構(gòu)建機(jī)器人技術(shù)“雙創(chuàng)”生態(tài)圈培養(yǎng)創(chuàng)新人才

支雙雙,金大海

(西安工程大學(xué) 工程訓(xùn)練中心,陜西 西安 710048)

在經(jīng)濟(jì)全球化和我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵歷史時(shí)期,高等工程教育面臨著“培養(yǎng)什么樣人才”的重大問(wèn)題[1-2]?！吨袊?guó)制造2025》的核心目標(biāo)是“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和人才為本”,其核心內(nèi)容是智能制造和機(jī)器人。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的智能制造和機(jī)器人領(lǐng)域的拔尖工程創(chuàng)新人才是我國(guó)高校當(dāng)前的歷史使命之一[3-6]。我校高度重視機(jī)器人技術(shù)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用,在軟硬件上給予了大力支持,在工程訓(xùn)練中心建立了以機(jī)器人技術(shù)為核心的工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)雙創(chuàng)生態(tài)圈。

1 明確人才培養(yǎng)目標(biāo),落實(shí)國(guó)家戰(zhàn)略要求

在國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中,機(jī)器人與智能制造被提到國(guó)家戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)的高度,智能機(jī)器人被作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行發(fā)展,并將在重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行推廣。在這樣的國(guó)家戰(zhàn)略下,工程訓(xùn)練中心結(jié)合我校辦學(xué)定位和自身辦學(xué)條件,將在智能機(jī)器人領(lǐng)域?yàn)閲?guó)家培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力的高級(jí)工程技術(shù)人才作為重點(diǎn)工作。

智能機(jī)器人是多學(xué)科和多領(lǐng)域的綜合,廣泛涉及人工智能、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自動(dòng)控制、精密儀器、傳感器、通信、能源、材料、系統(tǒng)工程和信息等一系列學(xué)科,同時(shí)也是多領(lǐng)域的綜合,包括高性能計(jì)算機(jī)、高速通信網(wǎng)絡(luò)、高性能電子器件、信號(hào)處理與模式識(shí)別、軟件工程的綜合集成和系統(tǒng)優(yōu)化[6-8]。工程訓(xùn)練中心在人才培養(yǎng)中,以機(jī)器人創(chuàng)新項(xiàng)目和機(jī)器人競(jìng)賽為手段,培育學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力、團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力。學(xué)生能力培養(yǎng)內(nèi)容見(jiàn)表1[9-10]。

表1 學(xué)生能力培養(yǎng)內(nèi)容

注：圖中最下面一行阿拉伯?dāng)?shù)字是根據(jù)布魯姆的教育目標(biāo)分類法確定的“掌握程度”。

2 資源共享,構(gòu)建機(jī)器人技術(shù)雙創(chuàng)生態(tài)圈

工程訓(xùn)練中心作為我校機(jī)械、電子實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地,承擔(dān)了我校金工實(shí)習(xí)和電子實(shí)習(xí)的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)任務(wù)。在機(jī)械加工、先進(jìn)制造、電工電子等方面,多年來(lái)積累了大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),組織學(xué)生參加國(guó)內(nèi)機(jī)器人競(jìng)賽也有10余年歷史,在機(jī)器人技術(shù)方面具有一定的積累。近年來(lái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),引進(jìn)了機(jī)器人ROS操作系統(tǒng)、機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng),配備了視覺(jué)、光、力、聲、電磁、觸覺(jué)、體感傳感器等設(shè)備。

工程訓(xùn)練中心按照“特色鮮明、功能完整、設(shè)施先進(jìn)、安全文明、高度開(kāi)放”的建設(shè)理念,以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展,大力推進(jìn)工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革,在創(chuàng)新精神教育、專業(yè)技術(shù)研究和學(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)、工程創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)、工程實(shí)踐創(chuàng)新基地建設(shè)、創(chuàng)新教育保障體系方面進(jìn)行了有益探索,取得了明顯成效,初步形成了以機(jī)器人技術(shù)為核心的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)圈(見(jiàn)圖1)。

