工业机器人应用与维护专业产教融合人才培养新模式的实践与探索

■摘 要：为应对“机器人+”新模式、新业态的出现对工业机器人应用与维护专业提出的挑战，技师学院必须立足产教融合，创新适应产业发展新形势的人才培养模式，不断深化与行业、企业的合作，解决好优化工业机器人人才培养软硬件环境、搭建提升工业机器人综合应用能力平台的问题。本文以嘉兴技师学院的实践案例为样本，探索产教融合人才培养新模式，以供同行参考。

■关键词：工业机器人应用与维护；产教融合；人才培养

2017年，浙江省人民政府出台《浙江省“机器人+”行动计划》，指出要根据行业发展新业态推进机器人应用和产业发展，在“中国制造2025”的框架下，用“机器人+”新模式、新业态促进生产方式的转型升级，推动提高产业发展的智能化水平。目前，企业需要大量的机器人相关专业的高技能人才，为此学校工业机器人应用与维护专业，不断推进产教融合向纵深发展，通过校行企三方联合共建共育人才的方式为区域经济转型升级提供了强有力的人才支撑。

一、在“机器人+”时代立足产教融合培育高技能人才的重要性

（一）整合各类资源的需要

“机器人+”新模式、新业态的出现对工业机器人应用与维护专业现有的实训基地提出了新的要求，这就要求学校根据行业产业的新发展、新变化打造更加符合时代要求的新实训基地。在产业革命背景下，遵循信息教育的教育新形态发展要求，在产教融合的基础上创建工业机器人虚拟仿真实训基地，以更好地满足教师的教学需求和学生的学习需求。除此之外，为紧跟市场发展动态，探索建立企业参与的资源共建共享机制势在必行，学校需借助企业提升课程开发、专业教学资源库建设及应用的水平。

（二）推动教学改革的需要

“虚实结合、理实一体”是实训教学的指导方针，立足于产教融合，便于学校根据企业实际需求创建教、学、做一体化的教学模式。工业机器人应用与维护专业实训课程的教学项目，一般分为虚拟训练和真实操作两部分，教师根据企业实际生产过程引进虚拟仿真、数字孪生、人工智能等先进技术，坚持以实带虚、以虚助实、虚实并举的原则，在实体教学与虚拟教学的实际教学过程中，提高教材设计、教法创新、学习评价能力，全面提高教学效果。

（三）探索育人模式的需要

在产教融合协同育人的背景下，学校不断扩展与企业合作的深度与广度，积极探索校企合作、订单培养等多样化的人才培养模式，创新企业课程学习模式，在专业建设、课程开发、技术研发、员工培训等诸多方面形成资源共享、人才共育的产教融合协同育人机制，实施多学段、工学交替的教学模式，完善学生定岗实习的制度。

二、学校人才培养面临的挑战

（一）学校需要良好的工业机器人人才培养软硬件环境

随着工业机器人专业的快速发展，部分学校原有实训教学条件和实训教学模式已无法适应人才培养需求。面临以下挑战：一是原有实训工位数与学生数不匹配；二是原有实训设备功能与教学内容不匹配；三是原有实训教学模式与学生职业能力培养不匹配。针对以上三个方面的问题，学校急需立足产教融合，依托数字校园平台，借助信息化理念和虚拟仿真技术，促进信息技术与实训教学的有机融合，提升工业机器人高技能人才培养质量。

（二）师生需要有效提升工业机器人综合应用能力的平台

建立工业机器人虚拟仿真实训系统，对工业机器人应用与维护专业建设和育人水平的提升有着重要作用。目前，建设工业机器人虚拟仿真实训系统还需要在以下两个方面进行突破：一是在提升资源利用率方面，虽然工业机器人虚拟仿真实训系统可以缓解大量设备的投入所带来的经济压力，但是目前该系统的设备安全性及使用效率仍需进一步提高。二是在促进学生参与性及学习效率提升方面，有待进一步探索。

三、探索产教融合人才培养新模式

（一）构建“点面结合，一横一纵”虚拟仿真实训体系

基于学校工业机器人应用与维护专业的优势地位，整合智能制造、信息技术相关专业，构建学校主导、企业共建、区域辐射，教学科研协同、行业、企业联合育人的实训基地创新人才模式，服务两广地区加工制造类产业智能制造升级，培养企业急需的复合型、创新型技术技能人才。数字孪生应用实训室内全面覆盖有线、无线网络，满足实训设备在网络通信上的要求；每个实训台不仅能够满足单独实训台的实训，也能够进行多个实训台之间的连接，模拟真实机电设备及产线上不同设备之间的数据传递，也可与智能制造单元系统集成应用平台、智能控制数字双胞应用平台进行联调，实现虚实同步。

