機器人工程新工科專業建設實施方案探索

唐玉娟 胡興柳 楊忠 司海飛

[摘 要] 現階段我國高等教育重心已經發生轉移，更加強調教學質量的提升。機器人技術得到了前所未有的重視，不少學校紛紛響應教育部號召，建設新工科機器人工程專業，培養更多專業型人才，以解決我國在此方面人才短缺問題。以金陵科技學院為研究對象，分析機器人工程新工科專業建設的主要背景、主要目標、現有基礎、新思路及具體實施方案與流程，希望為學生創設更多就業機會的同時，也為社會提供更多這方面的專業人才。

[關鍵詞] 機器人工程;新工科專業;高等教育;教學改革

[基金項目] 2020年度江蘇省現代教育技術研究課題“基于現代信息技術的啟發—探究—創新設計式教學方法的研究與實踐”（2019-R-80309）;2020年度金陵科技學院“科教融合”項目“基于陣列式多自由度超聲驅動器的精密傳送平臺”（2020KJRH15）;教育部產學合作協同育人項目“應用型大學機器人工程專業師資培訓”（201901059041）

[作者簡介] 唐玉娟（1987—），女，河南信陽人，博士，金陵科技學院智能科學與控制工程學院副教授，主要從事智能材料與結構研究。

[中圖分類號] G642 ? [文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）28-0048-04 ? [收稿日期] 2020-12-10

當前我國各個行業都處于重要的轉型升級和結構調整階段，新一輪經濟發展的核心是智能制造行業。全球越來越多的國家認識到機器人智能制造的重要性。為了應對新的產業變革和科技革命，教育部先后多次組織了新工科建設相關研討會。金陵科技學院要建設機器人工程新工科專業，需要結合當地的經濟發展現狀，培養具備扎實理論知識和卓越工作能力的人才。研究闡述了本校建設機器人工程新工科專業的主要背景和具體實施方案與流程，為今后我國其他高校開展本學科建設提供理論參考。

一、機器人工程新工科專業建設背景

伴隨各類工業、服務業及人工智能、大數據應用的需求拉動，國內智能制造和服務行業對機器人工程技術人才的需求十分旺盛。由于機器人具有多學科交叉、技術高度集成和融合的特點，傳統的計算機類、自動化類、機械類、電氣類、電子信息類、測控類單一本科專業培養的人才，已經難以滿足機器人產業發展的需求，在建設相關專業機器人方向的同時，從2016年開始新增了本科機器人工程專業。機器人工程人才的培養對于改善機器人專業教育條件，提高全能型創新創業人才的能力，將產生顯著的推動作用。

我國目前是世界上機器人使用需求最大的國家，但是我國的機器人生產技術，以及一些比較重要的零部件，和國外同類型的產品相比，還存在比較顯著的差距。因此，急需這方面的專業人才，負責機器人的研發、制造和后期的管理維護等。江蘇省作為制造業大省，來自江蘇省經信委的統計數據顯示，到2020年，中國機器人市場規模或將超500億美元，年均增長25%，僅蘇錫常地區使用工業機器人的企業就要達3000家以上。由此造成的操作、維護、安裝調試工業機器人的技術技能人才缺口超過10萬人。為了推動機器人產業發展，南京市政府出臺了《加快推進南京市工業機器人產業發展的工作意見》。除了在麒麟建設了機器人產業園并正式成立了由美國電氣和電子工程師協會（IEEE）院士領銜的南京機器人研究院之外，南京市還將打造江寧、六合、高淳三個機器人產業基地。同時結合金陵科技學院培養高級應用型人才，重點服務于南京及周邊城市的經濟發展需求，相比機器人產業的持續快速發展，機器人工程技能型專業人才培養的速度遠遠達不到工業機器人產業發展對機器人工程技能型人才的需求。

為積極響應教育部門對高校工科專業提出的新要求，國內不少高校都在積極探索新工科專業的創新和改革。但是不少高校只停留在“校企合作”最基礎的層面上，學校的改革只是關注形式改革，內涵并未發生明顯變化。很多高校的工科類專業現在還沿用之前的傳統授課方法與陳舊的課程內容體系。在建設工科類機器人這種新專業時，必須打破之前模式的束縛，亟待解決當前的人才短缺問題。當然這種人才的培養應當更加關注其實踐水平，改變過去理論課程與實踐課程脫節嚴重、實驗內容零碎，以及內容聯系性較差的問題。

二、新工科專業建設的目的和現有基礎

（一）機器人工程專業建設主要目標

機器人工程專業是新型的工科專業，其設置的主要目的是為了對當前的專業結構進行優化，讓現有的專業設置可以滿足當前機器人，以及智能裝備產業快速發展所提出的相關需求。隨著當前產業化的不斷升級，機器人所面臨的工程技能要求也明顯更高。機器人工程專業屬于自動化類專業，包含了機器工程、人工智能、自動化技術和控制技術等多種不同的技能和知識。三者對于機器人工程學科的教師和學生提出了新的不同要求，需要他們具備更高的素質能力、知識能力。而這一學科本身也融入了更多的學科交叉性特點。

金陵科技學院機器人工程新工科建設結合了當地的經濟圈建設，以本地區實際經濟發展和企業今后對于人才的需求為發展方向。通過廣泛調研，確定了開展本專業的主要目標。協同行業、企業專家等制定與本校專業發展相互適配的新工科專業人才培養目標、課程體系和培養標準等，將這些理念具體落實到人才的培養過程。機器人涉及的相關技術崗位主要有機器人工程師、系統集成工程師，以及設計工程師等。對于專業的核心要求主要有：第一，掌握識別制圖、控制工程、檢測傳感、電機信號等基礎技能;第二，機器人的安裝、編程、維修和維護等能力;第三，機器人應用系統方案的規劃與具體設計，系統的集成工程應用，以及控制系統研發等能力。金陵科技學院確定該專業所需要培養的人才目標是：立足當前和未來機器人對于工程技術方面人才的需求，培養可以滿足機器人工業產業和其他相關產業當中機器人系統集成、機器人現場應用，以及技術支持等各種工程師的人才。具體的目標為：面向智能制造產業，機器人工程和相關系統應用領域，讓學生可以德智體美全面發展;培養可以適應社會經濟發展需求且具有良好綜合素質的人才;扎實掌握自動化控制技術、計算機技術和電子理論知識;具備較好的創新能力、實踐能力、學習能力和合作精神的人才;可以從事智能網汽車、特種機器人等工程應用領域的設計、技術開發、運輸、組織生產和后期技術服務相關工作;能夠解決機器人工程領域各種相關技術問題的高素質應用型技術人才。