基于產(chǎn)教融合與OBE理念的應用型本科院校機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索

李龑 巢淵 葉霞 單文桃 丁力

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對當前機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀，探索基于產(chǎn)教融合與OBE理念的機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，包括基于成果導向制定實踐類課程教學目標、“以學生為中心”構(gòu)建實踐類課程教學模式、產(chǎn)教融合下的實踐訓練與持續(xù)改進，為培養(yǎng)機器人方向高層次技術(shù)技能型人才提供有力支撐。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 產(chǎn)教融合;OBE理念;機器人;實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)

[中圖分類號]? ?G642? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2020）27-0058-02

一、引言

在當下“中國制造2025”的國家制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃背景下，結(jié)合當前經(jīng)濟發(fā)展需求，傳統(tǒng)高校的工程教育已很難滿足技術(shù)性創(chuàng)新人才政策的培養(yǎng)要求。因此，在高層次人才培養(yǎng)過程中，產(chǎn)教融合與育人機制需要進行進一步的創(chuàng)新與調(diào)整，以適應新時期發(fā)展需求。隨著中國勞動力“人口紅利”的逐步減少，勞動成本顯著上升，國內(nèi)越來越多的勞動密集型企業(yè)開始應用工業(yè)機器人取代人工完成特定制造任務，加快了邁入“智能制造”的步伐。隨之而來的便是我國企業(yè)對工業(yè)機器人需求量的不斷增加，從而對機器人研發(fā)、操作及維修保養(yǎng)方面的技術(shù)技能型人才的需求量也顯著提高。然而現(xiàn)階段我國仍面臨著高層次機器人技術(shù)技能型人才數(shù)量與市場需求嚴重不協(xié)調(diào)的問題。因此，積極探索適合應用型本科院校的機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式就顯得尤為迫切和必要。

對于應用型本科院校的機械類專業(yè)，目前的新常態(tài)主要表現(xiàn)為智能制造與產(chǎn)教融合，其中智能制造是發(fā)展方向，產(chǎn)教融合是指導方針。為了貫徹落實《中國制造2025》提出的五項基本指導方針，結(jié)合地方應用型本科院校機器人領(lǐng)域人才培養(yǎng)與轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要，探索機器人實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式是其中的核心問題。

二、我校相關(guān)專業(yè)機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

江蘇理工學院經(jīng)過30多年的本科辦學，形成了以工為主、多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的辦學格局，應用型人才和職教師資培養(yǎng)特色鮮明，始終秉承“經(jīng)科教聯(lián)動、產(chǎn)學研結(jié)合、校所企共贏”的發(fā)展理念，構(gòu)建了應用型本科人才培養(yǎng)的多元協(xié)同育人和實踐教學機制。機械工程學院于2006年開設機械電子工程專業(yè)，在該專業(yè)人才培養(yǎng)過程中開設機器人原理與應用、工業(yè)機器人技術(shù)及應用、機器人綜合課程設計等理論與實踐類課程，旨在培養(yǎng)該專業(yè)學生機器人相關(guān)理論與實踐應用能力，以適應當前智能制造企業(yè)對該專業(yè)人才能力和技能需求。隨著工業(yè)機器人方面人才需要的急劇增加，學院在“智能制造”“醫(yī)療器械”等行業(yè)人才培養(yǎng)新模式的基礎上，聯(lián)合江蘇長江智能制造研究院、江蘇優(yōu)埃唯智能科技有限公司等科研院所與企業(yè)，于2019年開始機器人工程專業(yè)招生，為地方智能制造企業(yè)培養(yǎng)機器人方向的技術(shù)技能型人才。

機器人工程專業(yè)是一個新興專業(yè)，當前可供該專業(yè)人才培養(yǎng)借鑒的經(jīng)驗較少，因此包括我校在內(nèi)的大多院校都是借鑒已有成熟課程體系的相近專業(yè)來設置專業(yè)課程體系，因此對機器人工程、機械電子工程等與機器人技術(shù)領(lǐng)域直接相關(guān)的專業(yè)，在培養(yǎng)過程中更偏重理論型知識體系的建立，而忽視了學生機器人方面的應用與實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，很難適應當前企業(yè)從事機器人研發(fā)、操作及維修保養(yǎng)方面的應用型機器人人才的需求。另一方面，應用型本科院校還存在著機器人創(chuàng)新實踐教學資源不足的問題，受限于學校發(fā)展政策、硬件條件、師資力量等因素，機器人實驗實踐性環(huán)節(jié)的投入與課堂教學差距較大，學生對機器人理論知識的掌握、技術(shù)的應用只能局限于課堂，動手能力和綜合分析解決工程問題的能力無法得到充分鍛煉。

三、基于產(chǎn)教融合與OBE理念的機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建

OBE（Outcome based education）理念最初由William Spady于1981年提出，并逐漸成為美國、歐盟等國家實施教育改革的主流理念。美國工程教育認證協(xié)會現(xiàn)已全面接受OBE理念，并貫穿于工程教育認證標準的始終。隨著中國2013年6月加入《華盛頓協(xié)議》，我國工程教育專業(yè)認證的帷幕正式拉開，并成為眾多高校專家學者的研究熱點。工程教育專業(yè)認證遵循OBE的三大基本理念：成果導向、以學生為中心、持續(xù)改進，這些理念對引導和促進專業(yè)建設與教學改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)至關(guān)重要。越來越多的應用型本科院校將OBE理念應用于專業(yè)人才培養(yǎng)的模式創(chuàng)新與改革探索中。

