依托社團(tuán)的工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室開放式管理模式探索

陳東青, 劉穎君, 容愛瓊, 陳銳鴻, 姚超友

(華南理工大學(xué) 廣州學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院, 廣東 廣州 510800)

高校實(shí)驗(yàn)室是重要的教學(xué)與科研場所。很多高校為提高實(shí)驗(yàn)室利用率與技術(shù)水平,采取了開放式管理辦法[1-4]。由于實(shí)驗(yàn)室一般都已有相當(dāng)?shù)挠布A(chǔ),因此開放式管理的主要難點(diǎn)之一是解決人員的問題,即面向誰開放、誰來進(jìn)行管理。另一方面,高校社團(tuán)是學(xué)生活動(dòng)的重要組織,具有廣泛的學(xué)生基礎(chǔ)[5]。在社團(tuán)建設(shè)與活動(dòng)過程中,硬件條件的制約是主要問題之一,尤其在科技類社團(tuán)中更為明顯[6-7]。近年來,不少院校開始探索實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生社團(tuán)相結(jié)合的管理模式，并取得一定成效[8-9]。本文在分析了高校工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與科技類社團(tuán)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與校級社團(tuán)機(jī)器人協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)展的模式,進(jìn)行開放式管理的實(shí)踐。

1 工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與科技類社團(tuán)現(xiàn)狀分析

1.1 工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀分析

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用是一門集合機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的綜合技術(shù),對從業(yè)人員的知識(shí)體系具有多樣性的需求[10-11]。一般院校中工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室僅面向特定專業(yè)的學(xué)生開放,依附于相關(guān)課程在指定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。因此存在著面向?qū)ο蠓秶^窄、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容單一、開放時(shí)間短等問題。在開展應(yīng)用項(xiàng)目時(shí),不僅單個(gè)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備不足,而且在復(fù)雜項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)組建時(shí)會(huì)出現(xiàn)人才儲(chǔ)備不足,某些技術(shù)方向在短時(shí)間內(nèi)難以找到合適成員。如在機(jī)械專業(yè)的學(xué)生中開展工業(yè)機(jī)器人與視覺應(yīng)用項(xiàng)目,該專業(yè)學(xué)生往往需要相當(dāng)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)才能彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)應(yīng)用、視覺分析等技術(shù)短板。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與生產(chǎn)密切相關(guān)[12-13],在產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展的大趨勢下,院校與企業(yè)對接的項(xiàng)目一般都有較高的時(shí)效性要求,因此更為突顯了人才儲(chǔ)備的重要性。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)具有較高的實(shí)踐要求,要學(xué)習(xí)該項(xiàng)技術(shù)必然離不開實(shí)踐。一般院校的工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室中普遍存在由于設(shè)備不足需延長開放時(shí)間；而又導(dǎo)致指導(dǎo)人員工作量增大或出現(xiàn)人員不足等問題。

1.2 科技類社團(tuán)現(xiàn)狀分析

學(xué)生社團(tuán)以學(xué)生興趣為出發(fā)點(diǎn),成員積極性較高；社團(tuán)成員不受學(xué)院、專業(yè)限制,輻射范圍廣；成熟社團(tuán)有相對完整的培訓(xùn)與管理體系,一是具有良好的學(xué)生互助氛圍,二是實(shí)現(xiàn)學(xué)生為主體的社團(tuán)管理。其中,科技類社團(tuán)更是對相關(guān)的知識(shí)具有很好的推廣、科普作用,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,參與到相關(guān)的學(xué)科中。

同時(shí)科技類社團(tuán)也面臨著一些問題,主要是設(shè)備、場地等硬件限制；缺少培訓(xùn)與項(xiàng)目指導(dǎo),由于核心成員的能力差異導(dǎo)致社團(tuán)技術(shù)水平波動(dòng)；缺少方向指引與項(xiàng)目來源,社團(tuán)由于學(xué)生知識(shí)限制,在選擇研究方向上存在一定盲目性,又由于接觸面較小,缺少開展實(shí)踐的項(xiàng)目來源。

