基于产教融合与OBE理念的应用型本科院校机器人实践创新能力培养模式探索

李龑 巢渊 叶霞 单文桃 丁力

[摘           要]  针对当前机器人实践创新能力培养现状，探索基于产教融合与OBE理念的机器人实践创新能力培养模式，包括基于成果导向制定实践类课程教学目标、“以学生为中心”构建实践类课程教学模式、产教融合下的实践训练与持续改进，为培养机器人方向高层次技术技能型人才提供有力支撑。

[关    键   词]  产教融合;OBE理念;机器人;实践创新能力培养

[中图分类号]   G642           [文献标志码]  A         [文章编号]  2096-0603（2020）27-0058-02

一、引言

在当下“中国制造2025”的国家制造业发展规划背景下，结合当前经济发展需求，传统高校的工程教育已很难满足技术性创新人才政策的培养要求。因此，在高层次人才培养过程中，产教融合与育人机制需要进行进一步的创新与调整，以适应新时期发展需求。随着中国劳动力“人口红利”的逐步减少，劳动成本显著上升，国内越来越多的劳动密集型企业开始应用工业机器人取代人工完成特定制造任务，加快了迈入“智能制造”的步伐。随之而来的便是我国企业对工业机器人需求量的不断增加，从而对机器人研发、操作及维修保养方面的技术技能型人才的需求量也显著提高。然而现阶段我国仍面临着高层次机器人技术技能型人才数量与市场需求严重不协调的問题。因此，积极探索适合应用型本科院校的机器人实践创新能力培养模式就显得尤为迫切和必要。

对于应用型本科院校的机械类专业，目前的新常态主要表现为智能制造与产教融合，其中智能制造是发展方向，产教融合是指导方针。为了贯彻落实《中国制造2025》提出的五项基本指导方针，结合地方应用型本科院校机器人领域人才培养与转型发展的需要，探索机器人实践创新能力的培养模式是其中的核心问题。

二、我校相关专业机器人实践创新能力培养现状

江苏理工学院经过30多年的本科办学，形成了以工为主、多学科协调发展的办学格局，应用型人才和职教师资培养特色鲜明，始终秉承“经科教联动、产学研结合、校所企共赢”的发展理念，构建了应用型本科人才培养的多元协同育人和实践教学机制。机械工程学院于2006年开设机械电子工程专业，在该专业人才培养过程中开设机器人原理与应用、工业机器人技术及应用、机器人综合课程设计等理论与实践类课程，旨在培养该专业学生机器人相关理论与实践应用能力，以适应当前智能制造企业对该专业人才能力和技能需求。随着工业机器人方面人才需要的急剧增加，学院在“智能制造”“医疗器械”等行业人才培养新模式的基础上，联合江苏长江智能制造研究院、江苏优埃唯智能科技有限公司等科研院所与企业，于2019年开始机器人工程专业招生，为地方智能制造企业培养机器人方向的技术技能型人才。

机器人工程专业是一个新兴专业，当前可供该专业人才培养借鉴的经验较少，因此包括我校在内的大多院校都是借鉴已有成熟课程体系的相近专业来设置专业课程体系，因此对机器人工程、机械电子工程等与机器人技术领域直接相关的专业，在培养过程中更偏重理论型知识体系的建立，而忽视了学生机器人方面的应用与实践创新能力的培养，很难适应当前企业从事机器人研发、操作及维修保养方面的应用型机器人人才的需求。另一方面，应用型本科院校还存在着机器人创新实践教学资源不足的问题，受限于学校发展政策、硬件条件、师资力量等因素，机器人实验实践性环节的投入与课堂教学差距较大，学生对机器人理论知识的掌握、技术的应用只能局限于课堂，动手能力和综合分析解决工程问题的能力无法得到充分锻炼。

三、基于产教融合与OBE理念的机器人实践创新能力培养模式构建

OBE（Outcome based education）理念最初由William Spady于1981年提出，并逐渐成为美国、欧盟等国家实施教育改革的主流理念。美国工程教育认证协会现已全面接受OBE理念，并贯穿于工程教育认证标准的始终。随着中国2013年6月加入《华盛顿协议》，我国工程教育专业认证的帷幕正式拉开，并成为众多高校专家学者的研究热点。工程教育专业认证遵循OBE的三大基本理念：成果导向、以学生为中心、持续改进，这些理念对引导和促进专业建设与教学改革、保障和提高工程教育人才培养至关重要。越来越多的应用型本科院校将OBE理念应用于专业人才培养的模式创新与改革探索中。

