2021年教育部對《職業(yè)教育專業(yè)目錄》進(jìn)行更新，增設(shè)了智能制造工程技術(shù)、智能制造裝備技術(shù)、人工智能技術(shù)應(yīng)用等新專業(yè)。從《職業(yè)教育專業(yè)目錄》的專業(yè)名稱、核心課程、專業(yè)拓展課程三個維度進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)專業(yè)“數(shù)字化”“智能化”升級以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，智能制造工程技術(shù)等“新工科”專業(yè)是現(xiàn)代教育適應(yīng)科技高速發(fā)展與產(chǎn)業(yè)變革的重要路徑，而當(dāng)前高職院校與應(yīng)用型本科院?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)普遍存在學(xué)科壁壘、專業(yè)藩籬等問題，因此有必要面向全校開設(shè)智能制造導(dǎo)論課程。智能制造導(dǎo)論作為一門需求量大、受眾面廣、復(fù)合程度高的課程，能夠讓學(xué)生系統(tǒng)性地認(rèn)知智能制造領(lǐng)域，讓學(xué)生了解智能制造相關(guān)技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生思考智能制造對其未來職業(yè)發(fā)展的影響與意義。面向全校開設(shè)智能制造導(dǎo)論課可以讓不同專業(yè)的學(xué)生打破知識壁壘和思維禁錮，去理解智能制造在各自專業(yè)方向上的應(yīng)用，同時有利于跨專業(yè)培育專業(yè)教師團(tuán)隊。

一、面向職業(yè)教育的智能制造導(dǎo)論課程問題現(xiàn)狀

（一）智能制造相關(guān)導(dǎo)論課程開設(shè)現(xiàn)狀

當(dāng)前，智能制造相關(guān)的導(dǎo)論課程各專業(yè)單獨開設(shè)的如“機(jī)械工程導(dǎo)論”等專業(yè)導(dǎo)論課和“先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)”等領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)課程。專業(yè)導(dǎo)論課能使學(xué)生了解所學(xué)專業(yè)發(fā)展、專業(yè)內(nèi)涵與特點、課程體系與未來職業(yè)發(fā)展等，幫助學(xué)生形成較系統(tǒng)的專業(yè)認(rèn)識，以“機(jī)械工程導(dǎo)論”為例，通過機(jī)械工程所涉及的基本知識、領(lǐng)域技術(shù)與發(fā)展趨勢，學(xué)生對專業(yè)研究領(lǐng)域和技術(shù)方向有較為清晰全面的認(rèn)識?！跋冗M(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)”通常作為技術(shù)基礎(chǔ)課幫助學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵、體系結(jié)構(gòu)與發(fā)展趨勢，由于新一代人工智能技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)的深度融合，“先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)”需要進(jìn)一步體現(xiàn)“數(shù)字化”“網(wǎng)絡(luò)化”“智能化”，因此有必要升級開設(shè)“智能制造導(dǎo)論”課程。

目前已有本科院校開設(shè)了智能制造導(dǎo)論課程，如同濟(jì)大學(xué)自2015年起面向全校學(xué)生開設(shè)34課時的“工業(yè)4.0導(dǎo)論”選修課，2018年該課程更名為“智能制造導(dǎo)論”，湖南工學(xué)院2020年起面向智能制造工程專業(yè)在新生入學(xué)第一學(xué)期開設(shè)16課時的“智能制造導(dǎo)論”作為學(xué)科基礎(chǔ)課。職業(yè)院校由于缺乏開設(shè)智能制造導(dǎo)論課程的教學(xué)團(tuán)隊，已經(jīng)開設(shè)本課程的學(xué)校比較少，但從2022年開始有許多職業(yè)院校開設(shè)或計劃開設(shè)，特別是很多“雙高”建設(shè)院校都紛紛將本課程列入教學(xué)計劃，如湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院等“雙高”職業(yè)院校在2022年開始開設(shè)“智能制造導(dǎo)論”課程，其中湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院面向全校開設(shè)該課程。

