工業機器人技術專業人才培養模式的探究與實踐

高婷婷 沈瑩吉 崔海

摘 要：我國高等工程教育長期普遍存在的問題是學生應試能力強，動手能力，特別是創新能力較差，缺乏創新意識和團隊合作精神，培養的學生工程實踐能力較差。針對上述問題，文章以浙江紡織服裝職業技術學院為例，探索工業機器人技術專業人才的培養模式，從教學體系、教學方法、能力培養等方面對該專業今后的改革方向作了初步探討，希望以此為契機，逐步提高專業人才培養質量。

關鍵詞：工業機器人;專業人才;培養模式;創新實踐

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1674-2346（2019）02-0068-04

1 ? ?工業機器人專業人才需求現狀

工業機器人技術是集機械工程、電子技術、控制理論、傳感器理論和人工智能等多學科多專業為一體的綜合性技術領域。機器人產業的發展既關系著先進制造業的發展，又影響著人類的生活方式，機器人產業的發展和應用程度逐漸成為衡量一個國家及地區高端制造業發展水平的重要標志。中國已經連續兩年成為世界第一大機器人市場，而在機器人使用密度方面，中國卻低于全球平均水平，中國制造業存在著巨大的市場需求和發展潛力，因此，中國政府不斷出臺政策扶持國產機器人產業，大力倡導以機器人引領高端智造及產業升級。

寧波地區機器人產業迅速發展，市場規模快速擴大。寧波市近年來抓住全球機器人興起的新趨勢，依托自身良好的實體經濟產業基礎與優勢，加快由“制造大市”向“智造強市”轉變，切實推動產業轉型升級、落實制造強國戰略，使傳統制造業正加速向智能經濟轉型。

寧波地區工業機器人技術技能型人才缺口巨大。機器人產業的迅猛發展，除了需要大量的高級研發人才外，負責裝備安裝調試和維護等一線崗位的高素質技能型應用人才，出現了大量缺口。在寧波市發布的“2017寧波制造業人才緊缺指數”的報告中，制造業高技術、高技能人才，銷售人才以及項目管理人才需求量巨大。從人才需求具體任務方面來看，在工業機器人系統應用方案設計、機器人裝配、機器人安裝與調試、機器人編程、機器人生產線系統維護等崗位極度緊缺，而寧波地區僅有2所高職院校招收工業機器人技術專業的學生，每年畢業生的人數遠遠達不到實際所需，因此人才缺口巨大。

勞動力市場出現工業機器人技術人才短缺已成為全社會普遍關注的熱點話題，國家已將工業機器人技術專業人才列為緊缺人才，如何加快工業機器人技術專業技術技能型人才的培養已經成為首要問題。

2 ? ?工業機器人技術專業人才培養模式構建

浙江紡織服裝職業技術學院自開設工業機器人專業以來，深入企業調研，不斷創新實踐校企分工合作、協同育人、共同發展的創新人才培養模式及運行保障機制，努力建立長期、穩定、深度的校企合作關系。目前，該校已與多家企業簽署了校企合作協議，共同培訓機器人技術人才，以企業需求為導向，校企共同制定人才培養方案，形成符合工業機器人企業和社會實際需要的人才培養方案。

2.1 ? ?核心課程體系的確定

該校工業機器人專業以就業為導向，以校企合作為立足點，根據產業調研、企業調研結果，調整專業教學內容，形成了工業機器人技術專業人才培養體系，如圖1所示，確立了以“電氣控制與PLC技術”、“單片機應用及實訓”、“工業機器人離線編程實訓”、“搬運碼垛機器人工作站集成實訓”和“自動化生產線安裝與調試”為核心的課程體系，并輔以“競賽機器人設計與實踐”、“智能產品設計與制造”等課程為專業拓展選修課程，在掌握工業機器人技術專業基礎知識的基礎上，全面培養學生的探索能力、實踐能力和創新能力。

2.2 ? ?基于機器人平臺的創新性人才培養

2.2.1 ? ?建立基于機器人平臺的工業機器人技術專業創新型人才的培養模式

針對高職學生的學習特點，該校工業機器人專業建立了基于機器人平臺的創新型人才的培養模式，如圖2所示。

在教學過程中，先通過“工業機器人技術基礎”等基礎課程的學習，調動學生的積極性，而后進一步通過“傳感器技術”、“工業機器人智能控制”等課程分解學習機器人的相關知識，最后通過“競賽機器人設計與實踐”、“智能產品設計與制造”等綜合性課程學習，并參加機器人相關賽項、創客項目等實踐任務，將前期基礎知識進行綜合的應用及實踐。這種逐步增加學習難度，用實踐任務貫穿學習過程的方式，使學生在解決任務的過程中，能夠做到從整體方案構思入手，分解任務，最終完成結構設計和相關產品的開發。在整個過程中，學生逐漸養成針對項目主題自主研究調查、動手實踐并完成相關項目制作的能力，并享受項目成功帶來的快樂，形成從創新基礎、創新意識到創新精神和應用能力的逐步增強和養成。由于機器人技術涉及到多學科，包括機械、電子、軟件、計算機、人工智能等專業的知識，通過相關知識的學習，可以促進他們培養良好的學習習慣與生存技能，如團隊成員之間的溝通與合作;在此基礎上，拓寬知識面、開闊視野，為培養創新能力提供基礎性保障。

