产教融合背景下机器人工程专业人才培养模式研究

【摘" 要】 在现代化的智能生产环境中，机器人项目对一个国家的生产方式的改革和提高起到了巨大的推动效果，同时它也是当前国家的工业增长的核心。然而，在智能制造的背景下，我国机器人工程技术发展相对国外而言还有所欠缺。基于此，文章通过比较外国和中国的情况，强调了中国在机器人工程领域专业技术人才的短缺，并详细说明了中国大学在该领域的发展应该实施的策略。同时，也探讨了中国相关院校在机器人工程专业的发展现状，以及校企合作的优点。

【关键词】 产教融合背景;机器人工程专业;人才培养模式

一、机器人工程专业人才培养需求

目前，各国对制造业的提升无一不给予极度重视。美国提出“重振制造业”的口号，推动人工智能与机器人技术的演进。欧洲联盟同样提倡“产业革命的新浪潮”，并大力推动机器人和人工智能等领先科技的成长。日本与韩国亦把机器人作为战略性新兴技术的焦点，并配备翔实的发展计划。面对这样的趋势，中国是否能紧抓智能机器人产业的机遇，促进本国制造业的转型与进阶，这对中国在国际制造领域的未来地位将产生重大影响。

2022年6月，人力资源和社会保障部将“机器人工程技术人员”列为18个新职业之一。数据显示，我国机器人行业人才缺口高达500万，本科机器人应用人才年均需求增量在3万人以上，缺口巨大。因此，对机器人高级专业人才的迅速培养已经变成了高校的主要职责之一。

二、机器人工程专业人才培养方案制定原则

（一）人才培养定位

专业建设和人才培养计划的实施离不开对人才的准确定位。这个定位涵盖了人才的教育水平、职业发展的领域以及未来的发展趋势等多个方面。目前，工业机器人的操控、运用以及保养等技术人员的培训已经建立起良好的教育体系和独特性。对一所以应用为主的高校而言，如何在全局视角下提高人才的教育质量，让他们不仅掌握基础的工艺，还拥有机器人领域的实践探索、二次创新以及整合系统的能力，这些都是人才教育计划设计过程中必须思考的问题。当前，众多种类的机器人涌现，按照其应用环境，它们主要分为工业用机器人、提供服务的机器人，以及应用于特定行业的机器人三大门类。决定将何种类别的机器人作为职业成长的路径，会直接决定人才培育方案的构建，对培养出的专业人才所涉足的就业市场和职业发展轨迹产生深远影响。因此，在拟订培养人才的方案时，须慎重考量机器人领域专才的职业发展趋势。

（二）课程体系的“新结构”

机器人工程涵盖多个学科领域，包括控制、机械、检测、计算机、人工智能、运动学和动力学等，这些领域在人才培养策略和课程结构的设计中都需要被充分纳入考虑。然而，由于各高校的教育背景和环境差异，他们在制定相关策略时往往存在明显不同。目前，机器人工程专业的人才教育主要有两种模式：一种是以服务机器人为核心，以自动化专业教学模式为主导;另一种则是以工业机器人为重点，以机械工程专业教学模式为引领。在规划机器人工程专业的人才培训方案时，必须树立跨学科的视角，并重新界定专业和课程的范畴，以构建全新的“教育结构”，从而塑造机器人专业的课程体系。针对课程中的特定议题，如机械与控制相关课程的优化、信息科学与人工智能等新兴科学的教学、实践操作的教学，以及必修与选修课程的设置等，都需进行周密的规划和系统的设计。

（三）新工科人才应具备的“新素养”

在传统的工科人才教育流程中，过度强调专业知识和技术的训练，从而导致一系列问题，如人才适用范围狭窄、缺乏创新精神等。因此，在人才教育中融入“新素质”的教育理念显得尤为重要，这是新兴工程领域人才教育需要特别关注的核心问题。华中科技大学前校长、中国工程院院士李培新教授指出，新工科计划的推进关键在于对“新”的内涵的深刻认识。他强调，“新”的内涵首先体现在面向未来的工程人才应具备怎样的“新素养”。李培新教授将“新素养”定义为涵盖“形而上”的思考方式、强烈的使命感和价值感、广阔的空间感、强大的关联力、丰富的想象力、宏观的思维方式以及批判性思维。这些“新素养”不仅包含了传统的专业技能与素养，还涵盖了非专业技能与素养，以适应未来工程领域的多元化需求。

三、新工科背景下机器人工程专业实施产教融合模式的必要性

（一）有利于解决人才培养能力不足问题

在目前的高校教育领域，实施将实际制造过程与教学内容相结合的机械工程教育策略，能有效补强院校在人才培养方面的不足。融合产业界需求的教育方案有助于学校搭建一个协作式的人才培育平台，这种平台通过与机器人技术相关公司的共同培育方式，能够塑造出既有创新力、实操能力，又具备适应力和沟通能力的优秀毕业生。近些年，《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》以及《关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》等官方政策文件已经明确指出了教育体系中产教融合模式需要得到大幅增强和不断优化的重要性。实施机器人技术领域的校企合作模式，不仅遵循了相应政策文件的规定，还有助于有效解决人才培育的短板。

（二）推动专业领域和行业领域的整合和增长

针对机器人工程专业的推行，必须确保产教融合的模式得到有效执行，并且要对培训流程进行及时的改进，这样才能塑造出符合当前经济与科技进步的优秀人才。特别是在新兴的工程学科中，应该借助于实施产教结合的方法，推动机器人工程领域的专业与行业的深度整合。这样不仅能够实现行业内的人力资源供应与需求的平衡，而且能够满足高校与市场的紧密联系，从而实现学生、学院以及公司三者共赢。针对学生，需要协助他们增强工作技巧、实际操作技巧以及专业技术，从而真切地实现产教结合的教育理念。在高校中，实施产教结合的方法能够塑造出满足公司需求并能够满足经济增长趋势的创新型工程技术人员。公司可以通过产学结合获得更多的科技与人力资源，从而维护其在市场上的领先地位。

