人工智能时代高职机械制造类专业实训教学重构与提升研究

沈言锦　张坤　邹瑞睿

摘  要  分析高职院校机械制造类专业实训教学体系现状，提出改革目前的实训教学体系，加大理论教学和实训教学的融合度，提高设备的利用率，降低相关专业的教学成本等策略，为提高实训教学质量和人才培养质量提供参考。

关键词  高职院校；人工智能；机械制造；实训教学

中图分类号：G712    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）03-0072-03

0  引言

中国是制造业大国，对技术技能型人才有着极大需求。当前，人工智能技术高速发展，对相关人才需求极大，但对口技术技能型人才极度缺乏，急需相关专业的学生能够填补相关岗位，在此类人才培养过程中，关键是加强相关专业学生的实验实训教学[1]。

近十年来高职教育飞速发展，实训师资和实训设备持续进步，一些机械制造类设备变得越来越普及，甚至一些非常精密的仪器也变得非常常见，一些较小企业也可以采购和使用，由此对员工的要求也越来越高，对人才的要求不断提高，进而对高职院校也提出了更高的要求[2]。因此，提升机械制造类专业实训教学质量是满足企业用人需求的现实需要，重构和提升高职院校机械制造类专业实训教学体系是提高人才培养质量的客观需要。

1  高职院校实训教学的现状

经过十多年的飞速发展，我国职业教育取得了显著成绩，人才培养品质有了很大提升，高职院校的内涵建设取得丰硕成果，主要体现为以下几点。

1.1  实训教学环境得到明显改善

我国高职院校的实训教学普遍可以满足基本的教学需求。目前，出现了一批实训教学条件较好的实训教学基地，甚至一些高职院校的实训教学条件超过了一些本科院校的实训条件，实训教学环境得到明显改善。

1.2  实训教学师资队伍建设成效显著

从国家到地方，各级政府纷纷加大了对高职师资队伍的培训，培养了一批既掌握一定理论知识又有一定实践能力，具备双师素质的“双师型”教师。此外，随着高职院校待遇的提高，一大批经验丰富的工程技术人员也加入高职院校队伍中，改善了以往师资来源渠道单一的问题[3]。

1.3  实训教学经费实现初步的多元化

以往的实训教学经费主要依靠上级拨款，来源单一，随着职业教育的发展，校企合作深入开展，实训教学经费实现了初步的多元化。有些高职院校通过帮助企业做产品替代实训教学，具有很大的借鉴价值，也在客观上降低了实训教学的成本。

2  人工智能时代高职院校机械制造类专业实

训教学存在的不足

对比人工智能时代对高职院校机械制造类专业实训教学的要求，目前实训教学还存在一定的不足。

2.1  理论教学和实训教学的融合还处在较低的层次，严重影响了理论教学和实训教学的效果

我国高职院校的实训教学还处在较低的层次，其实训教学体系“拼接”痕迹很严重，在具体实训过程中，还是一个项目一个项目实训，缺乏系统性，由此造成实训效果事倍功半，无法充分挖掘实训设备的价值，造成了极大浪费[4]。

2.2  职业教育的内容不能凸显先进性，无法密切配合经济发展需要

我国的职业教育还处在教育的底层，很多高职院校的人才培养目标是一线的工作人员[5]，更确切的描述是培养“当下”一线工作人员，很少有院校研究高新技术发展动向和国内产业结构调整后对人才的需求情况，不能根据社会需求改进实训教学。

2.3  部分高职院校的实训安排没有很好地考虑人才培养的内在需求，实训之间没有任何的内在联系

部分高职院校为实训而实训，或者是为完成一个学期的实训课时而设定实训，或者是高职院校的主管部门规定一个学期需要完成多少个课时量，完全不考虑不同专业的专业特点，最终的实训效果也就无法到达预期。

2.4  高职院校的实训安排对接人工智能要素不紧密

未来的社会是人工智能社会，一切生产生活都离不开人工智能，高职院校在课程设置、实验实训设置过程中，必须体现人工智能要素[6]，但目前大部分高职院校的实训安排没有考虑这个要素，还停留在传统的实训安排上。

很多高职院校的实训设备已经非常完善和充足，但由于其教学体系不科学、不完善，造成了极大的浪费，更有甚者，由于实训教学安排不合理，很多高职院校单纯追求实训设备的数量，造成了实训设备的实际过剩，影响了其他专业的发展与提升[7]。特别是对于机械制造类专业，其实训设备的成本一般较高，合理安排实训教学体系可有效降低教学运行成本。

3  人工智能时代高职院校机械制造类专业实

训教学重构与提升策略

人工智能时代高职院校机械制造类专业实训教学改革要摒弃传统的实训教学观念，深入客观地分析高职院校机械制造类专业的招人人数、班级设置、实训设备的数量和类别，把人才培养质量、实训教学体系和师资队伍纳入研究对象，以改革实训教学的方式方法为目标。改革不但要有一定的理论研究价值，还必须具备一定的实践操作性[8]。

3.1  人工智能時代高职院校机械制造类专业实训体系重构与提升的目标

高职院校机械制造类专业实训体系重构与提升，要实现以下几个方面的目标。

3.1.1  要实现实训教学和理论教学的重构

实训教学是人才培养的一个环节，制定实训教学计划时不能割裂实训教学和理论教学。特别是对于一些专业实训，由于师资缺乏，人为造成理论教学和实训教学的割裂，随着高职师资力量的提升，重构理论教学和实训教师体系是提高人才培养质量的迫切要求。在人工智能时代，实训教学和理论教学的边界将变得模糊，更需要对两者进行重构。

