工业互联网应用专业实训室建设问题的研究与改进策略

江艳华 张 平 李 杰

（1.成都市技师学院∕成都工贸职业技术学院电气工程学院，四川 成都 611743；2.宜宾市南溪职业技术学校，四川 宜宾 644100）

0 引言

近年来，我国相继发布一系列促进工业互联网发展的相关政策，推动工业互联网产业进入快速发展阶段，因此，培养大批高素质的工业互联网人才已迫在眉睫。职业教育与社会的联系最为紧密，其围绕社会产业的发展重点，将人才培养供给侧与产业需求侧进行对接，承担着培养高质量技术人才的重要使命［1］。基于工作导向的职教理念，无论是工程类学科还是非工程类学科，都应在现有的理实一体化教学平台中践行理论教学融入实训教学的要求［2］。通过工业互联网实验室的建设，设置专业课程，学生在就业前完成岗位所需的专项技能的培训。岗前模拟训练，使学生对企业所需技术、设备及工作环境等有所了解，能有效缩短学生的岗前适应时间，使其能更快满足企业要求［3］。目前，工业互联网应用专业实训室建设存在着问题，如课程体系的完整性不足、实训条件有限、软件环境不完善和应用限制、实践项目缺乏。为解决这些问题，对工业互联网应用专业实训室建设进行研究，并提出改进策略。

1 专业设置与课程体系的问题分析与改进策略

1.1 专业设置与课程体系的现状和问题

随着新技术不断涌现，工业互联网发展迅猛，行业对相关人才的需求也在不断增长。为了尽快满足市场需求，高校迅速开设了工业互联网应用专业课程，但在课程设置过程中，没有足够时间和资源去全面考虑课程体系的完整性和前瞻性。

目前，不同学校的工业互联网应用专业课程体系有一定差异。工业互联网应用专业的课程体系涵盖工业互联网的基础理论、技术知识和应用实践等内容，包括物联网技术、数据分析与挖掘、云计算与边缘计算、智能制造与工业控制等课程。然而，在课程设置过程中存在内容重复、重点不明确、缺乏前沿技术内容等问题。

1.2 课程体系的完整性和前瞻性分析

工业互联网行业发展非常迅速，应根据岗位需求和社会需要来设置相应的课程体系，培养学生良好的实践技能和实际操作能力［4］。在工业互联网背景下，建设校内实训项目时需要将专业岗位的高技术含量和行业新技术充分体现出来，并使学生通过实训来掌握本专业的先进技术［5］。因此，课程体系应及时跟进行业需求和技术发展趋势，保持与行业紧密联系。

1.3 专业设置与课程体系的改进策略

1.3.1 优化课程设置和结构。对工业互联网应用专业的课程设置进行优化和调整，提高课程体系的完整性和前瞻性；考虑到行业需求和技术发展趋势，增加相关前沿课程或模块；优化现有课程的结构和内容，注重理论与实践的有机结合；引入跨学科课程，培养学生的综合素养和团队合作能力。

1.3.2 加强理论与实践的有机结合。通过优化课程设置和结构，加强实践性的课程和实训项目，强化实验室和实训设施建设，与企业合作开展实践项目，注重理论与实践的有机结合，从而进一步加强工业互联网应用专业的课程体系，培养出具备实践能力的工业互联网人才。

2 实训条件与硬件设备的问题分析与改进策略

2.1 实训条件与硬件设备的现状和问题

实训室以提高学生职业能力为核心，逐步完善实训室其他功能，使实训室能满足多样化需求［6］。目前，高校工业互联网应用专业的实训场地和设施往往无法满足学生的实践需求，且实训场地多为信息类或自动化类专业原有实训场地，无法提供完全匹配工业互联网应用专业的实践操作平台，制约了对学生实践能力和技术水平的培养。在实训过程中，实训资源和材料的缺乏也限制了对学生实践能力的培养。学校可能无法提供足够的练习案例和实际项目，导致学生在学习理论后无法真正进行实践操作。

