互联网+背景下机器人工程专业建设研究与实践

    李媛媛 孙曙光 郭宇超

    

    

    摘? 要 “互联网+”背景下，顺应时代发展和科技产业变革的新趋势，以智能制造、机器人等新技术产业发展需求为导向，以政企联合、校企共建、产学研深度融合为依托，以培养实践创新能力为核心，进行“互联网+”背景下机器人工程专业人才培养方案顶层设计，创新运用互联网思维，优化机器人工程专业课程体系，探讨新教学模式举措，建设机器人工程专业和培养高素质应用型人才。

    关键词 互联网+;机器人工程专业;人才培养方案;互联网思维;核心课程;精品课程;创新创业工作室

    中图分类号：G642.0? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2020）14-0056-03

    1 引言

    2015年3月5日，第十二届全国人大三次会议上，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，引导互联网企业拓展国际市场。信息技术正在以前所未有的广度和深度加快推进生产方式、发展模式的深刻变革，尤其会给传统产业的发展方式、管理模式带来颠覆性、革命性的影响。互联网人才发展面临新的机遇与挑战，社会各界对人才要求不断提高。本课题以“互联网+”时代对人才培养的需求为契机，分析“互联网+”背景下机器人工程专业建设迎来的新要求，进行“互联网+机器人工程专业”人才的人才培养方案顶层设计，引导教师创新运用互联网思维，优化“互联网+”背景下机器人信息化课程体系，开展“线上线下+移动终端”的学生与教师互动教学模式。

    通过开展对知识交叉融合的机器人工程专业建设的研究，能更好地培养出“互联网+”时代企业需要的应用创新型人才，提升本专业人才培养水平，推进地方应用型院校机器人工程专业的发展。通过进行校政企共建，创新实施人才培养模式，产学研深度融合，将行业企业的典型案例或者项目以及行业标准融入本科教学各个环节，打造普通机电类专业的升级版，着力培养新技术下的应用型人才，服务区域产业转型升级。本课题丰富了“互联网+”背景下建设机器人工程专业的相关理论，对同类本科高校开展机器人工程专业建设实践和新工科专业建设具有一定的指导价值。

    2 机器人工程专业建设改革措施

    实行人才培养方案顶层设计，以“互联网+”背景下机器人行业人才要求为导向，构建“四四融合”人才培养模式? 机器人工程专业人才培养方案顺应“互联网+”背景下时代发展要求，响应教育现代化设计，以培养专业核心能力为主线，以岗位技能要求为着力点，以满足行业要求的毕业生为导向，贯穿教学过程全局，按培养技能配置教学模块，深度融合现代教学手段，实现教学计划的整体优化，体现人才培养方案的专业性、实用性与综合性。结合机器人人才培养目标，构建“理论+基础实踐”“理论+课程设计”“理论+顶岗实习”“理论+毕业设计”的四阶段培养过程，并在培养过程中着力提升学生“获取知识”“实践动手”“职业素养”“创新创业”四项能力。“互联网+机器人工程专业”人才培养框架如图1所示。

    多管齐下，引导教师应用互联网或移动终端，创新运用互联网思维? 互联网思维，是指在（移动）“互联网+”、大数据、云计算等新科技不断涌现发展的背景下，对市场、用户、产品、企业价值链乃至对整个商业生态进行重新审视的思考方式。随着互联网的普及，慕课、线上+线下教育、翻转课堂、微课等基于互联网的教学方式都可以用来推进信息化教学改革，推动教育理念、教育方法、教学手段、学习模式的改革实践。在引导教师形成互联网思维方面进行了一系列探索和实践。

    1）提倡教师进行核心课程、精品课程建设，提升教学水平，提高课堂教学效率。互联网思维下的在线课程制作要充分体现“以学生为中心”，充分满足学生的个性学习、自主学习和零散学习需求，提升学生的学习兴趣。这就需要教师根据学生学习特点，在符合教学大纲的前提下，及时调整教学计划、教学内容、教学任务和教学进度，优化教学设计。以校核心课程和精品课程建设为契机，形成课程教学团队，分析学生层次及特点，以“知识点够用、障碍设置管用、增加工程案例、拓宽专业视野”为目标，制作在线视频。在呈现每一个知识点时，采用开门见山、直奔主题的方式，直接抓住学生眼球。同时设置学习障碍和课后检测，“线上+线下”互动式教学，充分调动学生学习积极性。学生的学习成绩有了显著提高，同时充分利用课余时间完成创新制作。

    2）建立教学考核激励机制，鼓励教师充分利用慕课、微课、翻转课堂等先进教学手段，融通“线下+线上”两个空间，利用移动终端或网络平台与学生课堂进行互动和课下顺畅沟通，从根本上改变教师“单向灌输”的陈年陋习，倒逼教师潜心教学。通过师生互评、专家听课、教师观摩等手段，反馈教学效果。

    3）成立大数据研究室，通过主任教授指导、行业专家培训、校企横向协作、国内交流研讨等方式，进行互联网、大数据等项目研究。同时开设全校大数据选修课，培养教师和学生树立大数据思维。

    4）建设多学科交叉的机器人工程专业“双师”型师资队伍。通过“直接引进企业高级工程师做专业教师、聘请企业中高级工程技术人员做校外兼职指导、青年教师下厂充电”三种渠道，建设“双师”型师资队伍，提高教师专业素质、科研能力和工程实践与创新能力。同时，学校内部教师资源共享，计算机、控制工程、电气工程等专业教师为机器人工程专业学生讲授电类、控制类及软件类课程，满足机器人人才的培养需求。

