机器人实验教学中心人才培养模式浅探

2021-07-26曾祥锋龙迎春韩竺秦

科技视界 2021年20期

曾祥锋＊龙迎春韩竺秦

（广东省韶关学院智能工程学院自动化系，广东韶关 512005）

0 引言

随着改革开放进入深水区，我国的工业自动化得到了飞速发展，工业机器人也得到了广泛应用。机器人实验教学中心是培养机器人从业人才的一个重要组成部分，而其人才培养模式是关键，因此，本文拟探讨机器人实验教学中心的人才培养模式和其教学实现方法，为机器人从业人才的培养拓宽思路。

1 人才培养模式的方案设计

机器人是一种典型的机电一体化设备，所涉及的知识领域非常广泛，因此，对机器人从业人才的素养具有较高要求[1]。为了使培养的技术人才能够满足时代需要，机器人实验教学中心的人才培养模式持续更新，在理论教育的基础上，以实验教学中心的实践培养为抓手，联合社会各界力量，使学生能够在扎实学习理论知识的基础上，充分吸收自动化行业的最新技术理念，从而全方位培养学生的技术素养，将其培养成为复合型人才。如图1所示，人才培养模式体现在以下五个方面：

图1 人才培养模式

1.1 以理论学习为基础，夯实学生的专业素养

理论指导实践，而实践应用则反哺加强理论建设，因此，在技术人才的培养过程中，理论学习是基础。为了使学生能够更好的、循序渐进的学习理论知识，机器人实验教学中心将工业机器人的相关知识进行系统化层级分类，各层级间的知识点具有相关性，通过每层级的学习能够夯实学生在该层级的专业素养，为下一层级的学习奠定基础。

1.2 以实验室实训为基础，加强学生工程实践能力的培养

理论基础指导技术实践，即将理论知识应用于技术实践中，能够使技术应用更加顺畅，少走弯路，提高应用效率[2]。为了贯彻这种指导思想，机器人实验教学中心在基础理论教学的过程中设置相应的实验实训课程，使学生在实践中应用其所掌握的理论知识，加深学生对理论知识的理解，从而提升其专业素养。

1.3 以校企联合培养为基础，加强学生对行业新技术的掌握

技术人才培养的主体是学校，而技术人才使用的主体是企业，但两者对于技术人才的界定持有不同立场，具有差异性。为了消除这种差异性，校企联合培养技术人才是一种较好的解决方法[3]。基于这种思想，机器人实验教学中心联合数个自动化行业的优秀企业对学生进行联合培养，共同指导学生的毕业课题，使学生在校期间就能够针对行业新技术进行课题研究，从而加深其对行业新技术的理解。

1.4 以企业短期培养为基础，加强学生对行业技术动态的了解

自动化技术的发展日新月异，因此，加强学生对行业技术动态的了解是一项基本工作。机器人实验教学中心与多家自动化设备生产企业建立合作关系，使学生有机会在企业参加短期培训，近距离了解行业技术动态，为学生后续的职业规划奠定一定基础。

1.5 以教师科研项目参与为基础，加强学生的学术素养和工程素养

技术创新和理论创新是科学研究的重要环节，而技术创新能够迅速应用于行业实践中。机器人实验教学中心鼓励学生参与教师科研项目，从而衍生出其毕业课题，以此来加强学生的学术素养和工程素养。

2 人才培养模式的教学实现

为了顺利实施上述方案，实验教学中心以自动化产业升级的实际需要为基础，持续更新实验教学方法和实验手段，以满足培养合格机器人从业复合型人才的需求，主要体现在如下五个方面：

2.1 采用面向实验过程的教学方法

采用面向实验过程的教学方法，激励学生将实验重心放置在控制实验的过程中，并通过反复调整实验参数，体验因不同参数而导致的实验结果差异性，从而对基本理论知识点的体会更加深刻。学生在实验过程中会遇到许多困难和各种问题，而在分析问题和解决问题的过程中，学生能够透过实验现象观察到实验中所蕴含的本质特性。因此，采用面向实验过程的教学方法，能够激发学生的学习积极性、主观能动性、以及团队协作思维方式等。

2.2 推动学生自主实验项目

学生自主实验项目是学生以自身的知识储备为基础，结合现有实验条件，在查阅相关文献后，自行拟定的实验项目。自主实验项目的提出和展开由学生主导，并由教师协助，因此，学生在项目的实施过程中具有较高的自主性，从而将传统的被动学习模式转变为主动学习模式，进而提升学习效率。

2.3 推动“竞赛式”实验教学方法

“竞赛式”实验教学法的核心在于“以赛代练”，即通过举办学生实验类技能竞赛或组织学生抱团参加各类竞赛项目，以此来培养学生的团队协作能力、以及发现和解决问题的能力，从而提高学生的综合素质和知识应用能力。

2.4 采用分散学时的教学管理方法

以开放实验室应用为基础，在实验教学中采取分散学时教学管理方法。首先，教学内容离散化，以相关知识点为基础进行离散并重组；接着采用“实习实训集中实施，课程设计分散实施”的模式，以增强其可操作性和有效性。对于各类大学生创新性的实验项目、以及科技竞赛项目等，实验教学中心调配充足的资源进行全方位支持，进而使学生自主式实验项目得以顺利推进，以实现因材施教和个性化教育。

2.5 推进虚拟仿真实验技术的应用

虚拟仿真能够在软件系统中构建各种机器人工作的实验场景，从而协助学生熟悉实验场景、软件编制、以及实验结果验证等。在进行实体实验前，学生能够通过虚拟仿真软件来验证其控制程序能否达成控制目标、控制过程是否稳定、以及程序可靠性是否足够等等。在虚拟仿真实验验证合格后，学生便能够更加顺畅控制实际系统达成实验目标，不但能够提升实验效率，而且能够丰富实验教学资源。