因此，针对上述机器人实践创新能力培养过程中存在的问题，机器人创新实践能力培养模式的构建，将围绕产教融合与OBE理念进行展开。OBE理念有五个实施要点：确定学习成果、构建课程体系、确定教学策略、自我参照评价、逐级达到顶峰。将这些要点用于机器人创新实践能力的培养，完善产教融合、协同育人机制，对机器人创新人才的培养起到积极的意义。

（一）基于成果导向制定机器人实践类课程教学目标

机器人技术涉及电学、力学、机械设计、机械传动、智能控制、传感器、机器视觉、伺服电机等多方面的基础知识。机器人方向的高层次技术技能型人才，应能够综合应用这些理论知识解决实际工程问题，并能购胜任核心工作岗位。在对地方机器人相关企业调研后发现，企业对机器人方向人才的技术需求主要包括机器人项目设计、研发、应用、机器人设备安装、编程、调试、维护、包养与传统机械装备自动化改造等。

在明确了企业的机器人技术需求后，就可以针对性地在机器人方向课程体系中的实践环节进行创新实践能力的培养：适时调整理论课程与实验实践课程的比例、开设机器人维修保养技术等实践性较强的教学环节、强化课程设计与毕业设计等实践性环节中的机器人产品、单元部件的设计与调试等内容。基于成果导向与时俱进，不断完善机器人实践类课程的教学目标，满足学生与家长的期待、企业与社会对人才的需求，符合专业与学校的定位。

（二）“以学生为中心”构建机器人实践类课程教学模式

“以学生为中心”追求四个问题：（1）让学生取得什么样的学习成果;（2）为什么要取得这样的学习成果;（3）如何有效帮助学生取得这些学习成果;（4）如何知道学生已经取得这些学习成果。因此机器人实践类课程教学不仅仅要关注学生课程学习成绩、就业率与升学率等数字，更需要关注经过本科学习经历所掌握的能够让学生自我长期持续发展的专业技术技能。

在此前提下，机器人实践类课程的教学模式就需要进行改变与创新。任课教师在课堂采取合理适当的教学方法，将抽象的机器人知识理论转化为容易理解的知识点、结合工业机器人真实案例向学生传授，改变传统机器人教学理论与实验脱节的现状，将多学科多方向知识技术的理论及应用融合到机器人的实践教学中。同时，采用以项目为主线、教师为引导、学生为主体的教学方式，充分发挥学生学习的主动性、创新性，培养学生自主创新与团队协作能力，并将各类机器人竞赛项目融入机器人实践教学环节，以赛代考，提高学校机器人应用技术水平和竞争力。

（三）产教融合下的机器人实践训练与持续改进

学院联合北京启创远景科技有限公司、江苏优埃唯智能科技有限公司等机器人领域知名企业共建小型多功能机器人实验室、工业机器人实验室等多个机器人专业实验实训场所，吸收企业数名经验丰富的工程技术人员参与专业课程的理论与实验实践教学工作。在此基础上，可继续加强产教融合模式，深化校企合作长效机制。如在企业完成机器人离线编程、在线调试及相关实践训练课程等，在真正岗位上学习专业技能，构建“课堂企业现场循环，校内校外循环”的机器人实践训练模式，并在实践训练项目的设置中涵盖岗位要求、典型工作任务、职业能力和核心课程等内容，充分匹配职业能力养成与支撑课程，凸显专业人才培养服务地方社会经济发展的定位。

在产教融合的机器人实践训练过程中，形成企业、任课教师与企业专家、学生三方面的反馈渠道：企业根据自身需求对实践训练教学环节及相关课程体系建设、课程标准、实验室建设提出建议;任课教师与企业专家对学生实践训练积极性、操作水平、技能掌握等情况进行客观性记录和评价;学生对任课教师与企业专家进行教学质量和效果的评价，由此建立机器人实践创新能力培养效果的反馈机制。专业系、课程组可根据反馈情况及时调整实践训练项目、改进任课教师与企业专家教学方法，从而强化学生对机器人知识技能的掌握与应用能力，也有助于提升教学团队的专业素质，实现教师进步、企业成长的双赢模式。

四、结语

坚持以学生为中心，成果产出为导向，深入推进产教融合的机器人实践训练与持续改进，是机器人实践创新能力培养行之有效的探索方向，将有助于提升我校机器人工程及相关专业人才培养水平，为地方智能制造企业输送更多机器人方向的高层次技术技能型人才。

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编辑 陈鲜艳