智能制造背景下高職自動化專業人才培養模式研究

中圖分類號：G712；C961 文獻標識碼：A 文章編號：1672-0105（2025）02-0006-06

Researchon TalentCultivation Model forAutomation Talentsin Higher Vocational Education under Intelligent Manufacturing

ZHENGDaoyou，WUZhibo （ZhejiangIndustryamp;TradeVocationalCollege，Wenzhou325oo3，China）

Abstract：Inresponse tothecore isues inhigher vocationalcolegesunderthebackgroundof inteligent manufacturing， includingthesingularityofknowledgestructure，fragmentedinustry-educationcolaboration，andinsuficientadaptabilityto technologicaliteratsinetagofutomationprofeioals，tissyasdothoyofocatioalabilityelt andtheabilityadvancementlawof“solidifyingthefoundation-enginering aplication-inovativepractice\"，hasconstructeda “one centerand three levels”talentcultivation modelcenteredon the demandsofthe Wenzhou low-voltageelectrical ndustry， coveringathre-leveltrainingsyste，namely“basic levelapplicationlevel-inovationlevel\"system.Duringtheimplementationof thismodel，apathhasbeenexplored，whichtakesthereconstructionofthe“post-course-competition-cerificate”integrated curriculumsystemasacarier，theestablishmentofavirtual-realcombinedhierarchical rainngandpracticeplatforasagatee， theformationofa“school-enterprisedual-track’teaching teamasasupport.Ithasoptimizedtheimplementationprocessthrough theinnovationofcoursesandteaching methods.Throughthethree-stagetalentcultivationmechanismof“school-led— school-eterprisecocultivationenterpriseimplementation”，tecutivationofstudentsocationalbilishasadvancedfrothe basictheoryofutomationtoteoeratioandmaintenaneadscondarydevelopmentofinteligentproductionlinesystems，iing tocultivateildtalntsioteiengpracticeabilitndiovanpotetialinldofitellgetmafactng

Keywords： intelligent manufacturing; automation; talent cultivation model; vocational education

2023年9月，習近平總書記在黑龍江考察調研期間首次提到“新質生產力”。在國家“十四五”規劃和政府工作報告明確提出“加快數字化發展，建設數字中國”和“實施制造業數字化轉型行動”的戰略背景下，智能制造作為發展新質生產力的關鍵領域，擺脫了傳統經濟和生產力增長路徑束縛，兼具高科技、高效能、高質量等鮮明特征，其技術迭代速度呈現指數級增長。

智能制造的發展離不開高技能人才培養，職業教育承擔著為經濟和社會發展培養技術人才的重任。近些年，自動化專業人才培養模式探索多集中于本科院校，高職院校相關探索還有待增強。在本科院校中，典范的人才培養模式探索如美國麻省理工學院基于新工程教育轉型（NewEngineeringEducationTransformation，NEET）模式，設置智能制造等項目中心式課程（project-centriccurricu-lum），開展工程學自動化等領域人才培養模式改革；德國在全日制職業學院或技術大學、理工學院建設學習工廠，營造小型智能制造場景，從不同維度展示“工業4.0”工作空間。[日本職業技術教育基于“社會5.0”愿景，全面整合人工智能、機器人、物聯網等新技術，從學生從業職業角色出發，研發學習平臺，打造開放式課程體系。華中科技大學堅持育人與育才統一的教育理念，圍繞自動化專業構建以價值塑造為核心的“學賽創研”實踐教學環境，推動和深化新工科建設。南京理工大學實施“321”建設工程，努力打通各學科之間的聯系，建立適合同一年級差異化的“分層分級”課程體系[5。在高等職業教育方面，長沙民政職業技術學院圍繞現場工程師培養，探討高職貫穿式項目制特征，構建“崗課融通”“課賽結合”“賽創互促”的“崗課賽創”四維融合的高職機電類專業“湖湘工匠”人才培養模式。重慶工程職業技術學院聯合企業，深度合作啟動“一核心、兩層級、三融合”的自動化類專業人才培養創新模式，取得較好效果。以往研究為職業院校推進人才培養模式改革提供有效借鑒，但面向高等職業教育自動化技術與應用等專業的人才培養模式探索還相對較少，聚焦智能制造的人才培養模式研究更加缺乏，本研究試圖彌補這一研究的不足。

