工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探究與實踐

高婷婷 沈瑩吉 崔海

摘 要：我國高等工程教育長期普遍存在的問題是學(xué)生應(yīng)試能力強，動手能力，特別是創(chuàng)新能力較差，缺乏創(chuàng)新意識和團(tuán)隊合作精神，培養(yǎng)的學(xué)生工程實踐能力較差。針對上述問題，文章以浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，探索工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)模式，從教學(xué)體系、教學(xué)方法、能力培養(yǎng)等方面對該專業(yè)今后的改革方向作了初步探討，希望以此為契機(jī)，逐步提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;專業(yè)人才;培養(yǎng)模式;創(chuàng)新實踐

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1674-2346（2019）02-0068-04

1 ? ?工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才需求現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是集機(jī)械工程、電子技術(shù)、控制理論、傳感器理論和人工智能等多學(xué)科多專業(yè)為一體的綜合性技術(shù)領(lǐng)域。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展既關(guān)系著先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，又影響著人類的生活方式，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用程度逐漸成為衡量一個國家及地區(qū)高端制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。中國已經(jīng)連續(xù)兩年成為世界第一大機(jī)器人市場，而在機(jī)器人使用密度方面，中國卻低于全球平均水平，中國制造業(yè)存在著巨大的市場需求和發(fā)展?jié)摿?，因此，中國政府不斷出臺政策扶持國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，大力倡導(dǎo)以機(jī)器人引領(lǐng)高端智造及產(chǎn)業(yè)升級。

寧波地區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，市場規(guī)?？焖贁U(kuò)大。寧波市近年來抓住全球機(jī)器人興起的新趨勢，依托自身良好的實體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與優(yōu)勢，加快由“制造大市”向“智造強市”轉(zhuǎn)變，切實推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、落實制造強國戰(zhàn)略，使傳統(tǒng)制造業(yè)正加速向智能經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。

寧波地區(qū)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)技能型人才缺口巨大。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，除了需要大量的高級研發(fā)人才外，負(fù)責(zé)裝備安裝調(diào)試和維護(hù)等一線崗位的高素質(zhì)技能型應(yīng)用人才，出現(xiàn)了大量缺口。在寧波市發(fā)布的“2017寧波制造業(yè)人才緊缺指數(shù)”的報告中，制造業(yè)高技術(shù)、高技能人才，銷售人才以及項目管理人才需求量巨大。從人才需求具體任務(wù)方面來看，在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用方案設(shè)計、機(jī)器人裝配、機(jī)器人安裝與調(diào)試、機(jī)器人編程、機(jī)器人生產(chǎn)線系統(tǒng)維護(hù)等崗位極度緊缺，而寧波地區(qū)僅有2所高職院校招收工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，每年畢業(yè)生的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實際所需，因此人才缺口巨大。

勞動力市場出現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才短缺已成為全社會普遍關(guān)注的熱點話題，國家已將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才列為緊缺人才，如何加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)已經(jīng)成為首要問題。

2 ? ?工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式構(gòu)建

浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院自開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)以來，深入企業(yè)調(diào)研，不斷創(chuàng)新實踐校企分工合作、協(xié)同育人、共同發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式及運行保障機(jī)制，努力建立長期、穩(wěn)定、深度的校企合作關(guān)系。目前，該校已與多家企業(yè)簽署了校企合作協(xié)議，共同培訓(xùn)機(jī)器人技術(shù)人才，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，校企共同制定人才培養(yǎng)方案，形成符合工業(yè)機(jī)器人企業(yè)和社會實際需要的人才培養(yǎng)方案。

2.1 ? ?核心課程體系的確定

該校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)以就業(yè)為導(dǎo)向，以校企合作為立足點，根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研、企業(yè)調(diào)研結(jié)果，調(diào)整專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，形成了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系，如圖1所示，確立了以“電氣控制與PLC技術(shù)”、“單片機(jī)應(yīng)用及實訓(xùn)”、“工業(yè)機(jī)器人離線編程實訓(xùn)”、“搬運碼垛機(jī)器人工作站集成實訓(xùn)”和“自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”為核心的課程體系，并輔以“競賽機(jī)器人設(shè)計與實踐”、“智能產(chǎn)品設(shè)計與制造”等課程為專業(yè)拓展選修課程，在掌握工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，全面培養(yǎng)學(xué)生的探索能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。

