應(yīng)用型本科《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》專業(yè)改革初探

徐江陵

工業(yè)機(jī)器人作為智能制造業(yè)中不可替代的重要裝備，已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。目前我國正處于跨越中等收入陷阱的關(guān)鍵時期，加快經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型尤為重要。以工業(yè)機(jī)器人為主體的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，正是破解我國勞動力成本上升、環(huán)境制約問題的重要路徑選擇。目前，我國工業(yè)機(jī)器人市場近年來持續(xù)表現(xiàn)強(qiáng)勁，市場容量不斷擴(kuò)大。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展急需大量高素質(zhì)技能型專門人才，人才短缺已經(jīng)成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)屬于新開專業(yè)，從重點(diǎn)大學(xué)到普通本科擴(kuò)展至高職院校，到2018年已經(jīng)有400多所院校開設(shè)。根據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的預(yù)測，到2030年工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的學(xué)生人數(shù)將達(dá)到10萬人。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)涉及到多個學(xué)科領(lǐng)域，作為一門新開專業(yè)，其專業(yè)體系的構(gòu)建還處于初級階段。因?yàn)槠鋵I(yè)的知識體系還具有跨學(xué)科的技術(shù)融合性，所以在專業(yè)建設(shè)上很不成熟。

一、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人作為一種高科技裝備，且與機(jī)電精密相關(guān)，對人才的要求特別高。企業(yè)最需要的是一些具有一定的理論知識，且動手能力強(qiáng)，具有專業(yè)實(shí)操訓(xùn)練的學(xué)生。他們要求畢業(yè)生能夠解決工業(yè)機(jī)器人在設(shè)計(jì)、編程、使用、維護(hù)等諸多方面的問題。但是由于諸多主客觀原因，學(xué)生的能力不能滿足企業(yè)的需求，常常會出現(xiàn)求職人數(shù)多，而企業(yè)招不到人的尷尬情況。通過長時間的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)有如下問題。

1.課程體系構(gòu)建不合理。由于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)屬于一個新興專業(yè)，人們對它的認(rèn)識不足，很多高校缺乏相應(yīng)的專業(yè)人才培養(yǎng)方案。這就導(dǎo)致了大部分學(xué)校只能謹(jǐn)小慎微，選擇了比較保守的人才培養(yǎng)方案，說具體點(diǎn)就是借鑒機(jī)械類或電氣類的相關(guān)人才培養(yǎng)方案生搬硬套到工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)中來。這樣做有一定的好處，可以快速制定人才培養(yǎng)方案，但也存在很大的弊端。每個專業(yè)都有其獨(dú)特性，不可能所有專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)律都是相同的，這就造成了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的課程體系缺乏合理性。隨著一段時間的教學(xué)運(yùn)行，它的弊端就慢慢顯現(xiàn)了。教師普遍反映其課程體系設(shè)置極其不合理。在上某些專業(yè)課程的同時，某些基礎(chǔ)課程沒有提前上，造成一定程度的教學(xué)混亂，學(xué)生反映難學(xué)，老師反映難教。另外，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)到底歸屬于電氣類專業(yè)還是機(jī)械類專業(yè)，這是一個有爭議性的問題。傳統(tǒng)的思維認(rèn)為，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)應(yīng)該屬于機(jī)械類專業(yè)，但是又有部分高等院校把工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)歸于電氣類專業(yè)。很多教師在招生咨詢的過程中，常常遇到家長問到類似的問題，卻不知道如何回答，這也反映出部分教師對工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的認(rèn)識比較膚淺，專業(yè)認(rèn)識亟待提高。

2.師資水平有待提高。鑒于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)屬于近幾年發(fā)展起來的新興專業(yè)，師資力量非常薄弱，科班出身的教師非常稀少，大部分工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的教師都是從機(jī)械或者電氣專業(yè)轉(zhuǎn)過來的。由于不是科班出身，這些老師僅僅對工業(yè)機(jī)器人的某一方面比較在行，但是對工業(yè)機(jī)器人缺乏一種整體和宏觀的概念。這就導(dǎo)致了他們在課程教學(xué)的過程中需要花大量的時間和精力重新學(xué)習(xí)，教學(xué)過程非常吃力。然后學(xué)生也覺得教師講的內(nèi)容晦澀難懂，教學(xué)效果欠佳，更不要說利用工業(yè)機(jī)器人設(shè)備帶領(lǐng)學(xué)生搞科研、搞競賽。很多高等院校試圖通過派老師去專門的工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)機(jī)構(gòu)去學(xué)習(xí)來提高師資水平，而由于工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)機(jī)構(gòu)通常是市場化操作，學(xué)費(fèi)非常高，每天的學(xué)費(fèi)大概在2000元左右。另外，學(xué)校也考慮過通過高薪聘請工業(yè)機(jī)器人公司中的骨干人員進(jìn)行教學(xué)，但是由于學(xué)校里的薪酬水平和企業(yè)的薪酬水平存在較大差距。一個相當(dāng)于學(xué)校講師職稱的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人員的年薪通常在20萬左右，是學(xué)校講師年薪的兩倍多。所以，幾乎沒有年富力強(qiáng)的工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)人員到學(xué)校來工作，只有少部分年紀(jì)比較大的技術(shù)骨干愿意到學(xué)校養(yǎng)老。與此同時，學(xué)校也考慮過聘請工業(yè)機(jī)器人公司的骨干人員作為兼職教師進(jìn)行教學(xué)，但是由于企業(yè)人員要價太高而望而卻步，這些企業(yè)兼職人員的日薪常常以千元起步，學(xué)校難以承受。由此可見，師資問題是制約工業(yè)機(jī)器人專業(yè)發(fā)展的重大問題，諸多的主客觀原因?qū)е铝斯I(yè)機(jī)器人專業(yè)的師資水平非常薄弱，整個專業(yè)的發(fā)展舉步維艱，亟待解決。

