應用型高校工科專業導論課程建設
——以智能制造工程為例

李毅搏，黃家才，童桂

（南京工程學院，江蘇 南京 211167）

1 智能制造導論課程現狀

《智能制造導論》是一門智能制造專業通識教育課程，也是機械工程、自動化、工業機器人、數控等專業的啟蒙認知課程。同時，也可作為工科其他專業重要的基礎理論課程之一，對于開展本專業的工程實踐具有極為重要的基礎支撐作用。智能制造工程需要計算機、自動化、機械、工業工程、電子信息、人工智能等學科知識的結合，是一門多學科交叉的新工科專業。

本課程可使學生在專業態度上養成良好的智能制造工程意識，產生對智能制造工程領域和學科的認同感，并在一定程度上明確今后專業學習的方向和目標，為個人專業的職業發展提供導向。作為一門學科入門級導論課程，本課程旨在幫助學生對智能制造工程學科的起源、核心概念、研究對象、主要研究問題、相應的基本理論及研究方法有個全面的框架性理解。目前，該專業為新興專業，課程體系還不夠完善，還處于探索教學階段，而智能制造導論課程還存在以下問題：

（1）以學生為中心、以問題為導向的課程建設亟待加強。

（2）教材未能及時融入智能制造工程的最新發展成果以及學科交叉內容。

（3）智能制造導論課程與思政融入還需加強。

因此，本文結合南京工程學院-智能制造創新實驗班的教學改革試驗田，以項目化教學為主線，開展各類課程建設。導論課程旨在為學生提供一個理解學科全貌的入門介紹，使學生能夠對本學科形成整體認識，了解學科的歷史發展、研究領域和主要問題，熟悉專業的學科知識體系，掌握數字化學習工具和學習資源使用與制作的基本技能，為專業學習和后續課程的學習打下必要的基礎。本文從課程性質及目標規劃、教材選用、教學方法與手段、考核考評體系等方面進行闡述與分析。為開設本課程的教師，提供課程建設經驗。

2 教學目標規劃

結合應用型本科人才培養方案和要求，制定如圖1所示的教學目標。

圖1 課程目標規劃

了解智能制造領域內的專業領域、發展現狀、主要問題和發展方向，強調對智能制造學科和技術的基本認知，為智能制造相關理論和技術提供基本的知識體系。課程教學內容“自然”融入思政教育元素，培養學生的學習態度和專業觀念。對智能制造的本質形成正確的認識，培養基礎理論知識的學習積極性，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。提升自主學習能力、合作意識、溝通能力、反思能力。提升職業規劃能力，培養創新創業能力。

通過對智能制造領域相關重大工程的形成、發展、演變、應用的深入學習，培養學生的工匠精神。加深學生對所學知識的掌握程度，把握和理解學科性質、學科研究領域和研究方法，了解學科研究的現狀與未來發展趨勢，形成基本的學科素養。

3 教學設計

3.1 教學設計思路

如圖2所示，首先，根據人才培養方案、智能制造工程專業領域及相關教材確定教學內容，從技術和產品出發，了解智能制造領域核心賦能技術；然后，掌握未來該領域新服務、新模式、新業態，最后，對產品、制造系統進行智能集成。關于教學形式，理論部分主要通過多媒體、板書、教具等課堂授課，實踐部分主要通過參觀、見習等方式進行授課。另外，團隊授課模式可發揮教師的特長，最大限度地拓寬學生知識面，推動導論類課程雙語教學，提升使學生前沿技術獲取能力。通過教學評價，衡量授課內容是否能夠滿足學生學習要求、教學形式是否可以獲得良好的學習效果，并不斷完善課程授課方案。

圖2 教學設計思路

3.2 教學過程設計

本課程教學設計過程如圖3所示。

圖3 教學方法與手段

秉承立德樹人的教學理念，將課程知識和課程思政有機統一，在理論授課過程中，潛移默化地融入課程思政要素，踐行社會主義核心價值觀，使學生擁有正確的世界觀、人生觀、價值觀。提升政治認同、家國情懷、道德修養、法治意識、文化素養，養成良好的思想品德、社會公德和職業道德，做擔當民族復興大任的時代新人。激發學生的愛國熱情和創新思維，樹立正確的人生觀和價值觀，讓學生在掌握專業知識的同時，培養其精益求精、勇于鉆研的科學探索精神和工匠精神。

