智能控制技術專業群模塊化教學改革研究與實踐

于霜，周薇，王英

（蘇州工業職業技術學院，江蘇 蘇州 215104）

1 智能制造行業的高技能人才需求狀況

1.1 人才結構需求

“中國制造2025”明確提出：要以新一代信息技術與制造業深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向，實現制造業由大變強的歷史跨越。發展智能制造既是未來制造業的核心，又是實現我國制造業智能升級的根本途徑。高等職業院校教育的目標和任務是培養具有專業技能與工匠精神的高素質高技能人才，促進產業升級，有效支撐經濟社會高質量發展。

在智造背景下，行業企業對高端崗位復合型的技術技能人才有了更大需求，即對復合型跨專業跨界人才需求增多。工程型人才、技術型人才和技能型人才的結構逐漸向復合型轉化（既掌握了扎實理論又具有高技能的技術技能人才）。智能化升級和數字化轉型的背景下，對人才所具備的技術技能復合能力主要體現在：不同崗位的人員分工合作越來越趨于融合；人員的結構分層和技術技能界限越來越不清晰。智能制造融合了新一代信息技術與先進制造技術，智能制造產業需要技術技能人才承擔的是全生產流程的運行與監控，強調基于團隊協作的綜合職業能力。

1.2 人才培養現狀

目前，在裝備制造類企業智能化改造和數字化改革的背景下，高職院校培養的智能制造類相關專業人才，其技術技能素養與企業崗位所需的復合型技能匹配度并不高。現階段，智能制造類專業課程體系中專業基礎課和專業核心課程基本能達到企業崗位所需的單項能力，但是，隨著智能制造產業的發展，技術的升級加速了新專業的設置和老專業的改革，智能制造類專業（群）開設的專業核心課程還不能真正的滿足企業崗位所需能力，對于跨專業的核心能力所需的專項課程目前開設較少，專業或專業群的課程體系很難滿足產業快速發展導致新崗位對相關專業的綜合能力需求。導致高職院校的人才培養質量評價標準與企業需求的標準不一致。

構建專業群內跨專業以職業能力為導向的復合型技術技能培養為目標的課程體系，同時，打造結構化師資團隊，提升教師隊伍的水平以及改革以職業能力為導向的人才評價體系，成為新時代復合型技術技能人才培養設計的重點任務。

2 模塊化教學的概念

20世紀70年代初，國際勞工組織研究開發的模塊化教學，以現場教學為主，以技能培訓為核心的一種教學模式。主要有MES（Modules of Employable Skills，模塊式技能培訓）和CBE（Competency Based Education，能力本位教育）兩種流派。根據能力來確定模塊，以從事某種職業應當具備的認知和活動能力為主線。

模塊化教學方法轉變了傳統以教師教為中心的模式，形成以學生為主體，變“教”的課堂為“學”的課堂模式。在教學內容的組織上，將傳統的一門課程和其他相關聯課程的知識技能點進行組合，圍繞一個主題形成一個模塊。當學生學習完一個模塊后，即可獲得一種能力。轉變了傳統以知識傳輸為導向的教學理念，形成了以知識獲取為導向的學習理念。

在高職院校中，模塊化教學是一種常見的教學方式，一般是針對具體專業，將模塊化教學貫徹到實際的教學活動中，如工業機器人技術專業教學可劃分為基礎模塊、子項目模塊和綜合項目模塊，在實踐教學中，將項目教學法和模塊教學法結合起來。子項目模塊建立在基礎模塊的理論知識體系上，子項目的內容結合了學生的興趣愛好和學習規律，由此形成了完整的子項目。綜合項目模塊不僅是子項目的融合，更加體現了知識技能的綜合性。不同模塊的教學實施過程中，學生分成不同小組進行實訓。