2.2 ? ?基于機(jī)器人平臺的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)

2.2.1 ? ?建立基于機(jī)器人平臺的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式

針對高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，該校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建立了基于機(jī)器人平臺的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式，如圖2所示。

在教學(xué)過程中，先通過“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)”等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生的積極性，而后進(jìn)一步通過“傳感器技術(shù)”、“工業(yè)機(jī)器人智能控制”等課程分解學(xué)習(xí)機(jī)器人的相關(guān)知識，最后通過“競賽機(jī)器人設(shè)計與實踐”、“智能產(chǎn)品設(shè)計與制造”等綜合性課程學(xué)習(xí)，并參加機(jī)器人相關(guān)賽項、創(chuàng)客項目等實踐任務(wù)，將前期基礎(chǔ)知識進(jìn)行綜合的應(yīng)用及實踐。這種逐步增加學(xué)習(xí)難度，用實踐任務(wù)貫穿學(xué)習(xí)過程的方式，使學(xué)生在解決任務(wù)的過程中，能夠做到從整體方案構(gòu)思入手，分解任務(wù)，最終完成結(jié)構(gòu)設(shè)計和相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。在整個過程中，學(xué)生逐漸養(yǎng)成針對項目主題自主研究調(diào)查、動手實踐并完成相關(guān)項目制作的能力，并享受項目成功帶來的快樂，形成從創(chuàng)新基礎(chǔ)、創(chuàng)新意識到創(chuàng)新精神和應(yīng)用能力的逐步增強和養(yǎng)成。由于機(jī)器人技術(shù)涉及到多學(xué)科，包括機(jī)械、電子、軟件、計算機(jī)、人工智能等專業(yè)的知識，通過相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，可以促進(jìn)他們培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣與生存技能，如團(tuán)隊成員之間的溝通與合作;在此基礎(chǔ)上，拓寬知識面、開闊視野，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力提供基礎(chǔ)性保障。

2.2.2 ? ?基于機(jī)器人平臺的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)實踐

1）豐富基礎(chǔ)知識，實現(xiàn)創(chuàng)新基本能力的逐漸培養(yǎng)

課程建設(shè)過程中，該校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)緊緊圍繞創(chuàng)新技能、創(chuàng)新思維訓(xùn)練，將機(jī)器人的設(shè)計及應(yīng)用貫穿于課程的教授過程中，從solidworks三維制圖、電子技術(shù)、機(jī)械工程的基礎(chǔ)搭建，到傳感器、電氣控制、PLC技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)的核心算法構(gòu)建，最后到工作站集成實訓(xùn)、智能產(chǎn)品制作和競賽機(jī)器人搭建的綜合性課程，開發(fā)以“問題為驅(qū)動”的實踐教學(xué)項目，將前期所學(xué)的基礎(chǔ)知識進(jìn)行綜合性的應(yīng)用及實踐。

2）拓展個性化培養(yǎng)體系，培養(yǎng)研究開發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)意創(chuàng)業(yè)能力

系統(tǒng)組織實施紅幫技能節(jié)-運輸機(jī)器人比賽、智能小車PK賽、電子對抗賽等校級平臺競賽訓(xùn)練計劃，參加挑戰(zhàn)杯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、Robotac、工程訓(xùn)練綜合能力、工業(yè)機(jī)器人、Robomaster全國機(jī)器人競賽等高水平學(xué)科競賽，逐層遞進(jìn)，鍛煉學(xué)生的實踐動手能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，也是該校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生研究開發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)意創(chuàng)業(yè)能力的重要舉措。在多年積累的基礎(chǔ)上，建立機(jī)械電子協(xié)會、機(jī)器人俱樂部、創(chuàng)客中心、科普志愿者等創(chuàng)新社團(tuán)，形成多個點面結(jié)合的創(chuàng)新能力培養(yǎng)格局。學(xué)生參與上述這些社團(tuán)活動人數(shù)300余人，占分院總?cè)藬?shù)20%，參與面之廣，列全校首位;利用教學(xué)空隙，在周末和晚上全面向?qū)W生開放實驗實訓(xùn)室，學(xué)生利用課余時間參與創(chuàng)新活動，極大地提高了學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)了積極向上的學(xué)習(xí)風(fēng)氣的形成;參加各級各類比賽獲獎118項，實訓(xùn)室利用率名列學(xué)校前列;學(xué)生參與教師校企合作項目，在橫向課題“花樣機(jī)自動供料設(shè)備的研發(fā)”、“自動貼磁片專用機(jī)”等項目中，學(xué)生參與項目方案的機(jī)構(gòu)部分設(shè)計工作，硬件電路設(shè)計，有上位機(jī)部分代碼的編寫，申請專利33項。