（二）智能制造導(dǎo)論課程建設(shè)的難點

導(dǎo)論課程需要具備較強(qiáng)的普適性、前沿性，需要根據(jù)學(xué)生情況、面向?qū)I(yè)、教學(xué)軟硬件條件等多種客觀變量條件進(jìn)行設(shè)計，面向全校開設(shè)的本課程內(nèi)容上需要涵蓋智能制造技術(shù)體系，課時上需要符合教學(xué)實際要求。教學(xué)組織與課程實施要求授課老師具備多個領(lǐng)域的專業(yè)知識與技術(shù)能力，目前本科院校智能制造導(dǎo)論課程多由3名以上智能制造領(lǐng)域內(nèi)教授專家以講座的形式各自負(fù)責(zé)獨立的專題，這樣開設(shè)的導(dǎo)論課程能讓學(xué)生了解領(lǐng)域前沿技術(shù)發(fā)展，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究智能制造領(lǐng)域技術(shù)的興趣，但是課程缺乏體系，專題之間缺少銜接，講座形式無法支持學(xué)生深入體驗智能制造領(lǐng)域新技術(shù)。職業(yè)院校從事研發(fā)領(lǐng)域前沿的教授專家較少，以多位專家講座方式開展的教學(xué)活動實施難度較大。另外，受到實訓(xùn)實踐條件限制，不足以支持院校開展領(lǐng)域?qū)嵺`教學(xué)，導(dǎo)致導(dǎo)論課程缺乏實踐教學(xué)。

（三）智能制造導(dǎo)論課程研究現(xiàn)狀

目前面向職業(yè)教育的導(dǎo)論課程建設(shè)較少。范春萍從課程類型上可分為基礎(chǔ)課和拓展課，從課程覆蓋面將導(dǎo)論課分為學(xué)業(yè)導(dǎo)論、學(xué)科導(dǎo)論、專業(yè)導(dǎo)論、課程導(dǎo)論四個層次，從授課時間節(jié)點分為前導(dǎo)型導(dǎo)論和續(xù)導(dǎo)型導(dǎo)論。羅嘉慶基于新工科背景，構(gòu)建了工程認(rèn)知體系，通過知識概述、理論引導(dǎo)、思維培養(yǎng)、實踐訓(xùn)練、倫理教育五種教學(xué)途徑，完成了知識思維，理論實踐，能力素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。蘇春提出利用工程導(dǎo)論與綜合性課程結(jié)合的方式，通過案例向?qū)W生展示工程問題，全面提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。加強(qiáng)理論基礎(chǔ)、專業(yè)知識與應(yīng)用研究的滲透，培養(yǎng)學(xué)生解決真實工程問題的能力。邱秧瓊認(rèn)為“工程導(dǎo)論”的目標(biāo)是讓大學(xué)生樹立未來工程師的工程意識，打造學(xué)生自身的知識能力結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生為未來的職業(yè)生涯與發(fā)展做好準(zhǔn)備。智能制造導(dǎo)論不是課程導(dǎo)論或?qū)I(yè)導(dǎo)論，是面向智能制造領(lǐng)域的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程或技術(shù)認(rèn)知課程，可以屬于工程導(dǎo)論范疇。面向職業(yè)教育，如何針對不同專業(yè)的學(xué)生對課程進(jìn)行定位，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，教學(xué)活動組織等問題，成為智能制造相關(guān)專業(yè)的專業(yè)建設(shè)者與智能制造教育研究者面臨的課題。

二、智能制造導(dǎo)論課程定位

課程定位是一個動態(tài)過程，不同的學(xué)生情況、不同的專業(yè)和不同院校的定位目標(biāo)將會影響課程定位，智能制造導(dǎo)論課程定位同時還需要考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)、行業(yè)特色要素。在高等職業(yè)本科、?？崎_設(shè)智能制造導(dǎo)論，其課程定位的廣度和深度基本一致，下面以高等職業(yè)本科與?？茖I(yè)為主進(jìn)行分析。

（一）專業(yè)與智能制造相關(guān)性分析

智能制造的核心內(nèi)容包含智能制造裝備、智能工廠、智能服務(wù)等內(nèi)容，主要覆蓋的專業(yè)包含裝備制造大類專業(yè)和電子與信息大類專業(yè)，將這兩大類劃分為直接相關(guān)，而其他大類中有部分專業(yè)如建筑材料智能制造、化工智能制造工程技術(shù)與智能制造直接相關(guān)，其他專業(yè)則認(rèn)定為間接相關(guān)。在直接相關(guān)中根據(jù)專業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的體現(xiàn)程度劃分為強(qiáng)、弱相關(guān)，強(qiáng)相關(guān)專業(yè)指的是在離散型與流程型智能制造當(dāng)中信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)深度融合與集成應(yīng)用的專業(yè)，弱相關(guān)專業(yè)則是在智能制造大環(huán)境中培養(yǎng)專門領(lǐng)域技術(shù)技能的專業(yè)。應(yīng)用型本科院?？筛鶕?jù)專業(yè)學(xué)科門類及學(xué)校培養(yǎng)特色進(jìn)行劃分，見表1。

