中国制造2025背景下高职院校工业机器人专业人才培养模式研究
2018-07-19沈言锦
摘 要 面对“中国制造2025”,首先分析工业机器人行业发展现状和趋势,然后研究我国高职院校工业机器人专业发展现状及理论研究成果。在此基础上,从工业机器人专业的人才培养定位和人才培养观念、课程体系建设、实验实训室建设、师资队伍培养等四个方面,提出行之有效的建议。
关键词 中国制造2025;高职院校;工业机器人;实验实训室;人才培养模式
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2018)21-0120-03
1 前言
2015年,国务院顺应第四次工业革命发展趋势,提出“中国制造2025”国家战略。“中国制造2025”的核心是智能制造,而智能制造的核心则是工业机器人。因此,对于高职院校而言,办好高职院校工业机器人专业,提升工业机器人专业的人才培养质量,具有重大意义。
2 “中国制造2025”背景下工业机器人行业发展现状及趋势
国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)对机器人的定义为:机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助于可编程序操作处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行种种任务。国际机器人联合会(International Federation of Robotics,IFR)
对机器人的定义为:机器人是一种半自主或全自主工作的機器,它能完成有益于人类的工作,应用于生产过程称为工业机器人,应用于特殊环境称为专用机器人(特种机器人),应用于家庭或直接服务人称为(家政)服务机器人。由IFR和ISO定义可知,工业机器人是机器人自动化机器,而不是像人一样的机器。
目前,国外工业机器人技术已日益成熟,其中典型的应用领域为焊接、喷涂、组装、采集和放置、产品检测和测试等,也已形成一批引领产业发展的公司,如德国的KUKA Roboter、日本的FANUC、Yaskawa、瑞典的ABB Robotics、
美国的Adept Technology、英国的Autotech Robotics、意大利的COMAU等公司。其中,日本是工业机器人应用范围最广泛、生产规模最大的国家,其次为德国、美国等国家。
我国工业机器人产业近年来发展迅猛,产业规模迅速膨胀,关键技术有所突破,但整个产业的关键部件严重依赖进口,还缺乏整体核心技术的突破,如高精密减速器方面有很大差距,此外,在制造工艺与整套装备方面,缺少高效、高速度与高精密的伺服电动机、控制器等关键部件。总的来说,我国工业机器人技术亟待加强核心技术的研究。同时,我国工业机器人应用技术人才的培养也刻不容缓。
3 我国高职院校工业机器人专业发展现状及专业的理论研究现状
根据本课题组前期调研可知,全国高职院校开设工业机器人专业的情况为:2013年三所,2014年九所,2015年45所,2016年240所,2017年404所。湖南省高职院校开设工业机器人情况为:2014年三所,2015年七所,2016年21所,2017年跃升到35所。
通过中国知网检索发现,研究高职院校工业机器人专业的论文一共有44篇,其中2009年一篇,2010年两篇、2012年一篇,2013年四篇,2015年八篇,2016年19篇,2017年截至检索时为九篇。通过本课题组的梳理发现,在这44篇研究论文之中,真正论述工业机器人职业教育方面的论文有12篇,其中一篇为中文核心论文,九篇为一般期刊,其他三篇为会议论文。
在这12篇文章中,一篇论文论述工业机器人专业工作页的开发,一篇论文论述开设工业机器人专业的可行性,两篇论文论述机器人时代的职业教育,这四篇论文对本课题的研究没有很大的参考价值。其他八篇论文中,有四篇论文论述工业机器人校企合作方面的内容,两篇论文论述工业机人专业实验实训室建设,具有一定的参考价值。还有两篇论文,一篇为张可安在中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会发表的会议论文《广州市机电技师学院机器人应用人才培养探索》,主要阐述了该校推进工业机器人应用与维护专业建设,开发了机器人、机械、电气控制三部分内容的课程体系,并致力于用有中国特色双元制“校企合一”模式;另一篇为王志强在《吉林省经济管理干部学院学报》发表的《工业机器人应用与维护专业建设探索与实践》,主要阐述了在专业人才培养过程中应建立“企业环境、项目模式”的工学结合人才培养方式,完善“以工作任务为导向”的专业课程体系,构建学校与企业共建的多功能实训基地,突出体现职业教育人才培养特色,为全面提高学生的职业能力和综合素质提供保障。
