晓哲老师：应用型大学应该如何开展智能制造实训教学？

2015年我国提出“中国制造2025”，定下制造强国的宏伟目标。大力推动重点领域突破发展，瞄准新一代信息技术、高端装备、新材料、生物医药等战略重点，引导社会各类资源集聚，推动优势和战略产业快速提升。重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备十大领域。
近年来，全国有近千所院校为培养先进制造人才，陆续开设了工业机器人和智能制造等相关专业。但即便这些年发展的较为迅速，但相比于逐年增长的人才需求，智能制造专业人才的培养仍然处于相对滞后状态。作为一个新兴的专业学科，从课程内容设置到人才培养过程，还很不成熟，学校也因此面临一系列的问题。

一、专业课程设置不合理

多数大学在设置智能制造专业之前,对区域人才需求缺乏深刻的调查研究,一味效仿,盲目仿造其他院校专业设计,造成培养的人才不符合岗位需求。

二、教学资源严重不足

智能制造设备少则几十万,多则几百万的价格,让许多学校没有足够的资金购买到实训室智能制造设备,严重地影响了教学工作的开展。

三、师资建设亟待加强

由于智能制造专业起步晚,各高校缺乏专业带头人,教师专业素质不过硬,缺乏专业的理论系统知识,行业经验欠缺,无法满足实用性教学的要求。

四、工学结合流于形式

在应试教育体制下，传统教学还以教师讲解为主,学生处于被动的学习状态,技能得不到锻炼,此外,在校内实训方面,由于经费、场地的限制,设备采购数量无法满足大量学生的实训需求,造成学生在学习过程中缺乏实际操作训练。

五、实训体系建设不完善

未能紧密结合专业人才培养目标进行系统化的实训课程体系设计,与之匹配的教程、指导书、相关资源不够完善:缺乏对学生实训的测评标准、工具、方法,因此便导致“有设备,用不好,有实训,无体系”的情况出现，使得学生实训效果大打折扣。

于本月中旬在南昌举办的全国高校自动化类专业教学论坛，正是在深入落实全国教育大会精神和《加快推进教育现代化实施方案（2018—2022 年）》，贯彻新时代全国高校本科教育工作会议精神和《教育部关于加快建设高水平本科教育 全面提高 人才培养能力的意见》的指导下，为解决以上教学问题专门面向全国高校自动化专业组织的专业课程建设与人才培养经验交流论坛，推广优秀教学成果，推动自动化类专业本科教育内涵式发展，提出以下解决方案。

01 解决学的问题-智能制造基础教学系统

众所周知智能制造的概念太过庞大，想将所有的知识点覆盖到位并在短短的几年专业教学过程中教会学会是很难实现的，慧阳科技的解决思路是选择一个典型的实际案例作为设计主干，所有的知识选择、内容设计都围绕实际案例展开，这样的好处是内容的选择和行业现状相适应，知识要点与生产内容一致，这样就解决了教学内容脱离实际、课程设置不合理的问题。

学习的方式较传统书本也有很大的不同，将学习者放在虚拟工厂的环境中以一个游览者的角度进行学习，系统负责对学习者进行帮助和引导，这个解决方案注重所看到的和感受到的，慧阳科技称这种模式为“博物馆学习模式”，它的特点是有完整清晰的学习路线、知识内容覆盖广、媒体类型丰富，定位于知识普及，尤其适合新手老教师教学，是智能制造师资队伍建设的很好补充。

02 解决实践的问题-智能制造虚拟实训系统

在我国的高等教育中一直存在这样一个问题，“毕业=失业”。如何在离开学校前获得高质量的实训机会一直是教育界所努力改善的课题。我们将来自于现实的生产环境、管理方法和加工工艺通过实例串联虚拟化到软件中，让学习者扮演不同岗位的角色参与到生产工作中，通过协作完成一个个任务的挑战，每个交互过程都由学习者自己做出选择，由此就可以发展出千差万别的故事，它的特点是能够记录每一个细节的变化，并将这些影响表现在最终的结果上，而且过程中学习者能体验到不同岗位的身份转换，这一过程类似于对生产的经营管理，所以被称为“经营者学习模式”。

03 解决创新设计的问题-智能制造仿真系统

设计处在生产链条的顶层，决定着整个生产系统的工作效率，由于智能设备的高昂造价，院校很难提供充足的条件去开展产线设计实验，造成高校的实验质量普遍不高的现状。慧阳科技利用虚拟技术将一部分硬件，如PLC作为控制部分与软件相连，在软件中做产线设计、搭建和工业机器人示教，在外部的硬件中编写PLC程序，利用硬件驱动软件中的设备完成设计的验证。它的特点是自由、高效，用虚拟的孪生技术解决实际问题，高度仿真的操作和场景让院校彻底摆脱对价格高昂设备的依赖。

以上三个系统构成了智能制造教学实验的完整闭环，它很好的解决了前文提到的五大问题，难度由易到难逐渐递进，既有全面的基础知识覆盖，又有对重点问题的深入和聚焦。我们还和多家院校展开合作，积极准备，努力探索，目标只为不断丰富这套系统的内容和功能，为解决智能制造教学中的实际困难而努力。