應用型本科《工業機器人技術》專業改革初探

徐江陵

工業機器人作為智能制造業中不可替代的重要裝備，已經成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。目前我國正處于跨越中等收入陷阱的關鍵時期，加快經濟轉型尤為重要。以工業機器人為主體的機器人產業，正是破解我國勞動力成本上升、環境制約問題的重要路徑選擇。目前，我國工業機器人市場近年來持續表現強勁，市場容量不斷擴大。產業的發展急需大量高素質技能型專門人才，人才短缺已經成為制約產業發展的瓶頸。

工業機器人技術專業屬于新開專業，從重點大學到普通本科擴展至高職院校，到2018年已經有400多所院校開設。根據有關機構的預測，到2030年工業機器人技術專業的學生人數將達到10萬人。工業機器人技術專業涉及到多個學科領域，作為一門新開專業，其專業體系的構建還處于初級階段。因為其專業的知識體系還具有跨學科的技術融合性，所以在專業建設上很不成熟。

一、工業機器人技術專業的現狀

工業機器人作為一種高科技裝備，且與機電精密相關，對人才的要求特別高。企業最需要的是一些具有一定的理論知識，且動手能力強，具有專業實操訓練的學生。他們要求畢業生能夠解決工業機器人在設計、編程、使用、維護等諸多方面的問題。但是由于諸多主客觀原因，學生的能力不能滿足企業的需求，常常會出現求職人數多，而企業招不到人的尷尬情況。通過長時間的調查研究，發現工業機器人技術專業有如下問題。

1.課程體系構建不合理。由于工業機器人技術專業屬于一個新興專業，人們對它的認識不足，很多高校缺乏相應的專業人才培養方案。這就導致了大部分學校只能謹小慎微，選擇了比較保守的人才培養方案，說具體點就是借鑒機械類或電氣類的相關人才培養方案生搬硬套到工業機器人技術專業中來。這樣做有一定的好處，可以快速制定人才培養方案，但也存在很大的弊端。每個專業都有其獨特性，不可能所有專業的人才培養規律都是相同的，這就造成了工業機器人專業的課程體系缺乏合理性。隨著一段時間的教學運行，它的弊端就慢慢顯現了。教師普遍反映其課程體系設置極其不合理。在上某些專業課程的同時，某些基礎課程沒有提前上，造成一定程度的教學混亂，學生反映難學，老師反映難教。另外，工業機器人技術專業到底歸屬于電氣類專業還是機械類專業，這是一個有爭議性的問題。傳統的思維認為，工業機器人專業應該屬于機械類專業，但是又有部分高等院校把工業機器人技術專業歸于電氣類專業。很多教師在招生咨詢的過程中，常常遇到家長問到類似的問題，卻不知道如何回答，這也反映出部分教師對工業機器人專業的認識比較膚淺，專業認識亟待提高。

2.師資水平有待提高。鑒于工業機器人技術專業屬于近幾年發展起來的新興專業，師資力量非常薄弱，科班出身的教師非常稀少，大部分工業機器人技術專業的教師都是從機械或者電氣專業轉過來的。由于不是科班出身，這些老師僅僅對工業機器人的某一方面比較在行，但是對工業機器人缺乏一種整體和宏觀的概念。這就導致了他們在課程教學的過程中需要花大量的時間和精力重新學習，教學過程非常吃力。然后學生也覺得教師講的內容晦澀難懂，教學效果欠佳，更不要說利用工業機器人設備帶領學生搞科研、搞競賽。很多高等院校試圖通過派老師去專門的工業機器人培訓機構去學習來提高師資水平，而由于工業機器人培訓機構通常是市場化操作，學費非常高，每天的學費大概在2000元左右。另外，學校也考慮過通過高薪聘請工業機器人公司中的骨干人員進行教學，但是由于學校里的薪酬水平和企業的薪酬水平存在較大差距。一個相當于學校講師職稱的工業機器人技術人員的年薪通常在20萬左右，是學校講師年薪的兩倍多。所以，幾乎沒有年富力強的工業機器人的技術人員到學校來工作，只有少部分年紀比較大的技術骨干愿意到學校養老。與此同時，學校也考慮過聘請工業機器人公司的骨干人員作為兼職教師進行教學，但是由于企業人員要價太高而望而卻步，這些企業兼職人員的日薪常常以千元起步，學校難以承受。由此可見，師資問題是制約工業機器人專業發展的重大問題，諸多的主客觀原因導致了工業機器人專業的師資水平非常薄弱，整個專業的發展舉步維艱，亟待解決。