3 智能控制技術專業群模塊化教學方法改革與實踐

蘇州工業職業技術學院智能控制技術專業群含機電一體化技術、電氣自動化技術、數控技術、工業機器人技術4個專業，依托智能控制技術專業群建設，準確定位蘇州及長三角區域智能制造行業發展背景下智能控制技術專業群的人才培養目標，通過構建專業群課程體系及教學資源，解決“教什么”的問題；通過重組專業群結構化教學團隊，解決“誰來教”的問題；通過創新實踐專業群模塊化教學方法，解決“如何教”的問題；通過以職業能力為導向的多樣化考核方式，解決“教的怎樣”的問題。促進專業群高水平發展及提升人才培養質量。

3.1 構建對接職業技能標準的課程體系及教學資源

3.1.1 重構“技術模塊-X證書”融合的課程體系

要準確定位人才培養的目標，首先選取行業內具有代表性的典型企業進行調研，確定區域智能制造行業典型的且具有緊密合作關系的合作企業，深入調研。依據車間智能裝備集成與控制技術鏈和專業群人才培養的崗位能力遞進邏輯鏈，梳理智能控制系統集成應用、智能加工裝備工藝設計與數控編程、工業機器人編程與控制、智能成套裝備集成與維護等關鍵技術要求，每個專業對照智能控制技術專業群人才培養知識技能目標，圍繞“1”關鍵技術開發4～6門模塊課程，對照工業機器人應用編程、智能制造生產管理與控制“X”職業技能等級證書標準，開發3～4門專業模塊互選的方向課程。職業素養價值引領貫穿人才培養全過程，重構能力與素養并重、“技術模塊-X證書”學歷與職業技能等級證書融合的專業群課程體系。

3.1.2 開發以工程項目全流程為主線的活頁式講義和項目化教學資源

與區域典型智能制造企業建立緊密合作關系，根據企業智能化車間的裝備集成與控制系統應用典型項目開發“設計與仿真、加工、檢測、維護”全流程，將先進的信息化技術融入到教育教學中，緊跟企業新技術的發展，對接行業企業新標準，開發能隨技術更新的活頁式講義，將項目開發全流程涉及的知識技能點轉化為教學資源，真正體現企業新工藝、新設備、新技術的“三新”工程項目化教學資源和典型案例，靈活使用“云課堂”App、SPOC和MOOC等云服務的信息化互動式教學資源。

3.2 重組基于“技術模塊”的結構化教學團隊

3.2.1 重組以典型項目實施全流程關鍵技術的結構化教學團隊

專業群包含與產業鏈相關聯的多個專業，在產業鏈條上的各個環節體現了綜合性的特點。在智能制造的新背景下，行業企業亟需復合型的技術技能人才，因此，這就要求智能制造/智能控制類專業群的教師團隊必須具備能隨產業技術發展的復合型技術技能。

在重組跨專業的教學團隊時，打破教師原歸屬專業/教研室的限制，根據企業典型項目的實施全流程的關鍵技術，將專業群教師分為智能加工工藝設計與數控編程、智能控制系統集成應用、工業機器人編程與控制、智能成套裝備集成與維護的技術團隊，每個技術團隊主要負責專業群模塊課程的教學。同時，依據專業群平臺課程和方向課程的教學要求，靈活重組課程團隊。如專業群方向課程《MES系統的應用與調試》《智能產線數字化設計與仿真》及融合“X”證書項目的拓展課程《智能制造生產管理與控制》，每門課程團隊均由技術模塊的成員組成。以“技術模塊”重組的教學團隊和根據項目化課程重組的課程團隊，形成專業群內教師分工協作的教學模式，打破了教師原專業特長的限制，便于開展綜合項目的教學和實訓，提升教師的復合型技術技能。

3.2.2 實施企業典型項目驅動的教師“六個一”提升工程

以技術模塊組團隊，教師團隊下企業時間，以典型項目開發作為載體，以復合型技術技能人才培養為目標，實施教師“六個一”提升工程：每名教師確定1個專攻的技術方向，合作1個典型的智能制造類企業，參與1個企業項目或產品研發，轉化1批新技術、新工藝、新案例，編寫1本科研項目轉化為教學案例的教材，形成1套隨著典型企業典型案例的技術發展、隨時更新的教案，與企業工程師一起帶領1批“導師制”學生。真正做到教學案例有來源，技術發展能跟蹤，教學改革能開展，學生培養能落地。進一步全面形成模塊化、團隊化教學的人事保障機制，加快教師教學方式從單打獨斗向模塊化、團隊化分工協作轉型，形成校企人才雙向流通、共享共育機制。

