工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程建設(shè)的探索

譚智

摘? 要：應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)計(jì)到2025年我國機(jī)器人市場會(huì)保持30%以上的高速增長率。我國要實(shí)現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，高職院校就要滿足機(jī)器人市場的技術(shù)技能型人才需求。并且在新一輪工業(yè)改革中，要革新工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程，圍繞市場人才要求，以工業(yè)機(jī)器人專業(yè)技術(shù)人才為范本，建立新型的一體化機(jī)器人專業(yè)教育體系以及課程體系。文章針對(duì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才需求和培育現(xiàn)狀，提出了課程開發(fā)理念、校企協(xié)同引入虛擬仿真和企業(yè)工程項(xiàng)目等，從而實(shí)現(xiàn)高職專業(yè)課程教學(xué)與企業(yè)人才需求的無縫對(duì)接，以滿足工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的人才需求。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;技術(shù)及應(yīng)用;課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G718.5? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：1671-0568（2019）27-0051-03

經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展下，智能技術(shù)以及信息技術(shù)成為工業(yè)發(fā)展的新型技術(shù)，其產(chǎn)品以及技術(shù)設(shè)備等逐步取締了人力生產(chǎn)。在未來十年間，工業(yè)還會(huì)不斷地替換傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)工業(yè)一體化、集約化和高效化發(fā)展。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢，高職正在機(jī)電一體化技術(shù)類專業(yè)中開設(shè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程，或者是獨(dú)立開設(shè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)，這些課程應(yīng)面向機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)型人才需求，完善和健全課程內(nèi)容及教學(xué)體系，以解決機(jī)器人產(chǎn)業(yè)急需發(fā)展的關(guān)鍵問題。

一、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才需求和課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才需求現(xiàn)狀。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)的技術(shù)手段，現(xiàn)階段我國機(jī)器人市場需求量高達(dá)67000臺(tái)，總數(shù)占全球的30%以上，名列全球首位，且在2025年以前中國機(jī)器人市場還會(huì)呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢。為進(jìn)一步推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，達(dá)到機(jī)器換人的目標(biāo)，解放勞動(dòng)生產(chǎn)力，高校需要培育出工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的技術(shù)型人才，高校專業(yè)人才培養(yǎng)則需要與企業(yè)實(shí)現(xiàn)定向人才傳輸，保證人才培養(yǎng)和企業(yè)人才需求的無縫對(duì)接。自從我國啟動(dòng)“863計(jì)劃”以來，機(jī)器人始終是研究與開發(fā)的重點(diǎn)支持項(xiàng)目，但在研發(fā)過程中也面臨工業(yè)機(jī)器人專業(yè)應(yīng)用工程師稀缺問題，隨著機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的爆炸性增長勢態(tài)，高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)要面向系統(tǒng)與開發(fā)、技術(shù)集成、系統(tǒng)安裝以及技術(shù)管理等規(guī)劃高層次人才培育機(jī)制，以滿足我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用人才需求。

2.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程現(xiàn)狀。在國內(nèi)外的機(jī)器人人才培養(yǎng)中，許多大學(xué)開設(shè)了機(jī)器人專業(yè)課程，以研發(fā)新型智能機(jī)器人為主，課程內(nèi)容集中在機(jī)器人交互、感知以及人工智能方面，還開設(shè)了機(jī)器人專業(yè)網(wǎng)絡(luò)公開課。我國則是按照專業(yè)課程體系，面向工業(yè)機(jī)器人零部件加工、整機(jī)裝配以及拆裝維護(hù)等應(yīng)用型能力，制訂人才培養(yǎng)方案，且課程主要是以理論課程為主，實(shí)踐課程課時(shí)不足;課程體系不夠完善，內(nèi)容混雜，主次不清，缺乏清晰的教學(xué)目標(biāo)以及人才就業(yè)方向;教學(xué)方法單一，還沒有設(shè)置網(wǎng)絡(luò)課程，基本上都是在課堂和實(shí)訓(xùn)中展開教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道和鍛煉機(jī)會(huì)有限;枯燥的課程內(nèi)容削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人技術(shù)的了解有限，也不清楚高端機(jī)器人的研發(fā)方向，知識(shí)層面局限在教材中，高職教育中機(jī)器人專業(yè)教學(xué)缺乏自主性和科學(xué)性，無法滿足高端人才需求。

二、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程建設(shè)的探索

為保證工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)教學(xué)以及人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，該課程建設(shè)中需要針對(duì)企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才需求，促使機(jī)器人專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)與工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)和市場實(shí)際人才需求無縫對(duì)接，以校企合作協(xié)同育人為主要框架，建設(shè)完善的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程。

