新工科背景下机器人工程专业产教融合模式探索与实践

张俊逸 王硕

摘  要：伴随着我国智能制造产业的快速发展，机器人工程专业的人才需求量也越来越旺盛，特别是在新工科建设的背景下，要不断创新其人才培养模式。产教融合模式作为一种学校和企业深度融合的人才培养模式，得到了越来越多职业院校的认可。文章在对新工科背景和产教融合以及新工科背景下机器人工程专业产教融合模式实施的必要性进行简单阐述的基础上，对新工科背景下机器人工程专业产教融合模式实施困境进行了分析，结合实际提出新工科背景下机器人工程专业产教融合模式路径探索，并发表几点思考，以期为新工科背景下机器人工程专业产教融合发展带来一些参考。

关键词：新工科背景;机器人工程专业;产教融合

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）33-0015-04

Abstract： With the rapid development of China's intelligent manufacturing industry， the demand for Robot Engineering talents is becoming more and more vigorous， especially under the background of new engineering construction， to constantly innovate its talent training mode. The production-education integration mode， as a talent training mode of deep integration of schools and enterprises， has been recognized by more and more vocational colleges. This paper expounds the new engineering background， the integration of industry and education， and the necessity of the implementation of the integration mode of industry and education in robot engineering. This paper analyzes the difficulties in the implementation of the integration mode of industry and education in Robot Engineering， and puts forward the path exploration of the integration mode of industry and education in Robot Engineering under the new engineering background， and puts forward some thoughts. The purpose of this study is to provide some references for the development of industry-education integration of Robot Engineering specialty under the new engineering background.

Keywords： new engineering background; Robot Engineering; fusion of production and education

在我国近些年经济和科技的快速发展下，为了适应产业转型升级的步伐，使我国的经济高质量发展以及向创新型发展模式转变。教育部在2017年发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》。机器人工程专业作为一个融合了自动化技术、智能控制技术、机械电子技术以及计算机技术等多学科知识和技术的专业，使其成为新工科背景下重点发展的方向之一。长期以来传统的教学模式如何进行改进和突破，是当前需要解决的一个重点问题，也是一个难点问题。本次对新工科背景下机器人工程专业产教融合模式的探索和实践研究，希望可以解答这个问题。

一、新工科背景和产教融合简介

（一）新工科建设背景

全球经济一体化发展进程的加快，使得我国的工业制造得到了越来越多领域和人士的关注，在学校教育中，工程教育理念也越来越深入人心。就我国当前的发展环境来说，发展工程教育对于促进我国制造业现代化发展将会起到极其重要的促进作用。特别是在当前大数据技术、人工智能技术、物联网技术、智能制造技术等高端技术在制造业应用越来越普遍的情况下，对工程教育也提出了更高的要求。为此，我国提出了“中国制造2025”战略，这为我国高等工程教育指明了发展方向。正是在此情况下，我国教育部积极推进新工科建设，并逐步清晰新工科建设内涵：工程理念和创新能力、学科之间的交叉融合、复杂工程问题的解决、工程理念的国际化视野等。

（二）产教融合

产教融合指的是高校根据所设专业，积极与相关生产企业进行深度合作，把产业与教学密切结合，相互支持，相互促进，发挥学校的理论教育优势与企业的生产实践优势，形成科学研究，科技服务相结合的学校与企业浑然一體办学模式。在对产教融合的理解上，有不少人将其等同于校企结合，两者虽然目标是一致的，但产教融合其实是校企合作的升级版，是产业与教育的深度合作，是高校为提高其人才培养质量而与行业企业开展的更深度和广度的合作，是为了实现双方的共同发展和提高。只有相互之间进行友好良性的互动，才能共同助力于人才培养质量的提高。

二、新工科背景下机器人工程专业产教融合模式实施的必要性

（一）有利于解决人才培养能力不足问题

在新工科背景下对机器人工程专业实施产教融合的模式，可以帮助解决学校人才培养能力不足的问题。因为产教融合教学模式可以为学校搭建人才培养协同育人的平台，通过探索和机器人工程专业相关的企业协同育人，能够培养出具有创造力、实践能力、适应能力和交流能力的优秀人才。我国在近几年所颁布的《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》《关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》中也都强调，要强化和深化学校的产教融合教学模式。机器人工程专业产教融合模式的实施不仅符合这些文件的要求，也会有力地改善人才培养不足的现状。

