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人工智能技术驱动下的高职机电一体化专业课程体系创新

庹国永
  
云亦媒体号
2025年127期
重庆经贸职业学院

随着人工智能技术的飞速发展,智能制造已成为全球制造业转型升级的重要方向,对机电一体化专业人才培养提出了更高要求。传统的课程体系在知识架构、实践能力培养和产业需求匹配等方面存在滞后性,导致学生在毕业后难以迅速适应智能制造环境。当前,高职院校的机电一体化专业课程仍然以传统机械、电气和自动化知识为核心,未能充分融入人工智能技术,缺乏智能控制、工业数据分析、人机交互等关键内容。此外,实践教学模式依然以传统实验和模拟训练为主,难以匹配智能制造环境下对复合型技能人才的要求。

1. 高职机电一体化专业课程体系的现状与挑战

当前高职机电一体化专业的课程体系在构建过程中,虽然已经形成了一定的理论框架,并涵盖了机械、电气、自动化控制等多学科交叉内容,但整体上仍存在诸多限制,难以完全满足智能制造时代对高技能复合型人才的需求。首先,课程内容更新滞后,仍然以传统机电理论知识为核心,缺乏对人工智能、物联网、大数据等新兴技术的深入融入,导致学生在掌握基本机电知识的同时,对智能制造体系中的数据驱动决策、智能控制算法等关键技术缺乏足够认知。其次,实践教学体系相对薄弱,尽管部分院校已构建校内实训中心,但实训设备更新不足,仍停留在传统机电系统的操作层面,未能引入人工智能控制系统、数字孪生仿真平台以及智能运维系统等先进技术,使得学生的动手能力和企业适应能力受到制约。此外,校企合作的深度与广度仍待加强,当前的企业合作主要局限于短期实习和技能培训,缺乏基于智能制造真实场景的长期联合培养机制,未能真正实现产业需求与人才培养的深度对接。同时,高职院校的课程考核方式仍以知识测试为主,技能评估缺乏科学有效的评价标准,导致学生的创新能力和综合实践能力培养不足。再者,师资队伍在人工智能与智能制造领域的专业背景较为有限,部分教师仍然以传统机电设备为核心开展教学,缺乏对人工智能技术的深度理解,使得前沿科技的教学实施受到局限。因此,在人工智能技术日益渗透制造业的背景下,高职机电一体化专业课程体系亟需突破传统范式,优化课程结构,增强实践环节,深化校企合作,同时加强师资队伍的AI技术培训,以构建更加适应智能制造需求的课程体系,确保人才培养的精准度和产业匹配度。

2. 人工智能驱动的课程体系创新路径

在人工智能技术迅猛发展的背景下,高职机电一体化专业的课程体系需要围绕智能制造的核心需求进行深度优化,以适应现代工业生产对复合型技术人才的要求。首先,课程内容应进行体系化重构,在保留传统机电一体化基础课程的同时,积极融入人工智能、机器学习、工业大数据分析、智能控制等前沿学科,使学生能够掌握基于数据驱动的智能化决策方法,从而提升其在智能制造环境中的适应能力。同时,课程教学模式需借助人工智能技术加以革新,结合虚拟仿真技术、数字孪生系统以及智能教学平台,实现课堂教学与智能化实践的深度融合,使学生能够在仿真环境中完成复杂机电系统的设计、调试与优化。此外,实践教学环节需要强化“人工智能+”元素的应用,通过构建智能化实训基地,搭建包括工业机器人协作、智能运维、远程监测控制等技术应用的实验平台,使学生能够在接近真实工业生产的环境中进行技能训练,并通过AI辅助评测系统,实现个性化学习进度管理和技能掌握情况的智能诊断。与此同时,深化校企合作是推动课程体系创新的重要途径,高职院校应与智能制造企业建立更加紧密的合作关系,通过共建实训中心、联合开发前沿课程、聘请企业专家授课等方式,使课程体系更加贴近企业需求,确保学生在校期间能够接受符合实际岗位要求的专业训练。现代学徒制和“企业导师+院校导师”双导师制的实施,将有效提升学生的实践能力和岗位胜任力,缩短学用脱节的时间,提高毕业生的市场竞争力。同时,教学评价体系应进行智能化升级,引入基于人工智能的动态评估机制,以数据分析方式对学生的学习过程、技能掌握情况以及创新能力进行精准测评,确保课程改革的有效性和持续优化。综上所述,人工智能技术的深度赋能不仅推动了高职机电一体化专业课程体系的革新,也使人才培养模式从传统的技能训练向智能化、精准化和产业融合方向发展,从而满足智能制造时代对高素质技术技能人才的迫切需求。

