新工科背景下的智能制造工程專業課程體系構建

司壘 王忠賓 劉新華 郝敬賓 梁斌

摘? 要 在總結國內外智能制造課程體系建設現狀的基礎上，分析中國礦業大學相關專業課程體系存在的問題，提出符合中國礦業大學教育理念的智能制造工程專業課程體系構建方法和構建過程。

關鍵詞 新工科；智能制造工程；課程體系

中圖分類號：G642.3? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）14-0053-03

Abstract On the basis of summarizing the current situation of inte-lligent manufacturing curriculum system construction at home and abroad， this paper analyzes the problems existing in the curriculum system of related majors in China University of Mining and Tech-nology， and puts forward the construction method and process of intelligent manufacturing engineering curriculum system in line with the education concept of China University of Mining and Technology.

Key words new engineering; intelligent manufacturing engineering; curriculum system

0? 引言

作為《中國制造2025》的主攻方向，智能制造基于新一代信息技術，貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，是具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱[1]。隨著新一輪科技革命和產業變革蓬勃興起，我國高等教育正面臨新的發展機遇和挑戰。傳統工科的人才培養出現一些弊端和不足，新工科順勢而生。

當前，國內高校對于本科生的培養仍然采用傳統的機械工程類課程體系，在第三學年對不同專業方向的學生分流，主要包括機械設計、機械電子和機械制造三個方向。若智能制造工程專業只是在機械制造專業課程體系的基礎上簡單地進行升級或改進，則無法滿足新工科背景下對智能制造人才的需求。然而，國外知名院校對智能制造專業學生的培養極其重視，如哈佛大學、劍橋大學、加利福尼亞大學等高校的智能制造工程專業課程體系非常完善，且具有較強的系統性和先進性[2-3]。

在此背景下，2020年3月，教育部公布2019年度普通高等學校本科專業備案和審批結果，該年度各高校新增備案專業1 672個，其中70余所部屬高校新增備案本科專業100余個。至此，加入智能制造工程專業備案的國內重點高校有同濟大學、北京航空航天大學、南京理工大學、吉林大學、山東大學等，各高校均結合自身行業特色和優勢來設置課程體系。

1? 智能制造工程專業課程體系建設現狀

同濟大學作為第一批新增備案智能制造工程專業的高校，在本科教學課程體系設置方面主要由通識教育類課程、基礎類課程、專業類課程、實踐類課程等四大類構成。在傳統機械制造專業課程體系的基礎上，同濟大學融合人工智能、自動化、信息化的相關課程，滿足新工科背景下制造類企業對本科生知識體系的要求。山東大學作為第二批新增備案智能制造工程專業的高校，在本科教學課程體系設置中涉及高效與精密加工技術、RFID技術與應用、數字化設計與制造等智能制造方向的專業課。另外，通過對北京航空航天大學、吉林大學等高校智能制造工程專業本科生培養計劃的調研，各大高校把課程體系分成4～5個板塊，根據其行業特點、優勢以及學生就業領域開設相關課程，但基本上涵蓋機械制造、人工智能等方向。

當前全球制造業格局正面臨重大調整，新一代信息技術與制造業不斷交叉融合，世界制造強國紛紛提出符合各自國情的智能制造國家戰略，例如：2013年，德國推出“工業4.0”計劃，法國推出“新工業法國”戰略，英國提出“英國工業2025戰略”；2014年，美國提出先進制造業國家戰略，印度制定“印度制造計劃”；2015年，我國提出“中國制造2025”戰略。在這一背景下，國內外形勢對高校智能制造工程專業提出新的要求，其課程體系設置也務必要滿足世界大環境下的發展需求[4-5]。

2? 智能制造工程專業課程體系構建

2.1? 中國礦業大學課程體系現狀

為適應新一輪科技革命和產業變革，在新工科背景下，中國礦業大學于2018年增設自動化、數據科學與大數據技術、機器人工程等三個專業。對于三個新工科專業，結合機械工程專業課程體系設置情況，就其內容而言，目前存在下面兩個問題。

