互聯(lián)網(wǎng)+背景下機器人工程專業(yè)建設(shè)研究與實踐

李媛媛 孫曙光 郭宇超

摘? 要 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，順應時代發(fā)展和科技產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢，以智能制造、機器人等新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導向，以政企聯(lián)合、校企共建、產(chǎn)學研深度融合為依托，以培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力為核心，進行“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案頂層設(shè)計，創(chuàng)新運用互聯(lián)網(wǎng)思維，優(yōu)化機器人工程專業(yè)課程體系，探討新教學模式舉措，建設(shè)機器人工程專業(yè)和培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才。

關(guān)鍵詞 互聯(lián)網(wǎng)+;機器人工程專業(yè);人才培養(yǎng)方案;互聯(lián)網(wǎng)思維;核心課程;精品課程;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作室

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）14-0056-03

1 引言

2015年3月5日，第十二屆全國人大三次會議上，李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，引導互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場。信息技術(shù)正在以前所未有的廣度和深度加快推進生產(chǎn)方式、發(fā)展模式的深刻變革，尤其會給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方式、管理模式帶來顛覆性、革命性的影響。互聯(lián)網(wǎng)人才發(fā)展面臨新的機遇與挑戰(zhàn)，社會各界對人才要求不斷提高。本課題以“互聯(lián)網(wǎng)+”時代對人才培養(yǎng)的需求為契機，分析“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下機器人工程專業(yè)建設(shè)迎來的新要求，進行“互聯(lián)網(wǎng)+機器人工程專業(yè)”人才的人才培養(yǎng)方案頂層設(shè)計，引導教師創(chuàng)新運用互聯(lián)網(wǎng)思維，優(yōu)化“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下機器人信息化課程體系，開展“線上線下+移動終端”的學生與教師互動教學模式。

通過開展對知識交叉融合的機器人工程專業(yè)建設(shè)的研究，能更好地培養(yǎng)出“互聯(lián)網(wǎng)+”時代企業(yè)需要的應用創(chuàng)新型人才，提升本專業(yè)人才培養(yǎng)水平，推進地方應用型院校機器人工程專業(yè)的發(fā)展。通過進行校政企共建，創(chuàng)新實施人才培養(yǎng)模式，產(chǎn)學研深度融合，將行業(yè)企業(yè)的典型案例或者項目以及行業(yè)標準融入本科教學各個環(huán)節(jié)，打造普通機電類專業(yè)的升級版，著力培養(yǎng)新技術(shù)下的應用型人才，服務區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。本課題豐富了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下建設(shè)機器人工程專業(yè)的相關(guān)理論，對同類本科高校開展機器人工程專業(yè)建設(shè)實踐和新工科專業(yè)建設(shè)具有一定的指導價值。

2 機器人工程專業(yè)建設(shè)改革措施

實行人才培養(yǎng)方案頂層設(shè)計，以“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下機器人行業(yè)人才要求為導向，構(gòu)建“四四融合”人才培養(yǎng)模式? 機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案順應“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下時代發(fā)展要求，響應教育現(xiàn)代化設(shè)計，以培養(yǎng)專業(yè)核心能力為主線，以崗位技能要求為著力點，以滿足行業(yè)要求的畢業(yè)生為導向，貫穿教學過程全局，按培養(yǎng)技能配置教學模塊，深度融合現(xiàn)代教學手段，實現(xiàn)教學計劃的整體優(yōu)化，體現(xiàn)人才培養(yǎng)方案的專業(yè)性、實用性與綜合性。結(jié)合機器人人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建“理論+基礎(chǔ)實踐”“理論+課程設(shè)計”“理論+頂崗實習”“理論+畢業(yè)設(shè)計”的四階段培養(yǎng)過程，并在培養(yǎng)過程中著力提升學生“獲取知識”“實踐動手”“職業(yè)素養(yǎng)”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”四項能力。“互聯(lián)網(wǎng)+機器人工程專業(yè)”人才培養(yǎng)框架如圖1所示。

多管齊下，引導教師應用互聯(lián)網(wǎng)或移動終端，創(chuàng)新運用互聯(lián)網(wǎng)思維? 互聯(lián)網(wǎng)思維，是指在（移動）“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云計算等新科技不斷涌現(xiàn)發(fā)展的背景下，對市場、用戶、產(chǎn)品、企業(yè)價值鏈乃至對整個商業(yè)生態(tài)進行重新審視的思考方式。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，慕課、線上+線下教育、翻轉(zhuǎn)課堂、微課等基于互聯(lián)網(wǎng)的教學方式都可以用來推進信息化教學改革，推動教育理念、教育方法、教學手段、學習模式的改革實踐。在引導教師形成互聯(lián)網(wǎng)思維方面進行了一系列探索和實踐。

