淺析高職高專院校機器人教育現(xiàn)狀與對策

薛 禮

淺析高職高專院校機器人教育現(xiàn)狀與對策

薛 禮

《中國制造2025》提出將機器人作為大力推動的重點領(lǐng)域，并在重點領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新路線圖中明確了我國未來十年機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點，工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用迎來了重要的戰(zhàn)略發(fā)展機遇期。但是，當(dāng)前我國的機器人教育和高職高專層次的教材建設(shè)才剛剛起步，無論從作者還是出版社來講，都還處于實踐摸索階段。結(jié)合筆者在實際工作中策劃開發(fā)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)套系教材過程中的一些觀察和體會，分析當(dāng)前的高職高專機器人教育現(xiàn)狀與對策，以期對高職高專院校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)和教材建設(shè)有一定的借鑒和參考作用。

高職高專院校；機器人；教育

[作 者]薛禮，機械工業(yè)出版社編輯。

《中國制造2025》是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。“要實施《中國制造2025》，堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強國?！敝袊圃鞓I(yè)轉(zhuǎn)型升級上升為國家戰(zhàn)略。智能制造是《中國制造2025》的核心和主攻方向，工業(yè)機器人是重要的智能制造裝備。《中國制造2025》提出將機器人作為大力推動的重點領(lǐng)域，并在重點領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新路線圖中明確了我國未來十年機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點，工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用迎來了重要的戰(zhàn)略發(fā)展機遇期。相應(yīng)的，工業(yè)機器人從業(yè)人員的教育和培養(yǎng)也進入了大發(fā)展時期。教育部高等職業(yè)教育專業(yè)設(shè)置備案結(jié)果顯示，我國開設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的高職高專院校，2013年為2所，2014年為9所，2015年為45所，2016年為240所，2017年為403所，可見發(fā)展態(tài)勢之迅猛。

然而，目前我國的機器人教育普及范圍與西方發(fā)達國家相比，還有十分明顯的差距，教育水平也相對比較落后。面對猛增的機器人技能型人才的需求量，很多高職高專院校認識到了相關(guān)人才培養(yǎng)的緊迫性，但是在專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)以及師資隊伍建設(shè)方面卻舉步維艱，甚至無從著手。我國當(dāng)前的機器人教育領(lǐng)域整體現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

一、我國開展機器人教育的基礎(chǔ)相對薄弱

我國是人口大國，長期以來，機器人在國民生產(chǎn)中的應(yīng)用程度不高，導(dǎo)致相關(guān)的科研工作較之發(fā)達國家比較滯后，理論積累和生產(chǎn)實踐等環(huán)節(jié)相對薄弱，設(shè)計和生產(chǎn)機器人整機的能力不強，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的機器人產(chǎn)品精度不高，無法滿足高精密企業(yè)的生產(chǎn)要求。

因此，當(dāng)務(wù)之急就是加強機器人技術(shù)的基礎(chǔ)研究，盡快提高我國在機器人領(lǐng)域的科研水平和研發(fā)能力，擺脫我國在機器人核心技術(shù)（如操作系統(tǒng)）和主要零部件等方面依然需要從國外進口的局面。

二、我國機器人專業(yè)的人才儲備不足

在過去的幾十年里，由于企業(yè)和研究機構(gòu)對機器人相關(guān)人才的需求量不大，所以設(shè)置機器人專業(yè)或者作為機械電子工程等專業(yè)的一個專業(yè)方向進行招生培養(yǎng)的高校數(shù)量不多，導(dǎo)致專業(yè)人才儲備嚴重不足，進而引發(fā)當(dāng)前機器人教育合格教師嚴重缺乏的現(xiàn)象，很多高職高專院校的機器人專業(yè)教師都是臨時由數(shù)控技術(shù)、機電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)或通信技術(shù)等專業(yè)臨時“轉(zhuǎn)行”而來，專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗積累不足，教學(xué)要求和教學(xué)目標難以得到保證。