當前，大數據、人工智能、物聯網等先進智能制造技術的出現，對高職自動化專業培養模式和課程體系改革產生了深刻影響，交叉復合型人才成為自動化人才培養的目標，要實現這一目標，亟須為學生提供具有真實數字化、智能化環境的實踐體驗，要求學生迎接未來新技術挑戰，實現知識、技術和能力的“三個復合”目標的培養。智能制造背景下自動化專業包含工業智能、機器人工程、智能裝備與系統等方向，既具有豐富的職業教育“技能性”特點，又具有深刻的基礎理論內涵。相較于傳統自動化專業，智能制造背景下該專業對知識與技能的需求在廣深度上亟待全面升級，探索該專業人才培養的模式改革，將為新時代高職院校智能制造類專業人才培養帶來新啟示。

一、智能制造背景下高職自動化專業人才培養新要求

自動化專業是智能制造領域的核心專業。省民營經濟發展較快，同時作為傳統制造業大省，具備發展智能制造的有利基礎條件。[1在發展新質生產力的環境下，智能制造領域不斷推陳出新、轉型升級，為高等職業教育自動化專業學生培養帶來新機遇，也提出更高的能力要求，具體包括以下三個方面：

（一）工程基礎知識要求：知識復合化與跨學科融合

在省“智改數轉”戰略及市打造長三角智能制造示范區的背景下，企業對掌握“工業控制 + 信息通信”復合知識架構需求日益迫切，自動化專業人才需從單一技能向多學科融合方向躍升，亟須融合PLC編程、Python數據分析等跨領域知識，形成“機電軟一體化”的知識體系。

（二）工程實踐能力要求：智能化裝備操作與場景適配

面對區域內智能產線改造中數字孿生應用率提升、工業機器人密度持續增長的現狀，自動化人才的工程實踐能力需突破傳統實訓體系局限，提高畢業生在智能裝備運維等崗位的技能匹配度。為此，人才培養需強化工業機器人離線編程、智能裝備調試等新興技術應用能力，并通過伺服控制、變頻器通訊等模塊化實訓，直接對接企業智能化應用場景需求。

（三）創新能力發展要求：技術迭代與生態重構能力

隨著泵閥、電氣等傳統產業向“工藝優化 + 技術再造”的深水區邁進，亟須人才具備ROS機器人二次開發、工業APP快速部署等迭代創新能力。然而，學校教學中僅有少數涉及產線數字化改造方案設計，且缺乏工程可行性驗證，凸顯系統化創新能力的結構性缺失。

二、高職自動化專業人才培養模式建構

隨著智能制造技術的迅速發展，AIoT和數字孿生等新技術應用需求不斷加大，實踐教學環節與企業真實生產場景脫節、學生二次開發能力與智能產線運維工程師等新崗位要求不匹配等現實問題越來越突出。為此，基于傳統生產力和傳統生產方式的自動化專業人才培養模式亟待革新，以適應智能制造背景下新技術、新業態、新模式所催生的新質生產力發展需求。

（一）立足職業能力特征，搭建四層遞進式能力階梯

樂清作為擁有“中國電器之都”等11張國字號名片的先進制造業集群，其低壓電器產業歷經多輪智能化改造形成的典型人才需求特征具有行業代表性。

調研顯示，企業要求新時代的自動化人才需要具備以下能力：在知識結構上，需具備扎實的自動化基礎理論和電子電路專業知識；在能力維度上，形成以自動控制系統運維、技改研發為核心，工業機器人工作站設計維護為延展的復合能力；在職業素養上，強調工程師基本訓練形成的工程意識與實踐能力，注重工匠精神、職業道德及持續發展所需的自主學習與創新能力。多維度的能力特征為自動化專業構建四層遞進式能力培養階梯提供了現實依據。

美國學者休伯特·德雷福斯和斯圖亞特·德雷福斯提出職業能力發展階段理論，通常被稱為德雷福斯模型（DreyfusModelof SkillAcquisition）。該模型主要描述了人類從新手到專家的能力進階流程：新手（Novice）、高級新手（AdvancedBeginner）、勝任者（Competent）、精通者（Proficient）、專家（Expert）。依照職業能力發展階段模型，智能制造背景下高職自動化專業能力可劃分為四階段：

第一階段，掌握自動化專業基礎知識以及人文與社會學基本知識，能有效應用和支撐低壓電器產業自動化生產發展最新需求。包括智能 + 人機一體化、生產數據的精確可視化、生產系統的自我調整和優化等一系列智能制造背景下自動化專業的最新應用成果。