1.3 工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與科技類社團(tuán)對實(shí)驗(yàn)室管理的比較

工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與社團(tuán)均存在各自的優(yōu)勢與劣勢,總結(jié)出的6組優(yōu)劣勢的對照如表1所示。可見工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與科技類社團(tuán)在優(yōu)劣勢方面相互對應(yīng)。下文將結(jié)合工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與校級社團(tuán)機(jī)器人協(xié)會(huì)的實(shí)際情況,在宣傳與招新、培訓(xùn)與管理、教學(xué)與科研三個(gè)方面,開展優(yōu)劣互補(bǔ)的聯(lián)合發(fā)展模式探索。

表1 工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與社團(tuán)管理實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)劣勢

2 依托社團(tuán)的開放式管理實(shí)踐

2.1 以實(shí)驗(yàn)室為素材的社團(tuán)宣傳與招新

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室有安川工業(yè)機(jī)器人4臺(tái)、ABB工業(yè)機(jī)器人1臺(tái)、廣數(shù)工業(yè)機(jī)器人1臺(tái)、雅馬哈工業(yè)機(jī)器人1臺(tái)、并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人1臺(tái),以及輸送線、視覺設(shè)備、PLC、傳感器等配套設(shè)備。圖1、圖2所示為工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室部分設(shè)備。

圖1 安川工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)臺(tái)

圖2 并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)臺(tái)

由工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室提供設(shè)備、場地、項(xiàng)目等硬件資料及人才要求,依托社團(tuán)的宣傳招新活動(dòng),在全校范圍宣傳工業(yè)機(jī)器人知識(shí)及實(shí)驗(yàn)室情況,組織參觀工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室、項(xiàng)目交流等活動(dòng)。采用聯(lián)合宣傳的方式,突破了年級、專業(yè)與課程的限制,使更多學(xué)生接觸工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。同時(shí),對工業(yè)機(jī)器人感興趣的學(xué)生可以通過參加社團(tuán)的途徑開展學(xué)習(xí)。特別是作為社團(tuán)宣傳主要對象的低年級學(xué)生,可以有更充足的時(shí)間來學(xué)習(xí)完善自己的知識(shí)體系,為高年級的工程應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)室與社團(tuán)聯(lián)合,實(shí)驗(yàn)室為社團(tuán)宣傳提供素材，社團(tuán)則為實(shí)驗(yàn)室招納儲(chǔ)備人才。

2.2 依托社團(tuán)的成員培訓(xùn)與實(shí)驗(yàn)室管理

高校成熟社團(tuán)擁有健全的管理體系,其中科技類社團(tuán)具有學(xué)生主導(dǎo)的知識(shí)學(xué)習(xí)、技能培訓(xùn)機(jī)制。在培訓(xùn)環(huán)節(jié),由工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室提供培訓(xùn)設(shè)備與場地,指導(dǎo)教師制定培訓(xùn)內(nèi)容,并指導(dǎo)社團(tuán)骨干學(xué)習(xí),再由骨干培訓(xùn)新成員,形成學(xué)生互助的培訓(xùn)體系。如表2所示為社團(tuán)培訓(xùn)階段的對象和內(nèi)容。圖3所示為社團(tuán)成員培訓(xùn)與操作ABB工業(yè)機(jī)器人。

表2 社團(tuán)培訓(xùn)階段

圖3 社團(tuán)成員培訓(xùn)與操作ABB工業(yè)機(jī)器人

在管理環(huán)節(jié),平時(shí)實(shí)驗(yàn)室的管理以社團(tuán)為主體,指導(dǎo)教師進(jìn)行督導(dǎo),入駐實(shí)驗(yàn)室的社團(tuán)骨干負(fù)責(zé)日常管理與設(shè)備維護(hù)。通過實(shí)驗(yàn)室與社團(tuán)聯(lián)合,實(shí)驗(yàn)室為社團(tuán)提供培訓(xùn)硬件與指導(dǎo)；社團(tuán)則分擔(dān)實(shí)驗(yàn)室開放過程中的管理與維護(hù)工作。

