產教融合背景下機器人工程專業人才培養模式研究

【摘" 要】 在現代化的智能生產環境中，機器人項目對一個國家的生產方式的改革和提高起到了巨大的推動效果，同時它也是當前國家的工業增長的核心。然而，在智能制造的背景下，我國機器人工程技術發展相對國外而言還有所欠缺。基于此，文章通過比較外國和中國的情況，強調了中國在機器人工程領域專業技術人才的短缺，并詳細說明了中國大學在該領域的發展應該實施的策略。同時，也探討了中國相關院校在機器人工程專業的發展現狀，以及校企合作的優點。

【關鍵詞】 產教融合背景;機器人工程專業;人才培養模式

一、機器人工程專業人才培養需求

目前，各國對制造業的提升無一不給予極度重視。美國提出“重振制造業”的口號，推動人工智能與機器人技術的演進。歐洲聯盟同樣提倡“產業革命的新浪潮”，并大力推動機器人和人工智能等領先科技的成長。日本與韓國亦把機器人作為戰略性新興技術的焦點，并配備翔實的發展計劃。面對這樣的趨勢，中國是否能緊抓智能機器人產業的機遇，促進本國制造業的轉型與進階，這對中國在國際制造領域的未來地位將產生重大影響。

2022年6月，人力資源和社會保障部將“機器人工程技術人員”列為18個新職業之一。數據顯示，我國機器人行業人才缺口高達500萬，本科機器人應用人才年均需求增量在3萬人以上，缺口巨大。因此，對機器人高級專業人才的迅速培養已經變成了高校的主要職責之一。

二、機器人工程專業人才培養方案制定原則

（一）人才培養定位

專業建設和人才培養計劃的實施離不開對人才的準確定位。這個定位涵蓋了人才的教育水平、職業發展的領域以及未來的發展趨勢等多個方面。目前，工業機器人的操控、運用以及保養等技術人員的培訓已經建立起良好的教育體系和獨特性。對一所以應用為主的高校而言，如何在全局視角下提高人才的教育質量，讓他們不僅掌握基礎的工藝，還擁有機器人領域的實踐探索、二次創新以及整合系統的能力，這些都是人才教育計劃設計過程中必須思考的問題。當前，眾多種類的機器人涌現，按照其應用環境，它們主要分為工業用機器人、提供服務的機器人，以及應用于特定行業的機器人三大門類。決定將何種類別的機器人作為職業成長的路徑，會直接決定人才培育方案的構建，對培養出的專業人才所涉足的就業市場和職業發展軌跡產生深遠影響。因此，在擬訂培養人才的方案時，須慎重考量機器人領域專才的職業發展趨勢。

（二）課程體系的“新結構”

機器人工程涵蓋多個學科領域，包括控制、機械、檢測、計算機、人工智能、運動學和動力學等，這些領域在人才培養策略和課程結構的設計中都需要被充分納入考慮。然而，由于各高校的教育背景和環境差異，他們在制定相關策略時往往存在明顯不同。目前，機器人工程專業的人才教育主要有兩種模式：一種是以服務機器人為核心，以自動化專業教學模式為主導;另一種則是以工業機器人為重點，以機械工程專業教學模式為引領。在規劃機器人工程專業的人才培訓方案時，必須樹立跨學科的視角，并重新界定專業和課程的范疇，以構建全新的“教育結構”，從而塑造機器人專業的課程體系。針對課程中的特定議題，如機械與控制相關課程的優化、信息科學與人工智能等新興科學的教學、實踐操作的教學，以及必修與選修課程的設置等，都需進行周密的規劃和系統的設計。

（三）新工科人才應具備的“新素養”

