產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式下“機(jī)器人技術(shù)”課程創(chuàng)新教育探究

徐英帥，萬智輝，陳志新，章國慶

(東華理工大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院，江西 南昌 330013)

習(xí)近平總書記指出，“不僅要把我國機(jī)器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領(lǐng)市場”[1]；“要審時度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實(shí)推進(jìn)”[1]。國際機(jī)器人聯(lián)合會也認(rèn)為“機(jī)器人革命”可以建立高達(dá)數(shù)萬億美元的市場[2]，并且“機(jī)器人革命”也很有希望成為“第四次工業(yè)革命”的重要切入點(diǎn)和有力增長點(diǎn)[3，4]。許多行業(yè)的發(fā)展離不開機(jī)器人和機(jī)器人技術(shù)的快速進(jìn)步，機(jī)器人的發(fā)展、進(jìn)步以及在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用被看作是當(dāng)今技術(shù)革命最偉大的進(jìn)步之一。對于高校而言，為了配合國家發(fā)展需求，各相關(guān)專業(yè)紛紛開設(shè)“機(jī)器人技術(shù)”課程，并且努力申報機(jī)器人工程和智能制造工程專業(yè)。機(jī)器人技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的前沿學(xué)科，這就對學(xué)生基礎(chǔ)知識的儲備提出了更高的要求，同時也對教師教好該門課程提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1 教學(xué)中實(shí)施產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式的必要性

通過探究產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式下“機(jī)器人技術(shù)”課程的創(chuàng)新教育，既有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和解決工程實(shí)際問題的能力，也為完成新工科人才培養(yǎng)基地的建設(shè)創(chuàng)造條件。同時，借助產(chǎn)教融合還可以讓教師不斷地吸收智能制造和機(jī)器人等技術(shù)方向的最新科研成果，使學(xué)生熟練地掌握智能制造領(lǐng)域的新方法與新技術(shù)。因此，實(shí)施產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式勢在必行。

1.1 解決人才培養(yǎng)能力不足的有效措施

產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人是解決應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)能力不足的手段之一。哈佛大學(xué)校長普西曾經(jīng)表示，可以用創(chuàng)造力來明確區(qū)分一流和三流人才[5]。搭建人才培養(yǎng)協(xié)同育人平臺，探索與專業(yè)相關(guān)企業(yè)的協(xié)同育人工作，可以培養(yǎng)出具有創(chuàng)造力的一流人才，使他們不但掌握基本知識、基本理論、基本技能，而且還具有自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、適應(yīng)能力、交流能力。2017年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》提出，要進(jìn)一步深化校企協(xié)同、合作育人，并認(rèn)為產(chǎn)教融合是可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展的一項重要舉措。2018年，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級版的意見》強(qiáng)調(diào)，要強(qiáng)化大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，支持高校深化產(chǎn)教融合。隨后各省又相繼出臺了促進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作培養(yǎng)人才的相關(guān)政策和措施[6]。為貫徹落實(shí)相關(guān)國家精神，教育部推出產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目，旨在推進(jìn)產(chǎn)教融合，搭建產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人平臺，提高本科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1.2 促進(jìn)教育鏈與產(chǎn)業(yè)鏈融合發(fā)展的重要途徑

目前，東華理工大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院培養(yǎng)出的人才，還不能完全具備行業(yè)及企業(yè)對人才所要求的各種能力，所以需要進(jìn)行產(chǎn)學(xué)結(jié)合，及時優(yōu)化培養(yǎng)過程，做好產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人工作，以培養(yǎng)出更適合新經(jīng)濟(jì)要求的新工科人才，實(shí)現(xiàn)人才供給側(cè)與需求側(cè)的匹配，滿足高等教育發(fā)展與市場接軌的需求。產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人在教學(xué)中可促進(jìn)教育鏈與產(chǎn)業(yè)鏈相融合，達(dá)到學(xué)生、學(xué)校以及企業(yè)三方共贏的效果。對于學(xué)生而言，產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人可促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的提升和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，為學(xué)生創(chuàng)造更多與企業(yè)接觸的機(jī)會，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生在就業(yè)前對企業(yè)的正確認(rèn)識，幫助學(xué)生提升就業(yè)力，做到真正意義上的產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人。對于學(xué)校而言，產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人不僅可以促進(jìn)產(chǎn)教融合進(jìn)課堂，從而有利于提高教學(xué)質(zhì)量，而且還可促進(jìn)學(xué)科交叉融合，有利于構(gòu)建跨學(xué)科的學(xué)習(xí)與研討環(huán)境，培育出符合培養(yǎng)目標(biāo)、適合新經(jīng)濟(jì)要求的新工科人才。對于企業(yè)而言，產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人可以使企業(yè)在戰(zhàn)略競爭中處于優(yōu)勢，促進(jìn)在市場上或者產(chǎn)品上的開拓。

