新工科背景下的自動(dòng)化專業(yè)機(jī)器人方向人才培養(yǎng)模式的探索

宦智杰 馬瑋城 林智勇

摘要：現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)機(jī)器人技術(shù)的需求，對(duì)新工科背景下的自動(dòng)化專業(yè)人才提出了新的要求。應(yīng)用型本科高校的機(jī)器人教育面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。本文在傳統(tǒng)的自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)上，提出了機(jī)器人方向的人才培養(yǎng)模式，旨在培養(yǎng)具有機(jī)器人理論知識(shí)與工程實(shí)踐能力的創(chuàng)新型人才，以適應(yīng)當(dāng)前機(jī)器人行業(yè)的迅猛發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新工科;機(jī)器人方向;人才培養(yǎng)

2015年，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《中國(guó)制造2025》，提出了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本的基本方針。2017年，教育部發(fā)布了《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，全力探索工程教育的中國(guó)模式與中國(guó)經(jīng)驗(yàn)。這一系列的舉措都為我們應(yīng)用型本科高校在人才培養(yǎng)方面提出了更高的要求。

行業(yè)發(fā)展的需求也對(duì)新工科背景下應(yīng)用型本科的機(jī)器人教學(xué)提出了新的要求，機(jī)器人教學(xué)面臨著新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)。當(dāng)前，我國(guó)高校工科專業(yè)的機(jī)器人教學(xué)起步較晚、發(fā)展相對(duì)滯后[1]。在新工科建設(shè)背景下，如何培養(yǎng)具有機(jī)器人行業(yè)背景知識(shí)、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才，已經(jīng)成為機(jī)器人課程教學(xué)急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

當(dāng)前自動(dòng)化專業(yè)中有關(guān)機(jī)器人的課程大多理論性比較強(qiáng)，例如自動(dòng)控制原理、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，缺乏實(shí)踐性的教學(xué)內(nèi)容，而本科生畢業(yè)后就需要能夠運(yùn)用所學(xué)的機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，從事設(shè)計(jì)、研發(fā)、的實(shí)際工作，這給應(yīng)用型本科高校的教學(xué)，尤其是在針對(duì)機(jī)器人的人才培養(yǎng)上提出了更高的要求[2]。因此，基于我校的自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)際情況，增設(shè)了機(jī)器人方向，融合新工科的發(fā)展理念，探索具有機(jī)器人理論知識(shí)與工程實(shí)踐能力的創(chuàng)新型人才的新模式。

1新工科要求下的培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求

本校自動(dòng)化專業(yè)機(jī)器人方向旨在培養(yǎng)適應(yīng)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)，尤其是廈門市經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要，德、智、體、美全面發(fā)展的，掌握電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、自動(dòng)檢測(cè)及儀表、智能控制、信息處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等較寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的，能在運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)過(guò)程控制、人工智能與機(jī)器人控制、電力電子技術(shù)、檢測(cè)與自動(dòng)化儀表、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、管理與決策及機(jī)器人控制等相關(guān)領(lǐng)域，從事機(jī)器人工程有關(guān)的分析、設(shè)計(jì)、研發(fā)、設(shè)備管理與維護(hù)、工程技術(shù)管理等的高級(jí)工程技術(shù)人才和管理人才，能逐步成長(zhǎng)為本領(lǐng)域的技術(shù)精英（骨干）或中高層管理專家的高級(jí)應(yīng)用技術(shù)型人才。

所培養(yǎng)的畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)、能力和素質(zhì)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決機(jī)器人領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題;能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析機(jī)器人領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論;能夠設(shè)計(jì)針對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)還應(yīng)考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素;能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論;能夠針對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，開(kāi)發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的預(yù)測(cè)與模擬，并能夠理解其局限性;能夠基于自動(dòng)化工程相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行合理分析，評(píng)價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任;能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題的工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響;具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感，能夠在機(jī)器人工程實(shí)踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任;能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員及負(fù)責(zé)人的角色;能夠就機(jī)器人領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令;并具備一定的國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流;理解并掌握機(jī)器人領(lǐng)域工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用;具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。

2理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程培養(yǎng)體系

傳統(tǒng)的自動(dòng)化專業(yè)大多偏向理論性課程教學(xué)[3]，學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人方向的學(xué)習(xí)如果僅僅是簡(jiǎn)單的理論學(xué)習(xí)和習(xí)題練習(xí)，并不足以獲得對(duì)機(jī)器人學(xué)科各系統(tǒng)的直觀理解。因此，可以專門針對(duì)機(jī)器人方向建立機(jī)器人綜合實(shí)驗(yàn)室，幫助學(xué)生掌握理論知識(shí)并與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)器人領(lǐng)域的實(shí)踐技能，提升人工智能、運(yùn)動(dòng)控制、優(yōu)化算法和模式識(shí)別等方面的技術(shù)水平，驗(yàn)證各種路徑規(guī)劃，視覺(jué)反饋，人工智能等算法[4]。

同時(shí)設(shè)立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)大賽、科研立項(xiàng)等創(chuàng)新活動(dòng)，利用學(xué)校孵化器對(duì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，并建設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)基地，從關(guān)鍵芯片資助到相關(guān)的示波器、信號(hào)發(fā)生器等測(cè)試設(shè)備的配備，為學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)創(chuàng)造了硬件條件。此外，可以再公共場(chǎng)所的宣傳布置，強(qiáng)化人文素質(zhì)教育，激發(fā)了學(xué)生成長(zhǎng)、成才的動(dòng)力和創(chuàng)新的想象力。

總結(jié)

本文探索了新工科背景下自動(dòng)化專業(yè)機(jī)器人方向的人才培養(yǎng)模式，不僅針對(duì)性設(shè)置了培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求，還提出了理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程培養(yǎng)體系。

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[4]黃永程，楊斌，黎志勇，新工科背景下工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)教學(xué)改革探索[J].機(jī)電工程技術(shù)，2019，48 （02）：52-53+78.

基金項(xiàng)目：新工科背景下的自動(dòng)化專業(yè)機(jī)器人方向人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐（編號(hào)：JG2019009）。