中外合作工業(yè)機器人專業(yè)職業(yè)教育培養(yǎng)方向探索
——以“中羅絲路工匠學院”為例

何元峰 高婷婷

（浙江紡織服裝職業(yè)技術學院機電與軌道交通學院，浙江 寧波 315211）

1 引言

羅馬尼亞位于東南歐巴爾干半島東北部，是“一帶一路”沿線國家之一，也是歐盟成員國之一，在過去幾十年中與我國建立了良好的國際關系[1]。制造業(yè)是羅馬尼亞就業(yè)崗位的主力，尤其是汽車制造業(yè)，如達契亞-雷諾特（Dacia-Renault）汽車廠，其出口汽車數(shù)量逐年遞增。羅馬尼亞是歐盟國家中工業(yè)占GDP份額最大的國家之一，工業(yè)部門勞動力占比遠高于歐盟平均水平。機械制造業(yè)直接影響工業(yè)附加值，工業(yè)附加值與羅馬尼亞汽車及相關設備生產(chǎn)狀況密切相關，為羅馬尼亞人民提供了大量就業(yè)機會。近年來，為了提高生產(chǎn)效率，羅馬尼亞在生產(chǎn)線中越來越多地引入自動化機械，用工結構也慢慢地從低技能人才轉向專業(yè)化人才。

工業(yè)機器人是柔性生產(chǎn)線的重要元素，在汽車工業(yè)中應用較多。隨著工業(yè)機器人在汽車等大型設備生產(chǎn)企業(yè)中的普及，相關崗位需求日益增大，崗位細分逐漸明晰。工業(yè)機器人雖然在一定程度上取代了部分人工崗位，但也提供了一系列新的崗位，為了令工業(yè)機器人滿足企業(yè)要求，需要編程工程師為之編寫控制程序，需要維保工程師為之提供維護和保養(yǎng)，需要維修工程師完成維修任務。

崗位技能需求的轉變，對職業(yè)教育的專業(yè)設置提出了新的要求。羅馬尼亞教育由國家教育部安排和管理，在國家發(fā)展進程中多次根據(jù)發(fā)展需求修訂教育法。羅馬尼亞于1973年對中等教育進行了全面改革，學生在中學階段就需要選擇專業(yè)方向，在學習通識課程的同時學習相應的專業(yè)技能。因此，與我國相比，在羅馬尼亞教育體系中，學生未來職業(yè)方向的確定時間從大學提前至中學。

羅馬尼亞教育法指出，中學教育不僅方便學生畢業(yè)后成為專業(yè)技術人員，也為學生進入大學繼續(xù)學習提供必備知識[2]。中羅絲路工匠學院的設立拓展了楊庫學校的專業(yè)方向，為楊庫學校的學生提供了更多可選專業(yè)，工業(yè)機器人專業(yè)的設置與羅馬尼亞制造業(yè)的新興崗位需求相契合。

2 中羅合作辦學概況

2.1 工業(yè)機器人專業(yè)

浙江紡織服裝職業(yè)技術學院（以下簡稱浙紡院）作為職業(yè)技能型高校，積極響應國家“一帶一路”建設號召，從課程設置、人才培養(yǎng)方案等方面著手，為國際交流提供強有力的人才支持。浙紡院機電與軌道交通學院是寧波市首個開設工業(yè)機器人專業(yè)的高職院校，也是浙江省前兩家擁有工業(yè)機器人專業(yè)的省級示范院校之一。

浙紡院工業(yè)機器人專業(yè)在寧波市乃至全國的社會影響力不斷擴大，先后接待了來自英國、泰國、羅馬尼亞等國家的參觀團以及臺州職業(yè)技術學院、湖州職業(yè)技術學院等院校參觀團的參觀學習和交流。現(xiàn)有教育和教改成果體現(xiàn)了本專業(yè)制定教學計劃、實施教學改革、培養(yǎng)人才方面的成效，國際交流證明了本專業(yè)的跨地區(qū)教育能力。

2.2 楊庫學校機器人教學基礎

楊庫學校是羅馬尼亞國立中等教育學校，位于羅馬尼亞西部的胡內(nèi)多阿拉省，目前在校學生約1300名，開設美容、美發(fā)、護理等專業(yè)。楊庫學校是個綜合教育體，覆蓋小學、中學和職教等。經(jīng)過與浙紡院深入研究討論，在綜合考慮浙紡院特色專業(yè)建設情況的基礎上，結合羅馬尼亞當?shù)仄髽I(yè)崗位需求與職業(yè)教育水平，決定將服裝設計、人物形象設計、工業(yè)機器人3個專業(yè)作為“中羅絲路工匠學院”首批建設專業(yè)。近年來，楊庫學校在機器人專業(yè)方向上進行了一定探索，鼓勵高年級學生參加FIRST（FIRST Robotics Competition）機器人競賽，在培養(yǎng)學生設計制作競賽機器人方面積累了教學經(jīng)驗。