2.3 開放式管理促進(jìn)教學(xué)與科研

在開放式管理模式中,首先,工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室通過社團(tuán)在全校范圍內(nèi)招收儲(chǔ)備人才,與社團(tuán)共同組織開展工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與基本操作培訓(xùn),并在此過程中引導(dǎo)成員了解工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用前景及項(xiàng)目情況,激發(fā)成員的學(xué)習(xí)興趣。其次,完成基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的成員開始協(xié)助指導(dǎo)新成員的學(xué)習(xí),在鞏固自身知識(shí)的同時(shí)分擔(dān)培訓(xùn)與維護(hù)的工作，同時(shí)也為開展深入學(xué)習(xí)進(jìn)行方向選擇。然后,成長為部長或技術(shù)骨干的成員開始主導(dǎo)基礎(chǔ)培訓(xùn),同時(shí)根據(jù)各自學(xué)科方向,參與相應(yīng)的項(xiàng)目研究。最后,骨干成員主導(dǎo)各自的畢業(yè)設(shè)計(jì)或參與企業(yè)項(xiàng)目研究,并分享項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

在常規(guī)教學(xué)中,由于專業(yè)設(shè)計(jì)與培養(yǎng)計(jì)劃的限制,相關(guān)學(xué)生在三年級開始工業(yè)機(jī)器人的學(xué)習(xí)。雖然起步較晚,但是通過社團(tuán)的輔助學(xué)習(xí)活動(dòng)可以取得更好的學(xué)習(xí)效果。包括根據(jù)社團(tuán)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)教學(xué)資料完善與教學(xué)方法改進(jìn)，社團(tuán)成員擔(dān)任教學(xué)中的助教工作、并起到項(xiàng)目的示范作用等。

其中,以社團(tuán)成員為主開展了多項(xiàng)服務(wù)于實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目,如工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)模塊設(shè)計(jì)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)并制作了如圖4所示的實(shí)訓(xùn)模塊,應(yīng)用于社團(tuán)成員培訓(xùn)與常規(guī)教學(xué)中,取得了良好效果?；趯?shí)驗(yàn)室開放要求的電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)并制作了如圖5所示的工業(yè)機(jī)器人電源監(jiān)控系統(tǒng),指導(dǎo)教師可以通過該系統(tǒng)監(jiān)控工業(yè)機(jī)器人電源,進(jìn)行遠(yuǎn)程管理,服務(wù)于實(shí)驗(yàn)室的開放式管理。

圖4 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)模塊

圖5 工業(yè)機(jī)器人電源監(jiān)控系統(tǒng)

另外,部分學(xué)生項(xiàng)目在經(jīng)過項(xiàng)目成員完成后,再進(jìn)行資料整理與教學(xué)設(shè)計(jì),作為社團(tuán)培訓(xùn)、常規(guī)教學(xué)的示范項(xiàng)目,以促進(jìn)培訓(xùn)與教學(xué)。

綜上,工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)與社團(tuán)培訓(xùn)相互促進(jìn),保證充足的人才儲(chǔ)備；具有相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)的學(xué)生又促進(jìn)科研項(xiàng)目的順利開展；項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)分享與學(xué)生互助學(xué)習(xí),對后續(xù)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到引導(dǎo)與協(xié)助的作用。由此構(gòu)建起良性循環(huán)的教研模式。

3 結(jié)語

本文分析了高校工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與科技類社團(tuán)的現(xiàn)狀,提出工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室與校級學(xué)生社團(tuán)機(jī)器人協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)展的模式。該模式以實(shí)驗(yàn)室為硬件基礎(chǔ),結(jié)合社團(tuán)管理體制和人才優(yōu)勢,在宣傳與人員招納、培訓(xùn)與管理、教學(xué)與科研三個(gè)主要方面實(shí)現(xiàn)了兩者優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展。通過實(shí)驗(yàn)室與社團(tuán)聯(lián)合發(fā)展的實(shí)踐與探索,為各院校實(shí)驗(yàn)室開放式管理提供借鑒。