基于校企合作的應(yīng)用型本科“工業(yè)機(jī)器人”課程資源建設(shè)探討

韓思奇 王敏 朱少鋒 王濤

摘 ? 要：對當(dāng)前應(yīng)用型本科“工業(yè)機(jī)器人”課程的建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，以天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的“工業(yè)機(jī)器人”課程資源建設(shè)為例，通過改革教學(xué)方法與手段，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;應(yīng)用型本科;課程體系;教育改革

《中國制造2025》的白皮書是國家在2015年提出的，白皮書的印發(fā)直接表明了中國在制造業(yè)努力的方向。只有堅(jiān)持發(fā)展智能制造技術(shù)，我國制造業(yè)在今后的國際競爭中才有可能處于時(shí)代的前沿。在未來科技高速發(fā)展的道路上，“工業(yè)機(jī)器人”將會(huì)成為我國制造業(yè)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，制造業(yè)對于掌握機(jī)器人使用技術(shù)的高端人才的需求也是日益增長的。

當(dāng)前的高端技術(shù)領(lǐng)域中，“工業(yè)機(jī)器人”綜合了電氣控制、智能控制、物聯(lián)網(wǎng)等多種技術(shù)。作為我國第一所應(yīng)用型本科院校，為了培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的技術(shù)人才，天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)在2016年招收了第一屆自動(dòng)化專業(yè)的本科生。據(jù)調(diào)查，當(dāng)前機(jī)器人相關(guān)專業(yè)在以職業(yè)能力為導(dǎo)向的本科、高職院校均有開設(shè)，但就如何建設(shè)更有效的人才培養(yǎng)模式，大多高校仍處于起步階段。培養(yǎng)出的高校畢業(yè)生對技術(shù)業(yè)務(wù)的熟練程度并不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。所以，對當(dāng)前機(jī)器人專業(yè)課程體系進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，是解決問題的有效方法。

1 ? ?存在問題

1.1 ?授課內(nèi)容復(fù)雜

“工業(yè)機(jī)器人”知識點(diǎn)涵蓋了編程、機(jī)械、運(yùn)動(dòng)控制多個(gè)方面，對于沒有工作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，涉及內(nèi)容過于綜合，短時(shí)間內(nèi)難以搭建系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，而且教材各部分內(nèi)容關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，學(xué)生專注于理論學(xué)習(xí)，容易喪失學(xué)習(xí)興趣，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，使學(xué)生思想跳躍、無法理解并掌握所學(xué)知識[1-3]。

1.2 ?理論與實(shí)踐結(jié)合不深

“工業(yè)機(jī)器人”技術(shù)應(yīng)用課程實(shí)踐訓(xùn)練對知識綜合應(yīng)用要求較高，與相關(guān)課程基礎(chǔ)認(rèn)知的實(shí)踐訓(xùn)練聯(lián)系不夠。在智能制造時(shí)代背景下，“工業(yè)機(jī)器人”多用于各種集成工作站及智能生產(chǎn)線中，要求學(xué)生不僅了解“工業(yè)機(jī)器人”單機(jī)操作，而且要掌握與機(jī)器人集成技術(shù)相關(guān)的工藝設(shè)計(jì)、機(jī)床數(shù)控深度編程、PLC、傳感器等知識模塊的綜合應(yīng)用。就目前高校提供的設(shè)備而言，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)踐要求，理論知識得不到足夠的應(yīng)用。

1.3 ?訓(xùn)練內(nèi)容單一

“工業(yè)機(jī)器人”技術(shù)應(yīng)用課程是實(shí)操性很強(qiáng)的課程，對于理論知識的綜合運(yùn)用能力要求很高，當(dāng)前大多高校講授這門課程時(shí)其實(shí)訓(xùn)內(nèi)容比較簡單，與當(dāng)前制造業(yè)技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)。多數(shù)實(shí)訓(xùn)課只能進(jìn)行簡單的系統(tǒng)調(diào)試、編程等內(nèi)容，無法按照企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求進(jìn)行訓(xùn)練。而且“工業(yè)機(jī)器人”價(jià)格較高，多數(shù)院校只能利用仿真軟件進(jìn)行講授和練習(xí)。以上訓(xùn)練方法不能很好地與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合，無法滿足培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求人才的要求。

2 ? ?“工業(yè)機(jī)器人”教學(xué)資源建設(shè)改革

2.1 ?搭建機(jī)器人共性技術(shù)平臺

機(jī)器人共性技術(shù)平臺作為天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)“雙創(chuàng)平臺”建設(shè)項(xiàng)目，依托于智能制造學(xué)院，項(xiàng)目圍繞“工業(yè)機(jī)器人”的安裝、仿真、編程以及控制系統(tǒng)開發(fā)等內(nèi)容，已建成機(jī)器人基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)室和光機(jī)電信息一體共性技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，旨在不斷提升學(xué)?！肮I(yè)機(jī)器人”領(lǐng)域的科研應(yīng)用能力，形成科研與學(xué)科建設(shè)相互促進(jìn)的良性循環(huán)，做到產(chǎn)教融合，校企協(xié)同育人，開創(chuàng)“服務(wù)應(yīng)用型、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)型、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型”多層次人才培養(yǎng)的新模式[4-6]。

目前，平臺已擁有“工業(yè)機(jī)器人”虛擬拆裝系統(tǒng)、“工業(yè)機(jī)器人”拆裝實(shí)驗(yàn)臺、“工業(yè)機(jī)器人”綜合應(yīng)用平臺、“工業(yè)機(jī)器人”系統(tǒng)集成平臺、機(jī)器人視覺運(yùn)控平臺、開放式可重構(gòu)機(jī)器人開發(fā)平臺等機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用設(shè)備，綜上，現(xiàn)學(xué)校已經(jīng)具備了對先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)研究條件。