2.3 絲路工匠學院建設進展

中國（寧波）中東歐教育交流平臺建立了我國與中東歐國家的橋梁，提升了我國各大院校的國際知名度。羅馬尼亞奉行友好和平的外交政策，實行廣泛的對外開放[3]，胡內(nèi)多阿拉省教育廳借助這座橋梁，指導國立楊庫學校與浙紡院進行對接，于2018年6月達成中羅合作辦學意愿，于2019年3月派遣2位專業(yè)教師前往國立楊庫學校授課，并在2019年3月底正式成立“中羅絲路工匠學院”。

國內(nèi)院校與羅馬尼亞院校合作較少。“中羅絲路工匠學院”是羅馬尼亞首家羅中高職教育國際合作辦學機構，也是中國高職院校在海外成立的第一家“絲路工匠學院”。2019年10月，羅方派遣5位教師與領導來浙紡院訪問，對中羅合作辦學事宜展開了深入研討。討論決定，浙紡院將定期選派優(yōu)秀專業(yè)教師赴楊庫學校承擔40%以上專業(yè)課程授課任務；“中羅絲路工匠學院”學生在學期間可選擇到浙江紡織服裝職業(yè)技術學院進行為期6至12個月的學習；符合畢業(yè)考核條件的學生可分別獲得中羅兩校畢業(yè)證書。

在浙紡院教師赴羅執(zhí)教期間，當?shù)厥≌⒔逃龔d、市政府主要負責人多次接見執(zhí)教老師，對中羅職教合作成效表示高度肯定。在2020年新冠疫情期間，楊庫學校校長和副校長多次來信問候和鼓勵，加深了兩校友誼。目前，中羅絲路工匠學院已開設4個班級，接收當?shù)貙W生開展教育活動[4]。由于疫情影響，原定派遣教師計劃及當?shù)仄髽I(yè)走訪計劃在不得已下予以延遲，兩校近期就遠程網(wǎng)絡授課事宜開展討論，以期用網(wǎng)絡授課方式降低疫情對絲路工匠學院建設造成的影響。

3 專業(yè)方向論證

3.1 專業(yè)建設基礎

浙紡院工業(yè)機器人專業(yè)于2015年開始建設，在機電一體化專業(yè)建設基礎上，充分吸收機電一體化專業(yè)建設經(jīng)驗，結合工業(yè)機器人行業(yè)需求，不斷完善培養(yǎng)機制，引進專業(yè)教師，現(xiàn)已建成擁有6位專任教師、20臺套工業(yè)機器人的成熟專業(yè)。

根據(jù)浙紡院工業(yè)機器人專業(yè)建設、實訓設備購置、師資隊伍構建等方面的工作經(jīng)驗，結合機電大類專業(yè)特色，針對國立楊庫學校學情與絲路工匠學院教學定位，本文提出可供選擇的兩個建設方向，分別是以工業(yè)機械臂應用為主的工業(yè)機器人（機械臂）方向和以包括AGV在內(nèi)的工業(yè)現(xiàn)場自動化智能機械為對象的工業(yè)機器人（通用型）方向。兩個方向的基礎課程相同，均接受機械設計基礎、工程制圖、三維建模等課程教學，形成對機電一體化大方向的總體把握，但在專業(yè)課程體系中有所區(qū)分。

3.2 工業(yè)機器人（機械臂）方向

工業(yè)機器人（機械臂）培養(yǎng)方向以工業(yè)機械臂的認知和應用為核心，圍繞核心構建包括工業(yè)機器人基礎、工業(yè)機器人離線編程、工業(yè)機器人在線編程、工業(yè)機器人集成實訓等課程的專業(yè)課程體系。

工業(yè)機器人（機械臂）培養(yǎng)方向的專業(yè)核心課程體系如圖1，學生通過機械臂工業(yè)機器人專業(yè)培養(yǎng)，能學到機械臂結構、分類、維護保養(yǎng)、離線編程、在線編程等專業(yè)技術，對應工業(yè)機器人操作員、工業(yè)機器人維護員、工業(yè)機器人編程工程師等崗位。浙紡院工業(yè)機器人專業(yè)目前擁有的機械臂覆蓋ABB、三菱、KUKA等著名品牌，學生在通過學業(yè)實操考核后，稍經(jīng)培訓即可上崗工作。

