人工智能背景下的智能制造专业群分层课程体系构建

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  摘要:人工智能助力“制造”向“智造”转变,经济运行模式随之变化,对制造业人才提出了新需求。文章通过智能制造与传统制造全方位的对比分析,厘清“智造”时代高职人才培养目标和职业能力需求,依据智能制造生产流程的逻辑顺序,基于行动导向开发核心课程,重新构建“基础通用、模块组合、能力递进”的专业群课程体系,以满足制造企业对综合型、创新型人才的需求。
  关键词:人工智能;高职院校;智能制造专业群;分层课程体系
  2017年7月国务院出台《新一代人工智能发展规划》,提出“到2030年,使中国成为世界主要人工智能创新中心”[1]。人工智能与传统制造业快速融合,助力“制造”向“智造”转变,生产过程智能化、管理流程智能化的“无人工厂”正成为现实。从宏观层面来看,传统的劳动密集型、简单重复性的经济运行模式正在向万物互联、智能协同的产业模式转变;从微观层面来看,机器代人,将引发劳动就业迭代,制造企业对人才的需求也逐步从高技能型向为发展型、创新型和复合型转变。为适应产业转型升级需求,教育部于2015 年下文启动特色专业群建设,而课程建设是其重要内容之一。研究人工智能背景下制造智能化引发的岗位变迁和企业对人才知识、能力需求,重构智能制造专业群分层课程体系,以适应“智造”时代对复合化与精细化相统一的专业知识的要求,具有重要的现实意义[2]。
  一、人工智能对制造业人才需求及课程设置的影响
  (一)智能制造产业岗位需求分析
  人工智能促使我国制造产业进行结构调整,一方面发展出“智造”新模式;另一方面,带来就业结构调整。智能制造在技术层面、组织形态、生产模式方面与传统制造相比发生了根本性变化,从而引发劳动就业迭代,如传统一线操作工被工业机器人取代,“熟练工种”需求减少、“能动工种”需求增加,创新型、复合型专业技术人才需求量剧增[3]。岗位变迁导致企业对劳动者的知识、能力需求随着而变,企业需要的是具有创新能力、学习迁移能力以及适应能力,能够独立完成智能化目标和任务的高素质复合型技术技能人才。智能制造相比传统制造的变化见表1。
  (二)劳动就业迭代对课程设置的影响
  为应对劳动就业迭代引发企业对人才知识、能力需求的变化,高职学校需要调整课程体系,以培养“人工智能+专业”的复合型技术技能人才。第一,过去专业课程设置,往往注重岗位单项能力培养,无法满足设备间的协同作业要求,应从专业群视角设置课程体系,利于培养跨专业、跨岗位复合型人才[4]。第二,“智造”需要高职学生具备人工智能知识与专业素养,智能制造专业群应开设《人工智能》作为通识课程,或构建“人工智能+X”复合型课程。第三,与时俱进,原来课程内容要根据新材料、新设备、新工艺、新技术的要求及时进行更新、优化,增加相应的实训课程与项目。第四,智能制造企业新岗位所需人才,需要开设新的专业课程来支撑。如:工业互联网实施与运维岗位,需要开设《工控网络与组态技术》课程;智能控制系统集成工程师岗位,需增设《智能控制系统与工程》《智能生产线数字化设计与仿真》《智能控制系统集成与装调》。
  二、重构智能制造专业群分层课程体系
  (一)智能制造专业群课程体系开发思路
  以满足区域智能制造产业需求为宗旨,以培养高素质技术技能型人才为目标,校企合作,按照龙头制造企业调研→适合高职的岗位群→典型工作任务→行动领域→学习领域流程,以智能制造岗位工作过程逻辑为依据,基于行动导向开发核心课程,人文基础课和技术公共课按照学科体系排序。行动体系适合技能型人才培养,而学科体系适合技术型人才培养,两者互补,通过融合发展有利于人才培养目标的实现。课程体系开发流程如图1所示。
  (二)基于行动导向开发核心课程
  依据智能制造生产流程的逻辑顺序,选取与智能控制及运行相关的岗位群,进行工作任务与职业能力分析,开发出专业群核心课程,如表2所示。
  (三)智能制造专业群分层课程体系建构
  对接区域智能制造产业,按照专业基础相通、技術领域相近、职业岗位相关的原则构建专业群[5],本智能制造专业群选取与自动化模块相关的机电一体化技术、电气自动化技术、智能控制技术、工业机器人技术四个专业组建。围绕智能制造典型环节,构建以核心职业能力培养为主线,“基础通用、模块组合、能力递进”的专业群课程体系。智能制造专业群分层课程体系框架见表3。
  专业群课程体系由四层组成。第一层,基本素质课,培养学生的职业基本素养;第二层,专业群共享的技术公共课,培养学生的基础技能和知识迁移能力;第三层,各专业的核心课程,主要培养学生的岗位核心技能与智能制造关键技术应用能力;第四层,拓展互选课程,培养学生可持续发展需要的社会适应能力和迁移创新能力。
  三、结语
  人工智能对于传统制造业来说,是一个转型升级的新机遇,对高职院校的人才培养带来新的挑战。制造业转型升级引发劳动就业迭代,传统一线操作工将会被工业机器人取代,单一技能“熟练工”的作用将逐步削弱;具有“多工种”综合能力的复合技术者、“能动工种”将是今后人才争夺大战的焦点。高职院校制造类专业原来的课程体系存在架构设置不合理、内容陈旧、与岗位衔接不佳等问题,已经无法培养出行业发展所需要的人才。从对接产业链的专业群视角,重构智能制造专业群课程体系、更新教学内容,以适应人工智能时代对复合化与精细化相统一专业知识的要求,对加速促进中国智能制造业的发展具有重要意义。
  参考文献:
  [1] 王冲鶄.人工智能全球新浪潮[J].中国信息化,2017(08):9-11.
  [2]  崔志莉.人工智能时代高技能人才需求特征研究[J].职业教育研究,2019(08):5-9.
  [3]  孔祥次,张国平,刘彤.人工智能视域下高职机电类专业创客型工匠培养模式构建[J].河北职业教育,2020(04):90-94.
  [4] 兰青,曹美苑,范薇.高职院校专业群构建案例分析[J].现代职业教育,2017(16):30-33.
  [5] 李书光.高职院校特色专业群建设的研究综述[J].职教通讯,2018(14):18-21.
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