擁有合格的教師是培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)保障。工業(yè)機器人是一門多學(xué)科交叉的技術(shù)，涉及機械設(shè)計、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器、自動控制以及人機交互學(xué)等多個學(xué)科，對從業(yè)教師提出了較高的素質(zhì)要求。從整體上講，要求機器人的從業(yè)教師必須有很強的適應(yīng)能力和自學(xué)習(xí)能力。所以目前我國的機器人從業(yè)教師的年輕化特點明顯，但是這些教師在教學(xué)經(jīng)驗的積累方面卻相對比較薄弱。因此，師資培訓(xùn)的迅速開展迫在眉睫。

很多機器人制造商和集成商敏銳地發(fā)現(xiàn)師資培訓(xùn)市場的巨大潛力和商機，紛紛開設(shè)了師資培訓(xùn)班。高職高專院校及其教師應(yīng)抓住這個契機，迅速、有效地提高自身的教學(xué)水平，夯實理論基礎(chǔ)，提高實踐操作能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)的機器人技能型人才做好前期準備。

三、硬件條件不完善，培養(yǎng)出來的學(xué)生不符合企業(yè)要求

工業(yè)機器人是高度集成的機電一體化設(shè)備，其價格一般比較昂貴，學(xué)校開設(shè)此專業(yè)所要付出的教學(xué)成本相對較高。有些學(xué)校為了節(jié)約成本，在教學(xué)過程中使用模塊化的拼裝示教機器人（如行走機器人、足球機器人）進行替代，與企業(yè)中的工業(yè)機器人完全不同，學(xué)生學(xué)不到企業(yè)真正需要的技能，學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)的真實需求不匹配。

校企合作是解決上述問題的有效途徑之一。這里所指的企業(yè)主要是機器人制造商或集成商，因為其本身也是企業(yè)，對使用機器人工廠的生產(chǎn)一線應(yīng)用情況十分了解，在學(xué)校和用人單位之間也能起到橋梁的作用。學(xué)?？梢愿鶕?jù)自己的人才培養(yǎng)方案和實際的經(jīng)濟預(yù)算向機器人制造商或集成商提出詳細的要求，包括專業(yè)課程設(shè)置、師資隊伍建設(shè)，實訓(xùn)基地建設(shè)、教育資源共享以及后期技術(shù)支持等內(nèi)容。機器人制造商或集成商按照上述的要求，為學(xué)校制訂出一攬子解決方案，幫助學(xué)校完成符合自身實際情況且具有一定特色的專業(yè)建設(shè)，更重要的是，使學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識更加貼合實際生產(chǎn)要求，提高就業(yè)機會；同時，亦實現(xiàn)了校企互利共贏的局面。

四、部分地區(qū)和院校存在“跟風(fēng)”現(xiàn)象

當(dāng)前，機器人教育正在全國范圍內(nèi)進行得如火如荼，很多學(xué)校熱情高漲，決定緊跟時代浪潮，沒有冷靜分析自身的條件和學(xué)生未來的就業(yè)前景，貿(mào)然開設(shè)了機器人專業(yè)，在畢業(yè)生的就業(yè)率方面存在不小的隱患。

高職高專院校在開設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)之前，應(yīng)就當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟結(jié)構(gòu)、人才需求狀況以及本校的師資力量進行嚴謹?shù)恼{(diào)研和充分的論證，進而確定是否適合開設(shè)該專業(yè)。例如，全國聞名的中國一汽集團公司和中車長春軌道客車股份有限公司均坐落在吉林省，以這兩家企業(yè)為代表的汽車和火車制造企業(yè)也是工業(yè)機器人裝備的使用大戶，因此該地區(qū)的高職高專院校自然適合開設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)；而在內(nèi)陸一些工業(yè)不發(fā)達地區(qū)，企業(yè)的工業(yè)機器人保有量不高，機器人制造商與集成商更是少之又少，對機器人技能型人才的需求十分有限，所以該地區(qū)的高職高專院校也就不太適合開設(shè)此專業(yè)。

五、學(xué)校缺少成熟的專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗

絕大部分高職高專院校都是剛剛設(shè)立工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)，可供借鑒的專業(yè)建設(shè)成功經(jīng)驗不多，加之教育部尚未公布本專業(yè)的專業(yè)標準，且在全國范圍內(nèi)或高職高專教育相對較發(fā)達的地區(qū)未形成統(tǒng)一的教學(xué)標準或人才培養(yǎng)方案，所以大部分院校在專業(yè)建設(shè)方面都處在“摸著石頭過河”階段，招生量普遍不多，一般每年的招生量在200人以內(nèi)。

