高校機器人工程專業課程建設研究

［摘 要］隨著科技的迅猛發展，機器人技術在各領域得到廣泛應用，促使高校機器人工程專業興起。文章聚焦于高校機器人工程專業課程建設，提出以行業需求為導向，優化課程體系，加強實踐教學，更新課程內容，改進教學方法與手段等課程建設思路與實踐策略，旨在應對機器人技術發展對專業人才的需求。研究成果有望為完善機器人工程專業課程體系、提高教學質量、培養專業人才提供有力支撐，并推動高校機器人工程專業良好發展，滿足機器人產業對高素質人才的需求，助力培養滿足行業需求的高素質專業人才，推動機器人產業發展。

［關鍵詞］高校；機器人工程專業；課程建設

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2025.08.070

［中圖分類號］G642；TP242 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2025）08-0-03

0" " "引 言

隨著科技的飛速進步，機器人技術已成為當今世界有較大影響力的技術之一。機器人在工業生產、醫療服務、教育娛樂等領域得到了廣泛應用，對社會發展和經濟增長起到了巨大的推動作用。在此背景下，高校機器人工程專業應運而生，旨在培養滿足時代需求的高素質機器人專業人才。本文將圍繞機器人工程專業課程建設的相關問題展開研究，以期為提高專業人才培養質量提供參考。

1" " "高校機器人工程專業課程建設的思路與目標

1.1" "建設思路

1.1.1" "以行業需求為導向，明確專業人才培養目標

深入調研機器人行業的發展趨勢，以及市場對人才的具體要求。與行業內的知名企業、科研機構建立緊密的合作關系，定期開展交流活動，了解行業的最新動態和前沿技術。例如，通過舉辦行業研討會、企業專家講座等方式收集第一手資料，分析機器人工程領域涉及的核心技術、關鍵崗位能力要求等。根據行業需求，確定專業人才應具備的知識、技能和素質結構［1］。將人才培養目標細化為具體的能力指標，如機器人系統設計與開發能力、編程與調試能力、故障診斷與維護能力、團隊協作與溝通能力等，使人才培養目標具有明確的指向性和可操作性。

1.1.2" "遵循教育教學規律，優化課程體系

根據學生的認知規律和學習階段特點，對課程進行合理排序和分層設置。首先，安排基礎課程，為學生奠定扎實的數學、物理、電子電路等知識基礎。其次，逐步引入專業基礎課程，如機械設計、自動控制原理等，使學生掌握機器人工程的基本原理和方法。再次，開設專業核心課程和前沿選修課程，讓學生深入學習機器人的先進技術和應用領域，拓寬學生的視野和知識面［2］。最后，整合課程內容，打破學科界限，實現多學科知識的交叉融合。比如，在機器人設計課程中融入機械工程、電子工程、計算機科學等多學科知識，使學生能夠從系統的角度理解和設計機器人。同時，注重課程之間的銜接與過渡，避免內容重復和脫節，確保課程體系的連貫性和完整性。

1.1.3" "強化實踐教學，注重培養學生的創新能力與實踐能力

加大對實踐教學的投入，建設先進的機器人實驗室和實踐教學基地，配備齊全的實驗設備和工具，如各類機器人樣機、傳感器、控制器等，為學生提供良好的實踐條件。同時，加強與企業的合作，建立校外實習基地，讓學生有機會參與實際工程項目，了解企業的生產流程和管理模式，提高學生的實踐能力和職業素養［3］。設計豐富多樣的實踐教學項目，包括課程實驗、課程設計、畢業設計、科技創新活動等；提高綜合性實驗、設計性實驗和創新性實驗的比例，引導學生自主思考、探索和解決問題。比如，設置機器人競賽項目，鼓勵學生組隊參加國內外各類機器人競賽，通過競賽鍛煉學生的創新能力、團隊協作能力和實際操作能力。

1.2" "建設目標

1.2.1" "構建科學合理的課程體系，滿足機器人工程專業人才培養要求

高校需要建立起涵蓋公共基礎課程、專業基礎課程、專業核心課程、選修課程和實踐教學環節的課程體系。課程體系設置要符合機器人工程專業的學科特點和人才培養規律，能夠滿足學生未來從事機器人研發、設計、制造、應用等工作的需要［4］。在課程體系中突出專業特色，設置具有本校特色的課程模塊或方向，如結合學校的優勢學科和地方產業需求，開設機器人智能制造、服務機器人應用等特色課程，培養具有特色專長的機器人工程專業人才。

