機器人實驗教學中心人才培養模式淺探

曾祥鋒＊ 龍迎春 韓竺秦

（廣東省韶關學院智能工程學院自動化系，廣東 韶關 512005）

0 引言

隨著改革開放進入深水區，我國的工業自動化得到了飛速發展，工業機器人也得到了廣泛應用。機器人實驗教學中心是培養機器人從業人才的一個重要組成部分，而其人才培養模式是關鍵，因此，本文擬探討機器人實驗教學中心的人才培養模式和其教學實現方法，為機器人從業人才的培養拓寬思路。

1 人才培養模式的方案設計

機器人是一種典型的機電一體化設備，所涉及的知識領域非常廣泛，因此，對機器人從業人才的素養具有較高要求[1]。為了使培養的技術人才能夠滿足時代需要，機器人實驗教學中心的人才培養模式持續更新，在理論教育的基礎上，以實驗教學中心的實踐培養為抓手，聯合社會各界力量，使學生能夠在扎實學習理論知識的基礎上，充分吸收自動化行業的最新技術理念，從而全方位培養學生的技術素養，將其培養成為復合型人才。如圖1所示，人才培養模式體現在以下五個方面：

圖1 人才培養模式

1.1 以理論學習為基礎，夯實學生的專業素養

理論指導實踐，而實踐應用則反哺加強理論建設，因此，在技術人才的培養過程中，理論學習是基礎。為了使學生能夠更好的、循序漸進的學習理論知識，機器人實驗教學中心將工業機器人的相關知識進行系統化層級分類，各層級間的知識點具有相關性，通過每層級的學習能夠夯實學生在該層級的專業素養，為下一層級的學習奠定基礎。

1.2 以實驗室實訓為基礎，加強學生工程實踐能力的培養

理論基礎指導技術實踐，即將理論知識應用于技術實踐中，能夠使技術應用更加順暢，少走彎路，提高應用效率[2]。為了貫徹這種指導思想，機器人實驗教學中心在基礎理論教學的過程中設置相應的實驗實訓課程，使學生在實踐中應用其所掌握的理論知識，加深學生對理論知識的理解，從而提升其專業素養。

1.3 以校企聯合培養為基礎，加強學生對行業新技術的掌握

技術人才培養的主體是學校，而技術人才使用的主體是企業，但兩者對于技術人才的界定持有不同立場，具有差異性。為了消除這種差異性，校企聯合培養技術人才是一種較好的解決方法[3]。基于這種思想，機器人實驗教學中心聯合數個自動化行業的優秀企業對學生進行聯合培養，共同指導學生的畢業課題，使學生在校期間就能夠針對行業新技術進行課題研究，從而加深其對行業新技術的理解。

1.4 以企業短期培養為基礎，加強學生對行業技術動態的了解

自動化技術的發展日新月異，因此，加強學生對行業技術動態的了解是一項基本工作。機器人實驗教學中心與多家自動化設備生產企業建立合作關系，使學生有機會在企業參加短期培訓，近距離了解行業技術動態，為學生后續的職業規劃奠定一定基礎。

1.5 以教師科研項目參與為基礎，加強學生的學術素養和工程素養

技術創新和理論創新是科學研究的重要環節，而技術創新能夠迅速應用于行業實踐中。機器人實驗教學中心鼓勵學生參與教師科研項目，從而衍生出其畢業課題，以此來加強學生的學術素養和工程素養。

2 人才培養模式的教學實現

為了順利實施上述方案，實驗教學中心以自動化產業升級的實際需要為基礎，持續更新實驗教學方法和實驗手段，以滿足培養合格機器人從業復合型人才的需求，主要體現在如下五個方面：

2.1 采用面向實驗過程的教學方法

采用面向實驗過程的教學方法，激勵學生將實驗重心放置在控制實驗的過程中，并通過反復調整實驗參數，體驗因不同參數而導致的實驗結果差異性，從而對基本理論知識點的體會更加深刻。學生在實驗過程中會遇到許多困難和各種問題，而在分析問題和解決問題的過程中，學生能夠透過實驗現象觀察到實驗中所蘊含的本質特性。因此，采用面向實驗過程的教學方法，能夠激發學生的學習積極性、主觀能動性、以及團隊協作思維方式等。

2.2 推動學生自主實驗項目

學生自主實驗項目是學生以自身的知識儲備為基礎，結合現有實驗條件，在查閱相關文獻后，自行擬定的實驗項目。自主實驗項目的提出和展開由學生主導，并由教師協助，因此，學生在項目的實施過程中具有較高的自主性，從而將傳統的被動學習模式轉變為主動學習模式，進而提升學習效率。

2.3 推動“競賽式”實驗教學方法

“競賽式”實驗教學法的核心在于“以賽代練”，即通過舉辦學生實驗類技能競賽或組織學生抱團參加各類競賽項目，以此來培養學生的團隊協作能力、以及發現和解決問題的能力，從而提高學生的綜合素質和知識應用能力。

2.4 采用分散學時的教學管理方法

以開放實驗室應用為基礎，在實驗教學中采取分散學時教學管理方法。首先，教學內容離散化，以相關知識點為基礎進行離散并重組；接著采用“實習實訓集中實施，課程設計分散實施”的模式，以增強其可操作性和有效性。對于各類大學生創新性的實驗項目、以及科技競賽項目等，實驗教學中心調配充足的資源進行全方位支持，進而使學生自主式實驗項目得以順利推進，以實現因材施教和個性化教育。

2.5 推進虛擬仿真實驗技術的應用

虛擬仿真能夠在軟件系統中構建各種機器人工作的實驗場景，從而協助學生熟悉實驗場景、軟件編制、以及實驗結果驗證等。在進行實體實驗前，學生能夠通過虛擬仿真軟件來驗證其控制程序能否達成控制目標、控制過程是否穩定、以及程序可靠性是否足夠等等。在虛擬仿真實驗驗證合格后，學生便能夠更加順暢控制實際系統達成實驗目標，不但能夠提升實驗效率，而且能夠豐富實驗教學資源。

3 結論

本文以機器人實驗教學中心為對象，探討了其人才培養模式的方案設計和教學實現方法。該模式堅持以理論教育為基礎，以實驗教學中心的實踐培養為抓手，聯合社會各界力量，全方位培養學生的技術素養，使其成為滿足社會需求的復合型人才，為機器人從業人才的培養模式拓展思路。