新工科背景下的自動化專業機器人方向人才培養模式的探索

宦智杰 馬瑋城 林智勇

摘要：現代產業的發展對機器人技術的需求，對新工科背景下的自動化專業人才提出了新的要求。應用型本科高校的機器人教育面臨著新的機遇和挑戰。本文在傳統的自動化專業基礎上，提出了機器人方向的人才培養模式，旨在培養具有機器人理論知識與工程實踐能力的創新型人才，以適應當前機器人行業的迅猛發展。

關鍵詞：新工科;機器人方向;人才培養

2015年，國務院印發了《中國制造2025》，提出了創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本的基本方針。2017年，教育部發布了《新工科研究與實踐項目指南》，全力探索工程教育的中國模式與中國經驗。這一系列的舉措都為我們應用型本科高校在人才培養方面提出了更高的要求。

行業發展的需求也對新工科背景下應用型本科的機器人教學提出了新的要求，機器人教學面臨著新機遇、新挑戰。當前，我國高校工科專業的機器人教學起步較晚、發展相對滯后[1]。在新工科建設背景下，如何培養具有機器人行業背景知識、工程實踐能力、勝任行業發展需求的創新型人才，已經成為機器人課程教學急需解決的關鍵問題。

當前自動化專業中有關機器人的課程大多理論性比較強，例如自動控制原理、現代控制理論、計算機控制技術等，缺乏實踐性的教學內容，而本科生畢業后就需要能夠運用所學的機器人相關知識，從事設計、研發、的實際工作，這給應用型本科高校的教學，尤其是在針對機器人的人才培養上提出了更高的要求[2]。因此，基于我校的自動化專業的實際情況，增設了機器人方向，融合新工科的發展理念，探索具有機器人理論知識與工程實踐能力的創新型人才的新模式。

1新工科要求下的培養目標與畢業要求

本校自動化專業機器人方向旨在培養適應海峽西岸經濟區，尤其是廈門市經濟與社會發展需要，德、智、體、美全面發展的，掌握電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測及儀表、智能控制、信息處理、計算機技術與應用和網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎和專業知識的，能在運動控制、工業過程控制、人工智能與機器人控制、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策及機器人控制等相關領域，從事機器人工程有關的分析、設計、研發、設備管理與維護、工程技術管理等的高級工程技術人才和管理人才，能逐步成長為本領域的技術精英（骨干）或中高層管理專家的高級應用技術型人才。

所培養的畢業生應獲得以下幾方面的知識、能力和素質：能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決機器人領域的復雜工程問題;能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析機器人領域的復雜工程問題，以獲得有效結論;能夠設計針對機器人領域的復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，同時還應考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素;能夠基于科學原理并采用科學方法對機器人領域的復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論;能夠針對機器人領域的復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性;能夠基于自動化工程相關背景知識進行合理分析，評價專業工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任;能夠理解和評價針對機器人領域的復雜工程問題的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響;具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在機器人工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范，履行責任;能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員及負責人的角色;能夠就機器人領域的復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發言、清晰表達或回應指令;并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流;理解并掌握機器人領域工程管理原理與經濟決策方法，并能在多學科環境中應用;具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發展的能力。

2理論與實踐相結合的課程培養體系

傳統的自動化專業大多偏向理論性課程教學[3]，學生進行機器人方向的學習如果僅僅是簡單的理論學習和習題練習，并不足以獲得對機器人學科各系統的直觀理解。因此，可以專門針對機器人方向建立機器人綜合實驗室，幫助學生掌握理論知識并與實際應用相結合，培養學生在機器人領域的實踐技能，提升人工智能、運動控制、優化算法和模式識別等方面的技術水平，驗證各種路徑規劃，視覺反饋，人工智能等算法[4]。

同時設立創新創業學分，鼓勵學生進行設計大賽、科研立項等創新活動，利用學校孵化器對學生創新創業訓練，并建設大學生創新實踐活動基地，從關鍵芯片資助到相關的示波器、信號發生器等測試設備的配備，為學生創新活動創造了硬件條件。此外，可以再公共場所的宣傳布置，強化人文素質教育，激發了學生成長、成才的動力和創新的想象力。

總結

本文探索了新工科背景下自動化專業機器人方向的人才培養模式，不僅針對性設置了培養目標與畢業要求，還提出了理論與實踐相結合的課程培養體系。

參考文獻：

[1]馬榮琳，韓耀振，潘為剛，應用型地方本科院校機器人工程專業課程體系構建[J].教育現代化，2018，5 （30）：106-107+111.

[2]萬琴，吳迪，林國漢.“新工科”背景下的機器人工程專業教學研究[J].科技創新導報，2018，15 （30）：138-139+141.

[3]李擎，崔家瑞，閻群，工程教育認證下自動化專業實踐類課程改革[J].實驗技術與管理，2016 （12）：225-228.

[4]黃永程，楊斌，黎志勇，新工科背景下工業機器人應用技術教學改革探索[J].機電工程技術，2019，48 （02）：52-53+78.

基金項目：新工科背景下的自動化專業機器人方向人才培養模式的探索與實踐（編號：JG2019009）。