1.2.2" "提高課程教學質量，使學生在知識、能力和素質等方面得到全面提升

高校可制定科學合理的課程教學大綱和教學質量標準，明確教學目標、教學內容、教學方法和考核方式等，加強對教學過程的管理和監督，確保教學質量穩步提高，使學生掌握扎實的機器人工程專業知識，包括數學、物理、機械、電子、控制、計算機等方面的基礎知識，以及機器人系統設計、編程、控制等方面的專業知識。同時，培養學生分析問題、解決問題的能力，以及創新思維和實踐動手能力，提高學生的綜合素質。

1.2.3" "打造一批優質課程資源，包括精品課程、在線開放課程

在課程建設中，注重教學內容的更新和優化，教學方法的創新和改革，教學團隊的建設和發展，以及教學資源的整合和共享，爭取在省級、國家級精品課程評選中取得優異成績，并推進在線開放課程建設，利用網絡平臺將優質課程資源對校內外開放。同時，建設一批在線課程，包括視頻課程、在線測試、在線討論等功能模塊，方便學生自主學習和遠程學習；加強與其他高校的合作，開展在線課程共建共享，提高課程資源的利用效率和影響力。

2" " "高校機器人工程專業課程建設的實踐策略

2.1" "優化課程體系

2.1.1" "進行課程體系的整體設計

高校應成立由專業教師、行業專家和教育專家組成的課程體系設計團隊，通過對機器人工程專業的深入研究和對行業需求的全面調研，制定出符合專業發展趨勢和人才培養目標的課程體系。明確各課程在人才培養中的地位和作用，將課程分為基礎課程、專業核心課程、專業拓展課程和實踐課程等模塊。例如，將機器人學、機器人控制技術等作為專業核心課程，培養學生的專業核心能力；將機器人創新設計、人工智能與機器人等作為專業拓展課程，拓寬學生的知識面和視野；將實驗、實習、課程設計等作為實踐課程，強化學生的實踐動手能力［5］。對課程的開設順序、教學時間安排、教學方法選擇等進行詳細規劃，同時建立課程質量監控機制，定期對課程體系的實施效果進行評估和反饋，及時調整和優化課程體系。

2.1.2" "整合相關課程內容

對專業課程內容進行全面梳理，找出存在重復或交叉的部分。比如，在機械設計基礎和機器人結構設計兩門課程中，關于機械結構設計的部分內容重復，可對這部分內容進行整合，避免學生在不同課程中重復學習相同的知識。同時，加強課程之間的銜接與融合，建立課程之間的邏輯關系。以機器人控制系統設計為例，該課程需要先修自動控制原理、電路原理等課程，在教學過程中要注重將先修課程的知識與本課程的內容進行有機銜接，使學生能夠順利過渡到新知識的學習階段。同時，在課程設計中可設置一些綜合性的項目，要求學生綜合運用多門課程的知識來完成，促進不同課程內容之間的融合。

2.2" "加強實踐教學

2.2.1" "建設高質量的實踐教學基地

高校可與機器人相關企業、科研機構合作，共同建設實踐教學基地，選擇具有一定規模和實力、在機器人領域具有先進技術和豐富經驗的企業作為合作伙伴，簽訂合作協議，明確雙方在實踐教學中的權利和義務。比如，與某機器人制造企業合作建立實習基地，企業為學生提供實習崗位和指導教師，學校為企業提供人才支持和技術服務。同時，加強實踐教學基地的管理和建設，制定實踐教學基地的管理制度和運行機制；建立實踐教學基地的評估體系，定期對基地的教學條件、教學質量、管理水平等進行評估，對優秀的實踐教學基地給予表彰和獎勵，對存在問題的基地進行及時整改，確保實踐教學基地的質量。

2.2.2" "開展綜合性、設計性實驗項目和實踐教學活動

高校可設計綜合性、設計性實驗項目，取代部分傳統的驗證性實驗。比如，在機器人編程實驗中設置綜合性項目，要求學生編寫程序并實現機器人的自主導航、避障和物品抓取等功能，讓學生在實驗過程中綜合運用機器人學、編程技術、傳感器技術等多方面的知識，提高學生的實踐動手能力和創新能力。同時，開展機器人競賽、科技創新、實踐社團等活動，組織學生參加各類機器人競賽，如全國大學生機器人大賽、RoboCup機器人世界杯等，通過競賽激發學生的學習興趣和競爭意識；設立科技創新項目基金，支持學生開展機器人相關的科研項目和創新實踐，提高學生的科研能力和實踐能力。

