工业机器人技术专业人才培养模式的探究与实践

高婷婷 沈莹吉 崔海

摘 要：我国高等工程教育长期普遍存在的问题是学生应试能力强，动手能力，特别是创新能力较差，缺乏创新意识和团队合作精神，培养的学生工程实践能力较差。针对上述问题，文章以浙江纺织服装职业技术学院为例，探索工业机器人技术专业人才的培养模式，从教学体系、教学方法、能力培养等方面对该专业今后的改革方向作了初步探讨，希望以此为契机，逐步提高专业人才培养质量。

关键词：工业机器人;专业人才;培养模式;创新实践

中图分类号：G642              文献标识码：B             文章编号： 1674-2346（2019）02-0068-04

1    工业机器人专业人才需求现状

工业机器人技术是集机械工程、电子技术、控制理论、传感器理论和人工智能等多学科多专业为一体的综合性技术领域。机器人产业的发展既关系着先进制造业的发展，又影响着人类的生活方式，机器人产业的发展和应用程度逐渐成为衡量一个国家及地区高端制造业发展水平的重要标志。中国已经连续两年成为世界第一大机器人市场，而在机器人使用密度方面，中国却低于全球平均水平，中国制造业存在着巨大的市场需求和发展潜力，因此，中国政府不斷出台政策扶持国产机器人产业，大力倡导以机器人引领高端智造及产业升级。

宁波地区机器人产业迅速发展，市场规模快速扩大。宁波市近年来抓住全球机器人兴起的新趋势，依托自身良好的实体经济产业基础与优势，加快由“制造大市”向“智造强市”转变，切实推动产业转型升级、落实制造强国战略，使传统制造业正加速向智能经济转型。

宁波地区工业机器人技术技能型人才缺口巨大。机器人产业的迅猛发展，除了需要大量的高级研发人才外，负责装备安装调试和维护等一线岗位的高素质技能型应用人才，出现了大量缺口。在宁波市发布的“2017宁波制造业人才紧缺指数”的报告中，制造业高技术、高技能人才，销售人才以及项目管理人才需求量巨大。从人才需求具体任务方面来看，在工业机器人系统应用方案设计、机器人装配、机器人安装与调试、机器人编程、机器人生产线系统维护等岗位极度紧缺，而宁波地区仅有2所高职院校招收工业机器人技术专业的学生，每年毕业生的人数远远达不到实际所需，因此人才缺口巨大。

劳动力市场出现工业机器人技术人才短缺已成为全社会普遍关注的热点话题，国家已将工业机器人技术专业人才列为紧缺人才，如何加快工业机器人技术专业技术技能型人才的培养已经成为首要问题。

2    工业机器人技术专业人才培养模式构建

浙江纺织服装职业技术学院自开设工业机器人专业以来，深入企业调研，不断创新实践校企分工合作、协同育人、共同发展的创新人才培养模式及运行保障机制，努力建立长期、稳定、深度的校企合作关系。目前，该校已与多家企业签署了校企合作协议，共同培训机器人技术人才，以企业需求为导向，校企共同制定人才培养方案，形成符合工业机器人企业和社会实际需要的人才培养方案。

2.1    核心课程体系的确定

该校工业机器人专业以就业为导向，以校企合作为立足点，根据产业调研、企业调研结果，调整专业教学内容，形成了工业机器人技术专业人才培养体系，如图1所示，确立了以“电气控制与PLC技术”、“单片机应用及实训”、“工业机器人离线编程实训”、“搬运码垛机器人工作站集成实训”和“自动化生产线安装与调试”为核心的课程体系，并辅以“竞赛机器人设计与实践”、“智能产品设计与制造”等课程为专业拓展选修课程，在掌握工业机器人技术专业基础知识的基础上，全面培养学生的探索能力、实践能力和创新能力。

2.2    基于机器人平台的创新性人才培养

2.2.1    建立基于机器人平台的工业机器人技术专业创新型人才的培养模式

针对高职学生的学习特点，该校工业机器人专业建立了基于机器人平台的创新型人才的培养模式，如图2所示。

在教学过程中，先通过“工业机器人技术基础”等基础课程的学习，调动学生的积极性，而后进一步通过“传感器技术”、“工业机器人智能控制”等课程分解学习机器人的相关知识，最后通过“竞赛机器人设计与实践”、“智能产品设计与制造”等综合性课程学习，并参加机器人相关赛项、创客项目等实践任务，将前期基础知识进行综合的应用及实践。这种逐步增加学习难度，用实践任务贯穿学习过程的方式，使学生在解决任务的过程中，能够做到从整体方案构思入手，分解任务，最终完成结构设计和相关产品的开发。在整个过程中，学生逐渐养成针对项目主题自主研究调查、动手实践并完成相关项目制作的能力，并享受项目成功带来的快乐，形成从创新基础、创新意识到创新精神和应用能力的逐步增强和养成。由于机器人技术涉及到多学科，包括机械、电子、软件、计算机、人工智能等专业的知识，通过相关知识的学习，可以促进他们培养良好的学习习惯与生存技能，如团队成员之间的沟通与合作;在此基础上，拓宽知识面、开阔视野，为培养创新能力提供基础性保障。

