區域視角下機器人專業“產-科-教”一體化建設*

韓歡慶 ，劉 娜 ，曹彥玲

（北京理工大學珠海學院，廣東 珠海 519088）

0 引言

在地區產業背景的加持下，機器人專業在發展過程中應當深植于區域產業集群，進行學科和專業的一體化建設，這不僅是形成高校核心競爭力、強化內涵式發展、提高學校區域服務能力的需要，更是提升人才培養質量、實施區域人才供給的需要[1]。本文以北京理工大學珠海學院（以下簡稱“北理珠”）為例，探討區域產業與高校專業建設和課程內涵式改革的關系。北理珠處在粵港澳大灣區、自由貿易試驗區、現代化國際化經濟特區、橫琴粵澳深度合作區“四區”疊加的位置，應當在這一歷史機遇的加持下，為服務國家和區域創新發展作出貢獻，向著高水平理工科大學前行。同時，珠海市提出“產業第一”的系列舉措，以加快構建現代產業體系、推動產業集群發展，北理珠在發展過程中更應緊密結合珠海市的產業結構深化內涵式發展。機器人工程專業作為一個在新工科和智能制造大背景下發展起來的新興專業，也是該區域未來產業轉型發展的重要方向。

在高校發展中，將教學科研一體謀劃，科學有效地納入到整個“學科-專業”建設的大系統內進行整體考量、循環建設，提高教學與科研的融合度和支撐度，對學校創新發展具有重要意義[2-3]。在這個發展過程中，更應注重與地區產業特點的結合，以促進產業和教育的有機結合，加強地區人才儲備，這不僅是目前高等教育發展的趨勢，也是當前高等教育改革的研究熱點。史瑋結合長三角的產業特點，以“5G+工業互聯網”為產業背景進行了產教融合人才培養模式的研究[4]；沈澤梅則更進一步地將政府部門以及相關協會納入了協同體系，對基于“政校企協”四位一體的應用型本科產教融合的路徑與方法進行了探索，并提出了具有針對性的發展路徑與解決方案[5]。

在專業內涵式創新發展過程中，核心課程的建設尤為重要，“工業機器人”課程作為該校機器人專業的核心專業課程，開設目標是滿足機器人技術在國內快速應用與發展而產生的人才需求，具有理論深入與實踐性強的特點[6]，在專業教學體系中占有重要的地位。因此，基于該課程進行革新試驗，實現“產-科-教”一體化建設，并探索課程建設與區域產業鏈的融合方式，進一步映射到學科、專業發展的維度，將有助于推動課程、專業以及學校的內涵式建設發展，也是高校服務區域產業集群的必然選擇。

1 圍繞區域產業集群的課程改革思路

地方普通高校的教學和科研建設都是為地方經濟發展服務的，而產業集群是地方產業的典型代表，在這一核心需求導向下，地方高校應站在區域產業需求的角度進行創新發展。以教學、科研的互動來支撐和引領產業集群全鏈式發展是高校服務區域產業集群的必然選擇，也是高校內涵式發展的必由之路[7-8]。

因此，文章在綜合考量北理珠機器人工程專業的定位以及區域內相關產業特點的基礎上，針對教學科研協同建設薄弱、產業與教學聯系不夠緊密、科研與產業脫節的問題[9]，進行了基于區域產業視角的“工業機器人”課程“產-科-教”一體化建設研究，致力于以“工業機器人”這一專業核心課程為依托，進行更深層次的“產-科-教”融合發展的探索，以點帶面，培養區域產業集群所需的新工科人才。改革內容主要以“平臺共建、資源共享、成果共用、制度保障”的核心思想為引領，分為以下四個方面。

1.1 教學制度與科研制度一體化建設

針對學科與專業建設的自身內在屬性和制度建設邏輯的差異性，教師難以協調科學研究與人才培養在時間等方面的安排。所以應進行教學制度與科研制度一體化建設的改革，首先，以“工業機器人”課程教研室為試驗點建立一套科學、規范的制度，保障“產-科-教”一體化建設的實施。其次，通過制度平衡角色沖突、資源配置沖突以及考核評價沖突等問題，引導教師樹立“科教融合”的理念，同時把最精耕的成果適時融入專業教學中，提高教學內涵。

1.2 科研方向與專業發展領域一體化建設

針對科研方向與教學方向偏差的問題，應以本校機器人工程專業人才培養目標和課程組教師的科研課題為導向，進一步凝練“工業機器人”課程教學體系，明確所在區域產業集群的發展需求和著力點，站在產業集群的科技需求上進行科研創新，站在產業集群的人才需求上進行教學設計。

1.3 科研團隊與教學師資隊伍一體化建設

針對師資隊伍的全面發展需求，應當借助社會組織或區域相關企業的力量進行“雙師”隊伍的建設，來解決人才培養和技術應用的問題，并通過與高水平科研團隊的調研交流來推動科研水平的提升，進一步引領產業及專業課程教學發展。基于共同的著力點，即產業集群，實現科研與教學良性互動。