第二階段，能夠熟練使用自動化專業知識和工具，具備獨立分析和解決復雜控制系統問題的能力，包括在低壓電器產品生產中嚴格監控各個子配件的產出，并實時記錄產品相關信息；運用各個電器配件內置的傳感器技術定位資源，實現跨地區資源配置等。

第三階段，具備成為智能控制、低壓電器技術、檢測與自動化儀表等領域高級工程技術人才的基本素養，包括具有國際視野、家國情懷、工匠精神和職業道德，具有健康的體魄、良好的溝通和團隊協作能力。

第四階段，能夠自主學習探索未知領域知識，具有終身學習的意識及可應對未來自動化行業發展變化的潛質，具有較強地從事控制系統設計、應用研究、創新開發等方面的能力。

（二）遵循能力發展進程，構建“一中心三層次”人才培養模式

自動化專業構建了“一中心三層次”的人才培養模式，即以低壓電器產業智能化轉型需求為核心，基于德雷福斯技能獲得模型，將學生職業能力發展劃分為“初學者-勝任者-精通者-專家”四階段進階培養路徑，對應構建工程基礎知識層、專業實踐應用層、研究創新發展層三級培養體系。隨著學生從基礎技能向創新實踐能力提升，育人重心從“夯實專業基礎”向“強化工程應用”再向“激發創新能力”動態遷移，逐步實現從“學校為主、企業配合”到“學校引領、校企共育”直至“學校指導、企業實施”的產教融合型人才培養，如圖1所示。

第一層次是以學校教育為主的工程基礎知識層。這一層次主要針對自動化專業大一和大二的學生，讓他們建立起一種“工程觀”，以講解、參觀、演示和體驗為主，增加一些有趣的工程體驗，如低壓電器外殼3D定制打印、數字孿生、VR/AR體驗等，讓他們在與配電電器、終端電器、電源電器等實物和先進制造技術及相關工程設備的接觸過程中，建立基本的工程觀念，培養工程思維和基本能力。該層次對應職業能力發展模型的第一階段，依托智能制造導論課程構建“人-機-數據”協同概念，借助虛實結合的工程體驗活動感知機械、電氣和信息技術，多維度工程基礎知識的融合為后續復雜工程問題的識別與分析能力奠定基礎。

第二層次是以校企共育為主的專業實踐應用層。這一層次主要針對自動化大二和大三的學生，除專業課程之外，還會根據工程專業認證的畢業要求，為學生安排一些低壓電器企業的工業自動控制生產培訓。同時，基于儀表電器、控制電器等特色產品，依據企業最新的智能制造技術，安排能夠進行獨立操作的自動化設計類課題。該層次銜接職業能力發展模型的第二階段，支撐獨立解決復雜控制問題的核心能力要求。一方面，通過產線控制系統模塊化拆解等企業真實項目學習，訓練學生掌握運用專業知識解析技術問題的邏輯鏈條；另一方面，借助工業通信協議仿真系統等校企聯合開發的實訓平臺，培養學生將理論工具轉化為工程解決方案的系統思維。

第三層次為以企業實踐為主的研究創新發展層。以配電電器、終端電器等產品制造過程中的實際問題為導向，將智能制造的概念貫徹到產品設計、模擬分析和組裝的整個過程中，使學生將原來零散的工業控制、自動化系統集成等知識進行多重的整合，融入數字孿生、VR/AR、計算機視覺算法等技術。與此同時，還將開設一些實驗選修課和課外自主實踐課程，圍繞當前低壓電器產品的智能化、小型化、模塊化改進，采用“做學教合一”的思路，利用團隊分工協作、設計、實驗、評價管理等手段解決智能制造類企業提供的真實工程問題。該層次貫通職業能力發展模型的第三、四階段，在職業素養維度，將工匠精神、團隊協作等軟實力培養嵌入技術攻關過程；在專業能力維度，通過小規模技術預研讓學生在自主探索學習過程中，完成從知識到能力的培養，推動學生從標準化技術執行者向技術生態構建者轉型。

在三個層面的具體任務中，突出“全”和“特”的概念。“全”是指引入完整的項目過程，使學生在設計、模擬、分析等流程體驗整個產品的生產環節；“特”是指采用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真，讓學生在學校學習過程中感受到類似于甚至領先于企業的工作環境，更好地訓練和提高其對當前低壓電器產業先進智能化工業控制系統的適應性。

