中職學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人教育的現(xiàn)狀及路徑

王小紅

（福建經(jīng)濟(jì)學(xué)校 計(jì)算機(jī)教研室，福建 福州 350002）

中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口眾多，是機(jī)器人產(chǎn)品使用大國(guó)。機(jī)器人的廣泛應(yīng)用將極大促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，需要大量的中職畢業(yè)生從事服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品的安裝、調(diào)試與維護(hù)等現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工作。在中等職業(yè)學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人教育，為企業(yè)輸送一線新型人才具有現(xiàn)實(shí)意義。因此，適時(shí)調(diào)整中職學(xué)校的教育方向，積極開(kāi)展機(jī)器人教育，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展同進(jìn)步，有助于使職業(yè)教育在人工智能時(shí)代走向世界前列，也是響應(yīng)我國(guó)“2025 裝備制造”大力發(fā)展機(jī)器人教育的號(hào)召[1]。

機(jī)器人教育是近幾年在中職教育中興起的，它很好地融合了學(xué)科理論知識(shí)和實(shí)踐操作技能，強(qiáng)調(diào)手腦并用；中職生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電工、機(jī)械、人工智能等多門(mén)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，還可以培養(yǎng)自身的實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等[2]，引領(lǐng)中職生走入高科技的隊(duì)列，成為高層次高端工人。機(jī)器人教育開(kāi)展不僅可拓寬學(xué)生知識(shí)范疇，提高學(xué)生就業(yè)機(jī)率，開(kāi)拓學(xué)生就業(yè)市場(chǎng)，同時(shí)能為加速中國(guó)智能化建設(shè)出一份力。

1 機(jī)器人教育現(xiàn)狀

目前，我國(guó)機(jī)器人的人才培養(yǎng)進(jìn)度已經(jīng)明顯落后于智能型時(shí)代的發(fā)展需求。在我國(guó)，機(jī)器人教育可分為中小學(xué)教育、高等教育以及職業(yè)教育三個(gè)方面。在中小學(xué)教育方面，機(jī)器人教育熱衷于“機(jī)器人競(jìng)賽”的課外培訓(xùn)，課程設(shè)計(jì)只涉及比賽，內(nèi)容單一、相關(guān)技術(shù)研究較少；在高等教育方面，高校開(kāi)設(shè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)，主要培養(yǎng)機(jī)器人產(chǎn)品研發(fā)的高級(jí)應(yīng)用型人才，學(xué)習(xí)范疇為人工智能、機(jī)器人編程和工程設(shè)計(jì)研發(fā)等，側(cè)重于對(duì)AI 機(jī)器人的理論研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)；在職業(yè)教育方面，部分中高職院校開(kāi)設(shè)有工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，主要學(xué)習(xí)范疇為機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)等，側(cè)重于對(duì)工業(yè)機(jī)器人制造培養(yǎng)生產(chǎn)線的技術(shù)人才。

由于技術(shù)的綜合性強(qiáng)、師資力量薄弱及專(zhuān)業(yè)建設(shè)難度大等原因，全國(guó)中職開(kāi)展機(jī)器人教育的學(xué)校為數(shù)不多，并且大多數(shù)集中在江浙和珠江三角洲一帶。就筆者所在省，只有廈門(mén)集美工業(yè)學(xué)校一所中職學(xué)校開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，中職開(kāi)展機(jī)器人教育明顯落后于普通高校和高職院校。截至2018 年，教育部尚未統(tǒng)一中等職業(yè)學(xué)校機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)。但隨著人工智能的快速發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)人才極其短缺，中職學(xué)校紛紛著手推進(jìn)開(kāi)展機(jī)器人教育，為國(guó)家培養(yǎng)機(jī)器人產(chǎn)品的售后安裝、維護(hù)、維修和技術(shù)改造等一線技能型人才。并且，2019 年7 月教育部正式下文，在《中等職業(yè)學(xué)校專(zhuān)業(yè)目錄》增補(bǔ)專(zhuān)業(yè)名單中，將“服務(wù)機(jī)器人裝調(diào)與維護(hù)”作為中職新增專(zhuān)業(yè)。因此，中職機(jī)器人教育正在起步階段，未來(lái)發(fā)展空間很大。