圖1 機(jī)器人技術(shù)雙創(chuàng)生態(tài)圈體系

2.1 聯(lián)合學(xué)院,建設(shè)技術(shù)研究中心

工程中心和我校機(jī)械電子工程學(xué)院、電子信息學(xué)院、計(jì)算機(jī)學(xué)院合作,聘請(qǐng)教師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,建立了先進(jìn)制造技術(shù)研究中心、智能控制技術(shù)研究中心,進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、先進(jìn)制造與加工、智能控制、傳感器應(yīng)用等機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域?qū)W術(shù)、技術(shù)研究,打造我校機(jī)器人領(lǐng)域的校級(jí)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。選拔機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生、研究生進(jìn)入研究中心,組成項(xiàng)目小組或進(jìn)入研發(fā)團(tuán)隊(duì)。教師針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn),定制個(gè)性化的機(jī)器人技術(shù)項(xiàng)目或課題研究。學(xué)生可以在教師指導(dǎo)下,利用實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究。目前學(xué)生在研的項(xiàng)目有:基于嵌入式系統(tǒng)的飛行器自主巡線飛行、基于圖像處理的物塊搬運(yùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)等。

2.2 聯(lián)合企業(yè),建設(shè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室

聯(lián)合國(guó)內(nèi)外知名機(jī)器人技術(shù)企業(yè)進(jìn)行校企合作,建設(shè)機(jī)器人智能控制聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。邀請(qǐng)公司工程師定期為學(xué)生進(jìn)行市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)報(bào)告。工程師根據(jù)企業(yè)技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、推薦學(xué)生實(shí)習(xí)崗位等,對(duì)學(xué)生進(jìn)行就業(yè)、創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)。目前企業(yè)提供學(xué)生在校內(nèi)進(jìn)行項(xiàng)目從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)到運(yùn)行的全周期培訓(xùn),同時(shí)也可為學(xué)生提供3～6個(gè)月的短期實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。

2.3 機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

學(xué)生對(duì)知識(shí)積累和創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要教師的引導(dǎo)和專業(yè)技術(shù)支持。沒(méi)有一支強(qiáng)有力的教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì),學(xué)生的知識(shí)深度和廣度很難有大的突破,工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)也不具備系統(tǒng)性。工程訓(xùn)練中心著力于打造一支具有深厚專業(yè)知識(shí)背景、豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、銳意進(jìn)取、有志于培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力和專業(yè)技術(shù)能力的教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的組成上,既有雙師型的高技能人才,也有專業(yè)背景深厚的博士和工程經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員。引進(jìn)各類人才,發(fā)揮人才的智能優(yōu)勢(shì)。指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生參加國(guó)內(nèi)的機(jī)器人競(jìng)賽、互聯(lián)網(wǎng)+、挑戰(zhàn)杯、中美創(chuàng)客大賽等競(jìng)賽項(xiàng)目。對(duì)于指導(dǎo)教師有指導(dǎo)工作量認(rèn)定,同時(shí)對(duì)于取得優(yōu)異成績(jī)的學(xué)生和教師,根據(jù)比賽級(jí)別和等級(jí),有相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)政策。

2.4 機(jī)器人科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)

成立學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),有助于學(xué)生進(jìn)行自我管理,培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立精神和工作學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。同時(shí),也可以進(jìn)行有組織、有計(jì)劃的課外科技活動(dòng)。工程中心引導(dǎo)學(xué)生成立了機(jī)器人創(chuàng)新工作室、智能車(chē)創(chuàng)新社團(tuán)、飛行器創(chuàng)新社、創(chuàng)意設(shè)計(jì)與精密制造協(xié)會(huì)等機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和實(shí)踐,并給予場(chǎng)地、設(shè)備、資金上的支持。目前工程訓(xùn)練中心有6個(gè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,共1 200多m2,常年活動(dòng)的社團(tuán)學(xué)生有200人左右。學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目有指導(dǎo)教師進(jìn)行研究方向、技術(shù)問(wèn)題指導(dǎo),同時(shí)實(shí)驗(yàn)室有專職管理人員對(duì)學(xué)生的日?；顒?dòng)進(jìn)行組織和管理。