（二）面向不同專業(yè)的課程定位

強(qiáng)相關(guān)專業(yè)是在從事智能制造工廠設(shè)計開發(fā)、系統(tǒng)集成應(yīng)用、安裝調(diào)試與運行管理等工作的專業(yè)。智能制造導(dǎo)論面向強(qiáng)相關(guān)專業(yè)的定位是一門專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)課，幫助學(xué)生形成較系統(tǒng)的領(lǐng)域認(rèn)知，引發(fā)學(xué)生對后續(xù)系列課程的學(xué)習(xí)興趣，為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)做鋪墊。幫助學(xué)生構(gòu)建較為系統(tǒng)、完整的知識體系認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和職業(yè)素養(yǎng)，提高民族自信與使命感。而在實際教學(xué)過程中，智能制造裝備技術(shù)等強(qiáng)相關(guān)專業(yè)的課程體系中包含了大量智能制造相關(guān)基礎(chǔ)課程與實踐，如：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等。導(dǎo)論課程作為課程體系的一部分，課程目標(biāo)不宜與其他專業(yè)課程重復(fù)。

弱相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)通常是掌握某一具體行業(yè)的基礎(chǔ)理論與技術(shù)技能，在專業(yè)領(lǐng)域從事相關(guān)技術(shù)工作。間接相關(guān)專業(yè)如臨床醫(yī)學(xué)類、工商管理類、語言類等專業(yè)所處領(lǐng)域雖然不與智能制造直接相關(guān)，但隨著智能制造與各領(lǐng)域互相滲透、互相促進(jìn)，智能制造在生物制藥、醫(yī)療、食品飲料等多個行業(yè)將發(fā)揮巨大作用，各個專業(yè)學(xué)生有必要加強(qiáng)對智能制造領(lǐng)域的認(rèn)知。這兩類專業(yè)均可將智能制造導(dǎo)論作為校級通識課進(jìn)行授課，制定相同的課程目標(biāo)，面向這兩類專業(yè)要求學(xué)生了解智能制造的內(nèi)涵與發(fā)展趨勢，認(rèn)識智能制造體系，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的智能制造技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生良好的工程文化素養(yǎng)。另外，目前比較少有院校為弱相關(guān)專業(yè)與間接相關(guān)專業(yè)專設(shè)智能裝備技術(shù)或賦能技術(shù)的課程與實踐，因此需要加強(qiáng)這些專業(yè)的智能制造導(dǎo)論課程中的實訓(xùn)實踐教學(xué)，通過理論教學(xué)理解智能制造相關(guān)的基礎(chǔ)知識與應(yīng)用場景，在實訓(xùn)實踐中增強(qiáng)領(lǐng)域技術(shù)認(rèn)知。

（三）針對不同定位的課程目標(biāo)設(shè)計

課程目標(biāo)是課程實施的基本依據(jù)，智能制造導(dǎo)論課程的培養(yǎng)目標(biāo)可以通過結(jié)果性目標(biāo)、程序性目標(biāo)、體驗性目標(biāo)等三個維度來描述（表2）。

結(jié)果性目標(biāo)指對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的描述，即在知識與技能方面所要達(dá)成的目標(biāo)；程序性目標(biāo)指在教師的引導(dǎo)下，掌握達(dá)成結(jié)果性目標(biāo)的具體過程與方法；體驗性目標(biāo)是學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的主觀經(jīng)驗、職業(yè)素養(yǎng)、情感態(tài)度與價值觀。三類專業(yè)都要注重團(tuán)隊協(xié)作、工程素養(yǎng)、愛崗敬業(yè)，因此體驗型目標(biāo)可保持一致。而強(qiáng)相關(guān)專業(yè)在專業(yè)技能與知識要求更加強(qiáng)調(diào)對于智能制造技術(shù)體系的整體認(rèn)知，而弱相關(guān)與間接相關(guān)則更側(cè)重智能制造技術(shù)的認(rèn)知與理解。

