新工科背景下應(yīng)用型本科院校機(jī)器人工程人才培養(yǎng)模式探索

王成琳 谷明信

摘 ? 要：隨著科技全球化進(jìn)程的不斷深入和國內(nèi)工業(yè)化、信息化的深度融合，以機(jī)器人為代表的先進(jìn)智能制造設(shè)備正實(shí)現(xiàn)蓬勃發(fā)展。為應(yīng)對(duì)變化、塑造未來，培養(yǎng)未來多元性、創(chuàng)新性工程技術(shù)人才對(duì)工程教育提出新的要求。本文以新工科專業(yè)建設(shè)要求、工程教育專業(yè)認(rèn)證，專業(yè)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，按服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的目標(biāo)，對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，以重慶文理學(xué)院為例對(duì)地方應(yīng)用型本科院校機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件、人才培養(yǎng)模式等進(jìn)行分析和探索，通過校企協(xié)同育人培養(yǎng)模式，完善機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，提高地方應(yīng)用型高校機(jī)器人工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人工程 ?新工科 ?應(yīng)用型本科 ?人才培養(yǎng)模式

中圖分類號(hào)：G642.0;TP242 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（c）-0155-03

近年來，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)和傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的快速融合，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命浪潮席卷全球，智能制造成為全球制造業(yè)發(fā)展的核心方向。作為智能制造產(chǎn)業(yè)的核心裝備，機(jī)器人被譽(yù)為制造業(yè)皇冠頂端的明珠，其研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、裝配和應(yīng)用是衡量一個(gè)國家科技創(chuàng)新和高端制造水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人技術(shù)是集機(jī)械工程、電子信息、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電氣工程、通信工程、傳感與檢測、材料科學(xué)等多學(xué)科于一體的交叉融合型科學(xué)工程。機(jī)器人作為工程教育人才培養(yǎng)的教學(xué)載體，涉及多學(xué)科交叉融合、理論與實(shí)踐結(jié)合、軟件與硬件、創(chuàng)意創(chuàng)新并舉。據(jù)估計(jì)，到2020年產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家戰(zhàn)略對(duì)機(jī)器人工程技術(shù)人才的需求將達(dá)750萬，缺口達(dá)300萬。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》中的第二十二條優(yōu)化結(jié)構(gòu)辦出特色部分指出：重點(diǎn)擴(kuò)大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模。應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的定位是服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型的高素質(zhì)工程技術(shù)人才?！爸袊圃?025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”和“一帶一路”等重要國家戰(zhàn)略對(duì)中國高等教育的改革和發(fā)展提出了新的要求，工科專業(yè)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。機(jī)器人工程專業(yè)作為典型的新工科專業(yè)，探索應(yīng)用型本科院校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的新工科背景下機(jī)器人工程人才培養(yǎng)模式具有重要意義[1-3]。

1 ?新工科背景下機(jī)器人工程專業(yè)教學(xué)概況

1.1 機(jī)器人工程專業(yè)特點(diǎn)

機(jī)器人工程專業(yè)具有綜合性強(qiáng)、交叉融合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、前沿創(chuàng)新強(qiáng)等特點(diǎn)[4]。因此，對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)具有厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、多學(xué)科、有創(chuàng)意創(chuàng)新等新要求。機(jī)器人工程專業(yè)涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的交叉和融合，學(xué)生獲取知識(shí)面寬，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高。以機(jī)器人為載體的教學(xué)，會(huì)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，要求實(shí)踐性強(qiáng)和綜合性強(qiáng)，會(huì)提升學(xué)生工程應(yīng)用能力。

1.2 機(jī)器人工程專業(yè)開設(shè)情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到目前全國共有187所本科高校（如圖1）開設(shè)機(jī)器人工程本科專業(yè)，其中北京大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等“985”、“211”重點(diǎn)高校僅20余所，大部分院校為普通本科院校，且地方應(yīng)用型本科院校居多（如圖2）。國內(nèi)外開設(shè)機(jī)器人工程專業(yè)的高校，根據(jù)自身傳統(tǒng)學(xué)科優(yōu)勢和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)、產(chǎn)業(yè)背景的不同，多開設(shè)在機(jī)械工程類、自動(dòng)化類、電子電氣工程類二級(jí)學(xué)院中。

1.3 應(yīng)用型本科院校與機(jī)器人工程專業(yè)

長期以來，我國機(jī)器人人才培養(yǎng)多集中在機(jī)械工程、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)某一個(gè)方向的碩士、博士研究生階段進(jìn)行培養(yǎng)，整體上機(jī)器人人才培養(yǎng)規(guī)模小、層次較高、不成體系。近年來，隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國家戰(zhàn)略發(fā)展需要，國內(nèi)各本科院校、高職院校、中職學(xué)校相繼開設(shè)了機(jī)器人工程或工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)，中、小學(xué)也引入機(jī)器人或人工智能的相關(guān)課程內(nèi)容，機(jī)器人人才的培養(yǎng)逐步規(guī)?；哟位?、體系化，有效滿足了機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈的人才需求。

