工业机器人嵌入机电一体化专业人才培养方案的研究

摘要：随着中国制造业的发展，工业机器人得到了广泛的使用，为了解决工业机器人才紧缺的问题，将工业机器人技术嵌入机电一体化专业人才培养方案中，对于机电一体化专业人才培养方案进行修改，融入工业机器人专业的专业课程，让机电一体化的学生参加工业机器人集成应用证书的考试并获得证书，既满足教育部提出的“毕业证+若干职业技能等级证书”的要求，也可以充分锻炼学生在工业机器人方面的能力，满足工业机器人人才培养方案的需求，满足企业对于机电一体化人才从事更高一级的设备维修与维护和直接面向工业机器人工作对象的需求，使得学生更好的胜任工作岗位，促进机电一体化学生的就业，为社会培养更多的高素质的专业技能型人才。

关键词：工业机器人集成应用;机电一体化专业;人才培养方案

中图分类号：G712                                        文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）12-0225-03

0  引言

根据工信部发展规划，2020年我国工业机器人应用人才缺口将近20万，且每年有望在增速25%以上，制造业高技能人才缺口逐年加大，因此工业机器人应用人才结构性矛盾也日益突出。面对企业对工业机器人人才的需求，切实需要实用、有效的教学资源培养更多能适应社会需要的高素质复合型人才。工业机器人本质也是一种机电一体化设备，工业机器人的核心技术有三大领域，分别是伺服电机、控制器和减速器，这些课程也是机电一体化专业学习的内容，但是机电一体化专业的课程更加侧重于工厂电气控制、机械设计、机械制造基础等课程的讲解，为了解决工业机器人快速培养工业机器人人才，将工业机器人课程植入机电一体化专业的课程中，使得机电一体化专业的学生具备工业机器人人才技能。

1  机电一体化专业人才培养方案的改革研究的重要意义

目前机电一体化行业就业形势虽然很好，但是随着智能制造技术的发展，企业对于机电一体化人才要求越来越高，简单设备维修维护的工作都分配给中职的学生来做，高职的学生主要从事更高一级的设备维修与维护，有一部分同学直接面向的工作对象就是工业机器人，为了更好的满足岗位对于机电一体化人才能力需求，将工业机器人专业课程融入机电一体化专业课程中，使得学生更好的胜任工作岗位。

2  工业机器人人才培养方案调研

2.1 对安阳市周边高职院校工业机器人人才培养方案调研

课题组对安阳市周边开设工业机器人专业的近10所高职院校进行网络调研，通过调研各院校工业机器人专业人才培养方案，目前工业机器人人才培养方案中无论是人才素质培养目标、专业培养目标都区别不大，课题组着重从课程方面研究，经过调研课程安排区别也不是很大，以安阳职业技术学院人才培养方案为例如表1。

2.2 对安阳周边高职院校机电一体化人才培养方案调研

课题组同样对于安阳周边开设机电一体化专业的近10所高职院校进行网络调研，通过调研各院校机电一体化专业人才培养方案，人才素质培养目标和专业培养目标都区别不大。通过调研目前机电一体化专业培养方案中的课程区别不是很大，以安阳职业技术学院人才培养方案为例如表2。

2.3 对安阳市工业机器人相关企业人才需求调研

课题组通过走访部分相关企业，目前我市经营工业机器人的企业不多，目前有安阳德众工业自动化有限责任公司、哈工大安阳智能制造机器人小镇等公司，经过调研对于工业机器人人才所提供的工作岗位如表3。

课题组通过对一些公司走访调研发现，一些公司由于缺少专业工业机器人运行维护人才，以及专业的编程操作人员，只能放弃采用工业机器人，所以安阳需要培养一批素质较高，技术过硬的工业机器人人才。

2.4 对数据分析并找到目前两种人才培养方案的联系以及企业对于工业机器人人才技能的需求

经过课题组的调研发现安阳职业技术学院人才培养方案上的差别在于机电一体化专业侧重于通用设备的自动化生产线的检测维护改造和运行管理等方面的人才的培养，工业机器人专业的侧重于工业机器人操作、工业机器人调试、工业机器人生产线维护、工业机器人设备集成和改造等方面的培养，以安阳职业技术学院的课程对比来看，工业机器人和机电一体化专业课程仅有三门专业课的差别，再加上工业机器人从本质上来讲就是机电一体化产品，将机电一体化专业中的一些专业课深入研究，就可以引入工业机器人相关的专业知识，让机电一体化专业的学生既能够满足本专业人才崗位能力需求，同时也可以满足工业机器人人才岗位能力的需求。

