肖 景 贺达江

（怀化学院 湖南·怀化 418000）

0 引言

当前，我国处于经济换挡转型的关键时期，需要具有更强实践能力、创新能力的新兴产业人才支撑、提高国家整体的工业和科技领域的国际竞争力。为此，2017年中国教育部提出了新工科战略，其人才培养改革方向是建立产教融合、校企合作的人才培养模式，核心是培养适合于社会需要的高质量产业技术和创新人才[1-2]。同时，随着《中国制造2025》战略的逐步实施，柔性生产、智能工厂等开始大规模普及，如焊接，喷涂，码垛，装配，抛光等工序在大规模的自动化演进[3]。工业机器人和配套的自动化设备步入一个高速发展阶段，而相应的人技术人才却面临用工荒。因此，高校机器人专业人才培养的目标是为企业提供符合需求的工业机器人维护、调试、故障排除、操作、系统集成等方向的高质量产业人才。本文从企业实际用人需求出发，在产业实践和创新能力培养体系、校企联合培养等几个方面对机器人专业产业人才培养进行了改革和探索。

1 机器人专业现状

1.1 课程体系不完整

机器人专业作为新办本科专业之一，以东南大学等为代表的第一批获批办学高校在2016年左右才开始在全国招生。由于办学历史短，大多数学校的课程体系依托于传统的电子信息类专业，课程体系不完整，制约了人才培养的质量提升。

以怀化学院为例，最初的机器人专业基础课程主要依托于电子信息科学与技术、电气工程及自动化专业。第一届本科机器人专业开设的课程配置偏硬件电路设计，机器人主干专业的课程体系存在衔接不合理，统一性不够等问题。这会导致学生对本专业的培养体系的缺乏统一认知，各专业课程的搭配缺乏整体联系。学生由于对前置课程认知不足导致学习效果下降，进而对后续专业课程的教学产生负向效应[4]。此外，课程体系的缺失会形成专业课程的知识孤岛，使得学生只是掌握零散知识点，缺乏整体认识。同时，在具体的课程教学方式中，还是以教师授课和学生听讲为主，忽视对学生自主和创新能力的培养，不能达到国家对新工科人才培养的要求。

1.2 实践教学内容和人才需求不匹配

当期，机器人行业处于“机器换人”的急速迭代中，急需创新能力强、可以协调和解决实际应用问题的高质量工程师，其人才缺口高达上百万。因此，机器人专业的实践课程体系需要匹配新时期企业的需求。但是，在高校的专业人才培养中，当前的教学大纲还停留在对书本知识的掌握和验证，基本没有结合实际应用场景的实践教学设计，使得教学内容和人才培养需求脱节，学生需要企业进行二次培养才能真正就职[5]。典型的，机器人的专业主干课程均采用“理论学时+课内实验”模式，实践课程以验证性实验为主，设计性实验为辅，缺乏集成式综合使用，更缺少项目式课程教学。如《工业机器人工作站系统集成》课程的理论学时为32，实践学时为16；《工控组态与现场总线技术应用》课程的理论学时为24，实践学时为8等等。实践教学内容和授课方式严重影响了学生的学习兴趣，导致学生的工程应用能力和创新能力培养受限。因此，需要创新的高质量实践人才培养方法，提高学生的专业素养和工程能力，避免企业进行二次培养，造成教育资源的浪费。

1.3 需要加强校企合作

创新型高素质教师队伍和双师型人才是新工科战略中“卓越工程师培养计划”“新工科研究和实践项目”子项等落地实践的关键[6]。而大多数高校教师没有企业经历，对企业人才的需要不明确，偏重于理论教学。因此，引入行业典型企业参与联合培养，是提高学生实践工程能力的最佳方式之一[7]。同时，校企联合培养模式，让学生在高年级（大三、大四）阶段就能够参与企业的实际研发和生产过程，使得人才培养和企业需求零距离，提高了学生的专业素养和就业竞争力。因此，大力推进和行业典型企业或者龙头企业的联合培养，是实现新工科战略的有效途径。探索新的产教融合、校企合作的联合培养方式，是机器人专业高质量人才培养的重要方向。

2 机器人专业培养体系探索

2.1 建立面向应用的人才培养体系

根据机器人专业课程体系和新工科建设要求，怀化学院调整和改进人才培养体系。新的体系要求教学严格和产业应用融合，让学生具备机器人编程、安装、调试、维护和操作专项技能，具有独立解决典型应用问题的能力，为“中国制造2025”输送急需的应用型、复合型技术人才。为完成以上要求，新的人才培养具体方案如下：

（1）建立开放式的人才培养体系。将学生的课程培养体系分为通识教育课程、专业基础课程、专业核心课程、专业方向课程四大环节。课程培养的前面三个环节为必修课程，专业方向为选修课程，开设机器人视觉与学习（选修一）、工业机器人系统集成（选修二）、工业机器人应用（选修三），鼓励学生根据自身能力、兴趣、就业方向进行选修学习。