    优化专业课程，突出特色课程? 机器人工程专业是机械、电子、自动化、计算机等学科交叉与专业知识交融的新工科专业。根据服务于地方产业的特性，对该专业现有课程体系进行整合，融入机器人产业新知识、新技术，加强交叉学科对知识的需求，优化课程内容;突破单纯的学科壁垒，以培养学生核心能力为目标，重点打造核心课程和开设跨学科新课程;以社会需求为导向，建设复合交叉学科专业课程群，开展多学科交叉与融合教学。

    1）以能力培养为方向，根据机器人制造人才、机器人应用人才、机器人产业系统集成人才三大缺口建设机器人工程专业课程体系，删除与专业相关度较小的课程，或者将相关度较小的基本专业课程合并，减少教学以及学习工作量。

    2）教学模式模块化。如表1所示。将机器人工程专业按照人才培养目标进行课程模块化，突出每一模块的特点，开展分层次教学，有目的、有重点设置课程。为了满足“互联网+”背景下对学生能力的要求，根据学生创新意识和兴趣，增加现代加工技术、人工智能、人机工程、现代企业管理、自动化集成等选修课程，扩大跨学科专业课程修读覆盖面，引导学生构筑广博、宽厚的知识基础。

    开展实践课程改革，调整实验实训学时，大力推广理实结合教学? 根据人才培养要求，应用性较强的课程如单片机原理及应用、可编程控制器及应用、机器人传感器技术等，均采用理论∶实验1∶1配置，边教理论边实践，提高学生课堂学习兴趣及实践动手能力。积极构建基于“互联网+”的实践教学模式，通过网络平台或者移动终端，“课前演示+课中互动多样化+课后加强”，提升学生实践动手能力。

    建设创新创业工作室，营造开放式创新创业环境? 把“互联网+”背景下的教学特色优点与学校创新创业文化有效结合起来，通过建设全校范围的创新创业工作室，制定行而有效的规章制度和创新奖励激励制度，多方位开展“互联网+”创新创业活动，学生通过答辩申请项目经费，教师采取线上+线下指导方式营造活动氛围，激发学生参与创新创业的热情。学生通过积极思考、申报项目、研究创新，成熟的成果可以参加各类竞赛，把创新思维运用到实践中去，激发学生科技创新的兴趣和潜力。

    创新政校企办学模式，深化产教融合? 学校与政府、行业、企业协同育人，校企共建实训基地，探索产学合作教育新模式。学校先后与哈尔滨展达机器人自动化有限公司、芜湖市政府机器人产业园和哈工大芜湖哈特机器人产业技术研究院签订联合培养战略协议，以产学研战略联盟为平台，直接对接用人单位，提升学生的工程实践能力。实践证明，根据企业人才需求，针对性培养学生，符合学生心理预期。同时，学生可以在企业直接完成生产实习、顶岗实习和毕业设计等实践教学环节，实习过程中表现好的学生直接被用人单位招聘。在企业中完成生产实习、頂岗实习和毕业设计等机器人工程专业教学体系的重要实践环节，对学生成才和提升学生社会适应力具有极大的促进作用。

    3 研究取得的成果

    1）建立了“互联网+”背景下，以市场需求为导向，立足于地方产业升级和企业技术进步所需要的实用技术开发、技术创新和服务，具有机械、电子、自动化等学科交叉与专业交融的知识，具有机器人周边设备操作、系统集成等职业能力，能独立从事机器人本体、机器人应用及系统集成、自动化装备和生产线的设计开发工作，具有较强工程实践能力的应用型技术技能人才的人才培养方案。四阶段培养过程“入门—提高—深入—验收”逐层递进，保证人才培养质量，提升毕业生就业竞争力。近两年，机器人工程专业毕业生就业率、升学率、稳定率、对口率、就高率保持较高水平。

    2）多管齐下，引导教师运用互联网思维进行课程建设、教学方法改革、自身专业能力提升等，增强线上+线下教学的实用性，更好地融合课堂教学和专业特色，发挥学生特长，提高教学质量。

    3）基于服务于地方产业升级和“互联网+”人才核心素养与能力加快课程改革，创新模块化教学体系，有的放矢，因材施教，学生可以在喜欢的领域有所建树，同时增加就业选择面。改革更加注重前沿知识和学科交叉性，更加注重创新性课程体系建设，更加注重完善通识课程体系。

    4）改革实践教学体系，运用线上+线下教学新模式，真正达到理实结合，使得学生在熟练动手的基础上萌生创新思维，达到学以致用的教学效果。

    5）政校企深度融合，学生直接对接企业，建设校企“双主体育人、双导师教学”的特色鲜明的实践教学新模式，为中国制造及“互联网+”提供优质工程技术人才。■

    参考文献

    [1]曾良才，蒋国璋，汤勃，等.机械工程专业“三阶三型三自主”人才培养模式改革与实践[J].武汉科技大学学报（社会科学版），2016（5）：563-567.

    [2]夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19，65.

    [3]佟思睿，王姣.探究“互联网+”模式下创新创业教育新模式[J].电大理工，2018（4）：59-61.

    [4]何丹丹，王立娟.机“互联网+”背景下民办高校信息类专业教学体系改革的研究[J].教育现代化，2017（51）：33-34.

    [5]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.