四、产教融合背景下机器人工程专业人才培养模式优化

（一）优化电子技术类、微机类课程教学安排与教学内容

按照课程计划，将数字电子技术和模拟电子技术的课程安排在第二、第三学期，而单片机的基础知识及实操则紧随其后，安排在第三学期。这一策略旨在让学生更早地接触和掌握单片机知识，对他们的软件编程和数码控制技能的提升大有助益。同时，这也有助于学生未来独立进行以单片机为基础的实践操作和参与各类学科竞赛，对他们的创新思维塑造和良好学习氛围的形成起到积极作用。然而，由于课程调整，可能会导致部分知识结构的断层，从而给学习带来挑战。为了应对这一挑战，在特定授课任务中，教师将对课程内容进行调整和扩充，以确保知识结构的连贯性和完整性。

在第二、三学期中，将引入两门与机器人认知相关的实践课程，以辅助理论教学。这两门课程均围绕具有感知、决策、驱动和执行能力的智能汽车展开，以构建机器人的认知与操作环境。课程I将涵盖机器人理解和应用的多个方面，结合数字电子科学的教学内容，利用逻辑电路管理智能汽车的行为。课程II则侧重于通过单片机编程控制智能车的决策过程，同时融入模拟电子科学的教学内容，并在感知部分加强对模拟数据信息处理能力的构建与培养。

（二）发挥校企优势，增强实践教学比例

面对新型工科的构建，需要确保所培育的人才具备扎实的实际操作技巧。因此，机器人工程专业在产教融合的进程中，应充分利用学校与企业的资源，弥补之前实践课程不足的问题。

例如，可以借鉴法国的实践课程体系，法国的实践课程通常包括大一的1个月、大二的2个月和大三的3个月，部分训练甚至涉及毕业论文或研究项目的内容。此外，日常教学活动也应适当融入实际操作元素，以显著提升学生的动手能力。通过学生的实际操作来激发并维持他们的学习热情，促进师生之间的互动与沟通，从而提高产教融合的教育效率、深度和品质。同时，可以整合校内外资源，开展合作教育、合作就业、合作发展等多种合作项目，共同建立资源丰富、质量上乘的实验、实训和实习基地，这将极大地增强学生的实践技能、创新思维和社会适应能力。

郑州工业应用技术学院的机器人工程专业，其核心目标是支持当地经济发展，构建了一种独特的机器人工程教学体系，即“机器人工程基本技能训练+机器人工程创新技能训练+机器人工程意识培养”。这种模式紧密结合专业特点，打造了开放、全面、智能的实践教学平台。这种做法使高校的人才培养能更好地满足社会及企业的需求，为中国制造业向智能化方向发展奠定了坚实的人才基础。根据专业的具体情况，可以参照这种培养模式，最大限度地发挥专业特长和企业的优势，为学生专业技术实战能力的提升奠定坚实的基础。

（三）优化产教融合关系，提升融合效果

当前的新型工程领域中，产学研结合的方式已成为大学对专门技能人才培养的最佳且广泛的训练手段。为实现卓越的教育成果，需要对产学研结合的关系进行更深入的优化，以增强整体的效益。在机器人工程领域的人才培训方面，应持续改进与产业的融合，并积极推动学院与企业的共同教育方法。

首先，需要最大限度地发挥学校的产学研合作教育基础，进一步加强产教融合核心内容的构建，从而为企业在此过程中提供更广阔的发展空间。在这个过程中，学校可以激励学生参与项目探索，以真正提升他们的创新思维和实践能力。

其次，需要携手合作，大力发展学校与企业的产教融合人才培育，鼓励企业深入参与。例如，可以邀请企业主持机器人工程的专业课程和实践操作，共同负责学生的实习安排，协助他们完成毕业论文的编写，并提供职场指导等。这样，学生能够更直接地了解并感受企业的真实生产环境。借助企业的参与，学生能够明确自身的专业领域，并掌握新型工科的思考方式和实践技巧。

（四）以学生为本，改进教学方法

在新型工业化背景下，推行学校与产业的整合模式，其根本目的在于培养出能够适应新型工业化发展需求的高素质人才。因此，在实施机器人工程专业的产教融合时，必须始终以学生为中心，持续优化和更新教育手段，以确保产教融合模式能够发挥最大效用。例如，为了激发学生的学习热情和兴趣，教师可以运用翻转课堂等创新教学方法，鼓励学生积极参与教学过程，这对相对单调的机器人工程专业课程尤为重要。同时，教师应采用更加创新和有趣的教学手段，以唤醒学生的求知欲，使他们能够主动探索、积极学习，从而进一步提升产教融合的教育成果。

在教育策略上，教师应采用理论与实践并重的模式，通过“实践+训练+工程实践”的教育方法，全面提升学生在机器人工程领域的技术和技巧。此外，可以参考实训周的产教融合教育模式，为学生创造优质的理论学习和实践操作环境。值得强调的是，应将实践活动优先安排在校内进行。这样不仅可以通过小规模的集体培训更好地巩固学生的理论基础，还能有效增强他们的动手实践能力。同时，这种安排也更便于学校管理和资源调配，确保产教融合的顺利进行。

参考文献：

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