可依托行業(yè)下屬的專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會（如機械行指委下屬的智能制造專指委），由其制定專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)意見和課程標準，為有需求的院校提供專業(yè)建設(shè)的參考依據(jù)，使學(xué)校在專業(yè)建設(shè)過程中少走彎路，提高人才培養(yǎng)的效率。根據(jù)這個思路，各個省市也可以成立地方性質(zhì)的專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會（如重慶市工業(yè)機器人專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會）或機器人及智能裝配職教集團，院校之間可以在這個平臺上集思廣益、獻計獻策，探索出一條適合本地區(qū)機器人專業(yè)建設(shè)的路子。

六、學(xué)生缺少權(quán)威、高質(zhì)量的配套教材

目前市場上明顯針對工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的教材屈指可數(shù)，適合高職高專院校的相關(guān)套系規(guī)劃教材更是鳳毛麟角，已有教材的質(zhì)量也參差不齊，不利于專業(yè)教學(xué)的開展?；谇笆鲈颍诟呗毟邔Ｔ盒Ｖ?，熟悉高職高專教育特點、能編寫本專業(yè)教材的教師人數(shù)并不多；針對機器人教育具有更豐富教學(xué)經(jīng)驗的本科院校老師又無法從真正意義上把握高職高專教材中理論深度的定位，進而形成了目前高職高專院校學(xué)生無合適教材可用的困局。

解決這個問題可從兩方面著手。首先，根據(jù)行業(yè)下屬的專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會或地方性質(zhì)的專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會制訂的專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)意見和課程標準，由其組織在全國范圍內(nèi)的優(yōu)秀高職高專院校中遴選有豐富教學(xué)經(jīng)驗和教材編寫經(jīng)歷的教師編寫行業(yè)規(guī)劃教材，以達到更廣的受眾面。其次，參與全國技能大賽的指導(dǎo)教師和裁判人員都是從業(yè)教師中的佼佼者，對教學(xué)內(nèi)容的把控更具有權(quán)威性和引領(lǐng)性，由他們編寫的教材必然更適合高職高專院校教師和學(xué)生的要求。再次，機器人制造商或集成商更了解機器人的性能和操作要領(lǐng)，他們也有意愿編寫其主營品牌機器人的配套教材（一般還配有豐富的立體化教學(xué)資源），進而提高機器人設(shè)備的銷量；但因為其疏于了解高職高專層次的教學(xué)規(guī)律，往往教材中知識點的設(shè)計以及知識點之間的邏輯關(guān)系都不夠合理，所以必須由一線教師對教材的初稿進行審閱并提出修改意見，最終達到教師好教、學(xué)生好學(xué)的目標。

按照工信部的發(fā)展規(guī)劃，到2020年，工業(yè)機器人裝機量將達到100萬臺，大概需要20萬工業(yè)機器人應(yīng)用相關(guān)從業(yè)人員。這就意味著，從2014年開始到2020年，平均每年需要培養(yǎng)3萬名以上的工業(yè)機器人應(yīng)用人才。面對井噴式的人才需求增長，我國的機器人教育從業(yè)者必須保持冷靜的頭腦，充分認識我國工業(yè)機器人技能型人才需求端與供給端的現(xiàn)實矛盾；從軟件條件和硬件設(shè)施方面認清自身開展機器人教育的優(yōu)勢和不足，揚長避短，始終把培養(yǎng)優(yōu)秀的機器人技能型人才作為終極工作目標；加深與企業(yè)和其他兄弟院校的聯(lián)系與合作，切忌閉門造車，實現(xiàn)共同成長、共同進步。作為各級教育管理部門，一定要嚴格規(guī)范專業(yè)申報、審批及備案工作，合理布局，優(yōu)化資源配置，讓有條件的高職高專院校開設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)，同時給予適當(dāng)?shù)恼叻龀?，為培養(yǎng)高素質(zhì)的機器人技能型人才保駕護航；對于不適合開設(shè)該專業(yè)的院校，堅決不予審批通過，嚴把人才培養(yǎng)質(zhì)量關(guān)。

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