3.軟硬件配套嚴(yán)重不足。工業(yè)機(jī)器人專業(yè)涉及到的學(xué)科種類比較多，它是集機(jī)械專業(yè)、自動化專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)等技術(shù)于一體的綜合性學(xué)科。因此，工業(yè)機(jī)器人的本體必須有相應(yīng)的配套設(shè)備才可以使用。一套比較普通的工業(yè)機(jī)器人硬件工作站幾十萬左右，費(fèi)用特別昂貴。很多高校由于資金的缺乏，只有三四臺工業(yè)機(jī)器人的設(shè)備。硬件的配套不足導(dǎo)致了學(xué)生訓(xùn)練嚴(yán)重不足，這導(dǎo)致了其操縱工業(yè)機(jī)器人的水平嚴(yán)重不足。同時，工業(yè)機(jī)器人的軟件問題更大。由于國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人軟件行業(yè)發(fā)展水平較低，很多工業(yè)機(jī)器人配套軟件都是國外收費(fèi)授權(quán)的，軟件收費(fèi)的比較高。由于各個工業(yè)機(jī)器人公司有其自身的利益，導(dǎo)致其離線軟件通用性很差，沒有像個人電腦中的OFFICE軟件一統(tǒng)天下而形成行業(yè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這也間接造成工業(yè)機(jī)器人軟件價格的畸高。

二、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的改革舉措

1.構(gòu)建合理的課程體系。通過數(shù)屆工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的教學(xué)運(yùn)行，教師可以慢慢摸索出建立合理的課程體系。通過吸取先前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，教師可以合理安排專業(yè)課程的先后順序，讓學(xué)生循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)。實(shí)踐證明，經(jīng)過修改之后的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的人才培養(yǎng)方案比初期制定的人才培養(yǎng)方案成熟很多，教師覺得順利多了，學(xué)生也覺得工業(yè)機(jī)器人專業(yè)課程不再晦澀難懂了。至于工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的歸屬問題，比較好的方法是將工業(yè)機(jī)器人專業(yè)獨(dú)立起來，成立單獨(dú)的工業(yè)機(jī)器人學(xué)院，它既不屬于機(jī)械專業(yè)類專業(yè)也不屬于電氣類專業(yè)。

2.提高師資水平。師資水平的提高是一個比較漫長的過程。單純依靠學(xué)校自身培養(yǎng)需要比較長的周期，會耽誤學(xué)生的教學(xué)，而單純依靠高薪招聘企業(yè)技術(shù)人員，學(xué)校的資金又有限。這就需要我們國家運(yùn)用社會主義制度的優(yōu)越性來解決這個問題。國家應(yīng)該投入大量的資金，通過舉國體制，在制度層面上進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，通過大量開設(shè)工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)班的形式來培訓(xùn)專業(yè)教師，大規(guī)模的提高工業(yè)機(jī)器人教師的師資水平。 值得一提的是，國家已經(jīng)注意到這些問題，以教育部名義舉辦的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的培訓(xùn)班舉辦了幾屆，但是師資水平的提高也是一個漫長的過程。

3.運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)手段解決軟硬件不足的問題。一般來說，如果每一位學(xué)生可以操作一臺工業(yè)機(jī)器人設(shè)備是最為理想的，但是由于資源有限，常常達(dá)不到要求。在多數(shù)情況下，多個學(xué)生往往操作一臺工業(yè)機(jī)器人設(shè)備。因此，在設(shè)備無法增加的情況下，需要教師運(yùn)用一些教學(xué)手段來解決軟硬件不足的問題。首先，通過仿真軟件，采用小班教學(xué)來對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行建模、編程和操作，用來解決硬件設(shè)備不足的問題。其次，可以通過線上線下的形式，學(xué)生通過線上來學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識，再在線下來進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的有關(guān)操作，這有助于提高設(shè)備的利用率，減輕教師的工作壓力。再其次，教師通過開發(fā)手機(jī)APP軟件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)示教器的功能，這可以利用手機(jī)終端來控制工業(yè)機(jī)器人，從而解決教學(xué)示教器不足的問題，從而減輕教師的工作強(qiáng)度。

綜上所述，新的改革措施實(shí)行之后，構(gòu)建出一種比較合理的課程體系，提高了教師的教學(xué)水平，并且在一定程度上解決了軟硬件不足的問題。同時，人們對工業(yè)機(jī)器人專業(yè)改革的追求是永無止境的，希望更多的教師加入到其中的探索和研究中。[項(xiàng)目批文：院教【2018】11號，批準(zhǔn)時間：2018年9月14日，項(xiàng)目名稱：“工業(yè)4.0”背景下獨(dú)立院校工業(yè)機(jī)器人調(diào)試在線開放課程的建設(shè)研究，項(xiàng)目級別：校級，立項(xiàng)文號：2018CYYBJY016]