智能制造背景下機器人工程專業人才培養研究與實踐

李亮星 張樂平 吳晨剛 黃茜林

（江西理工大學能源與機械工程學院 江西·南昌 330013）

1 機器人工程專業人才培養需求

在世界經濟全球化之下，各國科學技術不斷完善，在智能化工程建設方面有著長足進步，這也為機器人工程技術的深入開發奠定了基礎。目前各個國家針對這一技術在制造業轉型升級方面的影響不斷展開研究。美國、日本、歐盟等眾多國家陸續發展機器人工程技術，他們廣泛推進人工智能技術和機器人技術的發展，促進這些新興技術融入到國家發展產業當中，這對于實現國家制造業轉型升級有著重大的推進作用。[1]

新興的機器人工程需要有高技術、高端的專業性人才、高資金投入的支持，才能夠正常發展，然而目前我國內的眾多企業在這一領域，仍處于低水平。就目前國內發展來看，新興的信息技術產業領域，對于專業性人才、高端的信息技術工程師和創新型人才需求廣泛。根據資料顯示，信息技術產業年增長值為20%～30%之間，而我國的人才供應量不足10%，據統計這一人才需求缺口也在不斷變大，到2020 年人才需求缺口將達到300 萬，而2025 年這一專業性人才缺口將達到950 萬。因此機器人技術方面的高端人才培養，對于目前社會發展是一項重要的任務之一。[2]這就需要高校緊密結合各專業特色，把人工智能和機器人技術發展融入到日常教學中，并結合學校專業定位和人才培養計劃特點來展開機器人工程發展方面的專業性人才培養。

2 國內機器人工程專業人才培養模式

相比于國外，我國的機器人工程專業正式進入高校的時間略晚一些。2016 年東南大學率先開設了機器人工程專業，目前已經建設完成了9 門核心課程，作為我國最早申報機器人工程專業的高校，學生現階段也已進入了專業學習階段，并且也已經形成了以機器人自動化和多門學科為基礎和起點，進行大量實踐，技術不斷上升的現代智能化機器人專業性人才培養體系。

為響應北京市智能機器人技術創新性發展政策，北京工業大學積極展開智能機器人發展工作。他們根據社會發展將智能機器人技術融入到社會娛樂服務行業、醫療康復領域、助殘等眾多產業，并根據這些產業的需求建立了以智能服務型機器人為定點方向的專業性智能機器人人才培養方式。根據社會現實狀況制定并不斷完善面向工科類型的智能機器人專業性人才培養方案，構建了完善的教學課程體系，組建了專業的智能機器人人才培養團隊，并且依托計算機網絡技術構建起優良的網絡資源，并把它們和教材資源相結合，共同促進智能機器人專業性人才培養計劃的實施。[3]另外不斷加強校企合作，廣泛吸收各種優質的社會資源，并通過和企業合作來實現共同培養專業性人才的機制，打造出了由研究到學習再到融會貫通的智能機器人專業培養平臺。以此來培養可以應用到智能機器人控制、智能機器人學習、人機交互技術等方面的專業性人才。

就以上兩所高校對于智能機器人專業性人才培養的方式可以看出，每一所高校都有它獨特的專業優勢，通過學校和企業合作，以及學習所在城市產業發展類型的不同，這也決定了高校智能機器人專業性人才培養的方面會有所變化。因此在學習進行智能機器人專業性人才培養方向設定時，需要根據所在城市的產業類型、學校的課程定位、校企合作的方式、科研水平等方面，最大程度的利用它們的優勢來促進智能機器人專業性人才培養計劃的實施。同時在進行專業性人才計劃培養時，借鑒其他高校的發展方式而不能照搬，否則得到的結果只能適得其反，高校應當根據所在城市以及本身存在的優勢來探索出一條屬于自己的發展道路，這樣才能有效的促進本校智能機器人專業性人才培養計劃。[4]

