应用型本科《工业机器人技术》专业改革初探

徐江陵

工业机器人作为智能制造业中不可替代的重要装备，已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。目前我国正处于跨越中等收入陷阱的关键时期，加快经济转型尤为重要。以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国劳动力成本上升、环境制约问题的重要路径选择。目前，我国工业机器人市场近年来持续表现强劲，市场容量不断扩大。产业的发展急需大量高素质技能型专门人才，人才短缺已经成为制约产业发展的瓶颈。

工业机器人技术专业属于新开专业，从重点大学到普通本科扩展至高职院校，到2018年已经有400多所院校开设。根据有关机构的预测，到2030年工业机器人技术专业的学生人数将达到10万人。工业机器人技术专业涉及到多个学科领域，作为一门新开专业，其专业体系的构建还处于初级阶段。因为其专业的知识体系还具有跨学科的技术融合性，所以在专业建设上很不成熟。

一、工业机器人技术专业的现状

工业机器人作为一种高科技装备，且与机电精密相关，对人才的要求特别高。企业最需要的是一些具有一定的理论知识，且动手能力强，具有专业实操训练的学生。他们要求毕业生能够解决工业机器人在设计、编程、使用、维护等诸多方面的问题。但是由于诸多主客观原因，学生的能力不能满足企业的需求，常常会出现求职人数多，而企业招不到人的尴尬情况。通过长时间的调查研究，发现工业机器人技术专业有如下问题。

1.课程体系构建不合理。由于工业机器人技术专业属于一个新兴专业，人们对它的认识不足，很多高校缺乏相应的专业人才培养方案。这就导致了大部分学校只能谨小慎微，选择了比较保守的人才培养方案，说具体点就是借鉴机械类或电气类的相关人才培养方案生搬硬套到工业机器人技术专业中来。这样做有一定的好处，可以快速制定人才培养方案，但也存在很大的弊端。每个专业都有其独特性，不可能所有专业的人才培养规律都是相同的，这就造成了工业机器人专业的课程体系缺乏合理性。随着一段时间的教学运行，它的弊端就慢慢显现了。教师普遍反映其课程体系设置极其不合理。在上某些专业课程的同时，某些基础课程没有提前上，造成一定程度的教学混乱，学生反映难学，老师反映难教。另外，工业机器人技术专业到底归属于电气类专业还是机械类专业，这是一个有争议性的问题。传统的思维认为，工业机器人专业应该属于机械类专业，但是又有部分高等院校把工业机器人技术专业归于电气类专业。很多教师在招生咨询的过程中，常常遇到家长问到类似的问题，却不知道如何回答，这也反映出部分教师对工业机器人专业的认识比较肤浅，专业认识亟待提高。

2.师资水平有待提高。鉴于工业机器人技术专业属于近几年发展起来的新兴专业，师资力量非常薄弱，科班出身的教师非常稀少，大部分工业机器人技术专业的教师都是从机械或者电气专业转过来的。由于不是科班出身，这些老师仅仅对工业机器人的某一方面比较在行，但是对工业机器人缺乏一种整体和宏观的概念。这就导致了他们在课程教学的过程中需要花大量的时间和精力重新学习，教学过程非常吃力。然后学生也觉得教师讲的内容晦涩难懂，教学效果欠佳，更不要说利用工业机器人设备带领学生搞科研、搞竞赛。很多高等院校试图通过派老师去专门的工业机器人培训机构去学习来提高师资水平，而由于工业机器人培训机构通常是市场化操作，学费非常高，每天的学费大概在2000元左右。另外，学校也考虑过通过高薪聘请工业机器人公司中的骨干人员进行教学，但是由于学校里的薪酬水平和企业的薪酬水平存在较大差距。一个相当于学校讲师职称的工业机器人技术人员的年薪通常在20万左右，是学校讲师年薪的两倍多。所以，几乎没有年富力强的工业机器人的技术人员到学校来工作，只有少部分年纪比较大的技术骨干愿意到学校养老。与此同时，学校也考虑过聘请工业机器人公司的骨干人员作为兼职教师进行教学，但是由于企业人员要价太高而望而却步，这些企业兼职人员的日薪常常以千元起步，学校难以承受。由此可见，师资问题是制约工业机器人专业发展的重大问题，诸多的主客观原因导致了工业机器人专业的师资水平非常薄弱，整个专业的发展举步维艰，亟待解决。

