新工科背景下的自动化专业机器人方向人才培养模式的探索

宦智杰 马玮城 林智勇

摘要：现代产业的发展对机器人技术的需求，对新工科背景下的自动化专业人才提出了新的要求。应用型本科高校的机器人教育面临着新的机遇和挑战。本文在传统的自动化专业基础上，提出了机器人方向的人才培养模式，旨在培养具有机器人理论知识与工程实践能力的创新型人才，以适应当前机器人行业的迅猛发展。

关键词：新工科;机器人方向;人才培养

2015年，国务院印发了《中国制造2025》，提出了创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针。2017年，教育部发布了《新工科研究与实践项目指南》，全力探索工程教育的中国模式与中国经验。这一系列的举措都为我们应用型本科高校在人才培养方面提出了更高的要求。

行业发展的需求也对新工科背景下应用型本科的机器人教学提出了新的要求，机器人教学面临着新机遇、新挑战。当前，我国高校工科专业的机器人教学起步较晚、发展相对滞后[1]。在新工科建设背景下，如何培养具有机器人行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的创新型人才，已经成为机器人课程教学急需解决的关键问题。

当前自动化专业中有关机器人的课程大多理论性比较强，例如自动控制原理、现代控制理论、计算机控制技术等，缺乏实践性的教学内容，而本科生毕业后就需要能够运用所学的机器人相关知识，从事设计、研发、的实际工作，这给应用型本科高校的教学，尤其是在针对机器人的人才培养上提出了更高的要求[2]。因此，基于我校的自动化专业的实际情况，增设了机器人方向，融合新工科的发展理念，探索具有机器人理论知识与工程实践能力的创新型人才的新模式。

1新工科要求下的培养目标与毕业要求

本校自动化专业机器人方向旨在培养适应海峡西岸经济区，尤其是厦门市经济与社会发展需要，德、智、体、美全面发展的，掌握电工技术、电子技术、控制理论、自动检测及仪表、智能控制、信息处理、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和专业知识的，能在运动控制、工业过程控制、人工智能与机器人控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策及机器人控制等相关领域，从事机器人工程有关的分析、设计、研发、设备管理与维护、工程技术管理等的高级工程技术人才和管理人才，能逐步成长为本领域的技术精英（骨干）或中高层管理专家的高级应用技术型人才。

所培养的毕业生应获得以下几方面的知识、能力和素质：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决机器人领域的复杂工程问题;能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析机器人领域的复杂工程问题，以获得有效结论;能够设计针对机器人领域的复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，同时还应考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素;能够基于科学原理并采用科学方法对机器人领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论;能够针对机器人领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性;能够基于自动化工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任;能够理解和评价针对机器人领域的复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响;具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在机器人工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任;能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员及负责人的角色;能够就机器人领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流;理解并掌握机器人领域工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用;具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

2理论与实践相结合的课程培养体系

传统的自动化专业大多偏向理论性课程教学[3]，学生进行机器人方向的学习如果仅仅是简单的理论学习和习题练习，并不足以获得对机器人学科各系统的直观理解。因此，可以专门针对机器人方向建立机器人综合实验室，帮助学生掌握理论知识并与实际应用相结合，培养学生在机器人领域的实践技能，提升人工智能、运动控制、优化算法和模式识别等方面的技術水平，验证各种路径规划，视觉反馈，人工智能等算法[4]。

同时设立创新创业学分，鼓励学生进行设计大赛、科研立项等创新活动，利用学校孵化器对学生创新创业训练，并建设大学生创新实践活动基地，从关键芯片资助到相关的示波器、信号发生器等测试设备的配备，为学生创新活动创造了硬件条件。此外，可以再公共场所的宣传布置，强化人文素质教育，激发了学生成长、成才的动力和创新的想象力。

总结

本文探索了新工科背景下自动化专业机器人方向的人才培养模式，不仅针对性设置了培养目标与毕业要求，还提出了理论与实践相结合的课程培养体系。

参考文献：

[1]马荣琳，韩耀振，潘为刚，应用型地方本科院校机器人工程专业课程体系构建[J].教育现代化，2018，5 （30）：106-107+111.

[2]万琴，吴迪，林国汉.“新工科”背景下的机器人工程专业教学研究[J].科技创新导报，2018，15 （30）：138-139+141.

[3]李擎，崔家瑞，阎群，工程教育认证下自动化专业实践类课程改革[J].实验技术与管理，2016 （12）：225-228.

[4]黄永程，杨斌，黎志勇，新工科背景下工业机器人应用技术教学改革探索[J].机电工程技术，2019，48 （02）：52-53+78.

基金项目：新工科背景下的自动化专业机器人方向人才培养模式的探索与实践（编号：JG2019009）。