三、智能制造導(dǎo)論課程設(shè)計

確定課程定位后，需要對智能制造導(dǎo)論課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，本研究通過智能制造技術(shù)體系分析與典型教材分析對完成職業(yè)教育智能制造導(dǎo)論課程設(shè)計。

（一）智能制造技術(shù)體系分析

2021年11月工信部頒布了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021版）》，對智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述，關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是智能制造系統(tǒng)架構(gòu)智能特征維度在生命周期維度和系統(tǒng)層級維度所組成的制造平面的投影。智能裝備聚焦于智能特征維度的資源要素，在產(chǎn)品制造、物流、使用和服務(wù)過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)自感知、自診斷、自適應(yīng)和自決策等功能。智能工廠聚焦于智能特征維度的資源要素和系統(tǒng)集成，在技術(shù)層面智能工廠具備全面數(shù)字化、制造柔性化、工廠互聯(lián)化、高度人機(jī)協(xié)同和過程智能化等特征。智能服務(wù)對應(yīng)智能特征維度的新興業(yè)態(tài)，借助產(chǎn)品與服務(wù)的融合，完成分散化制造資源的有機(jī)整合與不同類競爭力的高度協(xié)同。智能賦能技術(shù)對應(yīng)智能特征維度的資源要素、互聯(lián)互通、融合共享、系統(tǒng)集成和新興業(yè)態(tài)，包含了數(shù)字電路與集成電路等數(shù)字化技術(shù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)與云計算等網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、人工智能等智能化技術(shù)。智能制造需要以新一代人工智能技術(shù)的戰(zhàn)略性突破和快速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的核心特征，由數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)三者共同發(fā)揮賦能作用（圖1）。

（二）智能制造導(dǎo)論典型教材分析

教材是課程內(nèi)容的直接物質(zhì)載體，智能制造導(dǎo)論是當(dāng)前教材開發(fā)工作的熱點選題之一。據(jù)統(tǒng)計，高等教育出版社、機(jī)械工業(yè)出版社、清華大學(xué)出版社等出版機(jī)構(gòu)在近三年出版了20余本智能制造導(dǎo)論教材，周濟(jì)、李培根和劉強(qiáng)等智能制造領(lǐng)域頂級專家都在近年編寫了具備強(qiáng)影響力的智能制造導(dǎo)論或概論教材。

由智能制造領(lǐng)域頂級專家主編的教材，具備格局大、寬縱深、內(nèi)容實、高濃縮的特色。以高等教育出版社出版，周濟(jì)、李培根主編的《智能制造導(dǎo)論》為例，由周濟(jì)、李培根、李伯虎、譚建榮、盧秉恒、柴天佑、屈賢明等多名專家共同編寫，該書的定位是高等學(xué)校師生和企業(yè)工程技術(shù)人員和管理人員參考。該書全面地對智能制造進(jìn)行了介紹，對以HCPS為核心的智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)進(jìn)行了解析，對集成電路技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、數(shù)字傳感技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、混合增強(qiáng)智能等技術(shù)進(jìn)行了介紹。聚焦智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，緊密結(jié)合工程實際，完整呈現(xiàn)了智能制造基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)及行業(yè)應(yīng)用成果。通過三一重工、格力、海爾、華為等行業(yè)龍頭企業(yè)的智能制造應(yīng)用場景對智能制造技術(shù)進(jìn)行闡述。

面向職業(yè)教育的智能制造導(dǎo)論教材，內(nèi)容精簡，可讀性強(qiáng)，突出職業(yè)性、應(yīng)用性和工作過程性的特色，以機(jī)械工程出版社出版，李曉雪主編的《智能制造導(dǎo)論》為例，該教材面向職業(yè)院校與應(yīng)用型本科院校用于支持智能制造導(dǎo)論課程教學(xué)，從智能制造起源、發(fā)展、前景、體系到制造裝備技術(shù)、信息技術(shù)、生產(chǎn)管理、制造服務(wù)等知識，貫穿了智能制造中的各個環(huán)節(jié)，涵蓋了制造裝備技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、新一代人工智能、生產(chǎn)管理等，該書強(qiáng)調(diào)工程教學(xué)和訓(xùn)練是必修實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，重視實踐能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步加深學(xué)生對智能制造基本理論、專業(yè)知識的理解及應(yīng)用。