2.3 ? ?學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)及考核

該校在培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)工程應(yīng)用型人才的過程中，注重對學(xué)生工程意識和工程實踐能力的培養(yǎng)和提高。學(xué)生不僅要具備理論優(yōu)勢，實踐能力也不能匱乏。學(xué)校作為人才培養(yǎng)的主體，推行現(xiàn)代學(xué)徒制制度，主動為學(xué)生提高實踐能力創(chuàng)造良好條件。學(xué)院將“鉗工實訓(xùn)”、“安全用電”等專業(yè)課程在企業(yè)實際生產(chǎn)環(huán)境下進(jìn)行授課，“電氣控制與PLC技術(shù)”等課程部分內(nèi)容由企業(yè)一線工程師進(jìn)行授課。老師帶領(lǐng)學(xué)生到吉利汽車等校企合作工廠邊實習(xí)邊實踐，學(xué)生在裝配鉗工崗位、工業(yè)機(jī)器人維護(hù)方面參與實際生產(chǎn);結(jié)合工廠實際生產(chǎn)狀況，企業(yè)工程師進(jìn)行專業(yè)課程的講授，潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程實踐能力。通過現(xiàn)代學(xué)徒制培養(yǎng)后，鉗工中級工和工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)考證通過率從80%提高到94%。通過工廠實際生產(chǎn)實例，以及實習(xí)期間與企業(yè)管理人員及工程師的交流，加上工廠的實際生產(chǎn)過程和工藝安排，使學(xué)生對掌握工程實踐技能需要具備的水平和技能點有了深刻的認(rèn)識。

對學(xué)生實踐能力的考核，基本上采用企業(yè)相關(guān)考核制度，主要針對技能點的考核，由企業(yè)一線工程師通過平時表現(xiàn)和技能點完成情況來進(jìn)行評比。學(xué)生通過考核后，在實踐技能水平、解決企業(yè)實際問題等方面的能力都得到了較大的提高，這將縮短學(xué)生就業(yè)時適應(yīng)相關(guān)工作崗位的時間。

作為制造基地的浙江省，機(jī)器換人是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求，但目前人才培養(yǎng)機(jī)制還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了企業(yè)對人才的需求。以校企深層合作為核心，從工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)各應(yīng)用崗位所需要的職業(yè)要求和技能特點出發(fā)，充分利用校企雙方優(yōu)勢，實現(xiàn)理論+實踐、學(xué)習(xí)+崗位、企業(yè)需求+人才培養(yǎng)的校企共建人才培養(yǎng)模式，把企業(yè)的實際要求與應(yīng)用案例融入高職教育的整個培養(yǎng)體系中，確定專業(yè)課程和教學(xué)內(nèi)容，共同設(shè)置專業(yè)方向，并制定與其配套的人才培養(yǎng)方案，從而使學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)接軌。

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Abstract： The problems existing in higher engineering education in China for a long time are that students are good at taking examinations，but poor in the practice and innovation，lack of innovative consciousness and team spirit，and especially poor in engineering practice.In view of the above problems，taking Zhejiang Fashion Institute of Technology as an example，this paper explores the training mode of technical professionals for industrial robot technology specialty，and makes a preliminary discussion on the direction of the reform from the aspects of teaching system，teaching methods and ability training，hoping to gradually improve the quality of professional talents training.

Key words： industrial robot;professional talents;training mode;innovative practice