在工业互联网应用实训过程中，硬件设备的配置和性能要求也是至关重要的，应用实训涵盖了工业互联网、云计算、工业机器人、PLC 控制、CNC、智能传感器、运动控制等技术，要求硬件设备能服务不同层次和技术水平的在校学生［7］。学生在实训时需要使用高性能计算机、网络设备、传感器和控制器等来模拟真实的工业环境和场景，并进行相关实践操作。然而，由于经费限制或技术支持不足等，实训室没有适合的硬件设备，导致学生的实训效果受限。

2.2 实训平台适应性和硬件设备更新换代的需求分析

在构建实训平台和引进设备时，学校需要充分研讨其可行性。结合实训基地优质的实训资源及支撑职业技能证书考核培训的需要，开展高技能人才的培养，为在校学生和企业技术人员提供服务［8］。

在工业互联网领域，新的硬件设备和技术不断涌现，并且发展迅速。为了跟上行业发展步伐，学校需要及时更新硬件设备，为学生提供最新的实训体验和技术应用。然而，硬件设备的更新换代速度较快，且购买和维护新设备也会消耗大量的经费和资源，这给学校带来了一定的挑战。在购买设备时，需要考虑经费投入、设备维护和更新、技术支持等方面的可行性和可持续性。同时，也需要与行业内的企业、专家教授等进行沟通和合作，从而确保实训平台和设备的选择与行业需求和发展趋势相适应。

2.3 构建实训平台和引进先进设备的改进策略

2.3.1 打造模拟实践环境和设备网络。为了解决实训条件不足的问题，学校可考虑构建模拟实践环境和设备网络。利用虚拟现实技术和仿真技术，在云平台上构建与实际工厂中的物理环境、生产能力和生产过程完全对应的虚拟制造系统。通过搭建虚拟实验室或模拟工厂等平台，学生可进行虚拟实践操作和模拟场景应用。此外，学校还可通过构建设备网络，将现有的硬件设备进行联网互通，从而提供更多的实训资源和材料，增加学生实践的机会。

2.3.2 引进先进的设备和技术。为满足工业互联网应用专业的实训需求，学校可考虑引进先进的硬件设备和技术。与企业合作或与行业内的有关研究机构建立合作关系，获得更多的先进设备和技术的引进渠道。通过引进先进设备，学生可接触到最新的工业互联网技术和设备，提高实践能力和技术水平。同时，学校可与企业或研究机构合作，进一步拓宽学生获得实训资源和实践机会的渠道。

3 软件环境与实践项目的问题分析与改进策略

3.1 软件环境与实践项目的现状和问题

在工业互联网应用专业的实训过程中，软件环境与实践项目亟须改善。当前某些实训活动的软件环境存在不足，如软件工具落后、不支持最新的工业互联网技术，这还限制了学生的学习与实践。同时，现有实践项目内容不够丰富、技术不够新颖，使得学生无法在校内得到与企业实际相符的训练经验。

3.2 软件环境与实践项目改进的需求分析

改进软件环境和实践项目是提高工业互联网应用专业学生的实践能力的关键，通过引进先进的软件工具和技术，可满足学生对软件环境的需求，并提供更多的实践机会和应用场景。因此，迫切需要设计和开发出适合工业互联网应用的实践项目，以培养学生的实践能力和解决问题的能力［9］。

3.3 软件环境与实践项目的改进策略

3.3.1 改善软件环境。学校通过系统性的调研和分析，了解市场上工业互联网应用软件工具的情况和教学实践需求，通过与行业内的企业合作、参与行业研究项目、与其他高校进行经验交流等方式来改善软件环境。在选择软件工具时，需要综合考虑软件的功能、适用性、易用性和成本等因素，并实现与学校教学目标和实践需求相匹配。

3.3.2 加强实践项目设计与开发。针对缺乏实践项目的问题，学校可与企业、研究机构及行业内的专家进行合作，通过与企业签订合作协议、搭建实训基地、设立实训项目基金等方式来加强实践项目。同时，也可通过优化师资队伍、鼓励教师参与实践项目的设计与开发，并提供相应的支持和资源，从而解决实践项目缺乏的问题。

4 成套设备选择的问题分析与改进策略

4.1 成套设备选择的现状和问题

在构建工业互联网应用专业实训室过程中，成套设备的采购是一项重要任务。成套设备价格高昂，且工业互联网领域技术更新迭代快，对教育机构的资金和资源造成压力。学校需要挑选出既能满足教学和实训需求，又经济可行的成套设备选择方案，确保资金有效使用，为学生提供最新的实训环境。

