本科高校国产工业软件人才培养路径研究

　　梅清晨

　　（河南工程学院工业软件产业研究院，河南 郑州 451191）

　　摘要：工业软件是制约我国智能制造发展的核心技术，现有的工业软件人才培养问题严重制约了我国国产工业软件人才的培养。通过构建本科高校国产工业软件人才培养路径，为构建“应用型、复合型、创新型”国产工业软件人才提供思路，实现国产工业软件人才培养与产业发展需求的良性互动。

　　关键词：国产工业软件；人才培养；路径；教学模式

　　1　引言

　　工业软件是工业行业“强脑健身”“强基固本”的支撑力量，是制造业尤其是高端制造业高质量发展的重要引擎。2021 年，我国国产工业软件市场规模约为人民币2 300 亿元，仅为全球总市场规模的9.1%，与我国工业生产总值占全球比重超过 25% 相比，我国国产工业软件发展水平与我国工业化发展水平严重不匹配[1]。

　　制约我国国产工业软件发展水平不高的重要原因之一是关键核心技术的缺失，而工业软件关键核心技术的突破，主要依赖于高素质应用型、复合型、创新型工业软件人才。根据中国电子信息产业发展研究院（赛迪智库） 2021 年发布的《关键软件人才需求预测报告》，到2025 年，我国工业软件人才缺口将达12 万人，工业软件将成为我国人才紧缺度最高的领域之一[2]。

　　高等院校是高素质人才供给的主要来源。目前，我国高等院校大多未设置工业软件相关专业，国产工业软件人才培养路径落后，导致国产工业软件人才培养供给侧与我国工业软件产业需求侧严重不匹配，高素质应用型、复合型和创新型国产工业软件人才供给能力严重不足。因此，我国高等院校，特别是本科高校亟需开展国产工业软件人才培养路径研究，提升高素质工业软件人才供给能力，为我国国产工业软件高质量发展提供人才保障。

　　2　本科高校国产工业软件人才培养问题分析

　　工业软件是工业技术软件化的产物，其本身具有跨学科、跨专业属性，主要体现在学科知识要求和专业能力要求等2 个方面。学科知识方面：工业软件人才不仅需要软件工程、计算机技术等软件学科知识，还需要具备大学物理、高等数学和光学等基础理论学科知识，以及机械工程、工业工程和电子信息工程等工科学科知识。专业能力方面，工业软件人才不仅需要具备软件开发、软件测试和软件应用能力，还需要具备行业模型开发、工业机理模型开发和应用场景开发能力。

　　目前，我国高校现有国产工业软件人才培养主要存在以下问题：一是我国很少有高校建有专门的工业软件学院，大多未设置工业软件相关专业，绝大多数高校在专业设置上只是软件大类，没有工业软件专业（方向）；二是缺乏成熟的国产工业软件人才培养路径，围绕国产工业软件的跨学科培养体系没有建立起来；三是校企合作不深入，没有与国产工业软件企业建立长期的互利互惠合作机制，在人才联合培养、产品联合研发和关键技术联合攻关等方面合作不够深入。

　　以上问题，严重制约了我国国产工业软件人才的培养数量和培养质量，我国本科高校亟需探索构建一条高效、实用的国产工业软件人才培养路径，以提升高素质应用型、复合型和创新型工业软件人才供给能力。

　　3　本科高校国产工业软件人才培养路径构建

　　3.1　成立独立设置的工业软件学院

　　目前，绝大多数本科高校没有成立独立设置的工业软件学院，而是挂靠或依托传统的软件学院进行工业软件人才培养。由于工业软件的学科交叉属性，传统的软件学院以软件专业知识和技能培养为主，无法很好地将工业软件人才必备的工业知识、工业机理和工业模型等融入到人才培养当中，导致工业软件人才培养质量不高。