對于課程的理論部分，采用啟發式教學和問題導向式教學，調動學生學習的主觀能動性，培養學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力。通過課堂討論，激發學生的創新思維，及時發現學生學習認知中的誤區，并立即給予糾正；通過課后作業，使學生初步做到知識遷移。考慮到智能制造導論更側重于該領域的專業通識教育，將課堂教學與討論和實踐教學相結合，便于學生產生對智能制造行業的直觀認識、強化學生的學習效果、激發學生的學習興趣。

對于課程的實踐部分，可為校內和校外見習2個部分。校內見習部分即參觀校內實訓、實踐、科創、實驗室、研究院等相關代表性基地，教師現場講解，學生現場體驗，強化學生的直覺觀感及對課堂理論知識的理解。校外部分則是在課堂理論和校內見習教學的基礎上，參觀典型的智能化流水線、智能物流車間、智能化工廠等，了解智能制造技術的最新應用和發展動態。

智能制造工程屬于產業發展新模式，世界各國投入了大量的時間和金錢，爭取在新一輪工業革命中站穩腳步，避免落后就要挨打的局面。因此，雙語教學很有必要，可提升學生的國際視野。另外，多教師團隊授課模式也是導論課程教學的一大特點，根據授課內容及課程組老師擅長領域，以專題講座形式進行授課，最大限度地拓寬學生的專業視野。由于教師授課風格、授課思路等方面存在一定差異，在課程設計階段，應以課程銜接得當、學生易于接受為目標，讓學生有更好的學習體驗。

3.3 教學內容設計

（1）教學內容。本課程詳細介紹智能制造的基本概念、結構體系和關鍵技術。從多視角解讀智能制造的本質、內涵和關鍵技術，凝練智能制造中的意識和觀念。智能制造是制造技術與信息技術的深度融合，不僅覆蓋各行各業的產品創新、生產、服務等制造全生命周期的各個環節及其集成優化，同時，又伴隨信息技術的進步而不斷發展，課程內容主要包括智能制造的總體概況、智能制造的共性賦能技術、智能產品、離散型制造智能工廠、流程型制造智能工廠、智能服務與制造業新模式新業態、智能集成制造系統。

（2）教材選用。教材[1]與教材[2]側重理論與學術層面對智能制造專業的認知，具有一定的理論深度，教材[1]還配套了大量的技術視頻案例。相比教材[2]，教材[1]將人的要素融入傳統信息物理系統（Cyber-physical system，CPS），形 成 了HCPS（Human-CPS，HCPS）的概念，另外，該教材還用一章闡述了智能集成制造系統，使學生深入系統的理解智能制造的系統內涵。該教材更加適合綜合型、科研型、高層次應用型高校學生層次選用。教材[3]和教材[4]傾向于實踐層面的智能制造工程教學，教材[5]具有一定的市場需求導向性，淺顯易懂，適合一般應用型本科高校和高職高專院校學生層次。作為專業導論課，離不開專業性和教育引導性?；谑谡n對象基礎理論相對扎實，選定周濟教授主編的《智能制造導論》作為主教材，培養學生的理論水平和學術素養。

3.4 課程教學質量評價

通過本課程學習，學生需具備知識更新與自我完善的能力，具備團隊協作精神和創新意識，具有終身學習與專業發展的意識和能力，能夠不斷提高專業素質，制定職業發展規劃。具有國際視野，了解國內外智能制造發展新動態，具有一定的寫作能力和論文撰寫能力。因此，對學生的課程考核過程，應以培養目標為導向，加強學生學習過程考核，按優秀、良好、中等、及格和不及格五級計分，細則如表1所列。

表1 智能制造導論課程成績評定細則表

4 結語

本文從課程目標規劃、教學思路設計、教學過程設計、教學內容與教材選用、教學和質量五個方面對智能制造導論課程建設進行了分析，并提供了課程經驗和建議?；趹眯腿瞬排囵B方案，設定系統化、工程化、學術化等課程目標。依據學生基本素質與培養要求，合理選取學術型與實踐型教材。制定多元化授課方式，重點強調了雙語教學和多教師團隊授課模式。加強學生的學習過程考核，增強學生綜合能力考核的合理性。