應(yīng)用型本科院校作為本科院校機(jī)器人人才培養(yǎng)的主力軍，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和提供智力和人力資源。重慶文理學(xué)院服務(wù)永川高新區(qū)建設(shè)機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)基地和重慶以大數(shù)據(jù)智能化為引領(lǐng)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，為永川和重慶汽車摩托車和筆記本電腦產(chǎn)業(yè)中機(jī)器人應(yīng)用企業(yè)提供服務(wù)。

既區(qū)別于高職院校機(jī)器人人才培養(yǎng)定位于工業(yè)機(jī)器人使用與維護(hù)（安裝、調(diào)試、使用、維修、維護(hù)、銷售），又區(qū)別于研究型大學(xué)機(jī)器人人才培養(yǎng)定位于機(jī)器人系統(tǒng)及零部件的研發(fā)與設(shè)計(jì)，應(yīng)用型大學(xué)人才培養(yǎng)定位于工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成工程師，即包括工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的工藝流程設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床、變位器、AGV、PLC等智能產(chǎn)線的系統(tǒng)集成等。

2 ?機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式

按服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)校機(jī)械工程一流學(xué)科建設(shè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢，以及自動(dòng)化、機(jī)器人工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，工程教育認(rèn)證等制定人才培養(yǎng)方案。分析機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件、人才培養(yǎng)模式等進(jìn)行分析和探索，通過校企協(xié)同育人培養(yǎng)模式，完善機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，提高地方應(yīng)用型高校機(jī)器人工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.1 培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)特色

機(jī)器人工程畢業(yè)生主要從事機(jī)器人工程領(lǐng)域的機(jī)器人整機(jī)、核心零部件、機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用、智能制造與服務(wù)等相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究、科技開發(fā)、應(yīng)用與維護(hù)、運(yùn)營與管理工作，并具備在工作中持續(xù)學(xué)習(xí)、不斷更新知識(shí)的能力。以工業(yè)機(jī)械臂集成應(yīng)用夾具設(shè)計(jì)、制造與裝配、維護(hù)與使用等實(shí)踐能力培養(yǎng)為特色，結(jié)合學(xué)生個(gè)人興趣和特點(diǎn)，培養(yǎng)智能化自動(dòng)化為核心的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。

2.2 課程體系

結(jié)合本校機(jī)械工程傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科，以CDIO工程教育模式為理念，以機(jī)械類專業(yè)工程教育認(rèn)證、機(jī)械類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)重機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)，特別是機(jī)器人機(jī)械部件、機(jī)電傳動(dòng)、機(jī)器人應(yīng)用與測試工具、機(jī)器人工裝設(shè)備、機(jī)器人輔助聯(lián)動(dòng)與作業(yè)機(jī)械設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)與加工[5]。將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈與課程體系相映射，實(shí)現(xiàn)初步的課程體系，以機(jī)器人系統(tǒng)集成（工業(yè)機(jī)器人）和智能機(jī)機(jī)器人（服務(wù)機(jī)器人）為模塊構(gòu)建課程體系（如圖3）。

2.3 教學(xué)條件

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心設(shè)備在數(shù)量和功能上滿足教學(xué)需要，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、圖書電子資源滿足學(xué)生、教師的教研需要，穩(wěn)定的師資和規(guī)范的教學(xué)管理服務(wù)等教學(xué)條件。

基礎(chǔ)性大類課程既有基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，又有綜合性實(shí)驗(yàn)，滿足足夠的臺(tái)套數(shù)，和較高的利用率。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程要有相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如桌面級(jí)機(jī)械臂、智能移動(dòng)小車，串并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工作站、柔性國產(chǎn)線、標(biāo)準(zhǔn)化開源機(jī)器人軟件硬件設(shè)備等。

2.4 人才培養(yǎng)模式

根據(jù)機(jī)器人工程專業(yè)多學(xué)科交叉、實(shí)踐性、創(chuàng)新性、前沿性等特點(diǎn)。需要構(gòu)建以學(xué)校為主體、多位聯(lián)動(dòng)的培養(yǎng)機(jī)制，即構(gòu)建“產(chǎn)、學(xué)、研、用”機(jī)器人全生態(tài)鏈的一體化校企協(xié)同育人機(jī)制，聯(lián)合制定人才培養(yǎng)方案、協(xié)同實(shí)施實(shí)踐教學(xué)、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。以學(xué)生為中心，構(gòu)建“教、學(xué)、做、用”四位一體的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

3 ?結(jié)語

2013年，重慶文理學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院在機(jī)械工程專業(yè)開設(shè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)方向開始了機(jī)器人工程技術(shù)人才培養(yǎng)，2017年，設(shè)置機(jī)器人工程本科專業(yè)開始系統(tǒng)地探索地方應(yīng)用型本科院校機(jī)器人人才培養(yǎng)模式。本文通過對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)教學(xué)思考，不斷探索校企協(xié)同育人培養(yǎng)模式，完善人才培養(yǎng)方案，提高地方應(yīng)用型高校機(jī)器人工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[5] 信息技術(shù)新工科產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟機(jī)器人專業(yè)工作委員會(huì).機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)方案（建議稿）[Z].2019（3）：6-8.