2 實(shí)際教學(xué)中所面臨的問題

以東華理工大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院為例，新獲批的智能制造工程專業(yè)被列入江西省本科一批次招生，機(jī)械工程專業(yè)獲批國家一流專業(yè)建設(shè)資格并在培養(yǎng)方案中增加了智能制造方向，這兩個專業(yè)都會開設(shè)“機(jī)器人技術(shù)”課程，同時該課程也屬于全校范圍的公選課。作為一門嶄新的課程，還存在一些有待解決的問題。

2.1 課程資源嚴(yán)重不足

智能制造工程新專業(yè)和“機(jī)器人技術(shù)”新課程讓授課教師面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在課程資源建設(shè)方面幾乎需要從頭做起。2016年，國家在本科院校設(shè)置了機(jī)器人工程專業(yè)，之后又在2017年設(shè)置了智能制造工程專業(yè)，到目前為止只有短短幾年時間。大部分本科院校也是近兩年才獲批機(jī)器人工程專業(yè)和智能制造工程專業(yè)的招生資格，各本科院校對于課程資源都處于初期建設(shè)階段，還沒有成熟的資源可供參考。因此，針對學(xué)校“機(jī)器人技術(shù)”課程而言，在課程資源建設(shè)方面具有一定的難度，需要投入大量的時間和精力，同時也需要學(xué)校給予各方面的大力支持。

2.2 教學(xué)方法相對機(jī)械化

目前“機(jī)器人技術(shù)”課程的教學(xué)方法還主要是利用多媒體教室結(jié)合PPT演示進(jìn)行教學(xué)，這種機(jī)械死板的教學(xué)模式難以吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更難讓學(xué)生充分理解每一個知識點(diǎn)。尤其該課程是一門多學(xué)科交叉的前沿學(xué)科，涉及的內(nèi)容非常多，形式單一的教學(xué)方法已不再適用。因此，原有教學(xué)方法必須要進(jìn)行改革，把理論與實(shí)踐結(jié)合起來、虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來、線上與線下結(jié)合起來、企業(yè)與高校結(jié)合起來。如何將“四個結(jié)合”實(shí)施到位，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的新型教學(xué)模式是一個迫切需要解決的問題。

2.3 授課對象層次不同

東華理工大學(xué)“機(jī)器人技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)對象是三類不同層次的學(xué)生：一是智能制造工程新專業(yè)的學(xué)生；二是機(jī)械工程專業(yè)智能制造方向的學(xué)生；三是作為全校公選課學(xué)習(xí)的學(xué)生，這類學(xué)生幾乎是無任何相關(guān)基礎(chǔ)的非機(jī)電專業(yè)學(xué)生。尤其該課程涉及的學(xué)科門類比較多，綜合性比較強(qiáng)，對教師的要求非常高。面對三類不同基礎(chǔ)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容的確定尤為重要。目前，各種版本的教材相繼出版，內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)也各有不同，如何針對不同的學(xué)習(xí)對象確定其對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容存在一定的困難。教學(xué)大綱也需要針對三類不同層次的學(xué)生做進(jìn)一步的修訂，做到有針對性地去培養(yǎng)學(xué)生。