1）提倡教師進行核心課程、精品課程建設(shè)，提升教學水平，提高課堂教學效率。互聯(lián)網(wǎng)思維下的在線課程制作要充分體現(xiàn)“以學生為中心”，充分滿足學生的個性學習、自主學習和零散學習需求，提升學生的學習興趣。這就需要教師根據(jù)學生學習特點，在符合教學大綱的前提下，及時調(diào)整教學計劃、教學內(nèi)容、教學任務和教學進度，優(yōu)化教學設(shè)計。以校核心課程和精品課程建設(shè)為契機，形成課程教學團隊，分析學生層次及特點，以“知識點夠用、障礙設(shè)置管用、增加工程案例、拓寬專業(yè)視野”為目標，制作在線視頻。在呈現(xiàn)每一個知識點時，采用開門見山、直奔主題的方式，直接抓住學生眼球。同時設(shè)置學習障礙和課后檢測，“線上+線下”互動式教學，充分調(diào)動學生學習積極性。學生的學習成績有了顯著提高，同時充分利用課余時間完成創(chuàng)新制作。

2）建立教學考核激勵機制，鼓勵教師充分利用慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等先進教學手段，融通“線下+線上”兩個空間，利用移動終端或網(wǎng)絡(luò)平臺與學生課堂進行互動和課下順暢溝通，從根本上改變教師“單向灌輸”的陳年陋習，倒逼教師潛心教學。通過師生互評、專家聽課、教師觀摩等手段，反饋教學效果。

3）成立大數(shù)據(jù)研究室，通過主任教授指導、行業(yè)專家培訓、校企橫向協(xié)作、國內(nèi)交流研討等方式，進行互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等項目研究。同時開設(shè)全校大數(shù)據(jù)選修課，培養(yǎng)教師和學生樹立大數(shù)據(jù)思維。

4）建設(shè)多學科交叉的機器人工程專業(yè)“雙師”型師資隊伍。通過“直接引進企業(yè)高級工程師做專業(yè)教師、聘請企業(yè)中高級工程技術(shù)人員做校外兼職指導、青年教師下廠充電”三種渠道，建設(shè)“雙師”型師資隊伍，提高教師專業(yè)素質(zhì)、科研能力和工程實踐與創(chuàng)新能力。同時，學校內(nèi)部教師資源共享，計算機、控制工程、電氣工程等專業(yè)教師為機器人工程專業(yè)學生講授電類、控制類及軟件類課程，滿足機器人人才的培養(yǎng)需求。

優(yōu)化專業(yè)課程，突出特色課程? 機器人工程專業(yè)是機械、電子、自動化、計算機等學科交叉與專業(yè)知識交融的新工科專業(yè)。根據(jù)服務于地方產(chǎn)業(yè)的特性，對該專業(yè)現(xiàn)有課程體系進行整合，融入機器人產(chǎn)業(yè)新知識、新技術(shù)，加強交叉學科對知識的需求，優(yōu)化課程內(nèi)容;突破單純的學科壁壘，以培養(yǎng)學生核心能力為目標，重點打造核心課程和開設(shè)跨學科新課程;以社會需求為導向，建設(shè)復合交叉學科專業(yè)課程群，開展多學科交叉與融合教學。

1）以能力培養(yǎng)為方向，根據(jù)機器人制造人才、機器人應用人才、機器人產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)集成人才三大缺口建設(shè)機器人工程專業(yè)課程體系，刪除與專業(yè)相關(guān)度較小的課程，或者將相關(guān)度較小的基本專業(yè)課程合并，減少教學以及學習工作量。

2）教學模式模塊化。如表1所示。將機器人工程專業(yè)按照人才培養(yǎng)目標進行課程模塊化，突出每一模塊的特點，開展分層次教學，有目的、有重點設(shè)置課程。為了滿足“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下對學生能力的要求，根據(jù)學生創(chuàng)新意識和興趣，增加現(xiàn)代加工技術(shù)、人工智能、人機工程、現(xiàn)代企業(yè)管理、自動化集成等選修課程，擴大跨學科專業(yè)課程修讀覆蓋面，引導學生構(gòu)筑廣博、寬厚的知識基礎(chǔ)。