三、“一中心三層次”人才培養模式的實踐路徑

“一中心三層次”人才培養模式探索出一條實施路徑，即重構“崗課賽證”融通課程體系，升級實踐場所提供硬件保障，組建教師團隊打造校企“雙元”育人，創新課程和教學方法以優化模式實施過程。

（一）重構課程體系：實現“崗課賽證”相互融通

課程作為培養人才的載體，應重點對課程體系設置的科學性和合理性進行考量和重構。基于智能制造背景，結合“賽教產”三融合的理念]，依據“一中心三層次”人才培養模式，課程體系應當從學校為主教育過渡到校企共教，最終達到在學校指導下的企業為主教育。從企業智能電氣設備裝調、智能制造生產線運行與維護等典型工作切入，融入職業技能等級證書考核標準和考核點，與低壓電器制造產業鏈相結合，明確“核心崗位”“工作任務”“職業能力”及相關的“專業課程”“職業技能賽項”“執業證書”，使課程內容更加清晰，形成一個完整的涵蓋理論教學、實訓教學、企業實踐等模塊的自動化專業“崗課賽證”融通路徑，如圖2所示。

具體而言，面向智能制造先進技術，針對低壓電器制造產業鏈不同的細分行業領域，按照強化基礎工程知識、深化工程應用實踐、引領工程研創能力的設計思路，面向不同崗位類型研發以下三套自動化專業課程方案。

“自動化專業課程方案一”以嵌入式系統為基礎，對傳感器信號進行采集和處理，聚焦低壓電器產業集群的“智能斷路器裝配與檢修崗位”根據所分配的工作需求，整合機械裝配、電氣調試、質量檢測等模塊知識，引人《低壓電器裝配工》國家職業資格標準和正泰集團智能斷路器裝配工藝標準，實現智能斷路器柔性裝配工藝設計與系統集成。通過“故障預測性維護算法設計”等工程實踐課題，引導學生開發基于振動傳感器的設備健

康監測創新模型，對接中國智能制造挑戰賽等全國性大賽，系統化培養低壓電器產線運維能力。

“自動化專業課程方案二”以智能產線為實例，錨定樂清電氣產業園“低壓電器產線運維工程師”，圍繞MES系統數據采集與設備聯調需求，融入《工業機器人應用編程》職業技能等級證書考核要點。運用PBL教學模式，以“多品種低壓開關設備混線生產自動化生產線”“小型斷路器智能產線節拍優化”等企業一線項目為工程實踐載體，開展“產線數字孿生系統開發”創新項目，組織學生參與中國教育機器人大賽，培育智能產線全生命周期管理能力。

“自動化專業課程方案三”采用數據采集與監視控制系統（SCADA系統）與數字孿生技術，面向低壓電器智能設備開發工程師崗位，圍繞智能塑殼斷路器測試裝備升級需求，對接《智能制造工程技術人員》新職業標準。以“多工位自動測試機開發”為工程實踐主線，通過工業APP快速開發平臺構建設備遠程監控系統，指導學生完成“智能過載保護算法”等創新項目研發并申報專利，結合“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽，培養智能裝備迭代開發能力。

（二）升級實踐場所：搭建虛實結合的分層實訓平臺

為有效實施“一中心三層次”自動化專業人才培養模式，從學校為主教育順利過渡到校企共教，最終達到在學校指導下的企業為主教育，搭建虛擬與現實相結合的數字孿生創新實訓平臺，實訓平臺涵蓋加工、分揀搬運、組件裝配等多個區域，與智能制造系統的數字化、網絡化、智能化目標相契合，如圖3所示。

以實踐平臺為依托，按照“現場操作級、控制管理級、設計優化級”的目標開展工程實踐訓練。以“自動化專業教學方案二”中的“多品種低壓開關設備混線生產自動化生產線”實踐項目為例，引入紅光電氣集團產線升級需求作為教學載體。實施時形成三個綜合性能力發展時期，與“一中心三層次”自動化專業人才培養模式的“基礎層、應用層、創新層”一一對應，塑造輸出熟練掌握新質生產資料的技能人才。