4.2 成套设备选择的需求分析

高昂的设备价格和快速更新的技术使得学校需要进行细致的市场调研和需求分析，从而选择性价比高、能适应教学需求变化的设备。成套设备的采购策略应结合学校的财政预算、教学目标和长期发展规划，并考虑如何通过校企合作、产教融合等方式来降低成本、分享资源，从而实现设备的最大化利用。同时，需要预估设备的使用寿命，并考虑后续的维护和更新成本，确保投资回报。

4.3 成套设备选择的改进策略

研究成套设备的价格与选择方案，学校可系统地评估市场上不同成套设备的价格、性能和可行性，选择适合学校条件和实际需求的成套设备方案。在选择方案时，需要综合考虑成套设备的性能、价格及其对校内条件、预算和实际需求的适应程度。

针对成套设备的应用推广，学校可制定出合理的推广策略。工信部印发的《研究制定工业互联网高质量发展指导意见》指出，要加强工业互联政策引领，强化制度要素保障，研究制定工业互联网高质量发展指导意见，深化产融合作和产教融合，引导各类资本加大投入，加快培育高层次、复合型、技能型人才，进一步营造良好的发展环境［10］。因此，可与相关行业内的企业进行合作，共享设备资源，并开展合作研究项目，促进设备的充分利用和校企合作。学校还可探索与其他高校或研究机构的合作，开展联合实验室项目，为师生提供更多的使用成套设备的机会。

通过对成套设备价格与方案进行评估，学校可明确采购目标、选择合理方案，提高成套设备的使用效果和性能优势，并最大程度发挥设备在教学与实践中的作用。

5 师资队伍建设与培养的问题分析与改进策略

5.1 师资队伍建设与培养的现状和问题

随着工业互联网技术的快速发展，部分教师未能及时更新知识体系以适应新技术和新工艺。由于部分教师长期缺乏与企业实际工作的接触，导致其实际工作经验不足。一些教师可能仍采用传统的教学模式和理念，没有有效结合工业互联网的特点和要求来设计课程和实训活动。在新技术和教学方法的更新方面，教师没有得到系统的、持续的培养和培训，教师队伍整体素质提升缓慢。

5.2 教师培训和发展的需求分析

对工业互联网应用专业的师资队伍人员构成和状况进行分析，了解教师学历、资历、教学经验及研究和实践能力等方面的情况以及教师队伍的整体年龄结构和学科背景分布情况，找到师资队伍建设中存在的问题和短板，可能存在的问题包括教师学科专业不齐全、学术研究能力欠缺、行业实践经验不足、教育教学理念陈旧等。着重关注存在的问题，为制定针对性的培养策略和改进措施提供依据。

5.3 教师培养方案和培养模式设计与改进策略

应基于需求和目标来制定教师培训计划和发展策略，包括培训内容、培训方式和培训周期等。根据不同教师的不同需求来制定具体的师资培养方案，分阶段进行培训。培养方案包括培养目标、培养内容、培养方法和评估机制等，确保能全面提高师资队伍素质和能力水平，可对教师的学科知识、教学设计能力、课堂管理技巧、科研能力和实践经验等进行培养。

结合教育技术和在线学习技术的发展，探索新的师资培养模式，包括在线培训、远程教育、虚拟实验室等。通过引入新的技术和教学手段，提高教师的学习效果和培养质量。同时，也可发挥行业内的企业资源和校企合作的优势，提供实践培训和产学研结合的机会，从而增强教师在实践应用能力。

6 结语

针对工业互联网应用专业实训室的现状及存在的问题，提出具有针对性的对策建议，提高实训室的建设质量，加快人才培养进程。通过这些改进措施，工业互联网应用专业实训室能更有效地为学生提供实践操作和项目实施机会，提高学生对实际问题的解决能力和行业就业竞争力。此外，通过加强行业与学校的合作，可确保实训室能提供与实际工作环境相匹配的设施和课程内容，培养出适应当前工业互联网快速发展需求的高素质技术人才。