基于新工科的智能制造劳动育人实践与研究

［摘 要］在新时代工科高校的劳动教育中，开展现代专业知识与先进工业生产紧密结合的智能制造劳动项目实践，对于支撑中国式现代化的高等教育有着非常重要的意义。智能制造劳动教育是新工科人才培养的重要环节。文章基于智能轻工制造行业对人才的需求，按照OBE理念，以智能轻工机械生产线的产品生产为实践训练项目设计背景，探究在智能制造生产项目实施中开展劳动育人的实践路径。

［关键词］新时代；劳动教育；智能制造；劳动课程；劳动精神

［中图分类号］Ｇ642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）05-0141-05

“以劳树德、以劳增智、以劳创新”为主的新时代高校劳动教育，正在全国各地以多种形式深入展开和推进。劳动教育的落地生根是在劳动促进人的发展、发挥育人价值的过程中实现的[1]。

新时代工科高校的劳动教育应当紧密跟随工业生产和社会发展的步伐，重点突出一个“新”字，即新工艺、新技术、新知识、新方法，强调现代工业技术、多学科交叉融合的创造性，构建全方位的劳动教育实践教学体系，旨在把大学生培养成为知识型、技能型、创新型的，有责任担当的，有公共情怀的高素质劳动者。

可见，高校新时代劳动教育和高校新工科建设具有相同的人才培养目标，高校新时代劳动教育将发挥连接新工科专业教育、社会实践和劳动生产的桥梁纽带作用[2]。

制造业高级化是我国成为发达国家的可行路径。随着智能制造技术的应用，传统的制造业正在经历着一场全面的变革。智能制造不仅改变了产品制造过程，也改变了对制造人才的需求。将智能制造项目引入高校劳动教育课程，对于培养具有较高素质和较强竞争力的新工科人才是非常必要的。

一、开展智能制造劳动实践对新工科人才培养的意义

智能制造是指在生产过程中，将智能装备通过通信技术有机连接起来，实现生产过程自动化，并利用各类感知技术收集生产过程中的各种数据，同时通过工业以太网等通信手段将其上传至工业服务器，在工业软件系统的管理下进行数据处理分析，然后与企业资源管理软件相结合，为客户提供最优化的生产方案或者定制化生产，最终实现智能化生产。其是技术、信息、工程和管理的高度集成[3-4]。

许多人都有这么一个疑问，在一个智能化自动化的生产社会中，还需要人的劳动吗？ 答案毋庸置疑是肯定的。劳动是人类社会永恒的一项社会活动。随着时代的发展和社会的进步，劳动的形式和方法也不断地发生着变化，从刀耕火种，逐步发展到近现代的机械化、自动化和智能化。智能化的机器设备降低了对劳动者的体能要求，却对劳动者的智力、技能等综合素质提出了更高的要求，更需要精益求精的工匠精神、一丝不苟的劳动精神和奋发有为的创新精神。

高校通过开展现代专业知识与先进工业生产紧密结合的智能制造劳动育人实践，进行包含劳动精神面貌、劳动价值取向、劳动技能水平等内容的新时代大学生劳动教育[5]，引导学生热爱伟大的祖国，主动担当时代责任，将个人理想与国家需要紧密联系起来，在实现中国梦的伟大实践中实现个人价值[6]。只有这样，才能为建设中国式现代化的高等教育发挥支撑作用，才能为建设创新型国家培养具有跨学科知识背景、创新意识、实践能力，能够适应未来工业发展和现代制造业需求的高素质新工科拔尖创新人才。这对于实现中华民族伟大复兴的中国梦有着非常重要的意义。

二、智能制造劳动项目实践在新工科劳动育人中发挥的作用

（一）“以劳增智”，助力客观审视职业能力提升方向

党的二十大明确指出，要加快建设制造强国、质量强国，推动制造业高端化、智能化发展。智能制造是实现制造业转型升级的重要手段，也是实现制造强国的重要途径。智能工厂是推动智能制造的切入口和突破点，是智能制造能级和核心竞争力的重要体现，也是高端技术人才的主要职场。

