“互聯網+”與高職機電一體化專業課程體系融合研究

劉強兵

（平涼職業技術學院，744000，甘肅平涼）

信息技術的不斷發展、快速迭代、滲透與融合正在推動新一輪的工業與產業轉型，以信息化帶動工業化，將是具有中國特色的跨越發展之路。通過技術創新，發展中國家可以在新的起點上彎道超車，邁入信息化工業時代。

《中國制造2025》 是由國務院簽發的全面推進實施制造強國的戰略文件。制造業是興國之器、強國之本，但與世界先進水平相比，中國制造業在創新力、產業結構、信息化等方面有待提高。對于職業教育來說就是要適應“互聯網+”的發展潮流，運用信息化手段對傳統教育實施改革，以提質量、促內涵為重心，促進教學體制變革[1]。平涼職業技術學院作為甘肅地區2016 年新興的一所職業院校，緊扣文件內涵，結合甘肅地區制造類產業發展特點，研究如何將“互聯網+”與學院機電一體化專業體系相融合以探索課程體系創新，對職業院校制造類專業課程體系改革有借鑒作用，可以推動高職教育創新發展。

1 “互聯網+”背景下社會對機電一體化專業人才需求的變化

在“互聯網+”大背景下，中國要實現從制造大國向制造強國的轉變，產品科技含量和自主知識產權創新能力必須得到提升。在機遇與挑戰并存的態勢下，中國制造業不斷朝著制造數字化、管理科學化、技術智能化方向發展，服務個性化與人性化的高端人才引領的制造業已初具規模。

在工業化背景下，企業車間生產已實現自動化和智能化，因此對工作人員在機械操作、電氣控制等方面有更高的要求——要熟練掌握數字控制體系和仿真應用平臺，產品設計人員更需要具備較高的計算機操作水平和編程軟件應用能力。對管理人員而言，不僅要熟悉管理學和心理學知識，而且要具備應用信息化技術進行管理的能力。因此，未來的工業生產對人員的綜合素養要求非常高。

傳統制造業生產過程分為三個層面，即工程層面、技術層面和技能層面。工程層面是設計與規劃，技術與技能層面是生產一線設備的維護及操作。但在智能制造過程中，各層面工作之間相互融合，從而使工作結構呈扁平化趨勢。這種“一人多能”的工作內容需要的是理論與實踐融會貫通的復合型技術人員，但人才技能水平的螺旋式上升是一個漫長而復雜的過程，“互聯網+”背景下高職裝備制造類專業人才培養模式的改變將非常利于為智能制造提供人才儲備。

2 “互聯網+”背景下制造類專業課程體系現狀

目前國外還未出現“互聯網+”這個名詞，但國外互聯網及信息化在工業中的應用水平遠超國內。比如早在1961 年，新澤西首府特倫頓，世界第一臺工業機器人安裝運行于通用汽車生產線。20 世紀30 年代傳統制造類專業課程體系逐步形成，其內容主要為大綱和構架設置、可實施化等方面，而最新的課程體系主要是關于課程交互、項目化和E-learning（即通過互聯網學習和相關服務）學習方式等方面[2]。

目前，我國高職裝備制造類專業課程體系，基本是按照雙證并軌、典型技術、能力與素養、工學對接這四條設置的。雙證并軌指依據專業課程體系及畢業后的崗位工作內容加入雙證培訓及考核相關內容，即在與原來相同的學習期限內不僅要完成規定學分還要進行職業技能培訓，經學校和校外培訓機構共同鑒定后獲得社會普遍認可的職業技能等級證書，按照此指導路線再進一步設計與完善教學思路與過程；典型技術是指裝備制造類專業及每個子專業對學生有基礎的技能要求，課程體系的內容必須按照專業對人才的培養需求在一些典型行業能夠完成技術覆蓋；能力與素養通常是指完成某一種工作需具備的綜合素質，課程體系建設必須致力于培養學生解決問題的能力，將解決問題能力的提升貫穿于專業技能培養中；工學對接是指依據“典型技術”及“能力與素養”，在課程體系中銜接好課程學習內容與就業崗位所需技能，使學生由學習狀態快速過渡到工作狀態[3]。

現階段課程體系的研究主要在精品課程開發、校企合作與產教融合、實訓教學與技能大賽、雙師型教師培養等方面，而基于“互聯網+”的課程體系研究較少。由此可見，信息化與裝備制造類專業課程體系融合的研究雖已起步，但對“互聯網+”關聯因素的研究尚不成熟。

3 “互聯網+”背景下制造類專業課程體系改革的必要性

技能型人才是推進信息化時代發展的必然要素，職業院校要想順應社會發展需求，人才培養方案與課程體系建設必須緊隨高科技企業發展步伐，為此，平涼職業技術學院與匯博、天煌等多家企業有著深度合作。在“互聯網+”時代，工業物聯網、云計算、區塊鏈、工業機器人、自動化技術、網絡通信、虛擬仿真等是任何領域都無法避開的話題[4]。智能生產系統可以將這些領先技術應用于生產領域，信息化又將這些技術有機融合在一起。