2.4 實(shí)踐與理論教學(xué)比例失衡

目前，課程教學(xué)中重理論輕實(shí)踐現(xiàn)象還存在[7]，這是實(shí)踐教學(xué)面臨的主要問題。以東華理工大學(xué)為例，“機(jī)器人技術(shù)”課程只有32學(xué)時，其中包括2學(xué)時的實(shí)驗課，而且相關(guān)實(shí)驗室和實(shí)驗設(shè)備暫不齊備，還處于籌建階段，學(xué)生動手實(shí)踐的機(jī)會不多?？紤]“機(jī)器人技術(shù)”課程的特殊性，只通過理論教學(xué)很難讓學(xué)生掌握相關(guān)知識，必須結(jié)合實(shí)驗教學(xué)才能達(dá)到最佳效果。因此，建立相關(guān)的實(shí)驗室是產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式下強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的必要途徑。

3 產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式下創(chuàng)新教育實(shí)施對策

為彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足要開展創(chuàng)新教育，實(shí)施教學(xué)改革，讓教學(xué)更富有創(chuàng)新性和實(shí)踐性，在學(xué)生手腦并用中鍛煉做人做事的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)出實(shí)踐應(yīng)用能力強(qiáng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力強(qiáng)、自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、社會適應(yīng)能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才。

3.1 完善教學(xué)內(nèi)容，豐富課程資源

產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人培養(yǎng)模式下，課程資源建設(shè)就是要擴(kuò)大課堂知識活動的容量，增加課堂知識的內(nèi)涵，讓實(shí)驗室、企業(yè)現(xiàn)場、創(chuàng)業(yè)中心等實(shí)踐平臺進(jìn)入課堂?！皺C(jī)器人技術(shù)”課程涉及多個學(xué)科的知識，不但專業(yè)性極強(qiáng)，而且與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密，所以要想教師教好、學(xué)生學(xué)好該門課程必須配有充足的課程資源。例如，教師可以把華中數(shù)控603工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)設(shè)備和603虛擬裝調(diào)系統(tǒng)作為對象，將相關(guān)應(yīng)用技術(shù)融入“機(jī)器人技術(shù)”課程中，并以此完善該課程的教學(xué)大綱、授課教案、習(xí)題及答案等材料。教師可借助與企業(yè)合作的契機(jī)獲得企業(yè)現(xiàn)場的視頻和圖片等素材及企業(yè)在智能制造和機(jī)器人等領(lǐng)域的研發(fā)成果，開發(fā)典型的教學(xué)案例，實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合一體化課程設(shè)置。

3.2 強(qiáng)化學(xué)生為本，改革現(xiàn)有教學(xué)方法

在當(dāng)前的課堂上，部分學(xué)生會比較安靜、被動，并且很少做筆記和向老師請教問題，老師提出問題時，課堂依然很安靜，或者只有個別同學(xué)小聲說出答案，這是必須要解決的問題。因此，需要改革原有的教學(xué)方法和模式，利用產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人的優(yōu)勢，結(jié)合企業(yè)人才需求特點(diǎn)，以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為根本，鼓勵學(xué)生對所學(xué)知識提出疑問，為提高“機(jī)器人技術(shù)”課程教學(xué)質(zhì)量做好教學(xué)設(shè)計。在教學(xué)過程中，要把“四個結(jié)合”實(shí)施到位，同時還需要完成“三項任務(wù)”：建立一種新的教學(xué)范式、一種新的學(xué)習(xí)范式、一種新的師生關(guān)系。教師要貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)思想，更多地發(fā)揮指導(dǎo)、引領(lǐng)和激勵作用，形成服務(wù)于學(xué)生高質(zhì)量、高效率自主學(xué)習(xí)的教學(xué)范式。學(xué)生也應(yīng)該形成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，不斷進(jìn)行自我完善，提高能力水平，升華人格修養(yǎng)，形成一種新的學(xué)習(xí)范式。好的師生關(guān)系是激發(fā)教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力。為了使課堂煥發(fā)出生機(jī)活力，建立優(yōu)良的師生關(guān)系是必不可缺的。

