“互联网+”时代下高职院校工业机器人技术专业教学改革与研究

眭 翔 颜 鹏

(常州信息职业技术学院 江苏常州 213164)

“互联网+”时代下高职院校工业机器人技术专业教学改革与研究

眭 翔 颜 鹏

(常州信息职业技术学院 江苏常州 213164)

目前社会和高校对工业机器人技术关注度不断上升，但是该专业的教学模式缺少成熟有效的设计与研究。随着“互联网+”对各行各业影响越来越大，针对新专业存在的问题，深入探讨了“互联网+”在高职院校工业机器人技术专业教学方面的切实作用，提出了利用互联网进行专业教学改革的方法，使工业机器人技术专业在“互联网+”时代下，贴合不断变化的市场需求，从而保持持续发展的动力。

工业机器人技术； “互联网+”； 教学改革

0 引言

2015年政府工作报告中首次提出“互联网+”概念，随后，国务院颁布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。两年多来，“互联网+”从一个陌生名词变成年度热词，深刻地影响着经济社会的各行各业。在新一轮的产业变革中，“职业教育+互联网”也转变成“互联网+职业教育”。工业机器人技术专业作为一个新兴专业，随着“中国制造2025”的发布，受到越来越多的重视，众多学校开设了相关专业，目前新建该专业的学校已达百所[1]。但同时，对于这个新兴专业，大多数学校还沿用传统的教学方式，仅仅把现有的专业比如机电一体化技术、电气自动化技术的培养方案移植过来。鉴于此，在新的时代背景和新的人才需求下，有必要在工业机器人技术专业教学中引入“互联网+”，从而探索出一种适合学生发展、满足企业需求、具有长久发展潜力的教学模式。

1 国内高职院校工业机器人技术专业现状

1.1 我国工业机器人发展状况及人才需求

自从2013年国家工信部发布《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》起，近四年来，有关部门相继发布了《中国制造2025》《机器人产业发展规划(2016-2020年)》等关于工业机器人产业的国家性文件及一系列地方性扶持文件。伴随着这些文件的发布，我国在2013年成为世界最大的工业机器人市场，国内机器人需求量连年大幅增长[2]。2014年全国销售工业机器人超过5.7万台，2015年增长到6.8万台，到2016年工业机器人使用量达到了惊人的8.5万台，占全球新增工业机器人需求量的三成以上。据行业分析，到2017年底，国内工业机器人销量将破10万台，保有量接近45万台，到2020年，我国工业机器人保有量将增加到100万台，需要20万以上工业机器人安装、编程、调试、维修相关技术人才。

1.2 高职院校开设工业机器人技术专业现状

1)缺少合适的师资。多数高职院校最近几年才开设工业机器人技术专业，熟悉工业机器人技术的相关人才比较匮乏。目前仅靠简单的师资培训或产品售后培训来提高教师的教学能力，缺乏全面性、长期性和以教学、科研、技术服务为导向的针对性。

2)课程建设体系不完整。多数学校制订的培养方案，照搬其他专业已有的培养方案，没有为这个新兴专业全局考虑，以至于继承了过去一些专业的弊病。具体来说，只重视工业机器人的编程教学，偏向于工业机器人的单体控制，而忽视机器人与电气设备的连接。

3)专业建设投入巨大。工业机器人相关设备价格高昂、投入巨大，因此，很多学校缺乏实训工作站的练习，缺少多台机器人配合实训。很少有学校能购买多种多套机器人，只重视学习单一品牌的工业机器人，而忽视了以多种类智能生产线为载体的人机互动仿真实训。

4)与企业需求不同步。高职院校在新建专业之前都会走访相关企业、学校，了解企业对人才的需求和其他学校的专业建设经验。但是待一系列准备工作完成将要实施时，会有一定的时间差，造成规划设计的方案比实际需求滞后，与企业的需求不同步，与市场不接轨。国内工业机器人发展初期主要以国外品牌厂商为主，学校也多以机器人制造厂商和系统集成商为潜在用人单位培养学生，偏重于购买国外品牌的机器人，且品种单一、价格不菲。但是目前工业机器人应用企业越来越多，应用领域从传统的汽车制造、消费电子、食品饮料等行业慢慢扩大到物流、医疗、家电等新兴领域。企业需要自动化生产线上工业机器人及其检测装置安装与调试、机电设备的安装、运行与维护等综合素质技能人才。

2 “互联网+”时代下的教学思考与对策

2.1 充分利用手机构建“互联网+”信息纽带

1)学校可以积极构建基于“互联网+”的教学服务团队，团队中既要有教学能手又要有互联网专家，从而把时下先进的知识通过团队的组合快速地推向课堂教学。工业机器人技术专业作为当下比较热门的专业，可以通过企业、学校、教师三方共建网络教学资源库，通过互联网平台，开发基于移动教学的课程资源。融入企业最新的需求、理念，通过网络授课，企业专家远程定期指导、维护。既充分利用了资源，又解决了企业工程师不懂教学，且不能常驻学校授课的问题，从而缓解了高职院校工业机器人技术专业师资匮乏的状况。

2)可以在教材、实训设备、实验室等地方设置二维码，通过简单的“扫一扫”把线下课堂链接到线上，学生可以反复学习，自主学习。如果学生需要申请实训设备，也可以使用手机扫码来进行网上申请，设备电源通过网络远程授电，把学生学习的阻碍点一一化解。通过手机让一些会使学生觉得麻烦的、不学习的“借口”转化成“接口”。构建“互联网+”学习的信息纽带，从而将“一维”资源，向“二维”“三维”拓展，把沉淀的资源向流动的资源进行转变[3]。