教師充分理解教材的編寫目的和設(shè)計思路是教材使用的基礎(chǔ)。導(dǎo)論教材對于教師的專業(yè)能力要求與領(lǐng)域知識體系的完整性要求較高，教師在教學(xué)設(shè)計過程當(dāng)中需要參考多本教材與智能制造工程技術(shù)人員參考書籍，不斷提高教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的適應(yīng)性。面向職業(yè)院校學(xué)生而言，智能制造導(dǎo)論教材需要強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)應(yīng)用與實踐，重視職業(yè)發(fā)展與素養(yǎng)。因此，本研究推薦學(xué)生使用面向職業(yè)教育的智能制造導(dǎo)論教材，學(xué)生快速直觀的理解教材內(nèi)容。教師充分利用智能制造領(lǐng)域頂級專家主編的教材，完成教學(xué)活動的設(shè)計，深入淺出讓學(xué)生能夠更好地理解智能制造技術(shù)。

（三）智能制造導(dǎo)論課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

智能制造導(dǎo)論課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該以學(xué)生為中心，讓學(xué)生充分理解智能制造對于當(dāng)前制造業(yè)與社會經(jīng)濟(jì)的重要性與必要性，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情與認(rèn)同感。智能制造導(dǎo)論的知識體系圍繞著智能制造技術(shù)體系展開，主要教學(xué)內(nèi)容包括智能制造概述、智能制造裝備技術(shù)、智能制造賦能技術(shù)、智能制造生產(chǎn)管理、智能制造服務(wù)等五個單元。

一是智能制造概述包括智能制造的定義與內(nèi)涵、發(fā)展趨勢、意義、全球發(fā)展現(xiàn)狀、智能制造體系等內(nèi)容。介紹中、美、歐、日等國家的智能制造發(fā)展歷程、技術(shù)路線等，使學(xué)習(xí)者對智能制造領(lǐng)域有一個基礎(chǔ)的認(rèn)知，加強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，可通過參觀智能工廠或虛擬環(huán)境下了解智能工廠/智能產(chǎn)線/智能制造單元，有機(jī)融合課程思政元素，強(qiáng)化學(xué)生制造強(qiáng)國的使命感與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

二是智能制造裝備技術(shù)涵蓋機(jī)器人技術(shù)、增材制造技術(shù)、智能檢測技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)等裝備技術(shù)。主要講解內(nèi)容為智能制造裝備技術(shù)的定義、特點、發(fā)展趨勢、系統(tǒng)構(gòu)成、關(guān)鍵技術(shù)與技術(shù)體系，弱相關(guān)專業(yè)可開展工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)認(rèn)知、操作編程等實踐，加強(qiáng)理解智能制造裝備的意義與作用。

三是智能制造賦能技術(shù)講解CPS、大數(shù)據(jù)技術(shù)、新一代人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、視覺識別技術(shù)等技術(shù)的定義、特點、行業(yè)應(yīng)用。幫助學(xué)生理解新興技術(shù)對于制造業(yè)的影響，了解新興技術(shù)與各個生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、行業(yè)領(lǐng)域間的關(guān)系，在數(shù)字與物理世界融合的孿生空間重新審視和構(gòu)造專業(yè)課程體系與課程內(nèi)容。

四是智能制造生產(chǎn)管理對制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、精益管理、智能制造工廠展開討論，智能生產(chǎn)是智能制造的主要組成部分，智能生產(chǎn)的主要載體是智能工廠，MES是智能工廠所必須的工業(yè)軟件，具有指揮和監(jiān)控制造過程的作用，精益生產(chǎn)貫穿整個生產(chǎn)過程。

五是智能制造服務(wù)單元涵蓋了協(xié)同規(guī)劃、遠(yuǎn)程運維、智能個性化定制、智能供應(yīng)鏈優(yōu)化等內(nèi)容，引發(fā)智能制造對于不同專業(yè)學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃的思考。