（2）打造工程技术能力培养体系。将工程技术能力培养分为问题分析、设计和研究、技术工具等能力培养模块，分配相关课程实施培养。首先，问题分析设置了高等数学、复变函数与积分变换等数理类课程，学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理去识别、分析和解决工业机器人工程领域的应用问题。第二，设计和研究能力开设有程制图、机器人原理以及零部件结构设计等课程，主要培养工业机器人本体及零部件、场景应用的研究能力、创造力和设计能力。第三，技术工具使用能力模块分配有程序设计类、计算机工具类、电路设计类课程，让学生具备使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，采取合理方案解决工业机器人的实际应用问题。

（3）职业素养和团队能力。通过机器人学科教育、创新创业活动和竞赛、工程教育、人文社会科学素养等课题体系，让学生了解国家产业政策、行业标准。同时让学生遵守职业规范，在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，具有组织管理能力、学术交流能力及团队合作能力。

（4）建立创新创业人才培养体系。推进校企联合育人的人才培养机制，促进创新创业教育与专业教育全过程有机融合。通过和行业中的先进企业合作培养探索，开展创新创业实验班、卓越工程师班等教育模式；积极引进行业企业、科研院所等人才质量标准，根据企业人才培育的标准和需求进行协同育人。

2.2 搭建场景式工程应用实践体系

针对机器人行业实际需要和新工科人才培养要求，推进和行业典型企业如大研集团联合成立机器人工程应用中心、机器人创新中心等平台，为工程实践能力培养提供场地和设备等硬件支持。同时，创新实际教学内容和方法，大力引进企业和双师型教师人才，搭建场景式工程应用能力培养体系，具体举措有：

（1）建立渐进式工程实践培养体系。根据行业机器人工程应用的培养要求，把实践课程培养划分为专业基础、开发和设计、综合应用、自主创新四大环节，搭建渐进式工程实践培养体系。其中，只有专业基础课程和工具类课程涉及的前面两个环节设计课内实验，课程教学约为411学时；而在后面两个环节设计了高达1738个学时进行场景式应用能力培养。

（2）校企联合搭建场景式工程实践培养方案。按照工业机器人开发、和制造业的应用标准搭建模拟的行业实践场景，并且将场景中的标准工序转化为学生的实操项目，学生需要按照该场景中工程师的操作要求，自主完成项目任务并撰写项目报告。典型的场景任务有机器人设计及调试场景、机器人柔性生产场景、工业机器人焊接场景、工业机器人码垛场景等等。

通过以上工程实践培养环节，培养学生的工程应用能力和“工匠精神”，提高本专业学生的职业技能和职业素养。

2.3 校企联合育人探索

机器人是2016年左右才新近开始的专业，其本科办学还处于摸索期，而机器人企业在行业沉浸多年，对人才培养的方向和目标非常明确。因此，引入典型的机器人企业尤其是机器人本体公司进行联合培养，可以快速、有效的提高人才培养质量。联合培养可以从以下几大方面着手：

（1）建立校企联合的学生培养模式。依据专业人才培养的定位和企业发展情况，校企联合规划并落实实习和就业一体化的综合实践基地建设。建立学校和企业“双导师”制度，让校内教学与企业实践教学深度融合。在此基础上，怀化学院机器人专业建立了“3+1”的联合培养方式。其中，在学校的三年中，聘请企业的技术人员参与实际教学指导，模拟企业对技术人员的考核，进一步提升场景教学的拟真度。第四年，学生完成需要在实践基地完成24周的实习任务，作为实习生参与企业的具体工作。同时，学生可以选择该企业的资深工程师作为导师、以企业实际需求为课题开发相关产品，获得的相关成果经鉴定可代替毕业设计。

（2）校企联合的教师培养模式。为了培育和扩大“双师型”师资队伍，学校每年轮流将机器人专业教师尤其是新进教师外派至合作企业参与研发、生产一线实操锻炼，承担企业的技术攻关课题等。同时，聘请企业资深技术人员对专业教师进行技术指导，参与行业内研讨、参观活动，提高普通教师的工程技术和工程实践能力。通过以上措施，让一线教师学习和了解国内外机器人的最新行业技术动态和发展趋势，了解现代企业对人才的职业素质和产业技能要求，从而转变教学观念，为行业培养出更多的高素质的产业应用型人才。

总之，校企培养模式不但可以培育和提高“双师型”师资水平，而且可以扎实提高学生的产业应用能力，满足对“新工科”创新型、高素质人才培养的要求。

3 结论

机器人专业办学在“新工科”建设背景下，通过优化人才培养方案，搭建场景式工程应用培养体系，让学校按通用标准和行业标准培养工程人才，让行业企业深度参与培养过程，可以提高“双师型”教师的数量和质量，也提高了学生的工程能力和创新能力，为机器人行业高素质产业应用人才培养提供了一条新的路径。