智能制造劳动项目实践以产教融合的方式开展劳动教育，是适应现代制造新业态的职业启蒙的一种教育方式。学生通过劳动，深入体验未来的智能制造领域的职业生活，不仅可以深刻理解专业知识，更可以了解自身知识储备中的不足，了解就业时所需的知识有哪些，然后有针对性地补充知识和深化学习，不断完善知识结构。

智能制造劳动项目作为一种综合性实践项目，已经成为培养新工科人才的重要手段。通过智能制造劳动项目实践，学生可以掌握多种技能和知识，提高动手能力和解决实际问题的能力；还可以让学生在实际操作中体会到工作的难度和挑战，从而更好地进行自己的职业规划，确定发展方向。

较高的劳动能力是提高就业质量的根本保障。将智能制造劳动项目实践和创新创业以及择业就业相关联，是推动学生将所学的知识转化为产业发展的原动力，可带动学生对劳动项目涉及的专业技能和专业知识进行深度学习和研究，为将来的职业生涯打下坚实的基础。

（二）“以劳树德”，培育新业态下的新时代劳动精神

当工业制造步入智能制造时代，劳动精神仍然是人们在生产生活中不可或缺的重要部分。在智能制造劳动项目的开展过程中，注重新时代劳动精神的培育是劳动教育的重要内容。

劳动精神包括劳动者在工作过程中积极向上的态度、行为和精神状态，也就是国家倡导的劳模精神、工匠精神。大学生新时代劳动精神体现在以下几个方面：

1.保持严谨负责。在劳动过程中培养学生对工作认真严谨，对工作质量、效率和安全高度负责的态度。

2.坚持勤奋努力。在劳动过程中培养学生刻苦钻研、勤奋努力的精神，不断追求进步和高效。

3.讲求团结协作。在劳动过程中培养学生团结协作的精神：和谐相处、互相协作、密切配合，共同推进工作，顺利完成生产任务。

4.追求不断卓越。在劳动过程中培养学生追求卓越的精神，不断提升自己的工作水平和专业素养，为国家和社会及企业的发展做出贡献。

（三）“以劳增能”，提升学生深度服务社会生产的能力

智能制造劳动项目涉及机械、电子、计算机等多个学科领域，是进行多学科知识交叉融合的综合学习大平台。学生通过智能制造劳动项目的锻炼，能够提升以下几个方面的能力。

1.知识综合学习和运用能力方面：智能制造劳动项目涉及多个领域的知识和技术，能够培养学生具备综合性的分析和解决问题的能力，提升学生跨专业学习的兴趣和激情。

2.智能设备控制与操作能力方面：智能制造劳动项目中的智能设备大都需要按照生产工序和生产工艺进行操作编程或者示教编程及调试设置，具有较高的技术要求和很强的实践性质，能够促进学生在实际操作中不断掌握和应用与智能制造相关的前沿知识和现代化劳动技能。

3.创新思维和创新能力方面：在智能制造劳动项目实践的过程中，学生可以不断探索和尝试新的解决方案和方法，进而培养学生的创新思维，促进学生创新能力的提升。

4.团队合作与协调配合能力方面：智能制造过程是由每一部分的制造设备按照生产流程自动完成的，需要智能设备间行云流水般的相互配合。这种流畅的生产过程，说到底是人的集体智慧的结晶。在劳动项目实践中承担各部分任务的学生，需要在统筹协调、交流思想、衔接联动等团队配合协作下，进行参数设置、设备调试、程序编制等工作，这样才能将产线调试成功，然后生产。因此，劳动项目实践可以有效促进团队协作能力的提升。

总之，基于智能制造项目开展劳动教育，不仅可以提高新工科人才的实践能力和解决实际问题的能力，还可以培养他们具备优秀的职业素质和品格。

三、基于智能制造项目的劳动育人方案

劳动教育是把劳动作为一种教育载体的教育方式。树立教育与生产劳动相结合的科学劳动价值观[7]，实现“体脑结合”，让大学生掌握契合未来职业发展需求的劳动知识和技能，是高校开展新时代劳动教育的主线。