3.软硬件配套严重不足。工业机器人专业涉及到的学科种类比较多，它是集机械专业、自动化专业、计算机专业等技术于一体的综合性学科。因此，工业机器人的本体必须有相应的配套设备才可以使用。一套比较普通的工业机器人硬件工作站几十万左右，费用特别昂贵。很多高校由于资金的缺乏，只有三四台工业机器人的设备。硬件的配套不足导致了学生训练严重不足，这导致了其操纵工业机器人的水平严重不足。同时，工业机器人的软件问题更大。由于国内的工业机器人软件行业发展水平较低，很多工业机器人配套软件都是国外收费授权的，软件收费的比较高。由于各个工业机器人公司有其自身的利益，导致其离线软件通用性很差，没有像个人电脑中的OFFICE软件一统天下而形成行业统一的标准，这也间接造成工业机器人软件价格的畸高。

二、工业机器人专业的改革举措

1.构建合理的课程体系。通过数届工业机器人专业的教学运行，教师可以慢慢摸索出建立合理的课程体系。通过吸取先前的经验教训，教师可以合理安排专业课程的先后顺序，让学生循序渐进的学习工业机器人专业。实践证明，经过修改之后的工业机器人专业的人才培养方案比初期制定的人才培养方案成熟很多，教师觉得顺利多了，学生也觉得工业机器人专业课程不再晦涩难懂了。至于工业机器人专业的归属问题，比较好的方法是将工业机器人专业独立起来，成立单独的工业机器人学院，它既不属于机械专业类专业也不属于电气类专业。

2.提高师资水平。师资水平的提高是一个比较漫长的过程。单纯依靠学校自身培养需要比较长的周期，会耽误学生的教学，而单纯依靠高薪招聘企业技术人员，学校的资金又有限。这就需要我们国家运用社会主义制度的优越性来解決这个问题。国家应该投入大量的资金，通过举国体制，在制度层面上进行顶层设计，通过大量开设工业机器人培训班的形式来培训专业教师，大规模的提高工业机器人教师的师资水平。 值得一提的是，国家已经注意到这些问题，以教育部名义举办的工业机器人技术专业的培训班举办了几届，但是师资水平的提高也是一个漫长的过程。

3.运用先进的教学手段解决软硬件不足的问题。一般来说，如果每一位学生可以操作一台工业机器人设备是最为理想的，但是由于资源有限，常常达不到要求。在多数情况下，多个学生往往操作一台工业机器人设备。因此，在设备无法增加的情况下，需要教师运用一些教学手段来解决软硬件不足的问题。首先，通过仿真软件，采用小班教学来对工业机器人进行建模、编程和操作，用来解决硬件设备不足的问题。其次，可以通过线上线下的形式，学生通过线上来学习工业机器人的基础知识，再在线下来进行工业机器人的有关操作，这有助于提高设备的利用率，减轻教师的工作压力。再其次，教师通过开发手机APP软件来代替传统示教器的功能，这可以利用手机终端来控制工业机器人，从而解决教学示教器不足的问题，从而减轻教师的工作强度。

综上所述，新的改革措施实行之后，构建出一种比较合理的课程体系，提高了教师的教学水平，并且在一定程度上解决了软硬件不足的问题。同时，人们对工业机器人专业改革的追求是永无止境的，希望更多的教师加入到其中的探索和研究中。[项目批文：院教【2018】11号，批准时间：2018年9月14日，项目名称：“工业4.0”背景下独立院校工业机器人调试在线开放课程的建设研究，项目级别：校级，立项文号：2018CYYBJY016]