新工科背景下機器人工程專業人才培養體系建設思考摘要：目前開設機器人工程專業的大學發展迅速，既有985和211高校，也有普通本科高校和民辦高校。行業發展的需求對新工科背景下機器人工程專業教學和建設提出了新的要求，機器人工程專業面臨著新機遇、新挑戰。然而短時間內，眾多高校競相開設的機器人工程專業面臨著課程體系建設不充分、基本教材不足、實驗實踐教學體系論證不完全等問題，這些關乎機器人工程專業的未來發展。在新工科建設背景下，如何以新理念、新模式培養具有扎實的機器人專業基礎知識、卓越工程實踐能力、勝任行業發展需求的創新型人才，已經成為機器人專業發展急需解決的關鍵問題。關鍵詞：新工科；機器人工程；專業建設；人才培養引言機器人是我國高端制造業的代表。但機器人專業應用型人才的不足直接影響機器人產業的發展。中職學校應當構建合理的機器人專業人才培養模式，培養應用型人才對接機器人的工作崗位。1國內外大學機器人工程專業發展現狀與特點就世界范圍而言，美國、日本、韓國、歐洲等國家地區的機器人技術發展較為領先。下面對這幾個發達國家地區的機器人教育現狀做深入分析和探討。美國的卡耐基梅隆大學于1979年率先成立機器人研究所，并于1988年設立了機器人學博士項目。發展到今天，卡內基梅隆大學可覆蓋從本科到研究生的全方位機器人教育。機器人專業學位課程主要包括四個模塊：（1）數學基礎；（2）力學知識包括機器人運動學、動力學及控制；（3）機器人感知理論（譬如機器視覺、各類傳感器及應用等）；（4）機器人的認知與推理（機器學習、人工智能等）。另外，機器人專業還提供了提升學生動手能力的實踐課和選修課。依據學生的興趣自由選擇仿人機器人、移動機器人、機電一體化等選修課。美國的Worcester理工學院于2006年，加州大學SantaCruz分校于2011年、Lawrence理工大學于2011年相繼成立機器人工程本科專業，根據各個學校的特點，依托不同學科，發揮學科交叉的特點和優勢，凸顯機器人這一交叉學科的主體地位。這些高校的機器人教學具有如下特點：以機電、自動化、計算機作為專業基礎課程，以機器人相關課程作為專業課，提倡培養學生實踐能力，積極開展機器人競賽，同時利用機器人教育平臺與其他課程教學交叉融合。美國其他知名高校一般將機器人作為研究方向，尚未開設本科專業。如麻省理工學院的野外與空間機器人實驗室掛靠機械工程系、斯坦福的機器人實驗室則隸屬人工智能實驗室。但是，這些高校的研究生課程設置也都參考借鑒了卡耐基梅隆大學的課程設置方法。2機器人工程專業建設面臨的問題2.1實踐教學簡單化、專業教學環節與企業、行業發展步調不一致由于地方高校工科專業的任課教師較缺乏實踐經驗，教學內容和知識點仍停留在更新緩慢的教科書中，教學內容無法跟上企業的新技術。因此，本文要解決的關鍵問題之一是創新人才培養模式，縮短實踐與教學環節之間的距離，并密切關注企業的變化。2.2專業實踐教學經費不足培養高素質工程人才需要大量資金來支持實踐基地的建設。由于地方高校經費短缺，實踐教學經費明顯不足。通過該項目的實施，我們可以加強地方高校之間的合作，在節省成本的同時擴大知識視野，幫助地方高校擺脫實踐教學經費不足的困境。2.3對新工科專業的理解不深，內涵不夠，學生創新能力培養有待提高針對新工科專業的改革與探索，國內各高校都投入了極大的精力和人力。但是總體而言，對新工科內涵的理解層面還不深。大多數高校對新工科的理解還停留在“校企合作”等形式上，并未深入理解新工科與傳統工科專業的區別和聯系，多數校企合作多流于形式，重儀式、輕內容。各高校未能有效對傳統專業進行升級、改造，依然采用陳舊的課程體系和教學方法，無法有效培養學生的創新意識和實踐能力。部分教學改革仍然是“新瓶裝舊酒”，形式改變，但課程體系和內容依舊。3機器人工程專業建設與發展思路3.1突破學科壁壘，制定“機電+智能”的機器人工程專業課程體系結構機器人工程專業是面向未來社會和技術發展，滿足未來經濟發展需求的新工科專業。新工科專業的發展和新經濟的發展密切相關，其所面向的生產組織形式和客戶需求與傳統專業完全不同。面向新形勢，各高校在辦學時不能用傳統的高等教育組織模式和教學理念、方法來理解機器人工程專業內涵。各高校對機器人工程專業的機器人課程體系還處在摸索階段，機器人工程專業的核心課程資源不足，實踐教學環節面臨巨大挑戰，課程體系建設在短期內更是一個急需解決的問題。破除機械類、控制類學科關于機器人專業課程體系偏機電、偏控制之間的爭議，依據各個學校的學科特點，制定適合學校特色的機器人工程課程體系不失為一種選擇。3.2拓寬校企合作空間，搭建產教合作平臺與企業的產教融合是實施協同育人的一個重要手段，也是科研實力不強的地方高校提高人才培養質量的一個主要途徑。從企業的主要業務角度看，與學院合作的企業可分為技能培訓型、生產型兩種類型，其校企合作特點各有不同。其中與培訓型企業的合作內容主要是由企業派有實戰經驗的工程師指導學生對真實的項目進行復現，與生產型企業的合作內容主要是學生到企業進行實習，熟悉企業崗位所需的技能。由于IT行業的特點，生產型企業規模偏小，且生產項目周期較長，需要較熟練的技術。這些原因導致企業接收實習生的規模偏小，效果好的生產實訓難以大規模開展。對于培訓型企業來說，每次可接收實踐訓練的學生人數比較多，可以大規模開展。3.3教學模式及方法的選擇從課堂教學上看，目前較多的中職學校仍采取傳統的教學方式，教師發揮主導作用，學生只能被動地接受專業知識，導致學生缺乏獨立創新精神和團隊意識。結合中職學生的特點，他們更喜歡動手操作，互動性強的課堂更容易激發學習興趣，因此學生對機器人課程的課堂教學總體不太滿意。通過分析中等職業學校機器人專業的特點，根據學生特點選擇適當的教學方法：思維導圖、翻轉課堂、項目教學、案例教學等多種方法。讓學生通過分組合作、討論交流等多種方式，完成一系列的機器人專業課程項目任務學習。在學習過程中，掌握機器人崗位的必備知識和技能，從而提高學生的綜合專業能力。結語機器人是典型的機電一體化產品，機器人工程專業則是機械、自動化、計算機等多學科交叉的應用型專業。從長遠看，機器人工程的專業建設應該立足國家經濟發展需求，通過認真調研就業市場需求，根據各校具體情況，確立機器人工程專業人才培養目標定位，相應制定適合各高校特點的人才培養方案和課程體系。突破學科壁壘，通過智能驅動培養學生高階思維能力，從注重知識傳授轉變為“知識、能力、素質”并重的系統培養；通過建立四年制全覆蓋式創新創業能力培養課程，多渠道、多層次培養創新創業人才。參考文獻［1］胡而已，唐超權．機器人工程新工科專業人才培養模式淺析［J］．教育教學論壇，201