因此，針對上述機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中存在的問題，機器人創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的構(gòu)建，將圍繞產(chǎn)教融合與OBE理念進行展開。OBE理念有五個實施要點：確定學習成果、構(gòu)建課程體系、確定教學策略、自我參照評價、逐級達到頂峰。將這些要點用于機器人創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，完善產(chǎn)教融合、協(xié)同育人機制，對機器人創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到積極的意義。

（一）基于成果導向制定機器人實踐類課程教學目標

機器人技術(shù)涉及電學、力學、機械設計、機械傳動、智能控制、傳感器、機器視覺、伺服電機等多方面的基礎知識。機器人方向的高層次技術(shù)技能型人才，應能夠綜合應用這些理論知識解決實際工程問題，并能購勝任核心工作崗位。在對地方機器人相關(guān)企業(yè)調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，企業(yè)對機器人方向人才的技術(shù)需求主要包括機器人項目設計、研發(fā)、應用、機器人設備安裝、編程、調(diào)試、維護、包養(yǎng)與傳統(tǒng)機械裝備自動化改造等。

在明確了企業(yè)的機器人技術(shù)需求后，就可以針對性地在機器人方向課程體系中的實踐環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)：適時調(diào)整理論課程與實驗實踐課程的比例、開設機器人維修保養(yǎng)技術(shù)等實踐性較強的教學環(huán)節(jié)、強化課程設計與畢業(yè)設計等實踐性環(huán)節(jié)中的機器人產(chǎn)品、單元部件的設計與調(diào)試等內(nèi)容。基于成果導向與時俱進，不斷完善機器人實踐類課程的教學目標，滿足學生與家長的期待、企業(yè)與社會對人才的需求，符合專業(yè)與學校的定位。

（二）“以學生為中心”構(gòu)建機器人實踐類課程教學模式

“以學生為中心”追求四個問題：（1）讓學生取得什么樣的學習成果;（2）為什么要取得這樣的學習成果;（3）如何有效幫助學生取得這些學習成果;（4）如何知道學生已經(jīng)取得這些學習成果。因此機器人實踐類課程教學不僅僅要關(guān)注學生課程學習成績、就業(yè)率與升學率等數(shù)字，更需要關(guān)注經(jīng)過本科學習經(jīng)歷所掌握的能夠讓學生自我長期持續(xù)發(fā)展的專業(yè)技術(shù)技能。

在此前提下，機器人實踐類課程的教學模式就需要進行改變與創(chuàng)新。任課教師在課堂采取合理適當?shù)慕虒W方法，將抽象的機器人知識理論轉(zhuǎn)化為容易理解的知識點、結(jié)合工業(yè)機器人真實案例向?qū)W生傳授，改變傳統(tǒng)機器人教學理論與實驗脫節(jié)的現(xiàn)狀，將多學科多方向知識技術(shù)的理論及應用融合到機器人的實踐教學中。同時，采用以項目為主線、教師為引導、學生為主體的教學方式，充分發(fā)揮學生學習的主動性、創(chuàng)新性，培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新與團隊協(xié)作能力，并將各類機器人競賽項目融入機器人實踐教學環(huán)節(jié)，以賽代考，提高學校機器人應用技術(shù)水平和競爭力。

（三）產(chǎn)教融合下的機器人實踐訓練與持續(xù)改進

學院聯(lián)合北京啟創(chuàng)遠景科技有限公司、江蘇優(yōu)埃唯智能科技有限公司等機器人領(lǐng)域知名企業(yè)共建小型多功能機器人實驗室、工業(yè)機器人實驗室等多個機器人專業(yè)實驗實訓場所，吸收企業(yè)數(shù)名經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員參與專業(yè)課程的理論與實驗實踐教學工作。在此基礎上，可繼續(xù)加強產(chǎn)教融合模式，深化校企合作長效機制。如在企業(yè)完成機器人離線編程、在線調(diào)試及相關(guān)實踐訓練課程等，在真正崗位上學習專業(yè)技能，構(gòu)建“課堂企業(yè)現(xiàn)場循環(huán)，校內(nèi)校外循環(huán)”的機器人實踐訓練模式，并在實踐訓練項目的設置中涵蓋崗位要求、典型工作任務、職業(yè)能力和核心課程等內(nèi)容，充分匹配職業(yè)能力養(yǎng)成與支撐課程，凸顯專業(yè)人才培養(yǎng)服務地方社會經(jīng)濟發(fā)展的定位。

在產(chǎn)教融合的機器人實踐訓練過程中，形成企業(yè)、任課教師與企業(yè)專家、學生三方面的反饋渠道：企業(yè)根據(jù)自身需求對實踐訓練教學環(huán)節(jié)及相關(guān)課程體系建設、課程標準、實驗室建設提出建議;任課教師與企業(yè)專家對學生實踐訓練積極性、操作水平、技能掌握等情況進行客觀性記錄和評價;學生對任課教師與企業(yè)專家進行教學質(zhì)量和效果的評價，由此建立機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果的反饋機制。專業(yè)系、課程組可根據(jù)反饋情況及時調(diào)整實踐訓練項目、改進任課教師與企業(yè)專家教學方法，從而強化學生對機器人知識技能的掌握與應用能力，也有助于提升教學團隊的專業(yè)素質(zhì)，實現(xiàn)教師進步、企業(yè)成長的雙贏模式。

四、結(jié)語

堅持以學生為中心，成果產(chǎn)出為導向，深入推進產(chǎn)教融合的機器人實踐訓練與持續(xù)改進，是機器人實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)行之有效的探索方向，將有助于提升我校機器人工程及相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)水平，為地方智能制造企業(yè)輸送更多機器人方向的高層次技術(shù)技能型人才。

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編輯 陳鮮艷