应用型本科高校机器人工程专业校企共建教学质量保障机制研究
2021-02-13
(安徽三联学院学生处,安徽 合肥 230601)
近年来我国成为工业机器人数量增长最快的国家,随着传统产业的转型升级,未来以高端装备为主的制造成为重要的发展趋势。机器人工程这一新兴专业,也在一些院校中开设,满足我国经济发展的需求,也改善对实用型、技术型人才的培养。在新形势下,育人机制和产教不断融合调整,使新时期的发展需求和人才发展模式相结合,完善创新人才培养模式。校企合作是培养应用型人才的重要方式之一,校企合作可以实现产学研的有机融合,能够提高教学效果,促进高素质应用型人才的培养。应用型本科高校要积极探索机器人工程专业校企共建的教学质量保障机制,提高教学质量,促进人才的培养。
1 校企共建应用型本科高校机器人工程专业教学的必要性
随着经济全球化的发展,世界各国之间的竞争更加激烈,积极谋求和保持制造业竞争优势。一些主要经济体,比如美国、日本等,已经将机器人产业作为国家战略的一部分[1]。我国也积极参与世界竞争,开始重视机器人工业的作用,在中国制造2025中,将机器人和高档数控机床等,作为重点发展的领域之一。我国机器人产业起步晚,发展迅速,尤其是工业机器人产业,处于释放需求的时期。我国积极推进机器人产业的发展,受国家政策的影响,为机器人产业带来良好的发展机遇。同时,也需求更多的高素质机器人产业技能技术型人才。有研究显示,到2020年,涵盖机器人设计、编程、集成、安装、维护、调试等各个方面,我国至少需要二十万专业人才[2]。应用型本科高校适应社会发展的需求,开展机器人工程专业,成为培养一线技术技能型人才的重要途径。我国高等教育中机械工程学科中的一个研究方向,是工业机器人技术。近年来,机器人工程专业开始作为独立的学科出现。机器人工程专业在专业配套教材、人才培养方案、校内外实训、专业实验室等方面,都仍不完善。研究机器人工程专业教学质量保障机制,对于满足机器人技术技能人才的需求和国家战略的实施有深远的意义。
我国机器人产业在近年来政策的支持,以及市场需求下,有进一步发展,但与发达国家相比还有较大的差距。发达国家有比较完善的机器人产业体系[3]。我国相对来说核心技术创新能力比较薄弱,缺乏机器人产业链的关键环节,产业竞争力缺乏,机器人的推广应用有一定的难度,高端产品质量的可靠性难以保证,机器人检测认证、标准体系有待完善。在我国的机器人产业发展规划中,明确提出要从教育入手,将相关科研机构、机器人公司、大学等相联合,构建机器人工程人才培养计划,培养机器人产业链的、各个环节的专业人才,包括工程应用、技术攻关、科学研究等。
机器人工程比较复杂,结合多种学科的知识,通讯、传感、电子、机械等技术,在当前机器人工程专业的发展中,存在一系列问题[4]。机器人工程专业的技术师资队伍比较薄弱。技术技能人才培养规格不完善。缺乏明确的指导专业建设标准。许多学校缺乏实训基地和实训设备。对于应用型本科院校机器人工程专业来说,需要构建科学的课程体系,立足学校特色,同时联合企业岗位需求,探索校企共建的育人模式,制定合理的人才培养目标,解决机器人工程发展中的人才需求问题。
2 目前机器人工程专业校企共建存在的困境
我国高校的机器人专业人才培养缺乏有效的标准建设,且开展过程中学科专业比较单一、缺乏多学科较差融合的教学体系建设;机器人工程专业课程体系不成熟,应用型高校机器人相关人才培养侧重点还不够明确;机器人工程专业人才培养缺乏必要的实践能力训练,不利于高校与企业之间的深化合作开展;受实验设备的限制,综合应用型实验难以开设,导致掌握知识缺乏全局观;双师型队伍建设有待进一步提高,高校专业教师与企业导师没有充分发挥优劣互补作用;学校与企业的没有深度合作,实践形式与内容不丰富;没有构建完备的校企共建的教学质量保障体系等。