1.基礎層 一現場操作級

以學校為主體，企業配合，以“智慧生產”為核心，建立體系觀念，挖掘學生的興趣，以小組協作的方式來完成“多品種低壓開關設備混線生產自動化生產線”任務的研究；通過對已有自動化生產線的操作與體驗，促使學生將所學知識應用于生產實踐中；在對機器人進行建模的過程中，進一步提高學生的自主操作能力。同時，讓學生全方位了解與自動化專業有關的技術；掌握機器人編程發展歷程和操作方法，并在虛擬與現實的實際操作中培養其安全意識；綜合多學科知識，對工藝流程進行深度思考，并且能夠進行獨立操作。

2.應用層—控制管理級

以學校為引領，校企共育，通過分解“多品種低壓開關設備混線生產自動化生產線”項目，將其與已有的經驗相結合，把崗位的能力與素養要求提煉為任務條目，提升專業實踐應用水平。具體如下：第一，任務將以小隊方式進行，逐步提高學生的交流和團隊協作能力；第二，在實訓課堂中運用PBL，培養學生的自主性；第三，對環境、社會和可持續發展等要素進行評價，拓寬學生自身的視野；第四，將成本控制等方面的因素納人考核當中，使學生體會到工程建設項目進行管理的必要性與重要性。

3.創新層 一設計優化級

基于以上經驗，通過學校指導和企業實施，在學習并掌握已有“多品種低壓開關設備混線生產自動化生產線”范例基礎上，以小組為單位，在企業導師帶領下調研企業一線實際生產情況，從產品進料系統、自動化裝配系統、自動化檢測系統、自動化包裝系統、自動化輸送系統、主控系統等方面，對當前范例進行革新。基于此，針對復雜自動化生產線具有的綜合性、多樣性和跨學科融合特點，培養職業院校學生的綜合創新和系統化思維。

（三）組建教師團隊：夯實師資團隊結構

校企聯合設立“智能制造產教融合自動化教研室”，針對專業人才培養模式中知識層的教學需求，青年教師主攻工業物聯網技術應用，承擔《工業通信協議解析》等基礎課程開發；針對實踐層能力轉化教學需求，骨干教師牽頭產線優化等企業橫向課題，并將企業真實項目拆解為“大項目、小任務”的形式[12]，向探究性的教學資源轉化；針對服務創新層突破的教學需求，專業帶頭人對接省“智能 + ”重點研發項目。通過分層分類培養，實現師資能力與工程知識、工程實踐、工程研創三層次培養目標的精準匹配。

（四）優化實施過程：創新課程與教學方法

基于“一中心三層次”人才培養模式，自動化專業嚴格對接國家職業標準，通過縱橫雙路徑推進教學改革。在縱向上，深化課程內涵，優化教學目標、內容與實施策略，構建支撐職業終身發展的核心課程體系；在橫向上，整合校企資源，將企業生產經驗系統化重構為手冊式教材，融入新技術、新工藝等產業前沿內容，形成理實雙向貫通的課程資源。

引入正泰集團等電器行業龍頭企業一線工程師，組建“校企雙軌制”師資團隊，由學校教師主導理論體系構建，企業導師聚焦實踐經驗傳授，拓展線下學習小組、線上資源庫、科研創新工坊三重學習空間。針對零散化、碎片化的企業知識，通過校企聯合教研將其轉化為符合高職自動化專業學生學習規律的教學模塊，實現產業標準與教育標準的深度融合。

四、結論

自“一中心三層次”的自動化專業人才培養模式實施以來，有效破解了傳統培養中“課程滯后于技術迭代”“實訓脫離真實場景”“創新能力培養空泛化”三大核心問題，專業人才培養質量保持領先水平，并廣泛輻射推廣到學院光電、機械等其他類似專業。近五年來，學生參與“高精度高效率新型激光切割器”等企業項目占比逐年提高，參加技能競賽獲得省級以上獎項54項，“振興杯”全國青年職業技能大賽金獎學生被中央電視臺報道。圍繞地區低壓電器產業鏈，近五年專業畢業生初次就業率達 98% 以上，用人單位滿意度達 100% 。 72% 畢業生成長為企業智能制造技術骨干， 34% 畢業生成長為企業中層干部。未來研究可進一步探索智能制造背景下自動化專業與材料、模具等相關專業銜接組群培養，共同服務地方產業發展的策略，以培養更多熟練掌握新質生產資料的高技能人才，加快形成新質生產力。

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（責任編輯：麻小珍）