機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心人才培養(yǎng)模式淺探

曾祥鋒＊ 龍迎春 韓竺秦

（廣東省韶關(guān)學(xué)院智能工程學(xué)院自動(dòng)化系，廣東 韶關(guān) 512005）

0 引言

隨著改革開(kāi)放進(jìn)入深水區(qū)，我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化得到了飛速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人也得到了廣泛應(yīng)用。機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是培養(yǎng)機(jī)器人從業(yè)人才的一個(gè)重要組成部分，而其人才培養(yǎng)模式是關(guān)鍵，因此，本文擬探討機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的人才培養(yǎng)模式和其教學(xué)實(shí)現(xiàn)方法，為機(jī)器人從業(yè)人才的培養(yǎng)拓寬思路。

1 人才培養(yǎng)模式的方案設(shè)計(jì)

機(jī)器人是一種典型的機(jī)電一體化設(shè)備，所涉及的知識(shí)領(lǐng)域非常廣泛，因此，對(duì)機(jī)器人從業(yè)人才的素養(yǎng)具有較高要求[1]。為了使培養(yǎng)的技術(shù)人才能夠滿(mǎn)足時(shí)代需要，機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的人才培養(yǎng)模式持續(xù)更新，在理論教育的基礎(chǔ)上，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)踐培養(yǎng)為抓手，聯(lián)合社會(huì)各界力量，使學(xué)生能夠在扎實(shí)學(xué)習(xí)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，充分吸收自動(dòng)化行業(yè)的最新技術(shù)理念，從而全方位培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，將其培養(yǎng)成為復(fù)合型人才。如圖1所示，人才培養(yǎng)模式體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：

圖1 人才培養(yǎng)模式

1.1 以理論學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，夯實(shí)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)

理論指導(dǎo)實(shí)踐，而實(shí)踐應(yīng)用則反哺加強(qiáng)理論建設(shè)，因此，在技術(shù)人才的培養(yǎng)過(guò)程中，理論學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)。為了使學(xué)生能夠更好的、循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)理論知識(shí)，機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心將工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化層級(jí)分類(lèi)，各層級(jí)間的知識(shí)點(diǎn)具有相關(guān)性，通過(guò)每層級(jí)的學(xué)習(xí)能夠夯實(shí)學(xué)生在該層級(jí)的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，為下一層級(jí)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

1.2 以實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)

理論基礎(chǔ)指導(dǎo)技術(shù)實(shí)踐，即將理論知識(shí)應(yīng)用于技術(shù)實(shí)踐中，能夠使技術(shù)應(yīng)用更加順暢，少走彎路，提高應(yīng)用效率[2]。為了貫徹這種指導(dǎo)思想，機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在基礎(chǔ)理論教學(xué)的過(guò)程中設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，使學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用其所掌握的理論知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，從而提升其專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

1.3 以校企聯(lián)合培養(yǎng)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)行業(yè)新技術(shù)的掌握

技術(shù)人才培養(yǎng)的主體是學(xué)校，而技術(shù)人才使用的主體是企業(yè)，但兩者對(duì)于技術(shù)人才的界定持有不同立場(chǎng)，具有差異性。為了消除這種差異性，校企聯(lián)合培養(yǎng)技術(shù)人才是一種較好的解決方法[3]?；谶@種思想，機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心聯(lián)合數(shù)個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的優(yōu)秀企業(yè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，共同指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)課題，使學(xué)生在校期間就能夠針對(duì)行業(yè)新技術(shù)進(jìn)行課題研究，從而加深其對(duì)行業(yè)新技術(shù)的理解。

1.4 以企業(yè)短期培養(yǎng)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)行業(yè)技術(shù)動(dòng)態(tài)的了解

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展日新月異，因此，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)行業(yè)技術(shù)動(dòng)態(tài)的了解是一項(xiàng)基本工作。機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心與多家自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)建立合作關(guān)系，使學(xué)生有機(jī)會(huì)在企業(yè)參加短期培訓(xùn)，近距離了解行業(yè)技術(shù)動(dòng)態(tài)，為學(xué)生后續(xù)的職業(yè)規(guī)劃奠定一定基礎(chǔ)。