3 安徽三联学院机器人工程专业校企共建基本情况
安徽三联学院是省属普通本科高校,现有机器人工程学院、交通工程学院、机械工程学院等十个二级学院,其中机器人工程学院创建于2016年5月,现开设机器人工程等三个本科专业。安徽三联机器人科技有限公司隶属于安徽三联集团,主要从事研发、生产、销售机器人护理床、外骨骼机器人、智能家居系列移动监控机器人与一体的民营科技企业,已拥有机器人核心知识产权二十多项,其中发明专利12项,已授权4项,实用新型专利8项,已授权6项、外观设计专利1项、软件著作权2项。
以“安徽省战略性新兴产业‘十三五’发展规划”为指导,针对安徽省及合肥市机器人应用行业对人才和技术的紧迫需求,在现有“安徽三联学院-安徽三联机器人科技有限公司校企共建实习实训基地”基础之上,继续改善机器人工程专业的实践教学条件,扩展实习实训的实践形式与内容,校企合作共同完成“机器人工程”专业的课程体系和实验室建设,共同编写实践教材及实训课程大纲,共同构建师资队伍,完善现有的实践教学管理制度,培养综合素质高、实践能力强、具有创新创业精神的服务于中小微企业工程技术、管理岗位的应用型人才。
4 校企共建机器人工程专业教学质量保障的实施举措
4.1 企业参与学校人才培养方案制定
机器人工程专业是多学科交叉复合专业,对实践操作的要求很高。为了提高学生的实践操作能力和创新能力,对机器人工程专业按照“2+1+1”的“工学结合、校企合作”模式实施人才培养。结合学校的办学定位和“机器人工程”专业人才培养目标与要求,积极与合作企业-安徽三联科技有限公司进对现有的“机器人工程”本科专业人才培养方案进行修订与完善,增加企业方所急需的“一线”实践课程,切实推动人才培养方案中课程内容与职业标准的无缝对接,为服务新常态下安徽中小微企业的发展提供更多更好的应用型本科人才。在前两学年专业理论学习的基础上第三学年与校企合作单位进行联合培养学习,研究机器人应用技术,让学生掌握最新科技技能及动手和创新能力,为后期实习和就业提供保障。第四学年学生可以进入校企合作单位进行实习、实训,进行综合应用课的实践,完成毕业设计、毕业论文和答辩。
充分发挥校企双方在理论与实践上各自的优势,针对实践基地实际条件和常态化实践项目内容,校企合作共同编写如《机器人导论》、《智能机器人实验》等实践教材,并完成相关实验大纲及实验指导书的修订工作。
4.2 企业参与学校实验室建设
实验室是学生锻炼实践动手能力的场所,通过反复实践创新对专业学科产生兴趣并转化成果。我校机器人工程专业主要拥有有机器人模拟仿真、机器人操作与集中应用、机器人创新应用三个专业实验室。2014年9月份,安徽三联学院联合三联机器人、合肥凌翔等公司,共同组建了“服务机器人协同创新中心”,此中心完全能满足机器人工程专业教学与实习的需要,提供了良好的硬件支持。同时也为安徽省机器人高层次人才培养及应用技能培训人才服务。
4.3 校企共同构建师资队伍
机器人工程专业实训中心加强师资队伍建设,由合作企业和学校专业教师共同组成,形成混编的教师团队,满足专业发展的需求。企业和学校共同组成双师结构的教学团队,开展企业培训、教学活动,以及技术服务。教师团队中有工程师、培训师、教师等,独立承担学历教育、工程项目实施、客户培训等工作[9]。师资队伍要能够在企业和学校自由流动,不断更新自己的知识和技能。专任教师每年需要进行工程现场服务,不低于三个月,提高自己的实践能力。企业实习指导教师要求以生产一线的高级工程师为主;企业授课教师必须是在专业相关的企业工作五年以上,经验丰富且有中级以上职称的技术和管理骨干为主;企业毕业设计指导教师要求具有较为深厚宽广的工程实践背景,全面、系统地掌握工程实践环节。创新师资和教育模式,实行教师知识持续更新计划,兼职教育互聘,开展双师素质建设,培养专业领头人等,打造一支高素质的专业师资队伍。2017年5月,“服务机器人协同创新中心”获批为安徽省 “机器人应用能力及高新技术能力”双师素质培训基地,2017年7月共为安徽省内13所高校22名教师完成了专题培训。