（二）促进专业链与产业链的融合发展

产教融合模式在机器人工程专业的实施，需要做好产学结合工作，及时优化培养过程，以培养出能够适应当前经济发展和科技发展的高质量人才。在新工科的背景下尤其如此。机器人工程专业要通过开展产教融合模式进一步促进专业链和产业链的融合发展，既满足产业链上人才供给和需求的匹配，又满足高校教育发展和市场相互接轨的需求，进而达到学生、学校、企业之间的共赢。对于学生来说，帮助学生提高就业能力、实践能力和职业能力，真正达到产教融合育人的目标。对于学校来说，产教融合模式的开展可以培养出符合企业需求和适应经济发展要求的新工科人才。对于企业来说，产教融合会为企业提供更强大的技术支持和人才支持，使企业保持良好的竞争优势。

三、新工科背景下机器人工程专业产教融合模式实施困境

（一）教学内容和新工科理念存在脱节现象

在新工科背景下，机器人工程专业的教学势必也要有新的课程体系设置。但不少院校使用的教材依然是几年以前的机器人工程专业教材，教学内容缺乏多學科融合，其中融入的相关技术、相关学科的内容比较有限，和当今的新技术、新产业的融合程度更是非常少，这些不仅难以激发学生学习机器人内容的兴趣，也无法满足当前社会对于多元化、创新型卓越工程人才的要求。由此可见，在新工科背景下，机器人工程专业教学内容和新工科理念的脱节现象必须要引起足够的重视。

（二）实践和理论教学比例失衡

从一定程度上来说，机器人工程专业的实用性、实践性、技术性等都是非常强的，在教学中应该更加关注实践课程的教学。在新工科背景下，这种情况有所改变，但相比之下，实践教学比例依然有很大的提升空间。就目前来看，不少高校对机器人技术课程的设置在理论课时上都远远高于实践课程，并且在开展实验时还存在实验设备不足的情况，这种情况势必会影响到学生动手实践能力的锻炼和提高，是不利于产教融合教学模式在机器人工程专业的顺利实施。

（三）产教融合合力不足

新工科背景下，对机器人工程专业的产教融合教学提出了更高的要求。想要满足产教融合发展的需要，产业和教学要形成强大的合力，才能促使在新工科的背景下机器人工程专业可以更加持久健康稳定的发展。但就实际的开展现状来看，很多院校的机器人工程专业在进行产教融合时存在较为普遍的深度不够问题，导致产教融合合力明显不足。往往学校的热情比较高，但一些合作的企业态度似乎没有那么积极，造成双方的合作不能长久，融合深度也不够，也就导致产教融合和预期的效果存在很大的偏差，长期下去，不仅不能让各方达到满意，而且会严重影响机器人工程专业产教融合的顺利开展，不能满足新工科建设的要求。

四、新工科背景下机器人工程专业产教融合模式路径探索

（一）企业参与教学内容的设计

新工科背景下产教融合的长久稳定开展需要更加重视企业的作用和功能。为了真正培养出符合企业需求的、优秀的、专业的机器人工程类人才，学校在进行一些专业课程的设计时，要多多听取企业的意见，可以邀请企业一起参与机器人工程专业教学内容的设计。

比如在机器人工程专业的实践教学内容的设计上，可以将其划分为专业认知教学内容和综合实践教学内容两个主要部分。在综合实践教学内容上要以实际企业相关的需求作为基础和框架，建立学生对机器人相关软件硬件的整体认知，实现对机器人工程专业人才培养的通识教育。

与此同时，学校还要积极探索“订单式”机器人专业人才培养模式，以使得学校培养的人才在毕业之后就可以较为快速的适应工作，并能够胜任工作。这不仅有利于学校有效解决学生的就业难题，也帮助企业节省了在岗位上进行培训的时间和成本。可以根据新工科背景下对于机器人工程产业的要求，企业和学校共同开发设计适合用人单位的“个性化”需求教学内容和人才培养方案，充分发挥出各自的优势，促进“订单式”人才培养模式的真正落实，打造学校、学生、导师、企业的多方联动、相互协作、合作共赢的产教融合模式。

