應用型本科高校機器人創新人才培養模式探索

溫宏愿，劉小軍，倪文彬，周軍

（1.南京理工大學泰州科技學院，江蘇泰州 225300；2.香港大學，中國香港 999077）

1 研究背景

機器人技術作為“中國制造2025”十大重點發展領域之一，在智能制造產業發展中起到的作用越發明顯。由于機器人在產業界的廣泛使用，高職高專在工業機器人領域的人才培養相對較早[1]，其人才培養主要是工業機器人設備的操作、示教編程、維護等方面為主。但是隨著社會經濟的發展，機器人人才缺口非常大[2]，低層次的機器人領域技術人才已不能滿足于國內市場對人才的需求。但是與國內機器人專業人才的需求逐年增長相比，本科層次的機器人專業人才的培養卻剛剛起步。應用型本科高校與研究型高校、 高職高專在人才培養定位上有著顯著的不同，在機器人技術領域的人才培養定位主要是培養從事一線生產的、 具有一定實踐創新能力的專業技術人才。在許多應用型本科高校的實際操作中，大學生實踐創新能力的培養卻面臨著許多的問題，為此，該文以南京理工大學泰州科技學院為例分析了該校在機器人創新人才培養的一些實踐探索、改進措施，展示了其培養成效結果，以期對應用型本科高校在機器人級相關領域的實踐創新人才培養模式的探索給予一定的啟示。

2 應用型本科高校創新人才培養的現狀與困境

2.1 教育理念仍舊相對陳舊

隨著“大眾創業、萬眾創新”國家戰略的提出，高校關于大學生創新創業的教育和相關配套措施相繼開展，但是在應用型本科高校中整體重視程度依然不夠，很多時候只是停留在部分雙創教育課程，或者作為選修課的補充，并沒有把創新教育提升到整個學校培養人才方案的高度上去看待。在全國本科教育會議上，陳寶生部長明確提出，要不斷推動高等教育的思想創新、理念創新、方法技術創新和模式創新[3]。因而高校要在戰略高度上把創新教育融于育人的全過程中，不僅要有“創新課程”，要真正做到“課程創新”，尤其是應用型本科高校，因之培養目標的定位，更要通過教育環節的全過程去認真培養和提升學生的實踐創新能力，只有意識到這一點才能從根本上重視創新教育，使之融入課堂教育環節中。

2.2 教師能力與實際工程實踐應用有些脫節

相較于學歷晉升外，應用型本科高校的教師更需要的使工程實踐能力的提升[4]。許多應用型本科高校雖然提出教師要下企業去實踐訓練，但是由于檢查力度不嚴、高校職稱評審注重學術論文、高校領導重視程度弱、時間安排等種種原因，即使教師意識到需要提升工程實踐能力，其內動力也很難被挖掘，更多的是流于形式而走過場，教師企業實際成了一句空話。現在社會和技術發展非常迅速，高校教師即使一直在從事科學研究，但是如果不與企業實際相結合，仍舊不能轉化為生產力；同時，教師在課堂講授過程中也無法及時補充實際案例、無法開發出與企業實際結合的項目，在提升學生創新能力上也將大打折扣。

2.3 教學方式相對單一、學生實踐鍛煉程度不夠

學生創新能力的培養需要課堂上及課堂外多個環節的持續性訓練。高校普遍缺乏與行業、企業緊密結合的教學體系[5]。教師在授課過程中大多數教師習慣以自己為中心，以課堂講授為主，以是否講授完所有知識點為評判課程好壞的依據，并沒有更多地主動去關注學生是否能接收自己的授課方式、學生學到了多少。只要學生認真聽講，這種方式在基礎大類學科的個別課程中一般不會出現太大的偏差。但是這種方式用之于專業課程、實踐類課程，學生只是一味看教師的演示性實驗，不通過學與練的環節，無法深入思考問題出自哪里、自己應該通過哪些手段來解決這些問題，就無法從這個過程中逐漸鍛煉自己的科學思維能力、 無法真正理解有些物理概念的內涵。

3 南京理工大學泰州科技學院在機器人創新人才培養的探索實踐

南京理工大學泰州科技學院始建于2004年，是由南京理工大學和泰州市人民政府雙方共建的一所獨立學院，在建校前十年“一次創業”階段，學校克服種種困難，下大功夫狠抓教學質量，讓青年教師逐漸站穩了講堂。2014年以來，該校提出“二次創業 轉型發展”，為了辦特色鮮明的高水平應用技術大學，以機器人、 大數據、檢驗檢測三大平臺為支撐，注重內涵提升，在專業評估、招生分數、第三方排行榜等均有長足的進步，其中在機器人創新人才培養上在以下方面做了探索和嘗試。

3.1 雙師雙能型隊伍的建設

師資隊伍是高校發展的核心力量。南京理工大學泰州科技學院作為一所地方性的應用型本科高校，在機器人技術領域的師資隊伍上建設上，堅持“專職與兼職并舉，以專職為主；引進與培養并重，以培養為主”的師資隊伍建設原則，組織多名教師參加全國新工科、工程教育等系列改革會議，深化專業教師新的教育理念的理解；落實《南京理工大學泰州科技學院教師赴企業實踐鍛煉管理辦法》，面向機器人產業鏈，提高教師的工程實踐能力，有利于反哺教學；有計劃地安排教師參加相關培訓和考試，鼓勵教師考取權威執業資格證書、工程師證書，推進教師師德修養、教學水平、實踐能力、學術水平和綜合素質的全面提升。通過“引對人、育好人、用活人”等措施，在充分利用母體高校優質教師資源的基礎上，逐漸在機器人技術領域組建與培養了一支教學水平高、工程實踐能力強、學歷職稱結構合理的優質專業教師隊伍，充分滿足專業人才培養的需要。