　　本科高校应该紧紧围绕国产工业软件产业链或产业特定应用场景，紧密对接当前国产工业软件发展趋势和 “卡脖子”关键技术，以服务国家制造业高质量发展对工业软件领域人才需求出发点，以培养具有工业数据、工业知识、工业场景与工业软件深度融合应用能力和工程创新实践能力的高素质应用型、复合型、创新型国产工业软件人才为目标，成立独立设置的工业软件学院，工业软件学院应用在本校优势工科学科专业基础上，根据国产工业软件发展趋势统筹布局工业软件相关学科专业或专业群，形成集群效应，提高工业软件人才培养质量。同时，本科高校还可以在工业软件学院的基础上，与国产工业软件头部企业、相关科研院所合作成立工业软件产业学院，通过产教融合、校企合作推动工业软件学科专业深度融合发展，提升工业软件人才工程实践创新能力，培养高素质应用型、复合型和创新型国产工业软件人才。

　　3.2　构建“工业软件+”特色专业体系

　　工业软件学院应紧紧围绕制造业高质量发展对工业软件领域人才需求，紧密对接产业链和工业软件应用场景，构建“工业软件+”特色专业体系。

　　一是构建“工业软件+ 工科（专业方向）”特色专业体系，选择3~5 个与工业软件相关的学校优势工科专业，开办工科（工业软件专业方向）特色专业，比如机械设计及其自动化专业开设数字化设计与制造方向、工业工程专业开设智能制造信息化方向。在现有工科专业培养定位基础上，以本专业技能培养为基础，增设Linux 操作系统、Python 程序设计等软件类课程，培养掌握2 种以上主流国产工业软件开发、应用等相关技能，能够解决复杂实际工程问题的高素质应用型、复合型和创新型国产工业软件人才。

　　二是构建“工业软件+ 软件/ 计算机”特色专业体系，对学校现有软件工程、计算机科学与技术等专业进行升级改造，开办软件/ 计算机（工业软件专业方向）特色专业。以本专业技能培养为基础，增设工业知识、工业技术、工业机理和工业场景等工业类课程，培养具有良好的工业知识与技术背景，能够熟练使用工业软件开发工具，熟悉工业软件开发过程、工业软件项目管理方法、工业软件工程规范和工程标准，至少掌握一种主流国产工业软件底层开发或二次开发技能，能够针对复杂工程问题进行分析、设计并提供国产工业软件系统解决方案的高素质应用型、复合型和创新型国产工业软件人才。

　　3.3　打造新型国产工业软件人才培养模式

　　本科高校传统的人才培养模式已不能适应工业软件人才培养的需求，工业软件学院需要在国有工业软件人才培养定位、课程内容设置、教学过程和教学实践等方面进行创新。

　　一是工业软件人才培养要紧密对接国产工业软件产业需求，实现国产工业软件人才培养供给侧与国产工业软件产业需求侧紧密互动。密切跟踪国产工业软件产业发展趋势、人才需求形势和创新驱动态势，动态调整专业学科设置、动态修订人才培养方案，提高工业软件学科专业设置的针对性、人才培养的契合性。以国产工业软件产业需求为导向，以工业软件工程实践能力和创新创业能力培养为重点，以产学结合为路径，建立产教融合、校企合作、工学交替和多元开放的人才培养长效机制，破解工业软件人才培养与国产工业软件产业需求脱节难题。

　　二是工业软件专业课程内容设置要与国产工业软件技术发展衔接。邀请国产工业软件领域头部企业、科研院所深度参与工业软件专业课程建设，重构课程内容、优化课程结构。密切跟踪国产工业软件行业先进技术与创新链条的动态发展，加快工业软件专业课程内容迭代优化，推动课程内容与国产工业软件行业标准、产品研发、产品应用和产品迭代等技术发展紧密衔接。以国产工业软件行业共性关键技术革新、技术升级需求为导向，紧密结合国产工业软件产业实际，创新丰富课程内容，增加项目型、设计性实践教学比重，把国产工业软件企业的真实项目、产品设计等作为毕业设计和课程设计等实践环节的选题来源，破解工业软件专业课程内容设置与国产工业软件技术发展脱节难题。