2.2.2    基于机器人平台的创新性人才培养实践

1）丰富基础知识，实现创新基本能力的逐渐培养

课程建设过程中，该校工业机器人专业紧紧围绕创新技能、创新思维训练，将机器人的设计及应用贯穿于课程的教授过程中，从solidworks三维制图、电子技术、机械工程的基础搭建，到传感器、电气控制、PLC技术、单片机技术的核心算法构建，最后到工作站集成实训、智能产品制作和竞赛机器人搭建的综合性课程，开发以“问题为驱动”的实践教学项目，将前期所学的基础知识进行综合性的应用及实践。

2）拓展个性化培养体系，培养研究开发、创新创意创业能力

系统组织实施红帮技能节-运输机器人比赛、智能小车PK赛、电子对抗赛等校级平台竞赛训练计划，参加挑战杯创新创业大赛、Robotac、工程训练综合能力、工业机器人、Robomaster全国机器人竞赛等高水平学科竞赛，逐层递进，锻炼学生的实践动手能力及创新创业意识，也是该校工业机器人专业培养学生研究开发、创新创意创业能力的重要举措。在多年积累的基础上，建立机械电子协会、机器人俱乐部、创客中心、科普志愿者等创新社团，形成多个点面结合的创新能力培养格局。学生参与上述这些社团活动人数300余人，占分院总人数20%，参与面之广，列全校首位;利用教学空隙，在周末和晚上全面向学生开放实验实训室，学生利用课余时间参与创新活动，极大地提高了学习能力，促进了积极向上的学习风气的形成;参加各级各类比赛获奖118项，实训室利用率名列学校前列;学生参与教师校企合作项目，在横向课题“花样机自动供料设备的研发”、“自动贴磁片专用机”等项目中，学生参与项目方案的机构部分设计工作，硬件电路设计，有上位机部分代码的编写，申请专利33项。

2.3    学生工程实践能力的培养及考核

该校在培養工业机器人技术专业工程应用型人才的过程中，注重对学生工程意识和工程实践能力的培养和提高。学生不仅要具备理论优势，实践能力也不能匮乏。学校作为人才培养的主体，推行现代学徒制制度，主动为学生提高实践能力创造良好条件。学院将“钳工实训”、“安全用电”等专业课程在企业实际生产环境下进行授课，“电气控制与PLC技术”等课程部分内容由企业一线工程师进行授课。老师带领学生到吉利汽车等校企合作工厂边实习边实践，学生在装配钳工岗位、工业机器人维护方面参与实际生产;结合工厂实际生产状况，企业工程师进行专业课程的讲授，潜移默化的培养学生工程意识和工程实践能力。通过现代学徒制培养后，钳工中级工和工业机器人技术相关考证通过率从80%提高到94%。通过工厂实际生产实例，以及实习期间与企业管理人员及工程师的交流，加上工厂的实际生产过程和工艺安排，使学生对掌握工程实践技能需要具备的水平和技能点有了深刻的认识。

对学生实践能力的考核，基本上采用企业相关考核制度，主要针对技能点的考核，由企业一线工程师通过平时表现和技能点完成情况来进行评比。学生通过考核后，在实践技能水平、解决企业实际问题等方面的能力都得到了较大的提高，这将缩短学生就业时适应相关工作岗位的时间。

作为制造基地的浙江省，机器换人是产业转型升级的迫切需求，但目前人才培养机制还远远满足不了企业对人才的需求。以校企深层合作为核心，从工业机器人技术专业各应用岗位所需要的职业要求和技能特点出发，充分利用校企双方优势，实现理论+实践、学习+岗位、企业需求+人才培养的校企共建人才培养模式，把企业的实际要求与应用案例融入高职教育的整个培养体系中，确定专业课程和教学内容，共同设置专业方向，并制定与其配套的人才培养方案，从而使学校人才培养目标与企业用人标准接轨。

参考文献

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Abstract： The problems existing in higher engineering education in China for a long time are that students are good at taking examinations，but poor in the practice and innovation，lack of innovative consciousness and team spirit，and especially poor in engineering practice.In view of the above problems，taking Zhejiang Fashion Institute of Technology as an example，this paper explores the training mode of technical professionals for industrial robot technology specialty，and makes a preliminary discussion on the direction of the reform from the aspects of teaching system，teaching methods and ability training，hoping to gradually improve the quality of professional talents training.

Key words： industrial robot;professional talents;training mode;innovative practice