3.2 應用型課程體系的構建

結合行業企業發展和轉型升級對機器人技術應用性人才的新要求，以“現場工程師”為培養目標，以“課程設置與職業崗位對接、教學內容與崗位標準對接、教學改革凸顯學生主體、資源建設凸顯數字互動”為指導思想，構建體現工程教育理念和學校主體性、個性化人才培養特色的課程體系和實踐教學體系，不斷推進教學內容的更新和教學方法、 教學手段以及評價辦法的改革，加強教材和數字資源建設，為學生成長成才搭建了良好的平臺。機器人技術課程體系分為五個模塊，即通識教育課程模塊、學科基礎課程模塊、專業技術課程模塊、綜合實踐課程模塊、個性化教育課程模塊，各知識模塊之間層次分明、相互滲透、特點鮮明，同時在人才培養方案中專門設置了個性化教育模塊，引導學生根據自身的興趣和發展意向，選擇專業方向和課程；注重第一課堂與第二課堂的有機融合，設置了第二課堂的個性化學分，引導學生通過學科創新競賽來提升創新精神和實踐能力。

3.3 構建“四層次”實踐教學體系

實踐教學是培養應用技術型人才的重要環節，為確保人才培養目標的實現，構建了“基礎實驗平臺→專業實驗平臺→工程創新實踐平臺→職業素質培養平”四層次的實踐教學體系。一是基礎實驗平臺，培養學生的工程意識，初步鍛煉工程實踐能力。二是專業實驗平臺，培養學生專業意識，專業技能，全面提高學生的職業能力和綜合素質，達到與企業的無縫銜接。三是工程創新實踐平臺，以二級項目載體，引導學生從問題的提出入手，讓學生自己構思、設計、實施方案，并完成調試，增強學生的專業綜合能力及創新意識。四是職業素質培養平臺，通過“職業資格鑒定和技能培訓、生產實習、畢業設計”等實踐環節，提升學生的職業能力和創新能力。同時不斷強化過程管理，學生的工程實踐能力、綜合職業能力和創新創業能力得到明顯提高。

3.4 推行多元化的教學方法與手段改革

以能力培養為目標，實施案例式、項目式，網絡交互式、 分組討論式等多樣化的教學方法，探索“互聯網+”教學模式.為激發學生的學習興趣和積極性，讓學生在學習過程中有更多直觀的認識，豐富教學內容，啟動微課、翻轉課試點項目，動員教師著手建設微課教學資源，探索翻轉課等新型的教學模式，從教學觀念、教學內容、教學方式方法、教學組織、評價手段等方面進行全方位綜合性改革。同時，針對當今大學生對移動網絡應用技術的青睞，適應其學習的特點，組織教師利用學校自主研發課程平臺，大力開展網絡課程建設，將相關資源發布上網，學生除了可以通過課堂教學外，還可以在宿舍區、校園內通過有線網、手機上網等多種方式進行課外自主學習，通過開設QQ 答疑、學習討論、協作學習、論壇等互動環節，增加師生之間交流互動，教學效果明顯提高。

3.5 設立開放創新實驗室

依托各級科技競賽和省、校、院系三級大學生實踐創新訓練項目，專門設置了機器人創新實驗室、智能車實驗室等多個創新實驗室。創新實驗室實行以學生為主、以教師為輔、開放自主的管理模式，采取以項目為載體、以“導師制”的培養形式，學生可以自主選擇時間和實驗項目，針對實踐創新項目和比賽，學生也可以在創新實驗室展開訓練。讓學生自主選擇實驗時間和實驗項目，既有效提高了儀器的利用率，又極大地提高了學生的創新實踐能力。目前日常約有60%學生能主動參與創新實驗室的實踐活動和科研活動，實驗室利用率大大提高。創新實驗室在滿足日常教學的同時，也為教師開展科研活動提供了良好平臺，學生通過參與教師的科研項目，又進一步提升的實踐創新能力。

3.6 以賽促學，提升能力

為了更好地與外界交流，達到“學習別人”與“展示自己”并舉的效果，進一步激發學生實踐創新的動力，學校每年在各項社會影響力較高的學科競賽中，設立專門的經費，同時為學生配備專門的指導教師和創新導師，機器人創新競賽團隊的教師利用課余和寒暑假的時間，投入到機器人創新人才的培養中。比如，每年暑期針對大一學生免費開設的關于機器人相關技術的“暑期第二課堂”，不僅給予大一學生提前接觸到動手實踐的機會，滿足學生興趣愛好發展，同時也可篩選力強、思維縝密的學生進入到競賽實驗室，充實了學校機器人學科競賽的隊伍，有效實現了梯隊建設。經過幾年的積累，已在中國機器人大賽、中國工程機器人大賽、中國服務機器人大賽、中國機器人技能大賽、江蘇省大學生機器人大賽等多個機器人領域的國內重要學科競賽中屢次問鼎全國總冠軍，同時在大學生“挑戰杯”、全國大學生電子設計大賽、 全國大學生智能汽車競賽等科技學科競賽中也取得了不錯的成績。由于優異的競賽，吸引到中央電視臺、江蘇電視臺、新華日報等重要媒體的多次報道。

4 結語

隨著科學技術的發展，尤其是人工智能等新興技術的發展，機器人領域必將產生更多更新的技術，應用型高校要不斷探索，引導教師不斷提升自身綜合實踐能力，加強自身與工程實踐的結合度，深化教學方法與手段的改革，讓學生通過主動參與教師科研項目、各級大學生創新項目、模擬學科競賽項目、虛擬仿真設計等多種途徑，才能強化工程意識、工程能力和創新思維，不斷提升大學生的工程實踐能力和創新能力。