開展實踐課程改革，調(diào)整實驗實訓學時，大力推廣理實結(jié)合教學? 根據(jù)人才培養(yǎng)要求，應用性較強的課程如單片機原理及應用、可編程控制器及應用、機器人傳感器技術(shù)等，均采用理論∶實驗1∶1配置，邊教理論邊實踐，提高學生課堂學習興趣及實踐動手能力。積極構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的實踐教學模式，通過網(wǎng)絡(luò)平臺或者移動終端，“課前演示+課中互動多樣化+課后加強”，提升學生實踐動手能力。

建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作室，營造開放式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境? 把“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的教學特色優(yōu)點與學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)文化有效結(jié)合起來，通過建設(shè)全校范圍的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作室，制定行而有效的規(guī)章制度和創(chuàng)新獎勵激勵制度，多方位開展“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，學生通過答辯申請項目經(jīng)費，教師采取線上+線下指導方式營造活動氛圍，激發(fā)學生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱情。學生通過積極思考、申報項目、研究創(chuàng)新，成熟的成果可以參加各類競賽，把創(chuàng)新思維運用到實踐中去，激發(fā)學生科技創(chuàng)新的興趣和潛力。

創(chuàng)新政校企辦學模式，深化產(chǎn)教融合? 學校與政府、行業(yè)、企業(yè)協(xié)同育人，校企共建實訓基地，探索產(chǎn)學合作教育新模式。學校先后與哈爾濱展達機器人自動化有限公司、蕪湖市政府機器人產(chǎn)業(yè)園和哈工大蕪湖哈特機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院簽訂聯(lián)合培養(yǎng)戰(zhàn)略協(xié)議，以產(chǎn)學研戰(zhàn)略聯(lián)盟為平臺，直接對接用人單位，提升學生的工程實踐能力。實踐證明，根據(jù)企業(yè)人才需求，針對性培養(yǎng)學生，符合學生心理預期。同時，學生可以在企業(yè)直接完成生產(chǎn)實習、頂崗實習和畢業(yè)設(shè)計等實踐教學環(huán)節(jié)，實習過程中表現(xiàn)好的學生直接被用人單位招聘。在企業(yè)中完成生產(chǎn)實習、頂崗實習和畢業(yè)設(shè)計等機器人工程專業(yè)教學體系的重要實踐環(huán)節(jié)，對學生成才和提升學生社會適應力具有極大的促進作用。

3 研究取得的成果

1）建立了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，以市場需求為導向，立足于地方產(chǎn)業(yè)升級和企業(yè)技術(shù)進步所需要的實用技術(shù)開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和服務，具有機械、電子、自動化等學科交叉與專業(yè)交融的知識，具有機器人周邊設(shè)備操作、系統(tǒng)集成等職業(yè)能力，能獨立從事機器人本體、機器人應用及系統(tǒng)集成、自動化裝備和生產(chǎn)線的設(shè)計開發(fā)工作，具有較強工程實踐能力的應用型技術(shù)技能人才的人才培養(yǎng)方案。四階段培養(yǎng)過程“入門—提高—深入—驗收”逐層遞進，保證人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升畢業(yè)生就業(yè)競爭力。近兩年，機器人工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率、升學率、穩(wěn)定率、對口率、就高率保持較高水平。

2）多管齊下，引導教師運用互聯(lián)網(wǎng)思維進行課程建設(shè)、教學方法改革、自身專業(yè)能力提升等，增強線上+線下教學的實用性，更好地融合課堂教學和專業(yè)特色，發(fā)揮學生特長，提高教學質(zhì)量。

3）基于服務于地方產(chǎn)業(yè)升級和“互聯(lián)網(wǎng)+”人才核心素養(yǎng)與能力加快課程改革，創(chuàng)新模塊化教學體系，有的放矢，因材施教，學生可以在喜歡的領(lǐng)域有所建樹，同時增加就業(yè)選擇面。改革更加注重前沿知識和學科交叉性，更加注重創(chuàng)新性課程體系建設(shè)，更加注重完善通識課程體系。

4）改革實踐教學體系，運用線上+線下教學新模式，真正達到理實結(jié)合，使得學生在熟練動手的基礎(chǔ)上萌生創(chuàng)新思維，達到學以致用的教學效果。

5）政校企深度融合，學生直接對接企業(yè)，建設(shè)校企“雙主體育人、雙導師教學”的特色鮮明的實踐教學新模式，為中國制造及“互聯(lián)網(wǎng)+”提供優(yōu)質(zhì)工程技術(shù)人才。■

參考文獻

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