工業(yè)機(jī)器人專業(yè)“數(shù)自融通”人才培養(yǎng)模式的研究

莫秀英，鄭漢尚

（廣州華商職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 511300）

關(guān)鍵字：工業(yè)機(jī)器人專業(yè)；數(shù)自融通；人才培養(yǎng)模式；智能技術(shù)

1 引言

當(dāng)前我國已經(jīng)進(jìn)入以智能產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，智能技術(shù)成為經(jīng)濟(jì)增長的新動(dòng)能、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新藍(lán)海、高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。而機(jī)器人作為集人工智能、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和傳感器等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的自動(dòng)化裝備也不可避免地向著智能化發(fā)展，智能機(jī)器人將是大勢所趨?！爸袊圃?2025”戰(zhàn)略和“工業(yè) 4.0”概念的提出，智能工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成為最熱門的工業(yè)應(yīng)用技術(shù)。

房地產(chǎn)公司碧桂園的創(chuàng)始人楊國強(qiáng)宣布進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域，計(jì)劃5年投資800億人民幣，引進(jìn)一萬名全球頂級(jí)的機(jī)器人專家和研究人員，打造機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈高地。企業(yè)考慮到未來職業(yè)崗位可能只有兩類：一類是程序性勞動(dòng)，另一類是創(chuàng)造性勞動(dòng)。程序性勞動(dòng)可以由智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)，目前我國機(jī)器人應(yīng)用型人才存在很大的缺口。高職院校作為一線機(jī)器人操作的人才培養(yǎng)主力軍，承擔(dān)著為我國機(jī)器人行業(yè)輸送大量具有機(jī)器人操作技能人才的艱巨任務(wù)。

新的技術(shù)的產(chǎn)生、新的業(yè)態(tài)、新的經(jīng)濟(jì)，所以一定會(huì)催生新的產(chǎn)業(yè)、新的崗位，新的產(chǎn)業(yè)和新的崗位一定會(huì)需要新的職業(yè)教育，因此有很多高職院校相繼開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，試圖通過工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教育培養(yǎng)更多工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才，為社會(huì)提供更多的發(fā)展力。目前國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才培養(yǎng)有北京航空航天大學(xué)、中國科學(xué)院等高等學(xué)府和科研機(jī)構(gòu)，著力于工業(yè)機(jī)器人研發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用等高端領(lǐng)域，而針對(duì)工廠等一線機(jī)器人操作及維護(hù)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)國內(nèi)還處于起步階段。

工業(yè)機(jī)器人專業(yè)以“數(shù)字計(jì)算機(jī)控制機(jī)器的人工智能”基本理念為出發(fā)點(diǎn)，按照數(shù)字化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)融會(huì)融通的實(shí)施路徑，改造現(xiàn)有專業(yè)人才培養(yǎng)體系，建設(shè)適應(yīng)專業(yè)智能化改造的“數(shù)自融通”專業(yè)課程，推進(jìn)工程技術(shù)類專業(yè)職業(yè)人才培養(yǎng)的技術(shù)和能力體系適應(yīng)人工智能技術(shù)發(fā)展。

2 研究意義

2015年，黨的十八屆五中全會(huì)通過的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》明確指出，加快建設(shè)制造強(qiáng)國，實(shí)施《中國制造2025》。2017年，中共十九大報(bào)告再次明確指出，加快建設(shè)制造強(qiáng)國，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。

《中國制造2025》是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，全球制造業(yè)面臨重大的調(diào)整，制造業(yè)的發(fā)展離不開工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新。在智能時(shí)代的背景下，高職院校是人才輸出的主力軍，通過創(chuàng)新的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)方案，為社會(huì)輸出更多的技能型人才，機(jī)器人專業(yè)是集人工智能、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感器等多學(xué)科一體的一門學(xué)科，雖然機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展擴(kuò)大，但是機(jī)器人專業(yè)還是一個(gè)新興的專業(yè)。大部分職校的機(jī)器人專業(yè)課程設(shè)置不夠完善，注重課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，輕學(xué)科之間的交叉融合。機(jī)器人教育涉及物理、工程、藝術(shù)、生物等多學(xué)科知識(shí)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用教育機(jī)器人來解決實(shí)際問題，這與STEAM（Science，Technology，Engineering，Art，Math）教育的跨學(xué)科理念吻合，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。強(qiáng)調(diào)通過跨學(xué)科整合來學(xué)習(xí)多學(xué)科知識(shí)，課程學(xué)習(xí)注重與學(xué)生實(shí)際生活相聯(lián)系。