（二）搭建“理、虚、实”一体化教学管理云平台

以学校工业机器人技术实训中心、工业机器人综合工作站实训室、工业机器人仿真实训室、机器人柔性制造生产线实训室、机电设备装调维护技术综合实训室已建载体为依托，新建虚拟仿真平台。虚拟平台与实体平台互补互促，改变了传统的教学方式，促进了理论学习与实训的紧密结合。为提高管理水平，学校搭建了教学管理平台，利用信息化手段集中管理基地，包括人（师生及企业人员）、教学资源、教学数据等要素，实现了信息共享，教学资源管理、学生学习考核得以同步进行，满足了师生双向互动的教学新需求，构建理、虚、实一体化教学模式，提升基地的使用效率和课堂的教学效果。

（三）构建完善的工业机器人跨企业培训中心运行机制

为深度融合教学链、生产链，进一步加强校企之间的全面合作，深入推进企业新型学徒制工作，创新人才培养模式，在行业协会的牵头下，成立了工业机器人跨企业培训中心。工业机器人跨企业培训中心指导委员会成员由政府领导、行业协会秘书长、行业专家、学校领导和企业领导等组成，为实现校企联合管理、提供强有力的组织保障，分别在学校和企业内部设立了机器人教学改革区和合作办，负责制定跨企业培训中心运行机制并实施工作。借助工业机器人跨企业培训中心，校企双方共同审定工业机器人应用与维护专业的人才培养方案，共商共议课程体系建设。依托工业机器人跨企业培训中心引进企业的业务骨干和技术能手兼职教学，由学校的骨干教师联合企业师傅重点讨论实训教学的开展情况。

（四）建设工业机器人跨企业培训中心校外场地

为进一步提升学生的专业操作能力，在浙江加西贝拉科技服务股份有限公司内规划建设了1400平方米的工业机器人跨企业培训中心校外场地。配备工业机器人专业现有职业体验与实训场地近2000平方米，实训设备价值4000多万元。其中，基础体验与实训中心主要涵盖了机器人创客体验、虚拟仿真体验、人工智能虚拟仿真实训室、传感器实训室、机器人基础体验与训练及拓展应用展示等，应用体验与实训中心涵盖了工业机器人的机械拆装与调试体验、电气的安装与调试体验及工业机器人在工业生产中的主要应用案例等。在机器人体验与实训中心，从机器人的认知到机械机构的搭建，从机器人的建模到运动仿真，从创新造型到三维打印，从机器人的拆装到调试，从机器人的基础应用到企业里的综合应用都一一展现。

（五）建设“从鱼到渔”的自主研发能力体系

为确保校企合作工作的高效开展，签订行业、企业、学校三方协议，提高企业参与人才培养的积极性，对此，政府相关部门给予了高度重视和大力支持，企业培养一个学生，政府给予4000元的补助。行业作为媒介，发挥牵线搭桥的作用；企业负责提供实训、培训场地及设备，为前来实训的学生专门配备了日常管理班主任，安排专业工程师对学生进行专业指导、实训教学，设置总协调管理人员和技术指导监督人员，对学生的实训成效进行监督和评价；学校为参加实训的学生配备专职班主任和带队管理班主任，为使专业教师更好地掌握企业的实际工作内容和学生实训具体情况，还配备了教学实训指导教师，同时，借助国际交流合作项目提升实训成效，为学生的实训教学配备了多名外籍教师。针对教学资源的个性化开发与持续更新的需要，组建研发团队，形成集虚拟实训项目定制化、特色化、创新性于一体的自主研发能力，与专业建设、课程建设、基地建设同步，拓展校企合作模式和途径，满足研发、建模、验证、数字孪生等项目需求，建立符合企业岗前培训、在职培训、能力提升培训等多元化人才提升需求的培训体系。

四.结束语

探索基于工业机器人虚拟仿真实训系统的教学，通过仿真解决设备、资金、场地、品种各种延伸问题，提升工业机器人应用与维护专业学生的综合应用能力，更好更快地满足企业的需求。工业机器人虚拟仿真与实体实训系统融合构建，有利于达成虚实一体，使虚拟与现实零距离对接与融合，有利于师生依托系统搭建创新实训平台，为机器人的编程技术与方案设计打下扎实的基础。工业机器人虚拟仿真实训系统依托学校数字校园平台，运用信息化手段和理念，促进信息技术与实训教学的有机融合，有效提升工业机器人高技能人才培养质量，让学生了解实际岗位上操控机器人需要的真实技能，促进教师提升专业技能、提高教学质量，为学生创设满足多样化需求的实训环境，最终为工业机器人应用与维护专业人才培养提供了可复制的模式。

参考文献

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[5]王永宜.技工院校工业机器人专业人才培养模式探索[J].科学大众：科学教育，2018（7）.

（作者：周斌斌，嘉兴技师学院副院长）