1.5 以教師科研項(xiàng)目參與為基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和工程素養(yǎng)

技術(shù)創(chuàng)新和理論創(chuàng)新是科學(xué)研究的重要環(huán)節(jié)，而技術(shù)創(chuàng)新能夠迅速應(yīng)用于行業(yè)實(shí)踐中。機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目，從而衍生出其畢業(yè)課題，以此來(lái)加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和工程素養(yǎng)。

2 人才培養(yǎng)模式的教學(xué)實(shí)現(xiàn)

為了順利實(shí)施上述方案，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)升級(jí)的實(shí)際需要為基礎(chǔ)，持續(xù)更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)手段，以滿(mǎn)足培養(yǎng)合格機(jī)器人從業(yè)復(fù)合型人才的需求，主要體現(xiàn)在如下五個(gè)方面：

2.1 采用面向?qū)嶒?yàn)過(guò)程的教學(xué)方法

采用面向?qū)嶒?yàn)過(guò)程的教學(xué)方法，激勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)重心放置在控制實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，并通過(guò)反復(fù)調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，體驗(yàn)因不同參數(shù)而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性，從而對(duì)基本理論知識(shí)點(diǎn)的體會(huì)更加深刻。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)遇到許多困難和各種問(wèn)題，而在分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生能夠透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察到實(shí)驗(yàn)中所蘊(yùn)含的本質(zhì)特性。因此，采用面向?qū)嶒?yàn)過(guò)程的教學(xué)方法，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主觀能動(dòng)性、以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作思維方式等。

2.2 推動(dòng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是學(xué)生以自身的知識(shí)儲(chǔ)備為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，在查閱相關(guān)文獻(xiàn)后，自行擬定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。自主實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的提出和展開(kāi)由學(xué)生主導(dǎo)，并由教師協(xié)助，因此，學(xué)生在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中具有較高的自主性，從而將傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)模式，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)效率。

2.3 推動(dòng)“競(jìng)賽式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

“競(jìng)賽式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的核心在于“以賽代練”，即通過(guò)舉辦學(xué)生實(shí)驗(yàn)類(lèi)技能競(jìng)賽或組織學(xué)生抱團(tuán)參加各類(lèi)競(jìng)賽項(xiàng)目，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、以及發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和知識(shí)應(yīng)用能力。

2.4 采用分散學(xué)時(shí)的教學(xué)管理方法

以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用為基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取分散學(xué)時(shí)教學(xué)管理方法。首先，教學(xué)內(nèi)容離散化，以相關(guān)知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行離散并重組；接著采用“實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)集中實(shí)施，課程設(shè)計(jì)分散實(shí)施”的模式，以增強(qiáng)其可操作性和有效性。對(duì)于各類(lèi)大學(xué)生創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、以及科技競(jìng)賽項(xiàng)目等，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心調(diào)配充足的資源進(jìn)行全方位支持，進(jìn)而使學(xué)生自主式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目得以順利推進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)因材施教和個(gè)性化教育。

2.5 推進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用

虛擬仿真能夠在軟件系統(tǒng)中構(gòu)建各種機(jī)器人工作的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，從而協(xié)助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、軟件編制、以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證等。在進(jìn)行實(shí)體實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生能夠通過(guò)虛擬仿真軟件來(lái)驗(yàn)證其控制程序能否達(dá)成控制目標(biāo)、控制過(guò)程是否穩(wěn)定、以及程序可靠性是否足夠等等。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合格后，學(xué)生便能夠更加順暢控制實(shí)際系統(tǒng)達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，不但能夠提升實(shí)驗(yàn)效率，而且能夠豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。

3 結(jié)論

本文以機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為對(duì)象，探討了其人才培養(yǎng)模式的方案設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)現(xiàn)方法。該模式堅(jiān)持以理論教育為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)踐培養(yǎng)為抓手，聯(lián)合社會(huì)各界力量，全方位培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，使其成為滿(mǎn)足社會(huì)需求的復(fù)合型人才，為機(jī)器人從業(yè)人才的培養(yǎng)模式拓展思路。