結(jié)合我院的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人專業(yè)“數(shù)自融通”人才培養(yǎng)模式，智能工程學(xué)院由原來的機(jī)電工程學(xué)院、汽車工程學(xué)院、建筑工程學(xué)院合并而成，現(xiàn)由“智能建造專業(yè)群”“智能制造專業(yè)群”“智能汽車專業(yè)群”組成。三大領(lǐng)域的學(xué)生強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，開創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式。隨著“中國制造2025”持續(xù)不斷推進(jìn)，智能制造技術(shù)、智能控制技術(shù)、新能源技術(shù)、智能建造技術(shù)迅猛發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)、工業(yè)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)推動(dòng)了數(shù)字智能時(shí)代的到來。用人工智能賦能智能工程學(xué)院現(xiàn)有的3個(gè)專業(yè)群（組團(tuán)）10個(gè)專業(yè)，對(duì)各專業(yè)進(jìn)行“數(shù)字化+自動(dòng)化+智能化”的改造升級(jí)，升級(jí)技能培養(yǎng)體系和知識(shí)體系，改進(jìn)教學(xué)條件、升級(jí)技術(shù)手段，使人才培養(yǎng)能夠適應(yīng)和符合數(shù)字智能時(shí)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

3 “數(shù)自融通”人才培養(yǎng)模式的研究

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要內(nèi)涵，隨著人工智能技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了“數(shù)字化+智能化”“自動(dòng)化+智能化”以及“數(shù)字化+自動(dòng)化+智能化”的全新工業(yè)生產(chǎn)模式，需要研究掌握數(shù)字化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)的技術(shù)技能人才的人才培養(yǎng)模式。將人工智能、數(shù)字化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在工程人才培養(yǎng)中有機(jī)融合，強(qiáng)調(diào)數(shù)字化工具運(yùn)用、自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的“數(shù)自融通”。

“數(shù)自融通”的基本內(nèi)涵是指，培養(yǎng)掌握數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)嵤┲悄墚a(chǎn)品的開發(fā)和服務(wù)，智能系統(tǒng)集成、工程實(shí)施以及運(yùn)維的技術(shù)技能人才。數(shù)自融通追求的是能力目標(biāo)，目的是培養(yǎng)掌握數(shù)字化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)并能夠融會(huì)貫通運(yùn)用兩種技術(shù)的專業(yè)人才。

下面通過專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂、課程體系重構(gòu)、實(shí)踐基地平臺(tái)建設(shè)、課程標(biāo)準(zhǔn)、教材建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)組織和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制等一系列內(nèi)涵建設(shè)和改革，闡述工業(yè)機(jī)器人專業(yè)“數(shù)自融通”人才培養(yǎng)模式。

3.1 專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂和課程體系重構(gòu)

一是按照人工智能賦能專業(yè)的基本思路開展專業(yè)課程體系建設(shè)，制定人才培養(yǎng)方案。新增人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，梳理已有專業(yè)崗位數(shù)字化技術(shù)和智能化應(yīng)用場景和崗位要求，構(gòu)建“數(shù)字化技術(shù)+自動(dòng)化技術(shù)+智能化技術(shù)”的課程架構(gòu)，如圖1所示，適應(yīng)“具備專業(yè)能力、掌握智能技術(shù)、熟練數(shù)字化工具”的專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)。二是篩選成熟的數(shù)字化產(chǎn)品、工具和應(yīng)用，梳理智能化技術(shù)內(nèi)涵，進(jìn)行人才培養(yǎng)方案的數(shù)字化升級(jí)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本專業(yè)技術(shù)應(yīng)用場景，融入和運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，形成“數(shù)自融通”課程；三是人才培養(yǎng)方案通過課程模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)，適應(yīng)能力分級(jí)培養(yǎng)和技能分級(jí)培養(yǎng)。

圖1 “數(shù)字化技術(shù)+自動(dòng)化技術(shù)+智能化技術(shù)”的課程架構(gòu)

3.2 實(shí)踐基地平臺(tái)建設(shè)

實(shí)施“人工賦能”人才培養(yǎng)模式改革，課程建設(shè)是根本，實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)是支撐，項(xiàng)目將推進(jìn)建設(shè)符合人才培養(yǎng)需要、適應(yīng)數(shù)字化能力培養(yǎng)、自動(dòng)化技術(shù)培養(yǎng)、智能化應(yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，實(shí)施產(chǎn)教融合，開展數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化應(yīng)用的技術(shù)服務(wù)能力建設(shè)，產(chǎn)學(xué)研一體，推進(jìn)創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)造。

