基于校企协同育人的智能机器人实践教学改革与探索

王福杰　张佳宁　秦毅　郭芳　任斌

摘  要：智能机器人作为一门涉及多专业多领域的学科，对学生的实践创新能力要求较高，单纯依靠高校建立完整有效的实践技能培养难以满足机器人企业对学生的要求，校企联合进行协同育人是解决该问题的有效措施。针对目前校企协同育人存在的普遍问题，该文聚焦于珠三角地区的产业特色与企业生产现状，首先深入分析阻碍校企协同育人模式发展的主要原因，结合东莞理工学院粤港机器人学院的教学现状，整合校内与企业的实践教学资源，开展形式多样的智能机器人实践教学改革与探索，着力提升大学生的工程实践能力与创新能力。

关键词：校企合作  协同育人  智能机器人  实践教学  人才培养

中图分类号：G647          文献标识码：A              文章编号：1672-3791（2021）02（a）-0127-03

Practice Teaching Reform and Exploration of Intelligent Robot Based on School Enterprise Collaborative Education

WANG Fujie1*  ZHANG Jianing2   QIN Yi1  GUO Fang1  REN Bin1

（1.Dongguan Institute of Technology， Dongguan， Guangdong Province， 523000 China; 2.Guangzhou University， Guangzhou， Guangdong  Province， 510006  China）

Abstract： Intelligent robot， as a discipline involving multi disciplines and multi fields， has higher requirements for students' practical and innovative ability. It is difficult to meet the requirements of robot enterprises for students to rely solely on the establishment of complete and effective practical skills training in colleges and universities. The cooperative education between colleges and enterprises is an effective measure to solve this problem. In view of the common problems existing in school enterprise collaborative education， this paper focuses on the industrial characteristics and enterprise production status in the Pearl River Delta region. Firstly， the main reasons hindering the development of school enterprise collaborative education mode are analyzed. Combined with the teaching status of Guangdong Hong Kong Robotics College of Dongguan Institute of Technology， the practical teaching resources of campus and enterprises are integrated， and various forms of intelligent robot practical teaching are carried out. The reform and exploration of learning should focus on improving the engineering practice ability and innovation ability of college students.

Key Words： School enterprise cooperation; Collaborative education; Intelligent robot; Practical teaching; Talent training

1  校企協同育人理念下的智能机器人实践教学  现状分析

智能机器人涉及多种关键技术，包括多传感信息耦合技术、机器人导航与定位、机器人视觉伺服技术、智能控制技术和人机接口技术等，在专业教育中要求授课教师具备多领域跨专业的知识基础，但目前大部分高校教师在实践教学方面聚焦于仿真验证，缺乏引导学生在实践操作方面的提升，这是造成本科生“眼高手低”“重理论轻实践”的原因之一，直接影响新工科人才的培养，不利于营造实践创新的学习氛围。因此，如何加强智能机器人的实践教学工作，围绕工程能力与实践创新能力进行课程改革是一项迫在眉睫的教学任务。

早在2015年国务院印发《关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》中就提到，要求紧扣高科技产业的研究热点进行生产力的转发，推动基础研究，提升高科技人才的培养;2018年开始，教育部高等教育司正式发布《产学合作协同育人项目指南》，通过高校与企业之间的产教融合联合培养新工科实践创新型人才，引导高校学生与企业联合创业，加强学科课程建设、实践基地及学术转化，进行校企协同育人人才培养方式的探索。东莞理工学院积极响应教育部在校企合作协同育人的引导，以粤港澳大湾区的高科技企业为依托，基于珠三角地区的机器人产业特色与生产现状进行智能机器人实践教学改革，然而在具体实施的过程中依然存在不少问题。

1.1 机器人生产企业的积极性与能动性难以调动

作为全国制造业大省和全球重要的制造业基地，珠三角的机器人产业发达，坐拥多间高价值机器人公司，如广州数控、东莞固高科技公司、李群自动化、广州粤嵌公司、拓斯达科技等，但对于企业来说经济效益才是最核心的任务，阻碍企业在校企协同育人中发挥积极作用的原因在于高校毕业生的职场去向与育人企业不一致，导致机器人企业的积极性难以调动。

1.2 智能机器人实践教学设备价格昂贵

从公开的机器人教学设备价格数据来看，目前大部分的机器人实践教学设备价格偏高，如上海天威教学实验设备公司推出的工业机器人技术应用平台方案售价56万元，广东信科教育科技有限公司推出的工业机器人教学设备售价23万元，购买多套的机器人教学实践设备对于大部分高校来说都是难以承受的，同时放置多台机器人教学设备需要较大的办公场地与环境改造成本，导致高校教师只能侧重于理论教学与仿真验证，在实践教学中少有尝试。

1.3 部分授课教师未满足智能机器人任课要求

如前文所述，智能机器人涉及多种关键技术，要求任何老师在机械制造、自动化、计算机等多个领域有所造诣，单纯地采用某个专业的任课老师进行授课难以对智能机器人技术的讲解融会贯通，课程设置也会欠缺衔接，难以突出重点与体现智能机器人课程的特色。