（二）发挥校企优势，增强实践教学比例

在新工科建设的背景下，要求培养出的人才必须在实践操作能力上有着较高水平，为此，机器人工程专业在产教融合过程中，要充分发挥出学校和企业的优势，改变以往实践课程不足的情况，比如可以参考法国的实践课程设置，法国在实践课程的安排上，一般为大一1个月、大二2个月，大三3个月，并且有的训练还带有毕业设计或者研究生课题的性质，除了这些以外，在平时的教学过程中，也会适当的融入实践内容，显然，这大大提高了学生的实践能力。通过用学生的实际操作来激发和保持学生学习的兴趣，促使师生之间的相互交流和互动，使得产教融合教学更有效果、更有深度，也更有质量。

可以综合运用校内和校外的资源，采取合作育人、合作就业、合作发展等各种合作项目，共建资源丰富、质量较高的实验、实训和实习基地，这会大大提升学生的实践能力、创新创造能力和社会适应能力。比如在东华理工大学的机械工程专业当中，就立足于为区域经济服务的理念，构建了“工程基础训练+工程创新训练+工程意识训练”的工程教育新模式，并和专业特色进行紧密结合，建立了开放性、综合性、智能化的实践教学平台，为我国工业“制造”向着“智造”的转型升级提供了非常强大的人才支撑，使得学校的人才培养更加符合社会和企业的需求。机器人工程专业就可以根据专业实际，借鉴此训练模式，充分发挥专业优势和企业优势，为学生专业实践操作能力的提升提供基础和平台。

（三）优化产教融合关系，提升融合效果

在当前新工科背景下，产教融合模式正在成为高校培养专业技术人才的最为有效和普遍的培养方法。想要达到良好的培养效果，要进一步优化产教融合关系，以提升融合的效果。对于机器人工程专业的人才培养来说，也同样是如此，要继续优化产教融合关系，大力加强学校和企业的协同育人模式。

可以从两个方面来实施。一方面，要充分利用学校现有的产学合作教育基地，进一步深化产教融合的实质性的内容建设，使得企业在其中可以看到更多的前景，在这个过程中，学校可以让学生参与一些项目的研究工作，以真正提高学生的创新能力和实践能力。另一方面，双方要共同努力，积极推进学校和企业的产教融合人才培养，促使企业深度参与，比如可以邀请企业适当承担机器人工程专业课程和实训实践教学，还可以共同承担起学生的定岗实习，共同辅导即将毕业学生的毕业论文设计、进行就业指导等，让学生可以更深切地学习和体会到企业生产实际，通过企业的参与，让学生清晰自己的专业以及具备新工科的思维和能力，促进学校、学生、企业的共赢，使得产教融合效果不断得到提升和发展。

（四）以学生为本，改进教学方法

新工科背景下学校产教融合模式的实施，归根结底是为了培养出符合新工科建设背景的高质量人才。因此，机器人工程专业产教融合的实施，一定要以学生为本，不断改进和改革教学方法，使得产教融合模式获得真正的效果。

比如为了提高学生学习的兴趣和热情，要采用翻转课堂等方式使学生主动参与教学过程，这对于较为枯燥的机器人工程专业课程来说是极其重要的。学生需要更新鲜、刺激的方法来激发起他们的学习欲望，从而在学习过程中可以主动探索，主动获取知识，不断增强产教融合的教学效果。为此，可以推行理论教学体系和实践教学体系一体化的教学方法，采用“实践+实训+工程实践”教学模式来对学生进行机器人工程方面的技术、技能的培养。还可以借鉴实训周的产教融合教学形式，为学生的理论知识和实践锻炼提供良好的环境。需要说明的是，实训周尽量集中在校内进行，可以通过小规模和小范围的集中实训，来有效地巩固学生的理论知识，并同时提高其操作能力。

五、新工科背景下机器人工程专业产教融合带来的几点思考

（一）明确专业方向和特色

新工科背景下机器人工程专业产教融合的顺利实施，要进一步明确专业方向和专业特色。以确保学校培养的机器人工程专业人才是符合现代企业的需求以及社会发展需求的，确保学生所学的知识和技术可以适应和胜任将来从事的工作和岗位。在众多的院校中，开设机器人工程专业的学校不在少数，如何能够彰显出自己的特色，是需要思考的一个问题。尤其是在新工科建设背景下，更要突出专业特色，以吸引更多的企业参与到学校的产教融合培养模式中。为此，要继续充实和丰富机器人工程专业的教学资源，不要忽略基本的数理化知识的教学，要在教学内容中融入当下先进的有关机器人工程方面的技术、理念以及发展趋势等。在不断的研究、升级中，争取把其做成学校的特色专业、品牌专业，为学校产教融合的发展助一臂之力。