機(jī)器人共性技術(shù)平臺集多層次人才培養(yǎng)和企業(yè)服務(wù)于一體，教學(xué)對象包括電氣自動(dòng)化（高職）、電氣自動(dòng)化（3+2）、自動(dòng)化（專接本）、自動(dòng)化（本科）、電氣工程與智能控制（本科）等專業(yè)的學(xué)生，目前共計(jì)700余人。

機(jī)器人共性技術(shù)平臺可承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)包括利用仿真程序?qū)W習(xí)機(jī)器人的拆卸裝配方法、機(jī)器人程序的編寫與調(diào)試以及實(shí)際參與機(jī)器人控制系統(tǒng)的構(gòu)建，適合“工業(yè)機(jī)器人”、智能制造學(xué)生社團(tuán)開展創(chuàng)新開發(fā)和實(shí)踐鍛煉的活動(dòng)，服務(wù)學(xué)生社團(tuán)成員約50人。

2.2 ?豐富考核方法

考慮到“工業(yè)機(jī)器人”使用領(lǐng)域廣、操作方法多樣、涉及知識面綜合的特點(diǎn)，其學(xué)習(xí)考核模式也應(yīng)該避免單一化，這樣才能充分了解學(xué)生對于機(jī)器人學(xué)習(xí)的深度。教師制定多元化標(biāo)準(zhǔn)，通過多方面的考核可以客觀考察學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程中技能的掌握程度以及對重難點(diǎn)理論知識的學(xué)習(xí)能力?？己藰?biāo)準(zhǔn)可以分為理論學(xué)習(xí)方面、實(shí)訓(xùn)過程方面、實(shí)訓(xùn)結(jié)果方面、完成速度方面等，根據(jù)學(xué)生層次不同，教師可以適當(dāng)調(diào)整考核指標(biāo)的分?jǐn)?shù)權(quán)重[7]。

2.3 ?提高教師素質(zhì)

高校應(yīng)該多組織教師去企業(yè)參觀考證，讓教師在公司實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)，深入了解企業(yè)文化和其用人方式，使高校與企業(yè)開展更加緊密的合作，同時(shí)也解決了教師在技術(shù)研發(fā)上能力不足和創(chuàng)新開發(fā)上革新不夠的缺點(diǎn)。同樣，企業(yè)也可以根據(jù)自身需求有計(jì)劃地聘請教師加入企業(yè)，成為企業(yè)與高校對接的顧問人員;同時(shí)，公司也可以利用高校教師理論知識較為豐富的特點(diǎn)為企業(yè)培訓(xùn)員工，并且根據(jù)教師對企業(yè)的貢獻(xiàn)度給予企業(yè)的職稱證書。學(xué)校方面也可改變原有的職稱培養(yǎng)方式，拓寬師資培養(yǎng)途徑，探索適應(yīng)教師隊(duì)伍建設(shè)的模式;企業(yè)在了解教師職稱學(xué)歷結(jié)構(gòu)后建設(shè)教師企業(yè)員工團(tuán)隊(duì)，互相補(bǔ)充、共同進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)教師進(jìn)步、企業(yè)成長的雙贏模式。

2.4 ?加強(qiáng)校企合作

高等院校應(yīng)該加強(qiáng)對智能制造企業(yè)核心崗位群的了解，認(rèn)識到對口專業(yè)培養(yǎng)的重要性，對學(xué)生能力進(jìn)行培養(yǎng)的同時(shí)制定滿足“工業(yè)機(jī)器人”技術(shù)專業(yè)職業(yè)崗位的要求。形成學(xué)習(xí)與工作統(tǒng)一、工程任務(wù)與課程體系結(jié)合，使崗位技能培養(yǎng)、專項(xiàng)知識灌輸、綜合應(yīng)用能力提高的遞進(jìn)式專業(yè)教學(xué)體系。同時(shí)，應(yīng)采用示教一體的教學(xué)方法，有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量?；诖诉M(jìn)一步增進(jìn)高校與企業(yè)的聯(lián)系，為企業(yè)輸送職業(yè)崗位對應(yīng)優(yōu)秀人才的同時(shí)，極大地優(yōu)化高校的教學(xué)質(zhì)量。高校的“工業(yè)機(jī)器人”技術(shù)相關(guān)教學(xué)課程依據(jù)此可以分為不同的模塊，由專職、兼職教師分別或共同完成。

3 ? ?結(jié)語

學(xué)校“工業(yè)機(jī)器人”課程的開展，不管是對教師教學(xué)方法的變革還是對學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)能力的提高，都取得了很好的成果。隨著機(jī)器人技術(shù)的超高速發(fā)展以及各個(gè)企業(yè)、公司和單位對不同方向的高級機(jī)器人專業(yè)技術(shù)人才的大批量需求，天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)智能制造學(xué)院將進(jìn)一步改革、健全“工業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)與實(shí)踐平臺的開發(fā)，進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力、專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)和提高，讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，并且能夠全方面、多角度地協(xié)同發(fā)展，不斷創(chuàng)新，解決各種實(shí)際問題。

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Abstract：Discuss the current situation of the construction of industrial robot course in applied undergraduate course， taking the construction of “Industrial Robot” course resource in Tianjin Sino-German University of Applied Science as an example， and improves the quality of personnel training through the reform of teaching methods and means.

Key words：“Industrial Robot”; application-oriented undergraduate; curriculum system; ?education revolution