2.2 让虚拟现实技术走进现实课堂

虚拟现实技术简称VR，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，集合了计算机技术、传感器技术、显示技术等多学科技术。它能够在多维信息空间上创建虚拟仿真环境，使用户具有沉浸感，可以进行环境交互，并且有助于思想的启发，沉浸—交互—构想是虚拟现实技术的特点。

工业机器人技术专业建设成本高、投入大，是许多高职院校面临的难题，以往购买几台机器人就需要几十甚至上百万，但是还是不能满足教学的需要。VR技术在2016年得到了极大的发展，涌现出了大量的成功应用，技术成本也大幅度下降。利用虚拟现实技术可以构建与实际工业机器人实训平台全真的仿真系统，可以让学生先离线完成工业机器人程序设计，之后基于仿真平台，利用其沉浸、交互的特点进行身临其境的程序调试。这方面可以采用第三方支持VR的机电一体化仿真平台，比如Irai，搭建集合气动液压、电工电子、机械设计、自动化控制系统的工业机器人实训仿真平台[4]。通过该平台，学生可以完成工业机器人实训平台的设计、安装、编程与调试，所见即所得，还能在虚拟现实环境中观察控制每一个零部件。经测试无误后下载到实际平台上进行调试，这样大大减少了对设备数量的要求，同时也使课堂组织更加灵活，在不需要大幅增加投入的情况下，保证教学进度和教学效果。将虚拟现实技术从娱乐领域引入职业教育中，让虚拟变成现实。

2.3 引入交互式教学

高职学生普遍存在理论弱、爱动手的特点，学校也相应缩减了理论课的课时，增设了大量的实训课程，给实训教师带来了巨大的压力。学生往往很难完整地执行实训任务，有些内容教师示范后就让学生操作，但是步骤繁多的操作学生很难记住。增强现实，又称AR，是一种能把虚拟信息，比如物体、图像、视频等融合于现实环境中，把虚拟世界嵌套在现实世界并进行互动的技术，常应用于军事、医疗、建筑、教育等领域。

对于工业机器人技术实训课程，比如机械加工、机电产品安装与调试等课程，采用基于AR的增强现实作业指导系统，通过增强现实技术实现为人工操作提供步骤级别的互动、过程全反馈式的动画操作，在整个操作过程中，将每一步的操作以文字、图片、视频等形式投射到工作区域或者工件本体，操作人员按照引导进行逐步操作，系统对全过程监测并确认操作的正确性，降低了教师的工作压力和训练成本，有效提高了学生的操作技能和学习质量。

2.4 迎接人工智能时代的挑战

最近，国务院发布了《新一代人工智能规划》，如果说工业机器人将在未来5年取代普通劳动力的话，那么人工智能将在未来5～10年取代低层技术工人[5]。那时人工智能将从现在的消费电子渗透到社会的各个领域和环节，大量的普通岗位和低层技术岗位将被取代，现有的劳动岗位、工作内容以及智力要求都会发生巨大变化，职业教育将面临前所未有的冲击，可能到那时工业机器人已不再需要工人进行编程和调试。

目前职业教育还停留在“技”的层面，忽略了对“能”的要求，传统机械化的记忆和知识已经远远不能满足要求。在人工智能时代，需要提前做好人工智能相关的知识储备，提倡终身学习、自主学习，培养学生综合利用互联网手段进行广泛学习的能力。同时，应鼓励学生的创造性思维，激发学生的创造力，重视工业机器人与人工智能、数学、计算机科学、物理学等学科的交叉融合，不断调整教学内容、教学方法、教学载体，以迎接人工智能时代的来临与挑战。

3 结束语

“互联网+”时代已经来临，各行各业都将受益于它的快速发展，工业机器人受政策支持、市场热捧，众多高职院校开设了相关专业。作为一个正在蓬勃发展的专业，既需要引入先进的理念、最新的技术，利用“互联网+”技术提升教师教学能力，完善课程体系，优化设备，实现与企业的同步对接，满足日益增长的人才需求，又要合理规避风险、与时俱进，动态规划教育内容和教育形态，让“互联网+”在工业机器人技术专业教育中发挥重要作用，保持持续发展的动力，迎接人工智能时代的挑战。

[1] 张慧，马文静. 高职院校开设工业机器人专业的思考[J]. 江苏工程职业技术学院学报，2017(2)：93-95.

[2] 纪思倩. 我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J]. 工程技术：引文版，2017(1)：15.

[3] 赵佩华，张静. 教育信息化视阈下的微课、慕课和翻转课堂探析[J]. 常州信息职业技术学院学报，2015(5)：26-29.

[4] 刘继光，袁浩，汪泽，等. 基于Irai的啤酒生产线虚拟控制平台设计与实现[J]. 实验技术与管理，2015(6)：127-129.

[5] 陈衍. 人工智能时代，职业教育准备好了吗[J]. 当代职业教育，2017(4)：1.

Teaching Reform and Research on Industrial Robot Technology in Higher Vocational Colleges under the Era of " Internet +"

SUI Xiang YAN Peng

(Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164, China)

At present, the society and the university have paid more attention to the industrial robot technology. But its teaching model lacks maturity and effective design and research. With the increasing influence on all industries of "Internet +", in order to solve these problems of new specialty, the paper discusses the practical effect of "Internet +" in the college teaching of industrial robotics in depth. To maintain a sustained development, the teaching reform method of using Internet has been offered to the industrial robotics to adapt to the changing market demand in the era of "Internet +".

industrial robot technology; "Internet +"; teaching reform

2017-09-26

眭 翔(1989-)，男，主要研究方向：机器人技术

TP 242-4

A

1672-2434(2017)06-0070-03

李娟]