圖1 工業(yè)機器人（機械臂）專業(yè)核心課程體系

3.3 工業(yè)機器人（通用型）方向

工業(yè)機器人，字面意思就是工業(yè)現(xiàn)場中使用的機器人。機器人的定義雖然各有不同，但都趨向于一種能夠自動控制，可重復編程的自動化機器。因此，工業(yè)機器人方向也能以通用的工業(yè)機器人為對象，對象包括AGV、直角坐標機器人等自動化生產(chǎn)機械。

通用型工業(yè)機器人培養(yǎng)方向的專業(yè)核心課程體系如圖2，課程體系將由包括電機控制、單片機應用及實訓、傳感器技術、機器人控制等專業(yè)課程構成。學生在經(jīng)過專業(yè)培養(yǎng)后，能學到電機控制原理、PLC編程、單片機程序設計、傳感器原理及選型、移動機器人組裝與測試等專業(yè)技術，對應通用機器人操作、通用機器人維保員、非標機器人設計師等崗位。浙紡院的工業(yè)機器人專業(yè)與機電一體化專業(yè)擁有通用機器人專業(yè)必備的教學經(jīng)驗與師資力量，同時機電與軌道交通學院常年參加以非標機器人為平臺的Robomaster全國機器人競賽，在教學和競賽中積累了豐富的理論教學與實踐指導經(jīng)驗。

圖2 工業(yè)機器人（通用型）專業(yè)核心課程體系

3.4 專業(yè)培養(yǎng)方向比較、討論與選擇

專業(yè)人才培養(yǎng)目標：培養(yǎng)理想信念堅定，德智體美勞全面發(fā)展，具備一定科學文化水平、人文素養(yǎng)良好、具備職業(yè)道德和創(chuàng)新意識、掌握本專業(yè)知識和專業(yè)技能的復合型人才。畢業(yè)學生能夠從事面向通用/專用設備制造業(yè)、電工電氣工程、設備工程技術等職位，尤其能夠從事工業(yè)機器人應用系統(tǒng)集成、工業(yè)機器人應用系統(tǒng)運行維護、自動化控制系統(tǒng)安裝調試、面向工業(yè)機器人的銷售與技術支持等工作。

工業(yè)機器人技術是集機械、電子、控制、傳感器和人工智能的跨學科綜合技術[5]，專業(yè)培養(yǎng)方案涵蓋機械工程、電子技術等多個學科。工業(yè)機器人專業(yè)的教學環(huán)境是順利開展教學活動的重要因素之一。比如，工業(yè)機器人現(xiàn)場編程需要學生在實際的機械臂上完成程序設計與調試，工業(yè)機器人離線編程則訓練學生熟悉工業(yè)機器人離線編程軟件，在計算機上完成控制程序設計；工業(yè)機器人維修保養(yǎng)訓練學生在實驗設備上完成機器人拆裝、清理、保養(yǎng)等工作任務。這些實踐活動需要相應的機械臂作為實踐平臺，沒有硬件或者硬件臺套數(shù)過少都會直接影響教學效果。

羅馬尼亞國家質量保證框架對絲路工匠學院專業(yè)建設實施有著指導意義，以歐盟職業(yè)教育與培訓框架為基礎，對教育的方方面面都出臺了各種規(guī)定[6]，其中在資源管理方面的物力部分指出，教育提供者應當提供安全的環(huán)境，教育提供者所擁有的教學資源、教學方法和場所應允許所有學生使用。結合這一規(guī)定，辦學機構需要采購硬件設備，確保每位學生能夠在設備上得到規(guī)定課時的實操訓練。

對于工業(yè)機器人（機械臂）培養(yǎng)方向，其硬件設備以四大機械臂廠商產(chǎn)品居多，若要熟悉常見型號機械臂的操作與運維，就需采購多種機械臂。每臺工業(yè)機械臂在安裝時需考慮安全回轉半徑，因此工業(yè)機器人（機械臂）培養(yǎng)方向對專業(yè)建設場地與經(jīng)費提出了更高要求。

對于工業(yè)機器人（通用型）培養(yǎng)方向，由于側重點在于系統(tǒng)設計、程序編寫和系統(tǒng)調試，其硬件是以單片機為控制核心的移動小車和三軸運動臺等小型設備。移動小車由小電機、輪子、小電機控制模塊、傳感器模塊、單片機主控板等部件組成，三軸運動臺則由3個小型運動平移臺、步進電機、步進電機控制器、單片機主控板組成，采購成本較低，容易實現(xiàn)多臺套要求。

目前，絲路工匠學院尚處于建設初期，設備采購經(jīng)費和設備擺放場地較為有限，采購一臺套小型工業(yè)機械臂所需經(jīng)費足以采購上百套移動小車或數(shù)十套小型三軸運動臺。同時，相比于工業(yè)機械臂對場地需求，擺放一臺工業(yè)機械臂所需場地也足以放下大量移動小車及小型三軸平臺。因此，在工業(yè)機器人（機械臂）和工業(yè)機器人（通用型）培養(yǎng)方向中，現(xiàn)階段選擇工業(yè)機器人（通用型）方向更合適。