本研究根據(jù)課程定位與教學(xué)內(nèi)容設(shè)置對教學(xué)課時進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計（表3），課時設(shè)置可為16~48個學(xué)時，由于強(qiáng)相關(guān)專業(yè)的課程體系當(dāng)中包含大量智能制造相關(guān)技術(shù)課程，因此課時數(shù)可以少，一般為16個學(xué)時，最多不超過32個學(xué)時，其中實踐課時可以安排4~12學(xué)時。弱相關(guān)與間接相關(guān)專業(yè)因后續(xù)學(xué)習(xí)當(dāng)中并沒有相應(yīng)課程，導(dǎo)論課程建議設(shè)置為32~48學(xué)時，并且應(yīng)注重實訓(xùn)實踐環(huán)節(jié)的課時數(shù)，加深對智能制造裝備技術(shù)、賦能技術(shù)的認(rèn)知與理解，實踐課時安排不宜少于10學(xué)時。

四、智能制造導(dǎo)論課程實驗實踐教學(xué)

（一）智能制造導(dǎo)論課程實訓(xùn)實踐的目標(biāo)

面向強(qiáng)相關(guān)專業(yè)導(dǎo)論課作為一門專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)課，不同于專業(yè)導(dǎo)論課，專業(yè)導(dǎo)論課主要是以課堂介紹為主，知識內(nèi)容量大面廣但難度較低，而專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)課需要深度理解知識體系與智能制造體系，理論實踐一體化的教學(xué)組織方式有利于加深智能制造技術(shù)體系的理解。通識課程則在思想啟迪、價值引領(lǐng)、能力塑造、素質(zhì)提升，對教學(xué)方法提出更高的要求。鼓勵學(xué)生動手實操，啟發(fā)學(xué)生理解智能制造技術(shù)基礎(chǔ)和掌握基本技能，通過實踐課堂既能增強(qiáng)課堂的趣味性和調(diào)動學(xué)生積極性，同時加深學(xué)生對于智能制造領(lǐng)域的整體概念。

（二）智能制造導(dǎo)論課程實訓(xùn)實踐開設(shè)路徑

1.以HCPS為核心的教學(xué)模式

智能制造的本質(zhì)變化是從原來的“人—物理”（HPS）二元系統(tǒng)發(fā)展成為“人—信息—物理”（HCPS）三元系統(tǒng)，CPS是HCPS的重要組成部分，也是“工業(yè)4.0”的核心理念，而數(shù)字孿生是CPS的關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字孿生指物理實體、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通信反饋系統(tǒng)與數(shù)字虛擬模型組成的系統(tǒng)，而數(shù)字孿生體是指排除物理實體后的虛擬模型與網(wǎng)絡(luò)通信反饋系統(tǒng)，虛擬仿真調(diào)試軟件是一種典型數(shù)字孿生體，學(xué)生可通過它進(jìn)行離線虛擬設(shè)計、優(yōu)化和調(diào)試，理解智能設(shè)計與智能生產(chǎn)。

2.虛實融合的實訓(xùn)實踐開設(shè)方法

目前大多數(shù)院校的真實設(shè)備難以滿足面向全校開設(shè)智能制造導(dǎo)論的實訓(xùn)實踐需求，同時學(xué)生們直接用真實設(shè)備訓(xùn)練，存在一定的安全隱患，本課程可以采用虛實融合的實訓(xùn)教學(xué)方法，安排學(xué)生在虛擬場景中自主學(xué)習(xí)和訓(xùn)練后，再通過實際設(shè)備獨立完成實訓(xùn)實踐項目，這樣可以減輕教師的實訓(xùn)教學(xué)組織負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，同時可以充分發(fā)揮真實設(shè)備的教學(xué)作用和有助于學(xué)生對數(shù)字孿生和虛擬仿真等技術(shù)的認(rèn)知。

3.綜合實訓(xùn)實踐項目式教學(xué)方法

項目類實踐是以工程項目中某一具體環(huán)節(jié)作為對象開展課程實踐。在真實工作中經(jīng)常需要進(jìn)行團(tuán)隊合作達(dá)成工作目標(biāo)，通過設(shè)定明確的工作場景要求小組成員協(xié)同完成實訓(xùn)實踐項目，多個學(xué)生既有分工又有協(xié)作共同去完成某一個課題，在提升學(xué)生解決實際工程問題能力的同時培養(yǎng)協(xié)同意識。

