关于工业机器人教学课程体系的探讨

王健翔

（江苏省昆山第一中等专业学校 江苏昆山 215300）

机器人产业是高端智能制造发展的一种代表，在新一轮工业革命中极大地推动了制造业的发展。当前，我国是机器业发展比较快的国家。政府也比较重视机器人技术的研究，并将机器人的研发作为重点课题。机器人在工业领域中也得到了广泛的应用，其能够在相关的机器领域中进行研发、集成、安装、维护。工业机器发展中最为严重的问题是工程师的缺乏。为此，针对智能制造业，如何推进机器人产业的发展成为亟待解决的问题。

一、工业机器人教育现状

（一）机器人专业人才现状

工业机器人的应用是多个学科相互交叉、相互融合的行业，最为明显的特征是三高一低，也就是高技术、高人才，高资金。当前，企业对这方面的人才要求是能够熟练掌握相关专业知识，能对工业机器人的问题进行分析、解决，并结合相关流程进行二次开发和具备相关的管理经验，同时还能将软硬件相结合，尽可能地降低试错成本，提高工作效率。然而，这种技术人才相当稀缺。对于当前的教育教学来说，学校最为重要的任务就是要培养机器人方面相关的技术人才，让他们能够结合不同的工艺来实现相关流程的二次开发，以此对市场进行开拓。[1]

（二）国内外现状

为了更好地适应市场的发展需求，很多学校都开设了机器人专业课程，培养的专业人才主要是以开发较为新型的专业机器人为主，研究出自动驾车、复制行为的机器人等高端机器。此外，一些大学在本科教育阶段就推出机器人专业教育，开设了相关的网上公开课，通过这种方式让更多的学生能够喜欢机器人相关专业知识的学习。学校通过系统化知识的教学提升学生的专业能力，其中包括交互、感知以及人工智能等方面的知识。国内除了对机器人进行研究之外，一些院校针对工业机器人方面也设置了一些对口的专业。其专业设置的目的主要是让学生掌握相关的理论知识，提高专业技能，为国家和社会重点培养研究型人才。这些院校重在培养高素质、高层次的硕士和博士人才。对于机器人行业来说，其岗位的要求高、针对性比较强。此外，高职院校主要是培养面向生产一线的技能人才，其理论教学相对比较匮乏。其开设年限一般是一年到两年时间。这就不能满足工业机器人相关专业人才的需求。当前，很多院校都开设了机器人专业，在人才培养上不仅仅是要培养研究型人才，也不是培养操作型人才，而是要培养具备理论知识加实践技能的高素质复合型人才。这样才能更好地解决目前机器人行业所存在的问题。

（三）课程开发现状

首先，国外相关公司在培训过程中，在小学就开始实施从学校到工厂的直线型培养策略。整个课程体系的构建相对比较完整，且具有连续性。这些公司在教学中，对学生所要掌握的相关知识都具有一定的前瞻性和教学针对性。这样就使得整个教学体系变得更具层次性，显得更专业合理。通常在目标设置的过程中，他们大多是以培养具有较强设计能力的实际操作人员为目标的。国内则是将两者分开，要么重视培养技能型操作人才，要么偏向于设计型人才。我们的一些学校在教学目标的设置上，会以学段的形式进行区分。这并不是科学合理的区分方式。其次，我们从教学内容方面进行分析。国内国外在内容上没有很大区别，所有的教学内容都是围绕工业机器人的实际操作进行设计的。国内部分学校还开设了教学实训平台。这样能为学生前期的学习营造良好的学习氛围。最后，从教学方法上进行分析，国内外教学方法的使用各具特色。国外所使用的一些教学方法，注重理论教学与实际操作的关联性，并且将职业技能培训作为学生终身职业发展的重要手段，更加注重学生职业修养的培养。这一点在教学过程中体现得较为明显。国内的教学更偏向于学生技能的培养，通常的教学做法是以尽量短的时间，让学生掌握高超技能，并尽早地完成相应的培训计划。[2]

