉导航移动消杀机器人样机一套；虚拟建模创新，根据所学的《智能设备建模与仿真》《智能产线数字化仿真》，完成新能源汽车变速箱自动化产线的数字化工厂调试模型；自动化应用创新（数字化双胞胎）团队，根据《智能传感技术》《PLC电气控制技术》等课程，完成离散行业工业4．0产线创新平台的虚拟现实调试平台1套和镗床夹具自动装配创新平台的虚拟现实调试平台1套。

4结束语

创客教育是新形势下的教育创新，为适应产业结构转型下的创新人才培养，研究课程体系构建极其重要。高职院校应结合区域人才需求，在现有的人才培养模式上探索创客教育的有机融合，完善以创客人才培养为主线的课程体系构建和专业课程设置，为学生成为技术性创业人才提供实用、可行的知识能力储备。

作者：高淼 柴艺 蒋芬 单位：武汉软件工程职业学院