3.軟硬件配套嚴重不足。工業機器人專業涉及到的學科種類比較多，它是集機械專業、自動化專業、計算機專業等技術于一體的綜合性學科。因此，工業機器人的本體必須有相應的配套設備才可以使用。一套比較普通的工業機器人硬件工作站幾十萬左右，費用特別昂貴。很多高校由于資金的缺乏，只有三四臺工業機器人的設備。硬件的配套不足導致了學生訓練嚴重不足，這導致了其操縱工業機器人的水平嚴重不足。同時，工業機器人的軟件問題更大。由于國內的工業機器人軟件行業發展水平較低，很多工業機器人配套軟件都是國外收費授權的，軟件收費的比較高。由于各個工業機器人公司有其自身的利益，導致其離線軟件通用性很差，沒有像個人電腦中的OFFICE軟件一統天下而形成行業統一的標準，這也間接造成工業機器人軟件價格的畸高。

二、工業機器人專業的改革舉措

1.構建合理的課程體系。通過數屆工業機器人專業的教學運行，教師可以慢慢摸索出建立合理的課程體系。通過吸取先前的經驗教訓，教師可以合理安排專業課程的先后順序，讓學生循序漸進的學習工業機器人專業。實踐證明，經過修改之后的工業機器人專業的人才培養方案比初期制定的人才培養方案成熟很多，教師覺得順利多了，學生也覺得工業機器人專業課程不再晦澀難懂了。至于工業機器人專業的歸屬問題，比較好的方法是將工業機器人專業獨立起來，成立單獨的工業機器人學院，它既不屬于機械專業類專業也不屬于電氣類專業。

2.提高師資水平。師資水平的提高是一個比較漫長的過程。單純依靠學校自身培養需要比較長的周期，會耽誤學生的教學，而單純依靠高薪招聘企業技術人員，學校的資金又有限。這就需要我們國家運用社會主義制度的優越性來解決這個問題。國家應該投入大量的資金，通過舉國體制，在制度層面上進行頂層設計，通過大量開設工業機器人培訓班的形式來培訓專業教師，大規模的提高工業機器人教師的師資水平。 值得一提的是，國家已經注意到這些問題，以教育部名義舉辦的工業機器人技術專業的培訓班舉辦了幾屆，但是師資水平的提高也是一個漫長的過程。

3.運用先進的教學手段解決軟硬件不足的問題。一般來說，如果每一位學生可以操作一臺工業機器人設備是最為理想的，但是由于資源有限，常常達不到要求。在多數情況下，多個學生往往操作一臺工業機器人設備。因此，在設備無法增加的情況下，需要教師運用一些教學手段來解決軟硬件不足的問題。首先，通過仿真軟件，采用小班教學來對工業機器人進行建模、編程和操作，用來解決硬件設備不足的問題。其次，可以通過線上線下的形式，學生通過線上來學習工業機器人的基礎知識，再在線下來進行工業機器人的有關操作，這有助于提高設備的利用率，減輕教師的工作壓力。再其次，教師通過開發手機APP軟件來代替傳統示教器的功能，這可以利用手機終端來控制工業機器人，從而解決教學示教器不足的問題，從而減輕教師的工作強度。

綜上所述，新的改革措施實行之后，構建出一種比較合理的課程體系，提高了教師的教學水平，并且在一定程度上解決了軟硬件不足的問題。同時，人們對工業機器人專業改革的追求是永無止境的，希望更多的教師加入到其中的探索和研究中。[項目批文：院教【2018】11號，批準時間：2018年9月14日，項目名稱：“工業4.0”背景下獨立院校工業機器人調試在線開放課程的建設研究，項目級別：校級，立項文號：2018CYYBJY016]