摘要：針對智能製造技術發展趨勢，社會對高素質智能技術人才知識一能力一素質結構的要求以及當前國民經濟建設對面向“工業4.0”人才的實際要求，提出面向“工業4.0”的專業定位與培養目標，制定智能科學與技術專業理論與實踐一體化的創新課程體系。
關鍵詞：工業4.0；智能科學與技術；創新課程體系；中國製造2025
0引言
智能科學與技術專業是教育部根據“面向國家戰略需求、面向世界科技前沿”的方針，爲適應國家科學與技術發展的需要而設立的，專業代碼080907T。智能科學與技術專業屬於一個交叉學科，涵蓋了電子信息技術、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術領域的應用。因此，如何交叉學科，立足於工業智能化的發展方向和《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》的要求，適應國家對高質量的智能技術人才的社會需求，研究與實踐體現行業產業發展、技術進步和社會建設需求的智能科學與技術專業人才培養課程體系具有重大意義。
1創新課程體系的意義
德國率先提出的“工業4.0”概念其實就是將互聯網技術與嵌入式系統技術、計算機技術、先進製造技術等相結合，形成虛擬與現實相融合的智能製造系統。人們可以在世界任何地方採用電腦或任何移動終端，在互聯網上選擇標準的或定製的貨品訂單，系統會採用人工智能、大數據、機器學習等技術在全球範圍整合資源、信息、物品和人，以高質量、低成本、高效率生產製造出產品，快速交付給客戶。
在製造領域，這種技術的漸進性進步可以被描述爲工業化的第4階段，即“工業4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國蒸汽機爲代表；第②階段以1870年的電動機械發明與應用爲代表；第③階段以使用電子與IT技術的自動化時代爲代表；第④階段就是我們正在經歷的智能製造時代。當前，中國工業機器人銷量連續兩年行業增速在50%以上，行業進入成長期。另外，中國工業機器人使用密度遠低於主要發達國家，具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發展對相關專業人才的需求呈爆發趨勢，智能科學與技術專業畢業生今後的一個重要就業方向將是服務於產業界的機器人領域。
我們國家正在大力提倡的“中國製造2025”與德國提出的“工業4.0”有着異曲同工之妙，儘管兩國的工業、社會發展階段存在差異，但在智能製造領域、互聯網領域發展水平基本同步。通過國家層面大力推廣發展智能製造技術，以及在大學智能製造相關專業的.課程改革，爲我國的智能製造技術趕上甚至超過發達國家創造了千載難逢的機遇。
2智能科學與技術專業創新課程體系目標
如何充分利用民辦學校的企業資源優勢，辦好智能科學與技術專業是本專業面臨的重要挑戰之一。本着教育先行、爲產業服務的辦學宗旨，根據行業中長期發展的需求，在保證專業知識體系完整性的前提下，結合“工業4.0”對專業人才知識、能力的需求，我們將專業定位側重於智能傳感與檢測技術，智能機器人傳動、驅動技術，智能機器人系統構建技術，嵌入式系統技術等。4年來的辦學實踐證明，我們的專業定位符合地區與行業發展需求，並具有一定的前瞻性。
基於以上專業定位，對智能科學與技術專業的人才培養課程體系進行深入的探索與實踐，涉及專業一體化的理論與實踐課程體系規劃，機器人實踐平臺升級，專業課程的教學設計、教學方法、考覈方式改革，教學資源、師資隊伍、評估反饋機制建設等。通過有針對性地研究我們在專業教學中存在的問題，尋找解決問題的有效途徑，探索出符合現代高等教育發展規律、適應“工業4.0”及“中國製造2025”對專業人才知識及能力要求的創新課程體系，爲國家、社會輸送高素質的應用型工程技術人才。
通過對智能科學與技術專業的面向“工業4.0”的創新課程體系的研究，在已運行4年的本專業課程體系的基礎上建立完善的智能科學與技術專業創新課程體系；完成課程體系面向“工業4.0”的課程羣知識結構設計、理論與實踐一體化設計；總結課程教學手段和方法；完成高質量的教學資源建設；建立高水平的師資隊伍。
3創新課程體系構建方案
專業人才培養遵循工程教育思想，以項目爲導向設計專業課程培養體系，將項目設計和實施貫穿於大學4年的教學過程之中，讓學生在校期間就有機會參與真實項目的開發與運作，獲得實踐經驗和實際操作能力，實現企業真實項目實踐與學校理論教學的無縫對接。設置面向“工業4.0”的創新課程羣及項目羣，對學生的知識、能力、素質進行全面培養，使學生得到全方位的鍛鍊。
3.1支撐培養目標實現的一體化課程體系
專業課程體系的構建思路以行業與社會需求爲根本。在此基礎上確定智能科學與技術專業人才的培養目標。以TOPCARES-CDIO教育理念爲指導，定製科學先進的人才培養模式和過程，最終建立面向“工業4.0”的智能科學與技術專業創新課程體系。
引進與國際接軌的課程體系，制定全新的適應我國國情的教學計劃，採用先進的教學理念與培養模式，初步構建以設計爲中心，理論與實踐高度融合的應用型本科課程體系。