从企业对于工业机器人人才能力需求分析，从事工业机器人相关工作的学生需要能读懂工业机器人系统机械结构图、液压、气动、电气系统图;会使用电工、电子常用工具和仪表，能安装、调试工业机器人机械、电气系统;能选用工业机器人外围部件，能从事工业机器人及周边产品销售和技术支持;完成机器人精密组装，能够集成机器人周边设备，实现机器人与外围设备通信，机器人简单示教调试和生产过程中操作机器人等工作，需要学生们具备设备拆装、电气控制部分的安装、工业机器人与外围设备通讯、机器人调试以及操作编程等能力。

3  机电一体化专业的教学对策

3.1 根据数据分析对机电一体化专业和工业机器人两种培养方案的联系进行准确定位

对比安阳职业技术学院工业机器人人才培养方案的课程与机电一体化专业的课程，为工业机器人课程融入机电一体化课程提供了基础，从工业机器人课程安排来看，工业机器人专业的课程是将机电一体化专业中的电子技术、机械设计和数控编程换成了工业机器人概论、工业机器人应用编程、和工业机器人虚拟仿真课程，最后的综合设计也有所不同，分别为机电专业毕业设计和工业机器人专业的毕业设计。

3.2 合理编排增减教学内容

通过分析两个专业的联系，为了使得机电一体化专业的学生既可以完成本专业人才培训计划，同时满足工业机器人专业人才能力需求，合理安排教学内容，增加《工业机器人概论》、《工业机器人编程与应用》以及《工业机器人离线编程》等课程，去除掉《机械制造基础》、《数控编程》、以及《电力电子》课程。机电一体化专业《传感器》这门课程中，选用教材是既要展示出传统传感器的种类和工作原理，同时也要讲述工业机器人设备上使用的视觉、压力、温度和湿度等传感器，侧重于工业机器人的传感器的工作原理安装使用方法;《自动化生产线》课程教材选择的时候侧重于工业机器人自动化生产线的工作原理的介绍，这样在讲述的过程中，学生们可以更加清楚了解工业机器人在生产线上的使用;在《机械设计基础》课程中，讲述机械零部件设计的时候，将工业机器人零部件的结构和设计融入进去，例如讲减速器的时候可以将工业机器人使用的RV减速器、谐波减速器融入进去，这样可以让机电一体化专业的学生更好的了解工业机器人的结构;在实训课程方面，安排有金工实训、机加工实训、工业机器人操作实训、工业机器人电气与装配实训。通过这些教学设计与改革，培养出符合工业机器人专业的能力需求的机电一体化专业的学生。

3.3 优化教学方法，改进教学手段

基于工业机器人集成应用考核试点的建设，该考核试点建设过程中，基于平台开发了新形态课程及资源包，技术基础类资源包，操作与编程类资源包，维护与维修类资源包，教师们不仅可以上课使用，丰富自己的课堂内容，同时可以将资源包发布到网络平台上，建立翻转课堂资源，使得机电一体化专业的同学们可以在课下多接触一些工业机器人相关的专业的知识，学生们通过学习知识与老师交流，可以加深理解对于知识的理解和掌握程度。

3.4 转变考核评价方法

课程考核方式改革要着眼于科学全面地评价学生的综合素质，强化实践能力、应用能力和创新能力的考核，把“注重考核学生实际能力”、“全面考核”、“过程考核”等先进理念贯彻到课程考核方式改革中，建立双向式、沟通式的考核信息反馈机制，发挥考核促进教法和学法改进的作用。

3.5 提高教师素质

教师水平是影响和决定教学质量的关键，要想学生在取得学历证书的同时也获得职业技能证书，需要老师也具有“双素质”，这也是高校提出“双师型”教师队伍内在需求。所以在教学改革与教学过程中，还特别重视和强化“双师型”教师的培养与成长。鼓励机电一体化教师去工业机器人企业兼职，积累实际工作经验，并把这种实践经验进一步充实和丰富到教学内容中，提高教学质量。

3.6 优化教学设计

新时代的年轻人思维活跃，对新鲜事物接纳度很高，教师要积极提升自身信息化教学水平，尽可能多了解学生的喜好，充分利用新媒体、新技术、新理论在学生中的优势，坚持教学手段创新。积极学习多媒体教学理论和技术，例如数字化、信息化教学，不拘泥于课本，采用图片、音频、视频等多种教學手段结合，为学生营造真实、具体、生动的工作场景氛围，尽可能消除对于机电一体化或是工业机器人设备的陌生感，引导学生“体验式”学习，充分获得知识，将教学设计融入信息化手段，让学生们更好的理解和掌握课程知识。

4  结论

总之，将工业机器人技术嵌入机电一体化专业中，加速工业机器人人才培养速度，同时也为机电一体化专业提供新的就业途径，为社会培养更多的高素质的专业技能型人才。

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