　　三是工业软件专业教学过程要与国产工业软件开发应用过程对接。推进工业软件专业教学过程改革，紧密对接国产工业软件开发应用过程，构建工业软件专业教学过程与国产工业软件开发应用过程融合模型，面向国产工业软件头部企业选聘高水平产业教师、实训导师，开展校企联合课程设计、理论授课和实训指导，把国产工业软件开发应用关键环节植入工业软件专业教学环节，把国产工业软件开发应用关键过程融入工业软件专业教学过程，同时增加现场教学、认知实习等教学环节比重，破解工业软件专业教学过程与国产工业软件开发应用过程脱节难题。

　　四是工业软件专业教学实践要与国产工业软件典型应用场景深度融合。一方面，依托国产工业软件企业真实项目，组建“老师+ 学生”项目团队，学生深度参与工业软件开发与项目交付，提高学生对国产工业软件产业的认知程度和利用国产工业软件解决复杂问题的能力；另一方面，依托工业企业真实的智能生产线、智能车间和智能工厂等国产工业软件典型应用场景开展浸润式实景、实操和实地教学，提升学生国产工业软件知识应用和动手实践能力。通过开发国产工业软件实践性教学资源和实际应用场景，实现“真项目、真环境”生产性实践教学，破解工业软件专业教学实践与国产工业软件典型应用场景深度融合难题。

　　3.4　改革教育教学模式

　　“应用型、复合型、创新型”是国产工业软件产业对工业软件人才需求的最显著特征，必须打破传统教育教学模式，进行教育教学模式改革，深度开展产教融合、研教融合和创教融合。

　　一是开展项目式教学。依托学校科研资源和实验室资源开展项目式教学，利用教师承担的真实项目、教师设计的虚拟项目和各类机构组织的创新创业竞赛项目进行项目式教学，通过项目锻炼，提升学生对工业软件知识的深度学习与实践运用能力。依托学校与国产工业软件企业合作设立的联合人才培养基地，选派学生到联合人才培养基地进行项目制实习，以项目助理身份参与工业软件项目的调研论证、方案设计、产品开发和项目交付等，提升学生国产工业软件工程应用能力和实践创新能力。

　　二是开展浸润式教学，依托学校实验室、合作企业生产车间，挖掘其隐含的工业软件实践应用价值，根据专业的不同创设若干个工业软件特定应用场景，打造“沉浸式”工业软件实景育人环境，并以浸润式课程为载体让学生们沉浸其中，唤醒学生的对工业软件相关工作体验，进而到达浸润的效果。通过浸润式教学，能够让学生更深入地感知工业软件真实的运行逻辑、运行架构、运行模式和运行特点，理解掌握其中的核心思想内涵，培养学生的调研观测、数据采集、数据分析、效果评估和持续改进等复合能力。

　　三是开展虚拟仿真教学，依托智能工厂虚拟仿真教学系统，利用其良好的开放性、广域性、实时性和交互性，打造工业软件虚拟仿真教学示范案例，搭建工业软件（虚拟仿真）应用场景，开展虚拟仿真教学，提高学生对工业软件应用场景的深度认知，培养其利用国产工业软件解决复杂问题的工程应用能力和实践创新能力。

　　4　结束语

　　工业软件本身具有跨学科、跨专业属性，人才培养复杂程度高、难度大。因此，本科高校国产工业软件人才培养路径的构建不可能一蹴而就，必定是一个长期、循序渐进的过程，需要根据国产工业软件产业人才需求变化、国产工业软件产业发展最新形势等因素进行迭代优化，实现国产工业软件人才培养供给侧与国产工业软件产业需求侧的良性、紧密互动。

　　参考文献

　　[1] TD2022 年工业软件10 大数据发布[EB/OL]．[2022- 11-01]．http://www.dadongtimes.com/yaowen/555.html．

　　[2] 赛迪观点：如何破解我国工业软件人才三大“造血” 难题[EB/OL]．[2021-12-09]（2022-11-01）．https：// baijiahao.baidu.com/s?id=1718631512188310271&wfr= spider&for=pc．