3.5 專業(yè)建設方向

結合浙紡院的工業(yè)機器人專業(yè)與機電一體化專業(yè)培養(yǎng)方案，工業(yè)機器人（機械臂）專業(yè)培養(yǎng)方向與工業(yè)機器人（通用型）專業(yè)培養(yǎng)方向在專業(yè)基礎課方面沒有區(qū)別，都需要完成高等數(shù)學、機械基礎、工程制圖、電工技術等機械行業(yè)基礎課程學習，在專業(yè)課程上出現(xiàn)了專業(yè)方向分化，通用型工業(yè)機器人專業(yè)將以單片機、PLC、電機控制為主體，而機械臂工業(yè)機器人專業(yè)將以工業(yè)機械臂使用、維保、編程為主體，而這些課程又恰恰需要機械臂作為實操載體。

中羅絲路工匠學院工業(yè)機器人專業(yè)培養(yǎng)方向可采用如圖3的分步走方案實施。

圖3 工業(yè)機器人專業(yè)建設分步走方案

（1）現(xiàn)階段：考慮專業(yè)建設經(jīng)費與場地，優(yōu)先選擇工業(yè)機器人（通用型）專業(yè)培養(yǎng)方向，結合浙紡院機電一體化與工業(yè)機器人專業(yè)建設經(jīng)驗、教學經(jīng)驗及競賽經(jīng)驗，制定以移動小車或小型三軸運動臺為硬件平臺的專業(yè)標準與培養(yǎng)計劃并編寫相關指導書；

（2）成長期：在工業(yè)機器人（通用型）專業(yè)建設起來、正式開展教學活動后，在一到兩年時間里廣泛接受學生與家長的反饋意見，不斷完善與提高教學方法；以絲路工匠學院羅馬尼亞教師隊伍為媒介，加強與羅馬尼亞當?shù)卦盒＜捌髽I(yè)聯(lián)系，明確當?shù)厝瞬湃笨谂c專業(yè)需求，結合人才需求與建設經(jīng)費情況討論決定是否需要向機械臂方向轉變。

（3）成熟期：繼續(xù)建設在成長期決定的工業(yè)機器人專業(yè)培養(yǎng)方向，使絲路工匠學院真正擁有具備中羅教學特色、繼承浙紡院工業(yè)機器人與機電一體化專業(yè)發(fā)展經(jīng)驗的工業(yè)機器人專業(yè)，不斷優(yōu)化課程體系，為羅馬尼亞當?shù)厝嗣裉峁┩陚涞墓I(yè)機器人技術培養(yǎng)途徑，為當?shù)仄髽I(yè)輸送高質量工業(yè)機器人專業(yè)人才。

同時，為了推進工業(yè)機器人專業(yè)建設進程，可從兩方面同步推進：一是與楊庫學校及羅馬尼亞當?shù)匦袠I(yè)協(xié)會進一步溝通，確定兩個方向中的哪一個更符合當?shù)匦枨螅粜柁D換到機械臂方向，則需確認當前急需的工業(yè)機器人技術人才及其對應的設備型號；二是與羅方確認專業(yè)課程標準，按優(yōu)先級逐步開設專業(yè)課的遠程教育課程，推進工業(yè)機器人專業(yè)建設進程，降低疫情對絲路工匠學院建設的影響。

4 總結

本文以浙紡院與羅馬尼亞國立楊庫學校共建的“中羅絲路工匠學院”工業(yè)機器人專業(yè)培養(yǎng)方向為研究對象，通過分析浙紡院工業(yè)機器人專業(yè)建設基礎與楊庫學校概況，提出工業(yè)機器人（通用型）和工業(yè)機器人（機械臂）兩種可選的專業(yè)培養(yǎng)方向。結合浙紡院工業(yè)機器人建設經(jīng)驗，綜合考慮中羅合作辦學的可行性方案，在分析了兩種專業(yè)培養(yǎng)方向中課程體系、建設投入等特征后，本文提出工業(yè)機器人專業(yè)培養(yǎng)方向實施分步走的方案，即在建設初期選擇工業(yè)機器人（通用型）培養(yǎng)方向；在專業(yè)漸趨成熟的過程中，根據(jù)教學成效和當?shù)貚徫恍枨螅瑳Q定是否逐漸向工業(yè)機器人（機械臂）培養(yǎng)方向過渡；在專業(yè)建設成熟后，根據(jù)羅馬尼亞教育法規(guī)應考慮職業(yè)教育授權和認證[7]。