2 中職學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人教育的可行性分析

2.1 機(jī)器人行業(yè)概況

2010 年以來(lái),勞動(dòng)力成本不斷上升，承載人工智能的機(jī)器人逐漸走進(jìn)人們的生活，機(jī)器人市場(chǎng)迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2019-2024 年中國(guó)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)前景研究報(bào)告》顯示，2019 年全世界機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到294.1 億元，中國(guó)占三成86.8 億美元；預(yù)計(jì)2024年中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)170 億美元，將在各個(gè)領(lǐng)域廣泛、大量地應(yīng)用服務(wù)機(jī)器人[3]。機(jī)器人是新興產(chǎn)業(yè)，雖然技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才短缺，尤其機(jī)器人產(chǎn)品的銷(xiāo)售與售后維護(hù)崗位的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員需求呈井噴式增長(zhǎng)。

2.2 機(jī)器人行業(yè)人才需求

人才是支撐行業(yè)發(fā)展的基石，是一個(gè)行業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的關(guān)鍵因素。通過(guò)查閱中商情大數(shù)據(jù)《中國(guó)未來(lái)人才需求情況分析》研究報(bào)告，目前我國(guó)機(jī)器人行業(yè)的人才需求仍有300 萬(wàn)的缺口，未來(lái)五年缺口將達(dá)900 萬(wàn)。在“機(jī)器人換人”大潮下，機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)快速擴(kuò)大，機(jī)器人產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)銷(xiāo)售人員以及售后維護(hù)技術(shù)人員短缺嚴(yán)重，機(jī)器人行業(yè)的人才培養(yǎng)迫在眉睫，機(jī)器人教育引起關(guān)注。國(guó)家對(duì)智能制造領(lǐng)域的人才培養(yǎng)十分重視，推出不少利好政策以扶持行業(yè)、人才的發(fā)展。因此，中職學(xué)校應(yīng)著力開(kāi)展機(jī)器人教育，開(kāi)設(shè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，為國(guó)家培養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)型機(jī)器人行業(yè)人才。

3 中職開(kāi)展機(jī)器人教育存在的困難

3.1 師資不足

由于機(jī)器人教育是一門(mén)涉及多領(lǐng)域、綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的新興技術(shù)學(xué)科[4]，也是近幾年中職學(xué)校熱門(mén)新增專(zhuān)業(yè)，對(duì)教師的綜合能力要求相對(duì)較高，導(dǎo)致其在師資方面出現(xiàn)斷層。目前筆者所在學(xué)校的機(jī)器人教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要由計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子通信兩個(gè)專(zhuān)業(yè)教師組成，還缺乏一些學(xué)科教師的加入?，F(xiàn)有教師對(duì)機(jī)器人教育的了解程度仍然不夠，機(jī)器人課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為零基礎(chǔ)，教師專(zhuān)業(yè)技能水平也有待提高，師資不足是中職院校開(kāi)展機(jī)器人教育的首要難題。

3.2 教材不足

中職學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人教育起步晚，沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)范的教材。高等院校機(jī)器人專(zhuān)業(yè)使用的教材理論性強(qiáng)且難度大，人才培養(yǎng)目標(biāo)大相徑庭，高校教材顯然無(wú)借鑒之處；市場(chǎng)上有關(guān)機(jī)器人技術(shù)的教材也屈指可數(shù)，多為產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或使用指南，不適用于中職教學(xué)。由于中職機(jī)器人專(zhuān)業(yè)還處于發(fā)展的初級(jí)階段，熟悉本專(zhuān)業(yè)教學(xué)的教師人數(shù)并不多，自編教材更是不現(xiàn)實(shí)，諸多方面造成了目前中職學(xué)校無(wú)合適教材可用的困局。