二、工业机器人教学课程体系的构建策略

（一）明确课程构建思路，制定课程体系

当前，高等教育是为了培养高素质的创新型人才，以此适应工业革命的发展需求。为此，机器人专业课程体系的构建要注重以市场需求为导向，根据市场需求制定相关的课程内容。首先，学校要对市场的发展需求进行调研，根据本专业岗位和人才能力方面的需求，制定完善的课程体系。其次，在深入调查的基础上，学校要让企业提出宝贵的建议，并在课程体系中加以落实。学校要明确课程的构建思路，针对课程内容及学校的实际情况来开展教学，以此更好地提升教学效果。

（二）构建完善理论课程体系，制定课程内容

机器人专业要基于专业以及行业特点，从行业需求以及系统工程的角度上完善知识体系。学校要构建完善的理论课程内容，强化电子工程、计算机科学、机械制造等相关的知识内容，让学生能够将电子工程、计算机科学、机械制造等内容相互结合，掌握工科基础知识和掌握工业机器人结构以及控制技术、工业机器人集成技术、检测机器人相关传感技术、编程等。这样，学生才能具备综合应用能力，解决机器人相关问题，能够担任工业自动化工作，尤其是工业机器人的集成应用、技术开发、调试、操作、管理等方面的工作。[3]

（三）基于培养目标，扎实巩固基础知识

基于本科机器人自身的培养目标，学生在保证扎实掌握基础知识内容的基础上，要学习相关的课程体系内容。机器人专业大体上主要包括传感技术、通信技术以及控制技术，理论课程内容为检测机器人的传感技术，熟悉掌握工业机器人的控制技术。其理论和技术部分主要包括基础和理论方面的知识；课程包括数字电子技术、模拟技术、电路、自动控制技术等；编程主要包括工业和应用课程内容；系统集成包括机器人嵌入和拓展领域。具体来说，该专业要以工业机器人编程作为系统课程内容并以此作为支撑，综合提升学生对智能机器人的设计能力。

（四）强化实践课程体系内容

学生的实践环节主要包括设置独立实验、课程、实习、项目训练、创新知识内容等。这样能体现知识从基础到实践、综合、认知等各个层次的实践教育特色。具体来说，其主要包括CAD实习、EDA实习、组装、调试等相关的内容。此外，学生还要学习工业机器人相关的编程操作，MATLAB与机器人仿真的训练方式，各种集成化的综合训练项目，然后进行应用实践，对机器人进行调试安装。在应用课程实习中，学生要掌握相关的控制和训练项目，进行课程设计。学校通过这种方式能够在一定程度上提高学生的实践能力，将理论和实践相互结合，从而达到强化教育教学效果的目的。在机器人专业教学中，教师还要不断探索结合生活实际的教学策略，将理论和实践相互结合，从而达到提升专业教学的目的。[4]

三、结束语

机器人高度集成技术的人才可以说是相当稀缺的。对于当前教育教学来说，学校最为重要的任务就是要培养熟悉机器人技术的相关人才，同时要结合不同的工艺来实现对人才的二次开发，以此对市场进行开拓。当前，很多院校都开设了机器人专业，在人才的培养上不仅是培养研究型人才，也不是培养操作性的人才，而是培养具有理论知识和实践能力的综合型人才，以此更好地解决该行业存在的问题。学校要在深入调查的基础上听取宝贵建议，并在课程体系中加以落实，在理论教学中要重点围绕公共以及专业课程等内容进行开展，让学生能够担任工业自动化工作，尤其是工业机器人的集成应用、技术开发、调试、操作、管理等方面的工作。教师通过这种方式，在一定程度上能够提高学生的实践能力，将理论和实践相互结合，从而达到强化教育教学效果的目的。在机器人专业教学中，教师还要不断探索课程体系的构建策略，以此更好地提升教育教学效果。