1.4 科研平臺與教學實踐條件一體化建設

科研平臺是學科建設的根本和基礎，不僅可以為教師在科學研究中發現和解決產業發展面臨的技術與科技問題提供基礎和指引，還可以為學生參與科學研究、認識專業發展領域等提供條件。專業教學實驗室有利于促進學生對專業知識的理解和吸收。科研平臺從某種角度而言是專業內涵建設的延伸和引領，專業實踐是教學平臺的具體體現和應用[10]。因此，在建設過程中應主動謀求與政府及企業等主體的合作，擴大平臺基礎、強化實訓條件、結成戰略聯盟、進行聯合研究，集中財力、物力等來實施科研平臺與教學實踐條件一體化建設。

2 課程“產-科-教”一體化建設的具體舉措和關鍵

圍繞“平臺共建、資源共享、成果共用、制度保障”的核心思想，提供了全面的課程改革思路，在具體實施過程中，側重點和關鍵點主要在于科研與教學的一體化，實現教學過程中科學思維的培養以及科研過程中教學思維的轉化。由于“工業機器人”這一課程是具備理論深度和應用開發雙重特性的課程，科研與教學兩種行為的資源共生共享是“工業機器人”課程“產-科-教”一體化建設的關鍵，需要以學生為中心，從科研成果、方法、項目和設備這四個角度進行具體舉措的研究。首先，實現科研成果與科研方法向課堂教學內容的轉化；其次，實現科研項目與學生實踐能力培養的有機融合；最后，科研設備向實踐育人平臺的適應性轉化也是非常重要的一個環節。課程“產-科-教”一體化建設的具體舉措，如圖1所示。

圖1 課程“產-科-教”一體化建設的具體舉措

通過具體舉措的實施，能夠在進行改革路徑探索的同時，使得學生的素養得到提升。為了對課程改革的效果進行評估，構建以“產-科-教”一體化建設為核心的“工業機器人”課程閉環評價體系也是良性發展的一個保障。因此，本文制定了內外結合、多輪次、多維度的閉環評價體系，如圖2 所示。內部通過兩輪評價實現教學效果和應用效果的閉環考量，維度涉及學生、專家、學院及教師，外部主要通過用人單位以及學生相關的產出進行綜合評判，以建立起人才培養的實時跟蹤與后評價體系，并通過持續改進推動課程和專業建設。

圖2 閉環評價體系

3 應用成效

對“工業機器人”這一課程進行路徑探索與實踐的過程，能夠融合科研成果和方法去改革理論教學和實驗教學內容以及授課方式，全面提升學生在機器人及智能制造領域相關行業的就業競爭力。基于改革，培養的最新一屆機器人工程專業畢業生的就業率和就業質量均有了明顯的提升，這得益于學生實踐能力的提升；用人單位滿意度也逐步提升，就業率穩定在95%以上，用人單位滿意度達85%。同時，基于機器人實訓基地的建設以及科研資源的建設，實現了多層次的實踐內容改革，課程的實踐完成了內容由少到多，深度由淺至深，范圍由窄到廣的實質性變化，學生滿意度逐步提升。基于實踐水平的提升，學生在學科競賽的獲獎數量也取得了突破，接連在全國大學生機器人大賽（RoboMaster）、全國大學生機器人電視大賽（ROBOCON）、RoboCom 機器人開發者大賽等國家級大賽獲獎。在企業共建方面，根據“產-科-教”一體化建設的指導思想，與周邊機器人相關企業緊密聯系，完成了數十位畢業生的共同培養，并且借助區域企業的力量通過橫向課題合作、教師外派企業學習等舉措，培養建設了一支結構合理、緊跟社會發展、教學科研水平并重的教學團隊，初步實現了學校與區域企業之間“雙師”培養與人才輸送的良性循環。

4 結語

本文圍繞粵港澳大灣區產業集群的特點，以“機器人工程”這一新工科專業的核心課程為切入點，探討并制定了一系列舉措，以求實現教學與科研的一體化建設，助力粵港澳大灣區人才建設的內涵式提升，以期為區域產業發展帶來人才儲備，進一步提升產業發展的活力。從初步成效來看，以“產-科-教”一體化建設的思想進行課程體系改革，能夠為多層次知識的轉移提供著力點，以達到提升學生科研能力和實踐能力的目的，進而形成教師與學生之間的良性互動。基于地理位置優勢，充分借助粵港澳大灣區制造業產業集群的活力，實施科研平臺與教學實踐條件一體化建設的思想，能夠有效進行人員與資源的整合，最終形成學科創新與專業教學同步化的效果。不管是企業、高校、教師還是學生，都能夠在此過程中基于外需帶動內需，提高自身的創新發展水平。

有關“工業機器人”課程的“產-科-教”一體化建設模式所取得的成果不僅對北理珠的人才培養與專業學科團隊建設有著較大的借鑒和促進作用，而且對其他同類型、同定位高校的課程建設和區域產業的結合發展舉措有著借鑒和參考價值，但該研究尚處于初步研究階段，還需進一步挖掘和提煉。