4.4 企业工程师参与指导学科竞赛
机器人专业教学培养构建起以机器人为对象的学科竞赛活动,通过开展学科竞赛、创新竞赛,来兼顾多学科交叉融合与专业知识能力培养。并形成了更加深度的教学实践体系与课程教学体系的结合。让学生在校学习期间就能够养成和习得较为优秀的综合性和专业性机器人工程素养和能力。我校机器人工程学院在合作企业的紧密配合下,组织师生参加各类机器人学科竞赛,截至目前,共获得国家级一等奖6项,国家级二等奖11项,省级三等及以上奖19项。
4.5 校企共建的实践形式和内容扩展
在实践形式上,从原有的“实习+联合指导毕业设计”的方式扩展到“现场教学”、“项目制”相结合的方式。将部分与企业生产实践联系紧密的课程内容(如智能机器人课程设计等)的教学地点从学校转移到校外实践基地,使学生熟悉工厂生产岗位、满足行业企业对专业技术人员的能力要求,从而提高就业能力。
此外,让部分能力较强的本科学生和企业导师一起以“项目制”的方式,在企业导师和校内导师的共同指导下参与企业产品设计与研发、生产技术改造、生产设备调试、新技术应用等方面的创新性实践活动,打破传统的固定实践时间和统一实践教学安排,灵活利用学生课余时间,按照企业研发项目的管理方式进行管理。
在实践内容上,让学生更加全面地参与企业生产活动;开展包括现代企业工作流程和文化教育、职业道德与行业政策、法律法规教育、生产管理与工程文档写作、生产工艺与产品设计方法、产品技术服务培训等方面的理论与实践教学,使学生在就业前即接受具备一定行业通用性的“入职培训”。
4.6 构建实践基地教学质量保障体系
为提高校企合作育人的质量,形成互利合作的长效机制,在基地建设及运行时,安徽三联学院将与企业共同努力,构建完善的校企合作保障机制与可行的质量监控评价体系。
首先完善实践基地管理办法,建立完善的负责机制。建立一套行之有效的实践基地管理办法,(如:校外实践基地安全操作、管理制度、实践现场纪律、基地工作人员岗位职责、学生实践守则等。)以校外专职导师和校内辅导构成基地日常管理队伍。
其次制定实践教学文件的归档管理制度。建立跟踪反馈体系,构建安徽三联机器人科技有限公司-安徽三联学院-机器人工程学院-实践基地导师-学生个人五位一体的联动机制,跟踪实践效果,动态把握实践学生的自身特点和相关实践用人单位的行业需求,不断完善实践基地的培训内容和相关教学课程。
最后注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养,坚持知识传授与能力培养并重的协调发展的培养理念,形成理论教学与实验教学统筹协调的教学观念。在各种层次的实践活动中激发学生的科研兴趣,启迪其创新思维方法,提升其科技创新能力。
总之,我国机器人产业发展还不成熟,在政策支持下,仍需大量高素质的实用型人才。在积极推进我国机器人产业链优化的同时,结合应用型本科高校机器人工程专业的建设需求,探索校企合作的模式,构建教学质量保障机制,满足校企双方的需求。建立校企合作的才长效机制,完善教育平台、技术服务平台、服务产业提升机制、持续更新机制等,充分利用校企各自的优势资源,提高专业教学质量。