2.5 機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)建設(shè)

在開(kāi)展科技競(jìng)賽方面,工程訓(xùn)練中心形成了“以賽促學(xué),以賽促創(chuàng)”的理念,以建立穩(wěn)定的學(xué)生科技活動(dòng)基地、吸引更多學(xué)生參與科技創(chuàng)新活動(dòng)。通過(guò)參賽提高學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是科技競(jìng)賽的根本目的。依托學(xué)生科技創(chuàng)新社團(tuán),在競(jìng)賽組織上,注重新老生結(jié)合、學(xué)科交叉，真正將競(jìng)賽準(zhǔn)備轉(zhuǎn)化為日常第二課堂鍛煉和學(xué)習(xí)。中心每年組織學(xué)生參加RoboCup世界機(jī)器人世界杯中國(guó)賽、中國(guó)機(jī)器人大賽、全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)大賽、中國(guó)工程機(jī)器人大賽暨國(guó)際公開(kāi)賽等大賽。經(jīng)過(guò)幾年的努力，取得了冠軍1項(xiàng)、亞軍1項(xiàng)、季軍1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)7項(xiàng)、二等獎(jiǎng)27項(xiàng)、三等獎(jiǎng)23項(xiàng)的優(yōu)異成績(jī)。

2.6 眾創(chuàng)空間建設(shè)

我校和臨潼區(qū)政府、臨潼區(qū)科技局牽頭在工程訓(xùn)練中心建立了眾創(chuàng)空間。眾創(chuàng)空間為我校師生和企業(yè)搭建了一個(gè)產(chǎn)業(yè)孵化的基地,在這里有企業(yè)資助的項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)發(fā),也有師生自己的創(chuàng)意和作品,通過(guò)空間平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和企業(yè)的對(duì)接。目前眾創(chuàng)空間的部分項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入孵化階段。

3 不斷優(yōu)化,建立評(píng)估反饋機(jī)制

評(píng)估人才培養(yǎng)質(zhì)量是工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),建立評(píng)估反饋機(jī)制,可以有效地了解學(xué)生的能力培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)效果,同時(shí)有助于改進(jìn)培養(yǎng)手段和方法,不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

在創(chuàng)新人才培養(yǎng)評(píng)估體系中,以學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)為評(píng)價(jià)核心,由校內(nèi)評(píng)估、校外評(píng)估和標(biāo)志性成果3個(gè)部分組成。校內(nèi)評(píng)估由學(xué)生自評(píng)、項(xiàng)目組隊(duì)員互評(píng)、指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)組成。校外評(píng)價(jià)包含用人單位評(píng)價(jià)、校友反饋、社會(huì)反饋等。標(biāo)志性成果包括學(xué)科競(jìng)賽、科技成果、就業(yè)、創(chuàng)業(yè)等。人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)估權(quán)重見(jiàn)表表2。

表2 人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)估權(quán)重表

注:表中每一評(píng)價(jià)主體可對(duì)4項(xiàng)能力進(jìn)行評(píng)價(jià),每種能力評(píng)分區(qū)間為[0,10]。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)器人技術(shù)雙創(chuàng)生態(tài)圈的建設(shè),對(duì)于落實(shí)國(guó)家智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力具有積極的意義。我校工程訓(xùn)練中心建立了以機(jī)器人技術(shù)為核心的雙創(chuàng)生態(tài)圈,明確人才培養(yǎng)的能力目標(biāo),加強(qiáng)與學(xué)院、企業(yè)和政府合作,重視學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和工程能力培養(yǎng),建立評(píng)估反饋機(jī)制,不斷優(yōu)化人才培養(yǎng)質(zhì)量,對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)具有一定借鑒意義。

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