2.3" "更新課程內容

2.3.1" "增強課程內容的實用性和針對性

高校應深入企業調研，了解企業對機器人工程專業人才的實際需求和崗位技能要求。根據調研結果，對課程內容進行優化，增加與實際工作密切相關的內容，如在機器人編程課程中，增加企業常用的編程框架和開發工具等教學內容，使學生畢業后能夠更快地適應企業的工作環境。將實際工程案例引入教學，通過案例分析和實踐操作，讓學生掌握解決實際問題的方法和技巧。教師可收集企業的實際工程項目案例，將其改編成教學案例，在課堂上進行講解和討論。比如，在機器人控制系統設計課程中，引入工業機器人控制系統的實際案例，讓學生分析系統的組成、工作原理和設計方法，并進行模擬設計和調試，提高學生的實踐能力和問題解決能力。

2.3.2" "編寫或選用優質教材及教學參考資料

高校應組織專業教師編寫具有本校特色的機器人工程專業教材，要緊密結合專業課程體系和教學內容，注重理論與實踐的結合，體現學科的前沿性和實用性，以及邀請行業專家參與教材的編寫和審核，確保教材內容滿足行業實際需求。如編寫機器人工程實踐教程，需要涵蓋機器人設計、制造、編程、調試等方面的實踐內容，以項目驅動的方式引導學生進行學習和實踐。

同時，利用網絡收集相關的學術論文、研究報告、教學視頻等資料，豐富教學內容，拓寬學生的學習渠道。比如，推薦學生閱讀《機器人學導論》等經典教材，并引導學生關注機器人領域的學術期刊和網站，獲取最新的研究成果和技術資訊。

2.4" "改進教學方法與手段

2.4.1" "采用多樣化的教學方法

高校應廣泛應用項目驅動教學法，將課程教學內容分解為若干個項目，讓學生在完成項目的過程中學習和掌握知識與技能。如在機器人綜合設計課程中，教師確定機器人項目任務，如設計智能物流機器人，要求學生分組進行項目設計、實施和調試，這樣不僅可以使學生掌握機器人的機械設計、電子電路設計、編程控制等知識，還能培養學生的團隊協作能力和項目管理能力。實施案例教學法時，教師可選擇一些具有代表性的機器人工程案例，如機器人在工業生產中的應用案例、機器人在醫療領域的創新案例等，在課堂上進行講解和討論，讓學生了解實際工程中的問題和解決方案，提高學生分析和解決問題的能力。

2.4.2" "加強課程教學資源建設

高校可建設課程網站，整合課程教學資源，為學生提供一站式的學習服務。課程網站應包括課程簡介、教學大綱、教學日歷、教學課件、教學視頻、習題庫、在線測試、討論區等功能模塊，方便學生隨時隨地進行學習和交流。例如，學生可以在課程網站上下載教學課件和視頻，進行自主學習；在習題庫中進行練習和測試，檢驗自己的學習效果；在討論區中與教師和同學進行交流和討論，解決學習中遇到的問題。同時，制作高質量的教學課件和教學視頻，注重圖文并茂和動畫效果，增強教學內容的直觀性和趣味性。比如，在制作機器人結構設計的教學課件時，可以運用三維動畫展示機器人的結構組成和運動原理，使學生更加直觀地理解和掌握相關知識；在制作機器人編程教學視頻時，可以通過實際操作演示和詳細講解，讓學生輕松掌握編程技巧和方法。

3" " "結束語

高校機器人工程專業課程建設是一項系統性、長期性的工程，關系到人才培養質量和機器人產業的未來發展。本文從優化課程體系、加強實踐教學、更新課程內容以及改進教學方法與手段等方面提出了機器人工程專業課程建設的實踐策略。此外，高校需要持續關注行業動態，緊密結合教育教學規律，不斷探索創新，構建出更加科學、完善且富有特色的機器人工程專業課程體系，為推動我國機器人產業的蓬勃發展貢獻力量。

主要參考文獻

［1］薛光輝.新工科背景下煤炭類高校機器人工程專業人才培養研究與實踐［J］.教育理論與實踐，2022（30）：14-18.

［2］栗琳，鄭莉芳，馬飛，等.產教融合的機器人工程專業實踐教學體系構建研究［J］.高等工程教育研究，2021（4）：88-92.

［3］房立金，王帥.機器人工程專業課程建設的思考與實踐

［J］.電氣電子教學學報，2023（4）：55-58.

［4］劉新玉，彭緩緩，平燕娜，等.機器人工程專業課程體系構建探析［J］.科教導刊，2022（29）：53-56.

［5］劉源，解芳，周宏胭，等.地方應用型本科院校機器人工程專業課程體系建設初探［J］.科技風，2023（17）：35-37，54.

［收稿日期］2024-10-10

［基金項目］2023年度鄭州工業應用技術學院校級課程思政項目“工業機器人編程與應用、機器人創新實踐訓練”（鄭工政〔2023〕264號）。