由上可见,我国高职院校工业机器人专业开设时间短,研究成果少,专业建设还处在探索之中,任重道远。
4 “中国制造2025”背景下提升高职院校工业机器人专业人才培养质量对策研究
面对“中国制造2025”,我国高职院校亟待培养一批工业机器人方面的应用型人才,对此提出相应对策。
提升工业机器人专业的人才培养定位和人才培养观念 “中国制造2025”背景下的新兴专业,其专业定位和传统行业的专业定位相比发生很大改变。传统高职院校的专业其技术含量较低,培养的人才主要从事一些重复性强、技术含量低的岗位,而面对第四次工业革命和产业革命的到来,高职院校培养学生的就业岗位的技术含量急剧上升。以前学生如果在学校里基础没有打好,经过公司培训,也可以很好地适应岗位,因为这些岗位还是以动手操作为主;而未来专业的技术含量较高,如果学生在学校没有打下很好的基础,在公司里则很难通过培训来弥补。以工业机器人专业为例,其培养的人才不单纯是安装调试,还要能够编程,因此对学生基础提出新的要求。在此背景下,高职院校对学生的人才培养定位和人才培养观念亟待改变。
努力完善工业机器人专业的课程体系建设 工业机器人专业还是一个新兴专业,在全国的本科院校和高职院校开设时间都很短,专业建设都还没有很好地经过市场检验,课程体系都还在探索之中,很多教材还是由一些企业商家编写,片面性太强,定位不准确,一家之言过多。因此,工业机器人专业的专业建设首先要从课程体系入手,尽快尽早地确立完善的、系统的、科学的课程体系。
构建工业机器人专业课程体系过程中,首先要把握该专业的特征和特点,工业机器人专业很好地体现了在“中国制造2025”背景下,工业生产由传统的刚性生产转化为柔性生产,这也将对学生的多元化知识体系提出更高的要求。但多元職业教育不同于精英教育,在具体的构建过程中,不但要包括必需的理论知识和实践知识,还要包含更多的电类、控制类知识,同时要包括一些营销、沟通和展示方面的课程。
此外,目前工业机器人专业课程体系建设的最大特点是必须要保持开放性和创新性。由于工业机器人是一个新兴产业,很多技术还在研发之中,之后相关的新技术还将不断出现,因此,该专业必须时刻保持开放性和创新性,一方面要跟踪技术发展前沿,另一方面不断将这些新技术吸纳到课程之中。
积极做好工业机器人专业实验实训室建设 “中国制造2025”工业机器人专业实验实训室建设要做好两个方面:一是积极研究理论课程和实训课程的开课比例;二是积极解决设备数量采购和设备更新速度之间的矛盾。
传统专业理论课和实训课一般要求是1:1的开课比例,这个也是高职界积极推崇的开课比例。随着“中国制造2025”对产业转型升级的推进,高职院校学生所从事岗位的技术含量将大大提升,对学生的理论要求将更高,因此必须要再一次打破、探讨理实课程之间的合理比例。此外,现在很多工业机器人还是初期阶段的产品,随着这个行业的进一步爆发,更多的新设备将出现。因此,在建设该实验实训室过程中,要很好地解决数量和更新之间的矛盾,防止出现大量实验实训设施还没有发挥作用就已经落伍的问题。
大力培养高水平的师资队伍 教育最终的决定因素还是教师。由于工业机器人专业不但对高职院校而言是一门新兴专业,对本科院校也是一门新兴专业,而只有很少的一些研究生的研究方向和此专业相关,因此,高职院校要积极做好师资队伍建设,通过引、转、培、练等手段,培养一支合格的师资队伍。高职院校首先要根据专业特点、课程特点,引进一些有相关学术背景的教师;其次是让相关专业的教师进行转岗。如机电一体化、电气工程及自动化等专业的专业教师都可以转岗,由这些教师构成师资队伍的基本班底,再对他们进行培训,让他们多动手、多训练,最终培养出一支高水平的师资队伍。
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*基金项目:2017年度湖南省哲学社会科学基金课题(“2025湖南智造”高职项目)“‘中国制造2025背景下工业机器人专业人才培养模式创新研究”(课题编号:17YBG017)。
作者:沈言锦,湖南汽车工程职业学院,副教授,博士研究生,主要研究方向为职业教育与机械工程(412001)。