1.企業(yè)人才需求。目前工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才培養(yǎng)特征為“三高一低”，即高技術(shù)門檻、高人才門檻、高資金門檻、低產(chǎn)出。換言之，現(xiàn)階段的專業(yè)人才無法達(dá)到企業(yè)用人需求，從企業(yè)經(jīng)營和生產(chǎn)角度來看，企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人使用的要求是掌握機(jī)器人的操作應(yīng)用技術(shù)，解決工業(yè)機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用問題，應(yīng)用專業(yè)知識(shí)分析和結(jié)合制造工藝流程實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)。

因此，企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才的需求一是要具備專業(yè)機(jī)器人調(diào)試能力，降低機(jī)器人試錯(cuò)成本，提升設(shè)備周轉(zhuǎn)率以及加快項(xiàng)目實(shí)施速度;二是要有創(chuàng)新實(shí)踐能力，綜合應(yīng)用知識(shí)分析和操作應(yīng)用技術(shù)，了解工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況，掌握機(jī)器人專業(yè)知識(shí);三是適應(yīng)企業(yè)工作環(huán)境，具備較強(qiáng)的職業(yè)素養(yǎng)，能將知識(shí)從一個(gè)行業(yè)遷移到另一個(gè)行業(yè)中，結(jié)合不同行業(yè)工藝要求實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的二次開發(fā)。

2.學(xué)校人才培養(yǎng)。學(xué)校人才培養(yǎng)必須面向企業(yè)人才需求，從目前企業(yè)應(yīng)用機(jī)器人的實(shí)際情況出發(fā)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程建設(shè)需要以應(yīng)用型工程人才為核心，模仿制造企業(yè)以及機(jī)器人應(yīng)用企業(yè)，借鑒企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人人才的培訓(xùn)體系，制訂符合市場人才需求的課程培養(yǎng)目標(biāo)。調(diào)整課程內(nèi)容，選取實(shí)際案例作為教學(xué)內(nèi)容，以點(diǎn)帶面突出重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，精簡工業(yè)機(jī)器人相關(guān)理論知識(shí)，應(yīng)用案例式、項(xiàng)目式和任務(wù)型教學(xué)方法，將課程知識(shí)重點(diǎn)拓展到工業(yè)機(jī)器人所涉及的相關(guān)知識(shí)。以問題為導(dǎo)向，通過參與式、討論式、互動(dòng)式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，并讓學(xué)生應(yīng)用知識(shí)在實(shí)際企業(yè)工作項(xiàng)目中或是在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中解決問題，在企業(yè)工業(yè)機(jī)器人人才指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生了解現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用存在的問題，并將問題所涉及的理論知識(shí)和實(shí)踐能力提煉出來，組織學(xué)生討論，進(jìn)一步提升學(xué)生分析并解決問題的能力。革新考核方法。課程內(nèi)容和教學(xué)方法都發(fā)生了改變，則考核評(píng)價(jià)也要更加貼合實(shí)際問題，面向?qū)W生職業(yè)能力和專業(yè)技能，讓學(xué)生在企業(yè)實(shí)際工作參與中進(jìn)行能力測試?；谥R(shí)與技能的實(shí)用性，通過工業(yè)機(jī)器人操作和工作站設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考核學(xué)生問題解決能力，從而保證工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程建設(shè)與企業(yè)人才需求無縫對(duì)接，課程教育符合企業(yè)崗位實(shí)際要求。

三、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程建設(shè)策略

在課程建設(shè)中需要以校企合作為基礎(chǔ)，借助項(xiàng)目式、任務(wù)型或者是案例式教學(xué)等，將課程教學(xué)內(nèi)容貫穿于整個(gè)機(jī)器人使用技能、職業(yè)素養(yǎng)的培育中，課程教學(xué)以及課程建設(shè)都以應(yīng)用型技術(shù)人才為核心，展現(xiàn)“做中學(xué)”教育理念，增加課程內(nèi)容的選擇性和實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)框架重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，突出小型機(jī)器人常用控制方法和機(jī)器人用戶程序編程的培養(yǎng)，進(jìn)而有效改革教學(xué)評(píng)價(jià)體系。

1.引入行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，校企協(xié)同制訂課程標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程目標(biāo)制度應(yīng)該按照“三維目標(biāo)”明確知識(shí)、素養(yǎng)和專業(yè)發(fā)展的要求，明確職業(yè)能力與課程安排的梯次，保證項(xiàng)目功能次序分明，持續(xù)性強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力。