4.職業(yè)素養(yǎng)與工程觀念貫穿實訓(xùn)實踐全過程

在整個教學(xué)過程中要注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力、自我認(rèn)同、社會責(zé)任等通用核心素養(yǎng)，職業(yè)道德、安全意識、溝通與合作、自我學(xué)習(xí)等職業(yè)核心素養(yǎng)。在大工程觀視域下，現(xiàn)代工業(yè)問題被視為是涉及整個生產(chǎn)系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)，因此體驗式實訓(xùn)實踐過程中，基于真實智能制造生產(chǎn)線，明晰各個操作環(huán)節(jié)的崗位作用，以及之間的關(guān)聯(lián)，理解產(chǎn)品全生命周期各階段的復(fù)雜性與完整性。

（三）智能制造導(dǎo)論課程實訓(xùn)實踐建設(shè)

1.智能制造工廠認(rèn)知

在智能制造概述的教學(xué)單元中，可通過校外實地工廠參觀、校內(nèi)實訓(xùn)基地完成智能工廠認(rèn)知實踐，也可以利用智能工廠虛擬仿真軟件、VR或視頻開展智能制造工廠認(rèn)知。

2.基于典型工業(yè)裝備的智能制造裝備認(rèn)知

智能制造導(dǎo)論的教學(xué)中強(qiáng)調(diào)智能制造裝備技術(shù)的運用，以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)教學(xué)為例，可以設(shè)定真實工廠生產(chǎn)場景，學(xué)生通過虛擬仿真軟件完成操作能力訓(xùn)練，然后在真實設(shè)備上自主完成實際項目，學(xué)生可以通過完成編程與示教、智能料倉管理、工業(yè)機(jī)器人上下料等任務(wù)完成工業(yè)機(jī)器人動態(tài)抓取實訓(xùn)實踐，理解工業(yè)機(jī)器人的抓取運動控制技術(shù)。

3.基于虛實調(diào)試技術(shù)的數(shù)字孿生概念構(gòu)建

在智能制造賦能技術(shù)的教學(xué)單元中，學(xué)生在虛擬調(diào)試軟件中實現(xiàn)智能產(chǎn)線的搭建，通過物理數(shù)據(jù)驅(qū)動數(shù)字孿生體，實現(xiàn)虛實互動等來認(rèn)知數(shù)字孿生技術(shù)在智能生產(chǎn)中的狀態(tài)監(jiān)控、實時最優(yōu)控制和遠(yuǎn)程運行維護(hù)中的作用。

4.專業(yè)融合的智能生產(chǎn)管理認(rèn)知

智能制造生產(chǎn)管理教學(xué)單元的實訓(xùn)實踐可以通過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）直觀體驗產(chǎn)品生產(chǎn)的全流程，并將過程中產(chǎn)生的大量有用數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及統(tǒng)計分析，幫助學(xué)生完成智能生產(chǎn)中數(shù)據(jù)分析、精益管理等技術(shù)的認(rèn)知。

5.智能服務(wù)和制造業(yè)新模式探究

以智能服務(wù)為核心的新模式、新業(yè)態(tài)是智能制造創(chuàng)新發(fā)展的主要方向，通過小組共同完成課程報告方式來探究規(guī)模定制化生產(chǎn)、協(xié)同制造和服務(wù)型制造等新模式、新業(yè)態(tài)。結(jié)合所學(xué)專業(yè)，討論智能制造服務(wù)對不同行業(yè)的應(yīng)用場景與意義，理解智能制造服務(wù)的內(nèi)涵、技術(shù)和機(jī)會，并在協(xié)同合作中培養(yǎng)團(tuán)隊意識與分工合作意識。

上述實踐1、3、5是本課程的基本實踐項目，5同時是導(dǎo)論課的結(jié)課考查，通識課建議補(bǔ)充開設(shè)2或4以增強(qiáng)學(xué)生對智能制造技術(shù)的理解。本課程評價可采用考查方式，在課程評價中智能服務(wù)和制造業(yè)新模式探究作為結(jié)課考查權(quán)重不低于40%，實訓(xùn)實踐的占比30%~40%，理論課堂表現(xiàn)占比20%~30%，其中實訓(xùn)實踐可從安全紀(jì)律、實踐完成度、實踐報告等方面指標(biāo)進(jìn)行評價。

本文摘自《中國職業(yè)技術(shù)教育》2022年第35期，如有轉(zhuǎn)載請注明出處。

引用本文請標(biāo)注：劉懷蘭，岑亮，吳昌林，劉準(zhǔn).職業(yè)院校智能制造導(dǎo)論課程研究[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2022（35）：26-32.