在傳統的工科人才教育流程中，過度強調專業知識和技術的訓練，從而導致一系列問題，如人才適用范圍狹窄、缺乏創新精神等。因此，在人才教育中融入“新素質”的教育理念顯得尤為重要，這是新興工程領域人才教育需要特別關注的核心問題。華中科技大學前校長、中國工程院院士李培新教授指出，新工科計劃的推進關鍵在于對“新”的內涵的深刻認識。他強調，“新”的內涵首先體現在面向未來的工程人才應具備怎樣的“新素養”。李培新教授將“新素養”定義為涵蓋“形而上”的思考方式、強烈的使命感和價值感、廣闊的空間感、強大的關聯力、豐富的想象力、宏觀的思維方式以及批判性思維。這些“新素養”不僅包含了傳統的專業技能與素養，還涵蓋了非專業技能與素養，以適應未來工程領域的多元化需求。

三、新工科背景下機器人工程專業實施產教融合模式的必要性

（一）有利于解決人才培養能力不足問題

在目前的高校教育領域，實施將實際制造過程與教學內容相結合的機械工程教育策略，能有效補強院校在人才培養方面的不足。融合產業界需求的教育方案有助于學校搭建一個協作式的人才培育平臺，這種平臺通過與機器人技術相關公司的共同培育方式，能夠塑造出既有創新力、實操能力，又具備適應力和溝通能力的優秀畢業生。近些年，《國務院辦公廳關于深化產教融合的若干意見》以及《關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見》等官方政策文件已經明確指出了教育體系中產教融合模式需要得到大幅增強和不斷優化的重要性。實施機器人技術領域的校企合作模式，不僅遵循了相應政策文件的規定，還有助于有效解決人才培育的短板。

（二）推動專業領域和行業領域的整合和增長

針對機器人工程專業的推行，必須確保產教融合的模式得到有效執行，并且要對培訓流程進行及時的改進，這樣才能塑造出符合當前經濟與科技進步的優秀人才。特別是在新興的工程學科中，應該借助于實施產教結合的方法，推動機器人工程領域的專業與行業的深度整合。這樣不僅能夠實現行業內的人力資源供應與需求的平衡，而且能夠滿足高校與市場的緊密聯系，從而實現學生、學院以及公司三者共贏。針對學生，需要協助他們增強工作技巧、實際操作技巧以及專業技術，從而真切地實現產教結合的教育理念。在高校中，實施產教結合的方法能夠塑造出滿足公司需求并能夠滿足經濟增長趨勢的創新型工程技術人員。公司可以通過產學結合獲得更多的科技與人力資源，從而維護其在市場上的領先地位。

四、產教融合背景下機器人工程專業人才培養模式優化

（一）優化電子技術類、微機類課程教學安排與教學內容

按照課程計劃，將數字電子技術和模擬電子技術的課程安排在第二、第三學期，而單片機的基礎知識及實操則緊隨其后，安排在第三學期。這一策略旨在讓學生更早地接觸和掌握單片機知識，對他們的軟件編程和數碼控制技能的提升大有助益。同時，這也有助于學生未來獨立進行以單片機為基礎的實踐操作和參與各類學科競賽，對他們的創新思維塑造和良好學習氛圍的形成起到積極作用。然而，由于課程調整，可能會導致部分知識結構的斷層，從而給學習帶來挑戰。為了應對這一挑戰，在特定授課任務中，教師將對課程內容進行調整和擴充，以確保知識結構的連貫性和完整性。

在第二、三學期中，將引入兩門與機器人認知相關的實踐課程，以輔助理論教學。這兩門課程均圍繞具有感知、決策、驅動和執行能力的智能汽車展開，以構建機器人的認知與操作環境。課程I將涵蓋機器人理解和應用的多個方面，結合數字電子科學的教學內容，利用邏輯電路管理智能汽車的行為。課程II則側重于通過單片機編程控制智能車的決策過程，同時融入模擬電子科學的教學內容，并在感知部分加強對模擬數據信息處理能力的構建與培養。