機電設計、數控機床、電機拖動、PLC 編程等課程是制造類專業的主修課程，這些課程體系已不能滿足信息化時代高速發展的需求。如何持續升級，將“互聯網+”制造業核心技術融入現有課程體系是高職課程改革必須做到的。

4 “互聯網+”背景下機電一體化技術專業課程體系改革

以往機電一體化專業課程體系改革重點在于知識和技能的邊緣擴充，以及學習技巧與方法的革新，并沒有融入時代要素。信息化時代的到來促使知識傳播力度不斷加大，智能生產設備普及率更高，工業和制造業不斷轉型和升級。

平涼職業技術學院緊緊圍繞近年來甘肅地區制造業發展脈絡，深挖工業化和信息化元素對產業調整的影響作用，在人才培養方案中凸顯綜合化技能人才培養目標，不斷探求如何在教學方式和教學內容中利用“互聯網+”帶來紅利，持續追求課程體系與信息化的密切融合。

4.1 技能大賽與企業需求相融合

技能大賽一方面可展示教育教學成果，有利于工匠精神的培養，另一方面可使校企之間減小鴻溝，學生素養可在競賽中不斷得到提升，為企業及協會與高校之間的交流提供可行的渠道，有利于企業為社會持續提供優質的人才保障。

要想培養高職業能力的學生，教師隊伍素養的提升是關鍵[5]。教師在企業內部頂崗培訓，有助于教師對企業文化及行業發展趨勢的深層理解，能在實操中不斷提升專業技術水平并促進對工匠精神的培養。院校鼓勵青年骨干教師跟隨行業帶頭人開展課題研究是教師能力提升的又一重要途徑。

技能大賽的主辦方多為行業協會及拔尖院校。企業深入了解院校為大賽的舉辦提供了保障，同時為校企合作提供了平臺。大賽中優秀的比賽團隊往往會吸引企業與之主動合作，教師可在此期間提升業務水平和認知能力，并以此調整教學計劃，使學生最大限度地滿足企業的崗位需求。合作企業也可向院校派遣優秀員工傳授先進理念與技能，這對院校的創新教學很有幫助。

融賽于課可使學生隱性素養與顯性素養得到充分整合。大賽對學生所要求的核心能力強調對學生崗位能力的培養。事實證明，以技能大賽為依托，通過日常教學培養學生工匠精神可使學生真正具有良好的職業素養。

4.2 教學體系信息化

機電一體化專業教學體系信息化包含兩方面，一是建設具有現代信息化特征的課程體系，二是課程教學信息化。

建設信息化課程體系是指將“互聯網+”背景下制造業的核心技術融入傳統機電一體化專業體系。機電一體化專業的傳統核心技術，一是信息處理技術，主要指單片機、PLC 及通信技術；二是機械制造技術，如機械設計、機械制造——這是該專業的基礎技術，其發展潛力巨大；三是傳感器技術，“一器多感”是近年來機電設備的顯著特征，這也意味著設備集成化與智能化“質”的突破；四是自動控制與傳動技術，包括氣、液、磁傳動及人工智能控制技術?！盎ヂ摼W+”背景下傳統核心技術所涵蓋的課程體系需要被新技術更新、替代及整合。

平涼職業技術學院機電一體化專業課程體系中，具體內容有三大類，分別是公共基礎課程、專業基礎課程及專業課程。公共基礎課程主要為語文、數學、英語、計算機基礎等，是所有專業必修的。裝備制造類專業（包括機電一體化專業）的專業基礎課主要為C 語言程序設計、電工電子技術、機械原理、機械制圖與CAD 繪圖、液壓與氣液傳動等。專業課程主要是機器視覺系統、數控機床加工、可編程控制器、工業機械人、觸摸屏、傳感器技術、自動生產線、單片機原理等。

結合信息化技術課程建設的規范，對專業課程進行歸納整理，使其整齊劃一。隨著CAD 繪圖技術的普及，機械制圖中手繪工程大圖的課時量必須大幅縮減。專業課程可結合本校實際進行如下調整：數控機床加工與PLC 技術通常是兩門課程，它們采用不同的實訓設備，但在機電專業技能大賽中通常需要用PLC 對數控機床編程，PLC 實訓中加入數控機床操作并作為重點章節，此時課程就會顯得更加完善和與時俱進；視覺系統、無線射頻識別、條形碼技術等雖都屬于傳感器類，但都是工科類專業課，不能與傳感器應用技術課程劃等號，需要獨立設置課程及設立相應課程實訓室；工業機器人種類繁多，在平涼職業技術學院分為工業機器手、視覺機器人、焊接機器人、噴繪機器人等，在安排機器人課程時不能籠統安排為“工業機器人”一門課程，必須細分為不同的機器人課程或同一機器人課程細分為具有可操作性的實訓項目，讓每一類設備都能物盡其用；很多設備都具有物理硬件與虛擬仿真互通的功能，尤其在自動生產線、工控系統等課程中顯得尤為明顯，這些課程關鍵在于對硬件與仿真接口原理的理解上，因此有必要加大該類課程的課時量，將其設備的組裝與維護也加入課程內容。

