工业机器人专业“数自融通”人才培养模式的研究

莫秀英，郑汉尚

（广州华商职业学院，广东 广州 511300）

关键字：工业机器人专业；数自融通；人才培养模式；智能技术

1 引言

当前我国已经进入以智能产业为主导的新经济发展时期，智能技术成为经济增长的新动能、产业发展的新蓝海、高质量发展的新引擎。而机器人作为集人工智能、机械、电子、计算机和传感器等多学科先进技术于一体的自动化装备也不可避免地向着智能化发展，智能机器人将是大势所趋。“中国制造 2025”战略和“工业 4.0”概念的提出，智能工业机器人技术已经成为最热门的工业应用技术。

房地产公司碧桂园的创始人杨国强宣布进军机器人领域，计划5年投资800亿人民币，引进一万名全球顶级的机器人专家和研究人员，打造机器人全产业链高地。企业考虑到未来职业岗位可能只有两类：一类是程序性劳动，另一类是创造性劳动。程序性劳动可以由智能机器人实现，目前我国机器人应用型人才存在很大的缺口。高职院校作为一线机器人操作的人才培养主力军，承担着为我国机器人行业输送大量具有机器人操作技能人才的艰巨任务。

新的技术的产生、新的业态、新的经济，所以一定会催生新的产业、新的岗位，新的产业和新的岗位一定会需要新的职业教育，因此有很多高职院校相继开设了工业机器人专业，试图通过工业机器人专业教育培养更多工业机器人专业人才，为社会提供更多的发展力。目前国内的工业机器人专业人才培养有北京航空航天大学、中国科学院等高等学府和科研机构，着力于工业机器人研发和系统应用等高端领域，而针对工厂等一线机器人操作及维护技术应用型人才的培养国内还处于起步阶段。

工业机器人专业以“数字计算机控制机器的人工智能”基本理念为出发点，按照数字化技术和自动化技术融会融通的实施路径，改造现有专业人才培养体系，建设适应专业智能化改造的“数自融通”专业课程，推进工程技术类专业职业人才培养的技术和能力体系适应人工智能技术发展。

2 研究意义

2015年，党的十八届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确指出，加快建设制造强国，实施《中国制造2025》。2017年，中共十九大报告再次明确指出，加快建设制造强国，加快发展先进制造业。

《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，全球制造业面临重大的调整，制造业的发展离不开工业机器人技术的创新。在智能时代的背景下，高职院校是人才输出的主力军，通过创新的工业机器人技术人才培养方案，为社会输出更多的技能型人才，机器人专业是集人工智能、机械、电子、计算机、传感器等多学科一体的一门学科，虽然机器人技术不断发展扩大，但是机器人专业还是一个新兴的专业。大部分职校的机器人专业课程设置不够完善，注重课程知识结构的学习，轻学科之间的交叉融合。机器人教育涉及物理、工程、艺术、生物等多学科知识，强调应用教育机器人来解决实际问题，这与STEAM（Science，Technology，Engineering，Art，Math）教育的跨学科理念吻合，强调多学科的交叉融合，以培养学生的创新精神与实践能力。强调通过跨学科整合来学习多学科知识，课程学习注重与学生实际生活相联系。

结合我院的特点，实现机器人专业“数自融通”人才培养模式，智能工程学院由原来的机电工程学院、汽车工程学院、建筑工程学院合并而成，现由“智能建造专业群”“智能制造专业群”“智能汽车专业群”组成。三大领域的学生强强联合，开创新的人才培养模式。随着“中国制造2025”持续不断推进，智能制造技术、智能控制技术、新能源技术、智能建造技术迅猛发展，智能网联、工业互联、大数据推动了数字智能时代的到来。用人工智能赋能智能工程学院现有的3个专业群（组团）10个专业，对各专业进行“数字化+自动化+智能化”的改造升级，升级技能培养体系和知识体系，改进教学条件、升级技术手段，使人才培养能够适应和符合数字智能时代产业发展的需要。

3 “数自融通”人才培养模式的研究

产业数字化和自动化是实现智能制造的重要内涵，随着人工智能技术发展，出现了“数字化+智能化”“自动化+智能化”以及“数字化+自动化+智能化”的全新工业生产模式，需要研究掌握数字化技术、自动化技术、人工智能技术的技术技能人才的人才培养模式。将人工智能、数字化技术、自动化技术在工程人才培养中有机融合，强调数字化工具运用、自动化技术实现的“数自融通”。