3.3 改革工程項目全流程的模塊化教學方法

3.3.1 模塊課程專項教學，提升“1”專項技術技能

依據智能裝備集成與控制技術崗位技能要求，選擇智能車間典型工程項目，分解項目實施全流程，以項目實踐案例形式，將知識與技能融入到模塊化課程中，使學生在實際工程項目的背景下，掌握智能制造相關技能。按照專業群邏輯，每個專業開設4～6門模塊化課程組成，支撐專業群一個關鍵崗位，并由一個技術團隊負責專業模塊課程的專項教學。考慮到各專業之間的關聯和復合型技術技能的培養，每個專業2～3門課程開發部分與其他專業模塊課程有銜接的課程項目，既保證了群內各專業的“1”專項技術技能培養，又為后續綜合項目的實施打下基礎。

3.3.2 方向課程綜合項目實訓，培養“X”交叉復合型技術技能

專業群方向課程圍繞4個跨專業的綜合項目（智能控制系統設計與應用、智能加工系統設計與仿真、智能裝配工作站應用、智能成套裝備集成與應用）開設，每個綜合項目含3門方向課程，專業群內學生可跨專業選擇方向課程。如數控技術專業的學生在掌握了三維機械設計及數控編程等技能后，可選擇工業機器人及工業網絡技術等智能裝備集成與應用的課程，通過智能裝配工作站應用綜合項目的考核，不僅熟練掌握了本專業技能，同時也具備了復合型技術技能應用能力。

3.3.3 拓展課程融合“X”證書項目，對接“1+X”職業技能等級標準需求

為滿足專業群內學生的個性化發展，根據“X”職業技能等級證書考核項目開設了可選的拓展課程。學生在掌握了1模塊和“X”方向課程的綜合項目之后，可選擇一門或多門針對“X”證書考核的拓展課程，考取本專業或跨專業的“X”職業技能等級證書。如工業機器人技術專業學生首先具備了工業機器人技術專項技能，即可考取工業機器人應用編程“1+X”中級證書，同時，選擇相關方向課程及選修拓展課程《智能制造生產管理與控制》項目后，也可考取智能制造生產管理與控制“1+X”初級證書。

4 以崗位職業能力為導向的多樣化考核模式

對應“技術模塊-X證書”融合的課程體系，在實施模塊化教學改革的同時，特別需要注重學生技能的多樣性考核，既要考核專業的“1”技之長，更要考核專業群內“X”復合型技術技能。

4.1 基于技能模塊的項目考核

實施模塊化教學模式改革，同時，在考核模式上也要進行創新。在專業群內，模塊課程的考核要充分體現技能的特點，并且需要增加綜合的實踐類項目考核，盡量減少原課程考核的比例。在平時的課堂實施中，按照學生的參與度、知識與技能點掌握的情況進行過程性考核，過程性考核成績需要按照權重與項目考核成績合計為模塊化課程的總成績。通過這種創新的考核方式，真正實現了模塊內各門課程之間知識技能的貫通，項目考核更利于考查學生的“1”技之長與知識技能的應用能力。

4.2 X職業技能等級證書考核

“1+X”面向的是復合型技術技能人才培養的需求，證書考核內容對應的是行業企業典型工作任務，是“新技術、新工藝、新規范”在職業教育內容的整體應用。同時，“1+X”證書制度是職業教育國家學分銀行和資歷框架的基礎。在基于“技術模塊-X”融合課程體系下，學生至少具備一個“X”證書的基本知識技能，通過選修拓展課程，加強“X”證書考核內容的實訓，引導專業群內學生有選擇的參加工業機器人應用編程、智能制造生產管理與控制等1個或多個“X”證書的考核取證。通過“X”證書考核，強化學生跨專業的綜合知識技能應用能力，考核“X”復合型技術技能。進而逐步建立個人學習賬號，開展學習成果的認定、積累與轉換，開展課程免修，開展資歷框架建設的探索與研究。