下面以天津科技大学智能轻工与控制实践平台中的智能轻工机械柔性生产线实践训练项目为例，探讨开展智能制造项目劳动教育的路径。

（一）智能制造劳动实践平台

智能轻工与控制实践平台由多个基于数字化仿真（即数字孪生）平台及配备MES系统的智能制造柔性生产线构成。以其中的智能机械柔性加工产线，作为智能制造劳动实践平台之一，开展智能制造劳动教育。

MES系统（Manufacturing Execution System，制造执行系统）是一种通过数字化和自动化的方式，实现生产流程的可视化、优化和控制的生产管理系统，具有生产计划、生产过程控制、生产数据采集和分析等功能[8]。

数字孪生又被称为“数字双胞胎”，在实践平台中，其能将智能制造产线系统的全部结构布局、动作状态、功能性能、传感信号等进行完全数字化映射，构成仿真系统显示在电脑屏幕上，实现复杂的真实产线与仿真系统的完全虚实融合，也就是能在仿真系统中控制产线，使产线状态完全体现在仿真系统的屏幕上。在现代化工厂中，可以运用数字孪生技术，帮助企业在产品投入实际生产之前，先行在虚拟仿真系统中进行优化和测试，从而有效提升柔性生产效率和企业竞争力。

智能制造柔性生产线通过将产品设计、工艺规划、制造执行、产品数据管理、数据采购与监控等软件模块高度集成，构建一套完整、真实的数字化智能化生产线，通过对人、机、料、法、环五大生产要素进行管控，以实现从生产计划管理到仓储物流生产全过程的智能调度及调整优化，达成柔性智能生产[9]。

（二）智能制造劳动教育的课程设计

劳动教育课程是承载劳动教育的重要载体，是高校劳动教育体系中最基础、最直接、最核心的环节。智能制造劳动教育课程设计，不仅要体现劳动教育的思想性和实践性，而且要与专业融合，以培养学生的创新思维和创造性劳动的能力。

智能制造劳动教育课程基于OBE理念，从智能轻工制造行业对人才的需求出发，结合学校培养高端工程技术人才的人才培养定位[10]，围绕实际智能制造生产劳动项目的特点，进行课程内容的设计和实施，引导学生将所学知识和技能用于劳动生产实践。

1.确定智能制造劳动教育项目的劳动任务。智能制造劳动教育项目的实践任务，主要围绕智能柔性机械加工生产线的顺线调试与加工生产等工作过程实施。劳动项目中生产加工的工件是能够为社会和企业实际使用的机械产品，因此劳动产生的劳动成果，能够产生服务社会的劳动价值，进而能够使学生感受到劳动带来的获得感和成就感，从而产生“爱劳动”的动力。

2.采用线上线下混合式教学方法。开展劳动生产前，学生需要通过课程提供的线上资源，温习回顾劳动项目涉及的专业知识和专业技能；在劳动过程中，遇到问题、发现问题时，学生还需要自主分析和找到解决问题的办法；在劳动项目结束后，针对生产实践中遇到的问题，学生需要自己查找和学习SPOC线上的资源，对专业知识进行深度思考，从而达到劳动与学习双促进的良性循环效果。“干中学、学中干”能实现学生劳动能力、自学能力和解决实际工程问题能力的螺旋式提升。

通过车间班前会进行任务分配、小组分工等工作部署，并以多种形式开展现场教学，内容包括：安全生产、操作规范与生产管理、质量控制等培训和教育，以及回顾生产劳动中所要涉及的知识点等。

智能制造是全新的生产制造形式，学生掌握了与之相适应的安全生产知识、安全生产技术和安全管理模式，就打下了“会劳动”的基础。

3.综合工序和工艺因素，分组进行劳动实践。任务分解和学生分组是劳动项目实践的重要环节。引导学生按照产品生产工艺制定的工序环节，将任务分解成若干个子任务，并根据子任务内容的不同，采用相应的劳动方案和工作步骤。学生按照生产工序和岗位需求分成若干个小组，例如MES系统组、数控车加工组、加工中心加工组、工业机器人各组、激光打标组、AGV转运组及智能仓储组等，每个小组负责完成一个子任务。