（二）發揮校企優勢，增強實踐教學比例

面對新型工科的構建，需要確保所培育的人才具備扎實的實際操作技巧。因此，機器人工程專業在產教融合的進程中，應充分利用學校與企業的資源，彌補之前實踐課程不足的問題。

例如，可以借鑒法國的實踐課程體系，法國的實踐課程通常包括大一的1個月、大二的2個月和大三的3個月，部分訓練甚至涉及畢業論文或研究項目的內容。此外，日常教學活動也應適當融入實際操作元素，以顯著提升學生的動手能力。通過學生的實際操作來激發并維持他們的學習熱情，促進師生之間的互動與溝通，從而提高產教融合的教育效率、深度和品質。同時，可以整合校內外資源，開展合作教育、合作就業、合作發展等多種合作項目，共同建立資源豐富、質量上乘的實驗、實訓和實習基地，這將極大地增強學生的實踐技能、創新思維和社會適應能力。

鄭州工業應用技術學院的機器人工程專業，其核心目標是支持當地經濟發展，構建了一種獨特的機器人工程教學體系，即“機器人工程基本技能訓練+機器人工程創新技能訓練+機器人工程意識培養”。這種模式緊密結合專業特點，打造了開放、全面、智能的實踐教學平臺。這種做法使高校的人才培養能更好地滿足社會及企業的需求，為中國制造業向智能化方向發展奠定了堅實的人才基礎。根據專業的具體情況，可以參照這種培養模式，最大限度地發揮專業特長和企業的優勢，為學生專業技術實戰能力的提升奠定堅實的基礎。

（三）優化產教融合關系，提升融合效果

當前的新型工程領域中，產學研結合的方式已成為大學對專門技能人才培養的最佳且廣泛的訓練手段。為實現卓越的教育成果，需要對產學研結合的關系進行更深入的優化，以增強整體的效益。在機器人工程領域的人才培訓方面，應持續改進與產業的融合，并積極推動學院與企業的共同教育方法。

首先，需要最大限度地發揮學校的產學研合作教育基礎，進一步加強產教融合核心內容的構建，從而為企業在此過程中提供更廣闊的發展空間。在這個過程中，學校可以激勵學生參與項目探索，以真正提升他們的創新思維和實踐能力。

其次，需要攜手合作，大力發展學校與企業的產教融合人才培育，鼓勵企業深入參與。例如，可以邀請企業主持機器人工程的專業課程和實踐操作，共同負責學生的實習安排，協助他們完成畢業論文的編寫，并提供職場指導等。這樣，學生能夠更直接地了解并感受企業的真實生產環境。借助企業的參與，學生能夠明確自身的專業領域，并掌握新型工科的思考方式和實踐技巧。

（四）以學生為本，改進教學方法

在新型工業化背景下，推行學校與產業的整合模式，其根本目的在于培養出能夠適應新型工業化發展需求的高素質人才。因此，在實施機器人工程專業的產教融合時，必須始終以學生為中心，持續優化和更新教育手段，以確保產教融合模式能夠發揮最大效用。例如，為了激發學生的學習熱情和興趣，教師可以運用翻轉課堂等創新教學方法，鼓勵學生積極參與教學過程，這對相對單調的機器人工程專業課程尤為重要。同時，教師應采用更加創新和有趣的教學手段，以喚醒學生的求知欲，使他們能夠主動探索、積極學習，從而進一步提升產教融合的教育成果。

在教育策略上，教師應采用理論與實踐并重的模式，通過“實踐+訓練+工程實踐”的教育方法，全面提升學生在機器人工程領域的技術和技巧。此外，可以參考實訓周的產教融合教育模式，為學生創造優質的理論學習和實踐操作環境。值得強調的是，應將實踐活動優先安排在校內進行。這樣不僅可以通過小規模的集體培訓更好地鞏固學生的理論基礎，還能有效增強他們的動手實踐能力。同時，這種安排也更便于學校管理和資源調配，確保產教融合的順利進行。

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