其他未涉及的工業信息化相關課程，比如手工焊接、互換性與測量技術等，或者由于專業課課時量的問題將一些可自行完成的項目加入其中的課外創新創業課程，可供學生組成興趣團體或成立比賽小組之類輔修，增強學生應用信息技術的能力。通過上述將必修與輔修相結合的專業課程體系，可實現專業技術與信息技術的融合。

課程教學信息化同樣包含兩方面內容，一是建設制造類專業課程教學資源庫，二是充分利用好虛擬仿真技術。

課程教學資源庫的建設，是課程信息資源建設的重要體現。其創建方式主要包括自建教學資源庫與引進相關教學資源兩類。這些教學資源庫主要包括專業教學資源庫、精品資源共享課和精品在線開放課程等。不論是自建課程還是引用課程，都需要課程平臺的支撐，比如愛課程、智慧職教、云課堂、學習通等，在這些平臺上各大院校都可發布和共享優質教學資源。以平涼職業技術學院為例，學院購買了學習通教學平臺，平時教師可利用該平臺實施線上教學、布置作業、發布考試等。在創建課程時可自行添加資源，也可直接引用現成的精品課程或根據自身需要對其他精品課程作修改后添加。

教學資源庫里的課程一般是本校名師或骨干教師為上課而籌備的教學資源，經平臺審定后成為優質資源[6]；或參加相關平臺課程競賽而成為精品課程。通常情況下，裝備制造類專業通用性強，但大部分資源明顯帶有創作者的教學思路且專業側重不同，使用時需作補充和調整。

充分利用虛擬仿真技術就是將大部分實操、實訓教學轉為軟件、AI 模擬訓練。這樣不僅可以解決實訓資源緊缺、價格昂貴的問題，利用仿真資源基本可以做到人手一臺，完美破解一人做多人看的窘境；仿真系統的初始化操作還使資源可以無限次重復使用，較完美地解決了零件丟失、部件損壞等難題。

仿真對實訓設備比較昂貴或具有人身危險性的實訓項目也是很好的解決方案。對于機電一體化專業，機器人和PLC 編程采用軟件仿真的方式是教學的必然選擇。再比如汽修專業作為與機電一體化同等重要的裝備制造類專業，汽修實訓車間的四輪定位實訓平臺，通常來說一個汽車實訓車間只有1 到2 臺，再加上實操具有一定的難度，需要在電腦軟件上進行部署，又需在操作臺上進行精密的機械操作，稍有不慎車毀人傷。平涼職業技術學院購買浙江天煌的汽車實訓仿真系統（包含四輪定位仿真），采用三維軟件進行全景模擬，細節豐富，工具齊全，操作代入感強，還可以電腦部署軟件對接，完全可以作為實操前的熱身訓練，對四輪定位的實訓臺起到了最大限度防護作用，學生能力得到最大提升。

信息技術下的實訓仿真是對實訓項目的極大補充和完善，每個人都可參與到實訓中來，并使實訓項目成本大幅降低，可探索性操作的實訓器材放大了學生的操作靈活度，實操變得不再拘謹而是充滿樂趣。

4.3 構建創新型課程體系，培養學生創新能力

隨著“互聯網+”時代的到來，機電一體化專業以“智能”為核心的課程體系可以很好地適應時代發展的需要，課程信息化的內涵即是培養全民在思想上、行動中都能自覺地做到重視信息、利用信息，將這種思維模式應用在實際生產中不但可以組織生產的變革，構建靈活多樣的供應鏈，推動企業的柔性生產，而且可以動態感受消費者的需求，優化產品與消費的銜接。

建設創新型國家是提高綜合國力的關鍵，也是解決當前突出矛盾和問題的迫切需求[7]。職教院校作為培養技能人才的搖籃，應將培養學生的創造力貫穿于職教全過程。尊重學生的獨立人格，傳授先進理念，培養創新意識，是新時代教育工作者的使命。以項目為載體，以能力為本位，以學生為中心，以教師為主體，循序漸進，醞釀發酵，方可成才。

實施1+X 證書制度試點，校企合作、產教融合，雙元教學是高職教育人才培養的重要途徑。積極調動企業參與校企合作的積極性，利用企業工程師成熟的經驗通過校企合作以“現代學徒制”的方式開展實訓教學，使學生能盡快適應崗位需求，縮短崗位適應期，盡快進入角色，同時使企業和學校達到雙贏。

職業教育既要適應社會的發展，又要促進人的發展，創新型人才培養的根本途徑是促進人的全面發展。如果素質僅是對知識、能力的補充，這就不是素質教育。應做到知識與思想統一、理論與實踐統一、個性化與全面發展統一，優化品行、領悟知識、熟練技能、開發智力、鍛煉能力及提升自主創新力。

5 結語

“互聯網+”時代已經為高職課程改革賦予了全新的使命。課程改革在于培養學生的工匠精神和職業能力，培育一批能夠擔負起民族復興重任的有志青年。探索高職制造類專業課程改革須從我國國情出發，為制造業的繁榮作鋪墊，以支持國家發展戰略為出發點，以服務地方經濟為歸宿，剖析“互聯網+”對制造業發展的引領作用，培養新一代國家棟梁。