（1）基礎(chǔ)認(rèn)知應(yīng)用與操作目標(biāo)。此目標(biāo)主要是與工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知以及操作等基本問題有關(guān)，要求專業(yè)人才掌握機(jī)器人調(diào)試、維護(hù)以及操作等基本能力，解決實(shí)際工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的基本問題。

（2）工業(yè)機(jī)器人編程目標(biāo)。此目標(biāo)升級(jí)到專業(yè)技術(shù)層面，旨在讓學(xué)生學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人編程語言以及仿真編程知識(shí)，掌握編程技巧以及初步的程序調(diào)試能力，保證在機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用中能夠及時(shí)解決軟件問題。

（3）工業(yè)機(jī)器人綜合技能目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)是從學(xué)生今后工作角度提出的，要求學(xué)生積極參與到工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用項(xiàng)目中，掌握綜合應(yīng)用基礎(chǔ)能力，學(xué)習(xí)典型的工業(yè)機(jī)器人二次開發(fā)工程知識(shí)，從企業(yè)生產(chǎn)角度，致力于實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的二次開發(fā)。

2.引入企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)課程一體化發(fā)展。課程建設(shè)中校企要依據(jù)企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目的實(shí)施過程，讓現(xiàn)場工程師依據(jù)項(xiàng)目方案要求，構(gòu)建模擬仿真工程的全部設(shè)備模型和動(dòng)作程序，圍繞項(xiàng)目整合課程內(nèi)容，制訂實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目要按照“真、仿、實(shí)”三步走，將工程案例實(shí)際內(nèi)容引入到課堂教學(xué)中，通過技術(shù)提煉以及能力培訓(xùn)等，豐富課程教學(xué)內(nèi)容并服務(wù)教學(xué)項(xiàng)目。

校企應(yīng)該充分利用現(xiàn)有的現(xiàn)代信息化技術(shù)手段，搭建模擬仿真環(huán)境，如在碼垛工作站設(shè)計(jì)與調(diào)試中，將數(shù)字化教學(xué)資源充分地應(yīng)用到單元教學(xué)中，教師將生產(chǎn)線上工業(yè)機(jī)器人將成品料箱碼垛的情境利用VR技術(shù)進(jìn)行再現(xiàn)，學(xué)生通過真實(shí)環(huán)境的感受進(jìn)入企業(yè)工作環(huán)境，更加直觀地了解任務(wù)目標(biāo)，然后教師通過虛擬化設(shè)計(jì)，在三維動(dòng)畫上導(dǎo)入工作過程，讓學(xué)生了解仿真機(jī)器人的碼垛功能，最后讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行多功能機(jī)器人工作站設(shè)計(jì)，培養(yǎng)實(shí)踐能力。

課程建設(shè)中要圍繞項(xiàng)目整合課程內(nèi)容，開發(fā)校本教材，將企業(yè)機(jī)器人應(yīng)用案例與理論知識(shí)結(jié)合，保證教材知識(shí)的實(shí)用性，校企協(xié)同編寫適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教材。例如，側(cè)重于工業(yè)機(jī)器人編程和調(diào)試，課程內(nèi)容要與虛擬仿真技術(shù)結(jié)合，基于企業(yè)機(jī)器人工作過程實(shí)現(xiàn)課程開發(fā)、設(shè)計(jì)與考核，并在教學(xué)中創(chuàng)建工作任務(wù)，由專任教師與企業(yè)教師共同開發(fā)設(shè)計(jì)教學(xué)情景和教學(xué)環(huán)境，達(dá)到課程教學(xué)的職業(yè)性、實(shí)踐性等要求。

為滿足社會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才需求，高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程建設(shè)要面向機(jī)器人應(yīng)用工程師缺乏問題，建立新型的學(xué)科體系以及培養(yǎng)模式，推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)繼續(xù)發(fā)展，培育出合格的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才，保證人才培養(yǎng)與人才需求無縫對(duì)接。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郝建豹.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程建設(shè)的探索[J].廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究，2017，（1）：28-31.

[2] 焦玉成，陳海霞，杜逸鳴.工業(yè)機(jī)器人課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐[J].電子制作，2017，（20）：57-58.

[3] 蔣正炎，檀祝平.高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)資源開發(fā)路徑研究[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2018，（11）：47-52.

[4] 劉坤，劉娣，畢云蕊.應(yīng)用型本科機(jī)器人專業(yè)課程體系建設(shè)的探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2018，（15）：30-32.

[5] 劉小波.工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)與探索[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（43）：152-156.

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