1.4 校企合作协同育人流于表面

目前大部分高校与企业的协同育人合作并未彻底深入，如企业只在高校举办若干讲座进行知识科普，高校使用企业部分的设备进行实践教学，并未从教学与知识传授的角度进行彻底的协同育人，效率低下，导致有大量的机器人专业毕业生无法达到机器人企业需求，同时企业用人依然存在严重缺口，珠三角地区高校如何联合企业培养应用型实践创新人才进行协同育人依然值得探索。

2  基于校企协同育人理念的智能机器人实践教学改革

针对上述造成校企协同育人效率低下的主要原因，东莞理工学院调整专业结构，优化机器人专业师资队伍，在实践教学中加大投入力度与改革步伐，探索聚焦珠三角产业特色的校企协同育人发展模式，构建实践创新型人才培养体系。

2.1 校企共建实践创新孵化平台

针对机器人生产企业的积极性难以调动与协同育人流于表面的问题，东莞理工学院联合香港科技大学（李泽湘教授团队）、松山湖机器人产业基地、广东工业大学成立粤港机器人学院，建立校企协同育人的实践创新孵化平台，与东莞固高科技有限公司、广州粤嵌科技有限公司等企业建立校企联合培养工作室，通过构建校企合作的新模式，充分调动企业在实践教学上的设备资源与利用企业在实践教学中的优势;校企共建的实践创新孵化平台也可为企业提供来自于学生天马行空的创新思维与降低企业办公成本，同时企业可吸收已经具备开发经验的学生进入单位实习就业，实现校企合作的双赢。

2.2 建立课内、课外双轨人才培养体系

针对学生实践创新能力薄弱等问题，采取松山湖机器人基地工程师引进课堂进行实操教学的方式提高学生的动手能力，创建理论知识课内深入学习，实践技能课外实物上手;校企共同创建“双师型”导师制度，对特定班级校内安排一名专业教师，机器人基地安排一名工程师进行实操强化，同时加强“双导师”队伍的建设，鼓励校内教师前往企业进行专业技能培训，进驻企业参与具体工程项目以及进行挂职锻炼等，整合校内教育资源与企业教学设备资源，从科学研究结合工程实际的角度对学生进行学习引导，加快实现培养创新型应用人才的目标。

2.3 开创定向培养模式孕育专业型创新人才

智能机器人涉及多方面的关键技术，一名本科生在4年的有限时间中难以精通机器人的各个技术领域，东莞理工学院采取定向人才培养的教学模式，将粤港机器人学院的学生分别划分为机械工程及其自动化、自动化、电子信息工程、软件工程4个方向，大学前2年进行通识教育与专业基础课教育，后面2年采用定向培养模式，分别在4个不同的领域深入挖掘學生的潜能，项目式驱动贯穿了机器人学院的整个培养体系，从4个方向致力于培养学生团队的合作意识高，同时机器人基地的导师也敢于让学生参与到实际的工程开发中，充分培养学生在特定方向的专业技能。

2.4 制定赛教结合、模式实战相结合的教学模式

针对机器人教学设备昂贵的问题，校企共同建立机器人实践基地，并通过实施赛教结合、模式实战相结合的教学模式加强学生的实践技能，建立占地900m2的大型机器人实验场地，划分为机械区、电子电路区、单片机域自动控制去、软件区，为学生搭建性能优越的比赛准备场地，弘扬工程师文化，通过参加各种级别的比赛提升学生的实际操作能力，在教学中渗透机器人学科的教学重点，在过往几年的比赛中取得良好的效果，如在第十七届全国大学生机器人大赛Robocon获得全国亚军，粤港机器人学院多个组别在“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”比赛、大创项目获得优异的成绩。实践证明积极开展高校产学研合作能有效推动新工科实践人才的培养，为社会培养出大量具有实践经验的创新型人才。

3  结语

通过对东莞理工学院智能机器人实践教学校企协同育人过程中的现状进行分析，剖析阻碍校企协同育人模式发展的主要原因，该文提出“校企共建实践创新孵化平台”“建立课内、课外双轨人才培养体系”“开创定向培养模式孕育专业型创新人才”“制定赛教结合、模式实战相结合的教学模式”等教学改革与探索，实践证明以上的改革措施能有效促进校企协同育人模式的发展，提高大学生实践创新能力，培养满足珠三角机器人企业发展需求的高质量新工科人才。

参考文献

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①基金项目：2019年第二批产学合作协同育人项目（项目编号：201902110026、201902120034、201902120035、2019                     02110027）;广东省高校青年创新人才项目（项目编号：2018KQNCX252）;广东省普通高校特色创新类项目（2018KTSCX226）;东莞理工学院博士启动科研项目（项目编号：196100041111（GC300501-113）、196100041109（GC300501-111））;高水平理工科大学建设引进人才项目（项目编号：KCYKYQD2017012，186100032019）;广东省自然科学基金面上项目（项目编号：2019A1515010493）;广东省教学质量与教学改革项目（测控技术教学团队No.75）;东莞理工学院质量工程项目教务（项目编号：201902065、201902064、201802016）;广州大学校级示范性实验建设项目（项目编号：SJ201909）。

通信作者：王福杰（1991—），男，博士，讲师，研究方向为智能机器人系统与技术，E-mail：wangfujie128@gmail.com。