3. 课程体系创新的实施与评价

人工智能驱动下的课程体系创新需要从实施路径和评价机制两个维度进行系统规划,以确保改革措施的有效落地并持续优化。首先,在实施层面,高职院校应构建分阶段、层次化的课程改革方案,通过逐步引入人工智能技术相关内容,优化课程体系,使其既保留机电一体化专业的核心技能训练,又能满足智能制造环境下的新技术需求。课程改革的核心在于模块化教学设计,即在原有机械、电气、自动化控制等基础课程的基础上,增设智能控制、工业机器人编程、数据驱动运维等新兴课程,并通过跨学科融合方式,使学生能够在真实工程案例的学习过程中掌握人工智能技术在机电系统中的应用。此外,智能教学工具的引入是提升教学效果的关键环节,依托虚拟仿真平台、数字孪生系统以及AI智能测评系统,使学生能够在高度仿真的工业场景中进行实验操作,实现从理论到实践的无缝衔接。与此同时,实践教学体系需要进一步强化,通过与行业龙头企业共建智能制造实训基地,搭建集智能监测、远程控制、智能诊断等功能于一体的实践平台,使学生能够在真实生产环境中锤炼技能,提高其岗位适应能力和创新能力。此外,校企协同培养模式的深化也至关重要,高职院校应与企业联合制定培养方案,共同开发符合产业需求的课程内容,并通过“企业导师+院校导师”双师制模式,使学生能够在学习过程中获得企业前沿技术指导,从而缩短毕业生进入智能制造岗位的适应期。在评价机制方面,应建立动态、多维的教学评估体系,利用人工智能技术进行学习数据分析,实现学生学习过程的精准监测和个性化反馈,从而确保课程改革的实施效果。传统的考试模式应与过程性评价相结合,通过智能测评系统分析学生的学习行为、项目实践表现、问题解决能力等关键指标,构建以能力导向为核心的评价体系。此外,企业对毕业生的反馈应作为课程改革的重要依据,高职院校可定期收集用人单位的评价数据,并据此调整课程内容和教学方式,以持续优化课程体系,确保人才培养方向始终符合智能制造行业的实际需求。通过构建科学合理的实施路径与评价机制,高职机电一体化专业课程体系的创新将形成良性循环,从而推动智能制造领域高素质技术技能人才的培养,为制造业的智能化升级提供坚实支撑。

4. 结论与展望

传统机电一体化课程体系在知识结构、实践教学及产业对接方面存在明显滞后性,而人工智能技术的深度融合不仅能够有效拓展课程内容,提升学生的数据思维与智能控制能力,还能够通过虚拟仿真、AI评测等智能教学工具,增强教学的精准性和实效性。此外,现代学徒制、双导师制及企业共建实训平台的推进,能够显著缩短人才培养与产业需求之间的落差,提高毕业生的岗位适应力和综合竞争力。

参考文献:

[1]  李月芳,蒋庆斌.“人工智能+制造”背景下高职机电一体化技术专业群建设研究[J].中国职业技术教育,2023,(23):55-61.

[2]郑飞.高职机电一体化人才培养路径探索[J].甘肃教育,2023,(15):54-57.

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