3.3 設(shè)備不足

中職學(xué)校重實(shí)踐，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力，讓學(xué)生多動(dòng)手操作，在實(shí)踐性教學(xué)中，要根據(jù)不同的工作任務(wù)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的工作情境，這就需要大量的機(jī)器人教學(xué)設(shè)備的投入，但機(jī)器人實(shí)訓(xùn)設(shè)備價(jià)格昂貴，更新?lián)Q代快，學(xué)校辦學(xué)成本太高，很難持續(xù)性投入。設(shè)備跟不上，滿足不了學(xué)生實(shí)踐教學(xué)，成為專(zhuān)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

4 中職機(jī)器人教育的發(fā)展路徑

4.1 推陳出新，走進(jìn)課堂

機(jī)器人教育對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和自主實(shí)踐能力是非常有成效的。以學(xué)科整合為途徑，去掉一些陳舊課程，引入創(chuàng)新課程，讓新興技術(shù)的機(jī)器人課程走進(jìn)課堂融入日常教學(xué)中。作為創(chuàng)新實(shí)用的多學(xué)科課程，讓學(xué)生在課堂上快樂(lè)地學(xué)習(xí)掌握多門(mén)學(xué)科知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐技能；在編寫(xiě)程序的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，為以后的職業(yè)生涯打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2 多元發(fā)展，走進(jìn)校園

由于機(jī)器人教育具有趣味性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性、互動(dòng)性、科學(xué)性等特點(diǎn)[5]，可以通過(guò)開(kāi)展興趣小組活動(dòng)，讓學(xué)生在興趣中共同探索學(xué)習(xí)，互幫互助、共享知識(shí)與技能，有效培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)新創(chuàng)意、解決問(wèn)題及自學(xué)能力；將創(chuàng)客教育引入校園，建設(shè)創(chuàng)客空間，開(kāi)展機(jī)器人社團(tuán)活動(dòng)，社團(tuán)成員圍繞一個(gè)項(xiàng)目的完成展開(kāi)創(chuàng)新探究學(xué)習(xí)，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力和實(shí)際動(dòng)手能力；鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)技能比賽機(jī)器人賽項(xiàng)，以賽促學(xué)、以賽促教，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，促進(jìn)教師的教學(xué)熱情。通過(guò)多元化方式展開(kāi)中職學(xué)校機(jī)器人的創(chuàng)新學(xué)習(xí)，帶動(dòng)中職機(jī)器人教育發(fā)展，豐富校園文化生活。

4.3 因地制宜，打造特色專(zhuān)業(yè)

機(jī)器人教育融合了多門(mén)學(xué)科，這要求學(xué)生應(yīng)具備較高的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)基礎(chǔ)，但是對(duì)于理論知識(shí)薄弱的中職學(xué)生來(lái)說(shuō)，具有較強(qiáng)的挑戰(zhàn)。所以中職機(jī)器人教育應(yīng)當(dāng)因地制宜，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)人才的需求，同時(shí)結(jié)合中職學(xué)生特點(diǎn)和學(xué)習(xí)能力，制定合適的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

分析機(jī)器人教育三個(gè)層次的培養(yǎng)目標(biāo)，碩/博士畢業(yè)生是從事機(jī)器人工程集成開(kāi)發(fā)的科研型高級(jí)工程師；大專(zhuān)/本科畢業(yè)生是從事機(jī)器人編程、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的技術(shù)型工程師；中職畢業(yè)生是從事機(jī)器人零部件組裝、調(diào)試、維護(hù)的技能型技術(shù)工人。不同學(xué)歷層次培養(yǎng)目標(biāo)所要求的能力層次由低到高，人才需求量也由多到少，充分體現(xiàn)了職業(yè)教育是為社會(huì)輸送大量的一線技能型人才。開(kāi)設(shè)適合中職職業(yè)教育的“服務(wù)機(jī)器人裝調(diào)與維護(hù)”專(zhuān)業(yè)，打造出中職學(xué)校特色專(zhuān)業(yè)，意在促進(jìn)中職學(xué)校專(zhuān)業(yè)建設(shè)，利在為國(guó)家培養(yǎng)大量新型技能型人才，為中職教育開(kāi)辟新途徑，為企業(yè)培養(yǎng)新型人才創(chuàng)造條件。