人工智能實(shí)踐基地平臺(tái)的建設(shè)既要考慮滿足教學(xué)需要，同時(shí)兼顧科研創(chuàng)新需要。以人工智能技術(shù)理論基礎(chǔ)出發(fā)，以服務(wù)應(yīng)用為目標(biāo)，以傳感與智能感知、智能裝備與機(jī)器人、機(jī)電協(xié)作與數(shù)字孿生為重點(diǎn)，打造機(jī)電、車輛、建筑專業(yè)交叉融合創(chuàng)新的集產(chǎn)學(xué)研服一體的實(shí)踐教學(xué)基地。人工智能創(chuàng)新實(shí)踐基地平臺(tái)建設(shè)如圖2所示。

圖2 人工智能創(chuàng)新實(shí)踐基地平臺(tái)建設(shè)

3.3 課程標(biāo)準(zhǔn)、教材建設(shè)

各專業(yè)根據(jù)課程體系梳理和歸納課程內(nèi)容，研究制訂課程標(biāo)準(zhǔn)并與企業(yè)合作開發(fā)配套教材。具體指標(biāo)為：完成各專業(yè)的專業(yè)核心課程標(biāo)準(zhǔn)，完成“數(shù)自融通”課程教材建設(shè)并初步形成教學(xué)信息資源。在課程標(biāo)準(zhǔn)和教材建設(shè)過程中，要充分融入一體化教學(xué)理念，讓學(xué)生學(xué)中做，做中學(xué)，提高他們對(duì)知識(shí)與技能的運(yùn)用，更重要的是提高他們的綜合職業(yè)能力，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)與人溝通，善于合作，今后不論是從事什么樣的工作，都有比較好的適應(yīng)能力。課程的考核強(qiáng)調(diào)學(xué)生數(shù)自融通素養(yǎng)和能力培養(yǎng)，學(xué)生的成績不能僅僅是最后的考核，要與平時(shí)的表現(xiàn)、每一次任務(wù)的執(zhí)行與考核掛鉤，再結(jié)合最后的期末成績，三者按照一定的比例，最終得出學(xué)生的成績。

3.4 教師隊(duì)伍建設(shè)

以專業(yè)升本師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)要求為標(biāo)準(zhǔn)，通過引進(jìn)、培訓(xùn)相結(jié)合，建設(shè)一支技術(shù)能力、教學(xué)能力相長的“數(shù)自融通”教學(xué)團(tuán)隊(duì)。師資隊(duì)伍建設(shè)中共有6名專任教師和2名外聘教師；擁有1名教授、1名高級(jí)實(shí)驗(yàn)師（副高級(jí)）；3名教師具有碩士學(xué)位；2名雙師型教師；3名骨干教師和1名具有企業(yè)經(jīng)驗(yàn)的教師；并配備專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師1名；師生比達(dá)到1：22，符合專業(yè)的發(fā)展和教學(xué)要求。在配備教師的同時(shí)，專業(yè)核心課都配備了具有中級(jí)職稱的教師作為專任教師。實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師進(jìn)行高級(jí)工的考證及派往校外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行交流培訓(xùn)，每年都會(huì)派出教師參加相關(guān)工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)項(xiàng)目，讓教師隊(duì)伍更加壯大。

大部分高校教師從學(xué)校出來再到學(xué)校工作，缺少社會(huì)的鍛煉，很多知識(shí)都是基于書上的理論，缺乏工程項(xiàng)目開發(fā)能力。從社會(huì)招聘“雙師型”（教師+工程師）的教師隊(duì)伍，在師資隊(duì)伍中占一半，彌補(bǔ)教師隊(duì)伍的不足。機(jī)器人技術(shù)更新?lián)Q代很快，需要定期組織教師參加機(jī)器人的培訓(xùn)，增強(qiáng)師資的實(shí)力，例如組織高職院校教師“工業(yè)機(jī)器人青年教師企業(yè)實(shí)踐培訓(xùn)（國培）”培訓(xùn)班。重視科研，成立科研小組，根據(jù)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，擬定專業(yè)研究課題，定期進(jìn)行調(diào)查研究和發(fā)表論文，提升團(tuán)隊(duì)教師的整體科研水平。

3.5 教學(xué)組織和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制

研究制訂和改革教學(xué)組織方案，通過對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、條件、組織、方法等的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化，形成教學(xué)（實(shí)施）標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）。具體指標(biāo)為：完成“數(shù)自融通”課程的課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）?！皵?shù)自融通”課程建設(shè)如圖3所示。

圖3 “數(shù)自融通”課程建設(shè)

4 結(jié)束語