（二）培养和需求相接轨

在当前的社会发展和经济发展之下，要求学校培养的人才要能够适应和满足社会发展和企业发展的需求。新工科背景下机器人工程专业产教融合的实施，就是为了更好地达到这一培养目的。因此，产教融合在实施时要重视培养和需求相接轨的原则，以实现订单式人才培养。在产教融合过程中，既不能一味地为了企业的人才需求而忽视学生的需求，也不能不把企业的需求放在心上，要在兼顾学校、学生和企业共同发展、相互促进的基础上，根据学校实际、学生个性发展以及企业需求培养出真正是企业需要的人才，是能够助力于企业发展和壮大的人才，同时，又是可以让学生自己获得发展和成长的人才。

比如福州大学从2017级和2018级的机械制造及其自动化专业中挑选出优秀的学生组成机器人班，开展机器人工程人才培养工作，并加入了一些机器人工程专业的必修课程，如机器人动力学与控制、基于ROS的机器人理论与应用等，这些课程的加入都是和相关企业进行沟通交流之后设置的，满足了相關企业的人才需求，也为学校的人才培养指明了目标。

（三）丰富课程教学资源

新工科背景下机器人工程专业产教融合模式的开展，要根据需要扩充课堂知识和活动，增加课堂知识的内涵，可以尽量多的让实验室、企业现场、创业中心等实践平台走进课堂，走到学生身边，不断丰富机器人工程专业的课程教学资源，以构建适应新工科背景下的产教融合课程体系。可以从教学信息化着手，突出数字化教学资源的建设、教学模式和教学方法的改革，以及教材的建设。以学校的机器人工程专业的教学平台为基础，开发机器人智能化、工程化、网络化相结合的创新系统，在静态资源、动态资源一体化的教学资源、教学过程、教学管理中，实现教学资源的移动化、共享化、丰富化。

基于机器人工程专业课程涉及到了多个学科的知识，不仅专业性极强，而且和生产实践的相互结合也很紧密，为此，充足丰富的课程教学资源是非常有必要的。比如可以把现代的一些先进数控技术、虚拟技术等融入到机器人工程专业课程中，以完善相应的教学内容、教学过程、教学素材等。在其中，教师可以把企业真实的现场图片、视频等以及和机器人工程有关的企业要求、研发成果等向学生传递，让学生提前感受现代化岗位和工作的场景，实现产教融合课程的进一步优化。

（四）建设高水平的师资队伍

在产教融合模式实施过程中，教师的作用和力量是不可忽视的，这是新工科背景下机器人工程专业产教融合模式实施的有力保障。因此，要积极建设高水平、高质量的机器人工程专业的师资队伍，尤其要提升教师的工程实践能力和专业教学能力，提高专兼职教师的团队水平，打造“双身份、双岗位、双梯队”的师资队伍。

在此明确一下“双身份、双岗位、双梯队”的含义。“双身份”指的是专兼职教师的互聘、互培和互用，学校和企业共享成果。“双岗位”是指每位专职教师要主攻1个岗位和1个储备岗位，能讲授1-3门专业课程。“双梯队”指的是以30岁为分界线的专职教师的中年和青年两个教师队伍阵营，以实现优势互补，互相提高，良好循环。通过专业高水平师资队伍的建设，打造一支知识结构、年龄结构合理，学历职称形成梯次，科研能力较强、教学能力较强的具有创新精神和团队精神的高水平师资队伍，助力于机器人工程专业产教融合模式的有效实施。

六、结束语

综上所述，机器人工程是我国的新兴产业，机器人代替人工劳动是衡量一个国家工业化水平的重要标志之一，在科学技术不断进步和时代不断发展的情况下，机器人工程也越来越自动化、智能化和专业化。在新工科背景下，机器人工程专业的人才培养也越来越被重视，在需求和培养不相匹配的情况下，要想办法解决这个现实问题。而对于职业院校来说，产教融合模式将会是未来发展中的主要趋势，是有效实现高水平人才培养的重要路径。这个过程需要多方的支持和参与，面对着教学内容和新工科理念存在脱节现象、实践和理论教学比例失衡、产教融合合力不足等困境，要通过企业参与教学内容的设计、增强实践教学比例、深化产教融合关系、改进教学方法来改善当前产教融合的现状，促进新工科背景下产教融合模式的不断创新和发展。

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