理論課程體系方面具體表現在適當降低理論知識的難度，着重培養學生理論結合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學的應用性，構建基礎理論平臺課程羣與專業模塊化課程羣相結合的理論教學體系，保證人才的基本規格和多樣化、個性化發展，增強學生對社會的適應性。
實踐課程體系方面，依據專業能力培養目標，以能力爲本位，以項目爲載體，以“學中做”和“做中學”爲方法，統籌安排基礎實踐、專業實踐、創新訓練與實踐、創業訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業設計（論文）與企業實習等各類實踐教學環節，使實踐學期教學內容逐級遞進、逐步深化；將實踐學期實訓內容與理論學期的教學內容緊密銜接。系統化構建理論與實踐相結合、課內與課外相結合、學校與企業相結合，貫穿於大學教育全程的一體化實踐教學體系。本專業採用自頂而下的方式設計各級項目。一級項目（智能機器人綜合設計項目）的設計直接針對專業的培養目標，實踐學期的二級項目和基於專業課程的三級項目分別是一級項目培養能力的分解。
採用基於社會實際崗位的逆推法設計課程體系，如圖2所示。按照人才職業需求確定專業培養目標，將專業培養目標抽象爲若干個專業核心應用能力，再根據每個專業核心應用能力所需的知識、能力、素質結構劃分不同的課程羣。
設置課程羣不僅要考慮智能科學與技術專業本身課程體系的科學性與遞進關係，還要充分研究專業相關的重點行業、大型企業崗位特點，針對人才市場的人才需求和崗位需求，把行業、企業、崗位所需與“工業4.0”相關的新知識、新技術、新平臺、新規範納入課程，實現專業課程體系與區域經濟及行業、企業的有效對接。目前，智能科學與技術專業現行的人才培養課程體系將專業定位側重於智能傳感與檢測技術、智能機器人傳動與驅動技術、智能機器人系統構建技術和嵌入式系統技術，包括智能系統的軟/硬件設計與開發，以及智能技術在工業控制領域的應用等。雖然該體系與面向“工業4.0”相關技術有一定的匹配度，但還需進一步改革，擬融合“通信規約”“IoT”“工業現場總線”等知識模塊構建“工業4.0”的CPS虛擬網絡課程羣，融合“工業機器人”“智能傳感檢測”等構建“工業4.0”的CPS實體物理課程羣。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業機器人開設相關的課程實驗、課程項目、實踐學期項目及實訓等。
智能科學與技術專業課程體系的構建分爲基礎課程、專業基礎課程、專業崗位應用技能課程、專業方向和專業技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設置的對應性，前兩個階段與傳統大學基本一致，只是深度上淺顯一些，後兩個階段面向人才市場的崗位需求，着重培養企業用得上的專業人才。
3.2科學的人才培養質量評價體系
大連東軟信息學院智能科學與技術專業按照全面質量管理的理念，建立了全員參與、全過程監控、全方位評價的教學質量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結合，形成性考覈評價與終結性考覈評價相結合，定性評價與定量評價相結合，採取管理學確認有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進行評價，可以有效地保證各環節教學質量的穩步提升與持續改善。
智能科學與技術專業教學質量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學質量評價以及教學過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業、課程、項目、教材以及素質教育等環節落實工程教育理念的效果。教學質量評價主要包括教師教學質量評價，學生對課程的滿意度調查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等，由定量評價和定性評價組成。教學過程評價，主要從課程考覈、實踐學期以及畢業設計（論文）3個關鍵環節展開。
3.3高水平師資隊伍建設
專業自成立以來就十分關注師資隊伍的培養，不斷強化專業師資隊伍建設，持續關注專業帶頭人和骨幹教師建設，加強“雙師型”教師隊伍的培養力度。通過開展內部培訓、教學研討、企業實踐、學術研討等全方位的培養措施，努力建設一支結構合理、素質優良、教研科研水平高、技術服務能力強的教學團隊。在師資隊伍建設過程中，實施“引聘訓評”的雙師型師資隊伍建設發展方案。
3.4教學資源建設
根據課程體系改革方案，完善改革課程的教學大綱，積極開展專業課程教材、試題庫、項目庫、實驗指導書、教學案例、課件等教學資源建設，升級機器人系列實驗室。
4結語
創新課程體系面向“工業4.0”，從專業的角度一體化地設計專業課程體系。通過體系化的培養，學生既達到專業培養目標的要求，又符合行業發展和社會建設的需求。創新課程體系將對國內高校智能科學與技術專業教學改革起到積極的帶動、促進、示範、輻射和推動作用，並將產生深遠的影響。創新課程在電子信息工程等專業同時開設，將在相關專業的教學過程中得到具體應用和驗證，使更多的學生從中受益。