2.1.1? 課程內容不夠與時俱進? 目前的課程體系涉及的內容和知識點較為陳舊，智能制造工程專業需要的人工智能、計算機技術、自動控制理論等課程較少，沒能全面覆蓋與時俱進的知識點，無法滿足信息自動化技術的迅猛發展及社會需求，因此需要系統的整合優化和改革。

2.1.2? 課程實驗過于陳舊，需要更新? 當前課程體系涉及的實驗教學內容過于老套，牽扯到智能制造的實驗模塊過少。特別是零件加工、零件尺寸檢測、零件材料強化等內容，需要應用較為先進的制造加工方法，因此需要對當前的實驗課程體系重新進行整合規劃，制定符合智能制造工程專業課程教學要求的實驗課程體系。

2.2? 課程體系構建方法

中國礦業大學智能制造工程專業課程體系構建方法如圖1所示，具體包括以下四個方面。

2.2.1? 智能制造工程專業課程設置調研? 對國內外智能制造工程專業課程設置情況進行調研，并參考中國礦業大學機電工程學院機械工程專業、機器人工程專業課程設置情況，對存在的問題進行分析。

2.2.2? 智能制造工程專業課程內容劃分? 針對各高校新增備案智能制造工程專業課程設置中存在的內容交叉問題，組織教師論證，結合中國礦業大學的礦業特色，合理劃分每門課程的內容。

2.2.3? 智能制造工程專業課程內容改革? 針對中國礦業大學機械制造專業課程設置中存在的內容陳舊問題，結合當前技術發展和學時情況，對教學內容進行更新和改革。

2.2.4? 智能制造工程專業課程實驗更新? 針對上述內容劃分和更新，在中國礦業大學機械制造專業相關實驗的基礎上，開發或更新相應的配套實驗。

2.3? 課程體系構建過程

2.3.1? 對比分析、查找問題? 結合中國礦業大學機械工程專業和機器人工程專業課程內容設置情況，進行智能制造工程專業課程先后順序的整理，根據每門課程任課教師的教學內容，確定智能制造工程專業模塊化知識點；對比各名牌高校已備案的智能制造工程專業課程體系設置以及“中國制造2025”的發展需求，提煉目前智能制造行業對知識點的覆蓋程度。

2.3.2? 確定適合智能制造工程專業課程設置內容? 中國礦業大學是行業背景高校，肩負著服務行業的重任，因此對于課程設置內容具有特殊需求。另外，根據中國礦業大學對智能制造工程專業的定位和專業內任課教師的科研情況，確定適合中國礦業大學的智能制造工程專業課程內容體系。

2.3.3? 進行中國礦業大學智能制造工程專業的課程體系構建和教學內容改革? 在第二步的基礎上，構建中國礦業大學的課程體系，包括對知識點的覆蓋程度、優秀教材的選取、開課的次序，最后進行教學內容的優化，主要包括課程體系設置和增補必要性的新技術或新方法。

3? 結束語

本文通過分析國內外智能制造課程體系建設現狀，結合“中國制造2025”，分析中國礦業大學課程體系存在的問題，提出符合中國礦業大學教育理念的智能制造工程專業課程體系構建方法和構建過程，希望對推進智能制造人才培養有所貢獻。

參考文獻

[1]國務院關于印發《中國制造2025》的通知[EB/OL].（2015-05-08）[2020-10-12].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015-05/19/content_9784.htm.

[2]張銀南，羅朝盛.新工科背景下智能制造人才培養模式的探索[J].中國現代教育裝備，2019（5）：98-100.

[3]王懷奧，肖國華，徐智躍.智能制造背景下高職院校的人才培養策略研究：以寧波市高職院校為例[J].浙江工商職業技術學院學報，2018，17（2）：45-48.

[4]張安富，劉超.“中國制造2025”背景下的新工科構建[J].中國大學教學，2017（9）：21-23，33.

[5]鐘德仁，郭亮，國海.新工科背景下產業集群與專業群協同路徑[J].內江師范學院學報，2018，33（2）：106-111.