2.2.2 ? ?基于機器人平臺的創新性人才培養實踐

1）豐富基礎知識，實現創新基本能力的逐漸培養

課程建設過程中，該校工業機器人專業緊緊圍繞創新技能、創新思維訓練，將機器人的設計及應用貫穿于課程的教授過程中，從solidworks三維制圖、電子技術、機械工程的基礎搭建，到傳感器、電氣控制、PLC技術、單片機技術的核心算法構建，最后到工作站集成實訓、智能產品制作和競賽機器人搭建的綜合性課程，開發以“問題為驅動”的實踐教學項目，將前期所學的基礎知識進行綜合性的應用及實踐。

2）拓展個性化培養體系，培養研究開發、創新創意創業能力

系統組織實施紅幫技能節-運輸機器人比賽、智能小車PK賽、電子對抗賽等校級平臺競賽訓練計劃，參加挑戰杯創新創業大賽、Robotac、工程訓練綜合能力、工業機器人、Robomaster全國機器人競賽等高水平學科競賽，逐層遞進，鍛煉學生的實踐動手能力及創新創業意識，也是該校工業機器人專業培養學生研究開發、創新創意創業能力的重要舉措。在多年積累的基礎上，建立機械電子協會、機器人俱樂部、創客中心、科普志愿者等創新社團，形成多個點面結合的創新能力培養格局。學生參與上述這些社團活動人數300余人，占分院總人數20%，參與面之廣，列全校首位;利用教學空隙，在周末和晚上全面向學生開放實驗實訓室，學生利用課余時間參與創新活動，極大地提高了學習能力，促進了積極向上的學習風氣的形成;參加各級各類比賽獲獎118項，實訓室利用率名列學校前列;學生參與教師校企合作項目，在橫向課題“花樣機自動供料設備的研發”、“自動貼磁片專用機”等項目中，學生參與項目方案的機構部分設計工作，硬件電路設計，有上位機部分代碼的編寫，申請專利33項。

2.3 ? ?學生工程實踐能力的培養及考核

該校在培養工業機器人技術專業工程應用型人才的過程中，注重對學生工程意識和工程實踐能力的培養和提高。學生不僅要具備理論優勢，實踐能力也不能匱乏。學校作為人才培養的主體，推行現代學徒制制度，主動為學生提高實踐能力創造良好條件。學院將“鉗工實訓”、“安全用電”等專業課程在企業實際生產環境下進行授課，“電氣控制與PLC技術”等課程部分內容由企業一線工程師進行授課。老師帶領學生到吉利汽車等校企合作工廠邊實習邊實踐，學生在裝配鉗工崗位、工業機器人維護方面參與實際生產;結合工廠實際生產狀況，企業工程師進行專業課程的講授，潛移默化的培養學生工程意識和工程實踐能力。通過現代學徒制培養后，鉗工中級工和工業機器人技術相關考證通過率從80%提高到94%。通過工廠實際生產實例，以及實習期間與企業管理人員及工程師的交流，加上工廠的實際生產過程和工藝安排，使學生對掌握工程實踐技能需要具備的水平和技能點有了深刻的認識。

對學生實踐能力的考核，基本上采用企業相關考核制度，主要針對技能點的考核，由企業一線工程師通過平時表現和技能點完成情況來進行評比。學生通過考核后，在實踐技能水平、解決企業實際問題等方面的能力都得到了較大的提高，這將縮短學生就業時適應相關工作崗位的時間。

作為制造基地的浙江省，機器換人是產業轉型升級的迫切需求，但目前人才培養機制還遠遠滿足不了企業對人才的需求。以校企深層合作為核心，從工業機器人技術專業各應用崗位所需要的職業要求和技能特點出發，充分利用校企雙方優勢，實現理論+實踐、學習+崗位、企業需求+人才培養的校企共建人才培養模式，把企業的實際要求與應用案例融入高職教育的整個培養體系中，確定專業課程和教學內容，共同設置專業方向，并制定與其配套的人才培養方案，從而使學校人才培養目標與企業用人標準接軌。

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Abstract： The problems existing in higher engineering education in China for a long time are that students are good at taking examinations，but poor in the practice and innovation，lack of innovative consciousness and team spirit，and especially poor in engineering practice.In view of the above problems，taking Zhejiang Fashion Institute of Technology as an example，this paper explores the training mode of technical professionals for industrial robot technology specialty，and makes a preliminary discussion on the direction of the reform from the aspects of teaching system，teaching methods and ability training，hoping to gradually improve the quality of professional talents training.

Key words： industrial robot;professional talents;training mode;innovative practice