3.1.2  要实现不同实训项目的重构

不同的实训项目之间具有一定的内在联系，在实训过程中，结合不同实训项目的特点及内在联系，可以很好地节约实训设备，提升实训效果。以智能制造为例，在实训教学过程中，把设备操作和软件仿真结合在一起进行实训，既节约了资源，又能很好地提升实训教学效果。

3.1.3  要实现传统实训与人工智能项目的重构

高职院校常规实训要考虑未来人工智能要素，要结合实训工种的技术特点，以及未来的技术发展趋势，实现传统实训与人工智能要素的融合与重构。人工智能已慢慢渗入各个行业，也将渗入各个专业的实训教学，因此，在实训教学设置中，要有意识地增加人工智能要素和项目[9]。

3.2  人工智能时代高职院校机械制造类专业实训体系重构与提升的策略

3.2.1  高职院校机械制造类专业基础实训策略

对于基础实训，运用比较多的，具有一定的技术含量，但需要完成一定操作量才可熟练的，如普通车、铣、钳工、焊接等。教学设备和实训的人数需要满足1∶1的比例。（为研究需要，该类实训标记为Ⅰ类实训）

对于基础实训，运用比较多的，但技术含量比较低，但却很容易上手的，如普通磨床、刨床等设备，其数量和实训的人数需要满足5∶1的比例。（为研究需要，该类实训标记为Ⅱ类实训）

上述两者的比例主要按照实训的难度和实训的时间来确定，通过实训教学体系的重构和提升，把两者结合起来，通过穿插实现实训设备利用的最大化。以一周5天的实训为例，全部学生进行Ⅰ类实训，同时轮换20%的学生进行Ⅱ类实训，一般该类实训都以周计算，5天轮换一个周期，具有很强的操作性。因此，Ⅰ类实训按照1∶1的比例配备实训设备，Ⅱ类实训按照5：1的比例配备实训设备。

3.2.2  高职院校机械制造类专业实训策略

专业实训难度较大，对学生的实训要求也较高，而且专业实训的设备也比较昂贵，因此，合理地重构专业实训体系是本课题研究的重点。以数控技术专业实训为例，实训编程和车床操作是实训的重点和难点，二者的实训效果是决定该专业人才培养效果的关键因素，通过实训教学体系的重构，把两者结合起来，模拟编程实训的软件（为研究需要，该类实训标记为Ⅲ类实训）按照1∶1的比例配备，数控车、数控铣和加工中心等（为研究需要，该类实训标记为Ⅳ类实训）按照3∶1的比例配备，学生首先进行Ⅲ类实训，然后通过穿插，轮换1/3的学生进行Ⅳ类实训。

该方法可以很好地解决该类实训在以往出现的一些问题，例如，一部分学生操作，另外一部分学生围观，实训课堂秩序混乱；实习过程中，有的学生动手多，有的学生动手少。通过实训体系的重构，不但可以最大化地利用实训设备，而且可以让每个学生都能够动手操作，解决以往有的学生吃得多，有的学生吃得少的问题[10]。

3.2.3  高职院校机械制造类专业特种实训策略

本文中特种实训指的是一些现在不常用，但又具有发展前景的实训。对于机械制造类专业而言，对一些前沿设备的学习是非常必要的，例如，焊接技术是机械制造类专业的学生必须掌握的一门技能，任何機械制造与装配都需要用到焊接技术，对于普通的焊接实训，可以通过1∶1配备实训设备，但是对于一些先进的焊接技术，无法提供充足的实训设备。以焊接机器人为例，湖南省仅有4所高职院校购买了此设备，但这几所院校的焊接机器人主要用在比赛和参观上，在教学上的使用几乎是空白，通过实训体系重构，把该类实训教学和理论教学相结合，把基础教学和前沿技术教育相结合，把该类实训设备单独开设成一门课程，一般设为一个星期，主要讲解设备原理、设备操作和设备演示。该类实训不但合理地利用了实训设备，还可以极大地提升教师的教学效果。

4  结束语

人工智能将给职业教育带来极大冲击，职业教育的专业体系与课程体系将发生改变；职业教育将和人工智能紧密结合。为适应未来发展，高职院校智能制造类专业必须率先改革，而实训教学的重构与提升将是重中之重，高职院校必须针对智能制造类专业的基础实训、专业实训、特种实训采取不同策略，方可有效提升人才培养质量，更好地服务产业转型升级。

5  参考文献

[1] 李慧燕，黄守宁.基于云课堂构建混合式教学模式的研究与实践：以高职院校机加工实训课为例[J].教育观察，2021，10（46）：107-109.

[2] 沈言锦，张坤.“中国制造2025”背景下职业教育发展现状及对策研究[J].成人教育，2017，37（10）：58-61.

[3] 董策.以提升综合职业能力为导向的高职院校实训教学探索[J].中国成人教育，2021（22）：46-49.

[4] 沈言锦.中国制造2025背景下高职院校芙蓉工匠培养对策研究[J].中国教育技术装备，2017（16）：141-142，145.

[5] 邹滢.关于提高高职院校实训设备使用率的思考：以我院物流实训设备利用率为例[J].中国储运，2021（11）：137-138.

[6] 沈言锦.“中国制造2025”背景下的职业教育供给侧改革研究[J].成人教育，2016，36（11）：48-51.

[7] 文立.成果导向的高职实训课程评价改革与实践：以光伏发电系统规划与设计实训课程为例[J].现代制造技术与装备，2021，57（11）：211-214.

[8] 沈言锦.“中国制造2025”背景下构建职教体系新模式研究[J].职业教育研究，2016（9）：13-17.

[9] 吉磊.文化创意产业背景下高职院校政校企融合实训平台建设研究：以连云港师专文创基地为例[J].大众文艺，2022（02）：184-186.

[10] 沈言锦.高职院校实施项目式开放性考核体系的研究与探索[J].中国教育技术装备，2014（3）：51-52.