“数自融通”的基本内涵是指，培养掌握数字化和自动化技术，能够实施智能产品的开发和服务，智能系统集成、工程实施以及运维的技术技能人才。数自融通追求的是能力目标，目的是培养掌握数字化技术和自动化技术并能够融会贯通运用两种技术的专业人才。

下面通过专业人才培养方案制订、课程体系重构、实践基地平台建设、课程标准、教材建设、师资队伍建设、教学组织和教学标准研制等一系列内涵建设和改革，阐述工业机器人专业“数自融通”人才培养模式。

3.1 专业人才培养方案制订和课程体系重构

一是按照人工智能赋能专业的基本思路开展专业课程体系建设，制定人才培养方案。新增人工智能技术应用专业，梳理已有专业岗位数字化技术和智能化应用场景和岗位要求，构建“数字化技术+自动化技术+智能化技术”的课程架构，如图1所示，适应“具备专业能力、掌握智能技术、熟练数字化工具”的专业技术人才培养目标。二是筛选成熟的数字化产品、工具和应用，梳理智能化技术内涵，进行人才培养方案的数字化升级，在此基础上，结合本专业技术应用场景，融入和运用自动化技术，形成“数自融通”课程；三是人才培养方案通过课程模块优化设计，适应能力分级培养和技能分级培养。

图1 “数字化技术+自动化技术+智能化技术”的课程架构

3.2 实践基地平台建设

实施“人工赋能”人才培养模式改革，课程建设是根本，实践教学平台建设是支撑，项目将推进建设符合人才培养需要、适应数字化能力培养、自动化技术培养、智能化应用能力培养的实践教学平台，实施产教融合，开展数字化、自动化、智能化应用的技术服务能力建设，产学研一体，推进创意、创新和创造。

人工智能实践基地平台的建设既要考虑满足教学需要，同时兼顾科研创新需要。以人工智能技术理论基础出发，以服务应用为目标，以传感与智能感知、智能装备与机器人、机电协作与数字孪生为重点，打造机电、车辆、建筑专业交叉融合创新的集产学研服一体的实践教学基地。人工智能创新实践基地平台建设如图2所示。

图2 人工智能创新实践基地平台建设

3.3 课程标准、教材建设

各专业根据课程体系梳理和归纳课程内容，研究制订课程标准并与企业合作开发配套教材。具体指标为：完成各专业的专业核心课程标准，完成“数自融通”课程教材建设并初步形成教学信息资源。在课程标准和教材建设过程中，要充分融入一体化教学理念，让学生学中做，做中学，提高他们对知识与技能的运用，更重要的是提高他们的综合职业能力，强调团队意识，让学生学会与人沟通，善于合作，今后不论是从事什么样的工作，都有比较好的适应能力。课程的考核强调学生数自融通素养和能力培养，学生的成绩不能仅仅是最后的考核，要与平时的表现、每一次任务的执行与考核挂钩，再结合最后的期末成绩，三者按照一定的比例，最终得出学生的成绩。

3.4 教师队伍建设

以专业升本师资团队建设要求为标准，通过引进、培训相结合，建设一支技术能力、教学能力相长的“数自融通”教学团队。师资队伍建设中共有6名专任教师和2名外聘教师；拥有1名教授、1名高级实验师（副高级）；3名教师具有硕士学位；2名双师型教师；3名骨干教师和1名具有企业经验的教师；并配备专业实验教师1名；师生比达到1：22，符合专业的发展和教学要求。在配备教师的同时，专业核心课都配备了具有中级职称的教师作为专任教师。实验室指导教师进行高级工的考证及派往校外实习基地进行交流培训，每年都会派出教师参加相关工业机器人培训项目，让教师队伍更加壮大。

大部分高校教师从学校出来再到学校工作，缺少社会的锻炼，很多知识都是基于书上的理论，缺乏工程项目开发能力。从社会招聘“双师型”（教师+工程师）的教师队伍，在师资队伍中占一半，弥补教师队伍的不足。机器人技术更新换代很快，需要定期组织教师参加机器人的培训，增强师资的实力，例如组织高职院校教师“工业机器人青年教师企业实践培训（国培）”培训班。重视科研，成立科研小组，根据学科发展动态，拟定专业研究课题，定期进行调查研究和发表论文，提升团队教师的整体科研水平。

3.5 教学组织和教学标准研制

研究制订和改革教学组织方案，通过对课程教学内容、条件、组织、方法等的规范和标准化，形成教学（实施）标准（规范）。具体指标为：完成“数自融通”课程的课程教学标准（规范）。“数自融通”课程建设如图3所示。

图3 “数自融通”课程建设

4 结束语