3 機器人工程專業課程體系建設

3.1 理論課程體系建設

當今社會對各領域發展的挑戰與機遇都是并存的，不同領域發展都有自己獨特的優勢，同樣在機器人工程專業發展方面，不同的高校對于智能機器人專業性人才培養的定位不同，并且高校所在城市發展狀況以及高校本身資源含量都不同，這就使得高校在機器人工程專業課程設置方面存在差異。例如：就東北大學而言，他們的機器人工程專業主要是以智能機器人來發展的，并且他們對于學生的專業培養方向也與多數學校不同，東北大學側重于機器人的決策方面、工程實現以及智能感知等方面。另外，東北大學在學生機器人工程專業課設置方面采用的是課程群的方式來進行日常教學，這一教學方式主要由自動化、傳感技術、機器人系統與構成、人機交互等眾多課程群組成，這一教學方式也是對機器人工程專業教學方式的一大創新，對于高校機器人工程專業的發展有著更好的促進作用。另外，就重慶市而言，在積極促進先進制造業發展，推動現代服務業快速發展，堅持新型工業化發展這一發展道路時，重慶郵電大學就抓住了重慶市在這一發展模式下所衍生出的發展契機。重慶郵電大學在進行工業機器人領域專業性人才培養時，根據自己本身所存在的優勢，在現有的專業基礎上，把機器人工程專業、電氣工程自動化、機械設計自動化等融合成一個學科群，以此來促進學校本身機器人專業的發展。[5]

3.2 實踐課程體系建設

實踐課程對于學生專業技能的提升有著重大作用，就當前高校實踐課程體系教學模式的分類來看，主要有綜合性技能訓練、專業性技能的訓練以及學生的創新能力培養等三類。實踐教學對于機器人工程專業整個教學活動有著重要的推進作用和重要地位，因此在進行實踐教學時，要根據學生的所學情況擴展實踐的深度和廣度，使學生在學習理論課程的同時接觸到先進的機器人工程技術，這樣做不僅能夠讓學生的學習效果大幅提高，讓學生易于理解，而且還能夠突出機器人工程專業方面的優勢，激發學生的學習興趣；在進行實踐教學時，要將實踐與工程項目形結合拉近機器人工程專業教育與實際工程的距離，這樣做能夠更好的讓學生感受到機器人工程技術在工程方面的應用，促進學生對這一專業性質的理解；在進行實踐教學時，學校要根據教學情況不斷創新教學方法，促進教學方法改革，推進研究型、團隊型教學方法在高校機器人工程專業實踐教學方面的應用，以此來促進學生學習的主動性，提高學生的學習興趣，培養學生以研究的心態來學習，推進學生無紙化學習。另外，在高校對學生機器人工程專業實踐技能培養的同時，也要培養學生的創新能力與創新思維，突出學生的綜合素養。

高校機器人工程專業的發展需要以創新發展為目的推動教學可持續發展，要堅持市場需求，推進綜合性、探索性實踐教學發展。在實踐教學中要注重學生對專業的認知以及創新意識的培養，要注重學生的實踐動手能力培養，要提高機器人工程專業實踐課程占比在總課程數中的比重，以此來改善實踐教學體制機制。

4 校企合作教學模式探索

校企合作的根本性原則是產教融合，它的實施效益可以從四個方面來闡述：（1）校企合作教學模式有利于提高學生對機器工程專業的學習興趣，培養學生的動手能力和實踐能力，提高學生學習效率，促進學生對于機器人工程這一專業的理解。[6]（2）有利于加強教師與企業的聯系，使教師充分了解相關企業和社會對機器人工程發展方面專業人才的需求，有利于提高教師的實踐教學能力，促進學生就業。（3）有利于豐富學校的辦學經驗，推進人才培養模式改革，為探索新的教學模式提供借鑒，促進本校機器人工程專業更加成熟化發展。（4）有利于企業機器人工程技術的發展，企業可依托學校科研平臺和相關專業性人才，研究解決技術難題，同時能夠響應國家政策，促進就業，保證了企業專業性技術人才的來源。

這樣做不僅可以促進畢業學生就業，解決國家在機器人工程發展方面專業人才不足的問題，還能使學校這一專業發展更加成熟。

5 結束語

在智能化技術的支持下，我國在機器人工程領域方面的發展也日益加快，因此相關企業和高校要以信息化、智能化發展為契機，順應時代發展的潮流，根據各企業發展對于專業人才的需求，以及高校所處地區經濟發展水平和科研水平等本身優勢，來探索出適合當地經濟發展需求的機器人工程專業發展的專業性人才培養方式，以此來培養出市場缺口極大的高素質、擁有專業性技能的復合型人才，從而彌補在智能背景下機器人工程發展領域專業性人才不足的局面，推動制造業依托機器人技術實現產業轉型升級。