3.3 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，引入虛實(shí)一體課堂

虛實(shí)一體教學(xué)模式支持虛實(shí)一體化教學(xué)、信息化教學(xué)，極大地解決了師資與課堂教學(xué)問題，降低了實(shí)驗成本，是提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果、培養(yǎng)符合未來需求方向人才的重要方法[8]。以華中數(shù)控工業(yè)機(jī)器人機(jī)電控制與裝調(diào)虛實(shí)一體信息化實(shí)驗室為例，該實(shí)驗室可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)設(shè)備不具備或者難以完成的輔助教學(xué)功能，重點(diǎn)解決“做不到”“做不了”“做不好”“做不上”等日常實(shí)驗教學(xué)中的難點(diǎn)問題。虛實(shí)一體化教學(xué)的主要目的是構(gòu)建“信息化課堂教學(xué)+虛擬仿真實(shí)訓(xùn)+實(shí)驗實(shí)訓(xùn)教學(xué)”的立體式教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容還原真實(shí)工業(yè)項目，注重學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)訓(xùn)深度，教師可采用項目式與游戲闖關(guān)式教學(xué)模式相結(jié)合的情景化教學(xué)設(shè)計。在應(yīng)用虛實(shí)一體化教學(xué)模式的同時，教師還要經(jīng)常總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，根據(jù)“機(jī)器人技術(shù)”課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)實(shí)際建立自查自糾的質(zhì)量保障機(jī)制，并建立持續(xù)改進(jìn)的相關(guān)機(jī)制，努力做到教、學(xué)、修、研、評于一體的“五維融合”教學(xué)新模式，使學(xué)生能夠?qū)W到更多的知識，進(jìn)而推進(jìn)相關(guān)專業(yè)的持續(xù)發(fā)展，為培養(yǎng)具有創(chuàng)造力的優(yōu)秀人才創(chuàng)造條件。

3.4 融合校企優(yōu)勢，增大實(shí)踐教學(xué)比例

實(shí)踐教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)教師和學(xué)生之間的交流與互動，從而使課堂教學(xué)更有效果、更有質(zhì)量、更有深度。由于“機(jī)器人技術(shù)”課程的學(xué)時有限，教師需要調(diào)配好理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系和比重，以充分發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)的作用。借助產(chǎn)教融合的發(fā)展契機(jī)，在產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式下，綜合運(yùn)用校內(nèi)和校外資源，通過合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展等合作項目，共建數(shù)量充足、資源豐富的實(shí)驗、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)基地，可以有效提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力以及社會責(zé)任感。同時，實(shí)踐教學(xué)也可以得到強(qiáng)化管理，建立不斷改進(jìn)且以學(xué)業(yè)成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的實(shí)踐教學(xué)體系。東華理工大學(xué)智能制造工程專業(yè)和機(jī)械工程專業(yè)(智能制造方向)將立足為區(qū)域經(jīng)濟(jì)服務(wù)，構(gòu)建“工程基礎(chǔ)訓(xùn)練+工程創(chuàng)新訓(xùn)練+工程意識訓(xùn)練”的工程教育新模式，并結(jié)合專業(yè)特色將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)全過程，建設(shè)開放性、智能化、綜合性實(shí)踐教學(xué)平臺，為“制造”向“智造”的轉(zhuǎn)型升級提供強(qiáng)有力的人才支撐，使人才培養(yǎng)更加符合社會需求。同時，通過教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗基地配置標(biāo)準(zhǔn)和卓越工程師培養(yǎng)體系三個方面培養(yǎng)具有優(yōu)秀崗位技能的高素質(zhì)、實(shí)用型、創(chuàng)新型人才。

4 結(jié)語

產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人培養(yǎng)模式能夠在教學(xué)中將課堂教學(xué)與企業(yè)指導(dǎo)充分融合，有針對性、系統(tǒng)化地推進(jìn)課程資源建設(shè)，使所授課程內(nèi)容與學(xué)生能力培養(yǎng)相結(jié)合，讓學(xué)生可以充分參與到產(chǎn)教融合項目中，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、工作能力，以滿足社會和區(qū)域經(jīng)濟(jì)對該類人才的需求。因此，有必要將產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式有機(jī)地融入現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案當(dāng)中，充分發(fā)揮產(chǎn)教融合在教學(xué)中的價值，以解決教學(xué)中存在的實(shí)際問題。