机器人工程新工科专业建设实施方案探索

唐玉娟 胡兴柳 杨忠 司海飞

[摘 要] 现阶段我国高等教育重心已经发生转移，更加强调教学质量的提升。机器人技术得到了前所未有的重视，不少学校纷纷响应教育部号召，建设新工科机器人工程专业，培养更多专业型人才，以解决我国在此方面人才短缺问题。以金陵科技学院为研究对象，分析机器人工程新工科专业建设的主要背景、主要目标、现有基础、新思路及具体实施方案与流程，希望为学生创设更多就业机会的同时，也为社会提供更多这方面的专业人才。

[关键词] 机器人工程;新工科专业;高等教育;教学改革

[基金项目] 2020年度江苏省现代教育技术研究课题“基于现代信息技术的启发—探究—创新设计式教学方法的研究与实践”（2019-R-80309）;2020年度金陵科技学院“科教融合”项目“基于阵列式多自由度超声驱动器的精密传送平台”（2020KJRH15）;教育部产学合作协同育人项目“应用型大学机器人工程专业师资培训”（201901059041）

[作者简介] 唐玉娟（1987—），女，河南信阳人，博士，金陵科技学院智能科学与控制工程学院副教授，主要从事智能材料与结构研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）28-0048-04   [收稿日期] 2020-12-10

当前我国各个行业都处于重要的转型升级和结构调整阶段，新一轮经济发展的核心是智能制造行业。全球越来越多的国家认识到机器人智能制造的重要性。为了应对新的产业变革和科技革命，教育部先后多次组织了新工科建设相关研讨会。金陵科技学院要建设机器人工程新工科专业，需要结合当地的经济发展现状，培养具备扎实理论知识和卓越工作能力的人才。研究阐述了本校建设机器人工程新工科专业的主要背景和具体实施方案与流程，为今后我国其他高校开展本学科建设提供理论参考。

一、机器人工程新工科专业建设背景

伴随各类工业、服务业及人工智能、大数据应用的需求拉动，国内智能制造和服务行业对机器人工程技术人才的需求十分旺盛。由于机器人具有多学科交叉、技术高度集成和融合的特点，传统的计算机类、自动化类、机械类、电气类、电子信息类、测控类单一本科专业培养的人才，已经难以满足机器人产业发展的需求，在建设相关专业机器人方向的同时，从2016年开始新增了本科机器人工程专业。机器人工程人才的培养对于改善机器人专业教育条件，提高全能型创新创业人才的能力，将产生显著的推动作用。

我国目前是世界上机器人使用需求最大的国家，但是我国的机器人生产技术，以及一些比较重要的零部件，和国外同类型的产品相比，还存在比较显著的差距。因此，急需这方面的专业人才，负责机器人的研发、制造和后期的管理维护等。江苏省作为制造业大省，来自江苏省经信委的统计数据显示，到2020年，中国机器人市场规模或将超500亿美元，年均增长25%，仅苏锡常地区使用工业机器人的企业就要达3000家以上。由此造成的操作、維护、安装调试工业机器人的技术技能人才缺口超过10万人。为了推动机器人产业发展，南京市政府出台了《加快推进南京市工业机器人产业发展的工作意见》。除了在麒麟建设了机器人产业园并正式成立了由美国电气和电子工程师协会（IEEE）院士领衔的南京机器人研究院之外，南京市还将打造江宁、六合、高淳三个机器人产业基地。同时结合金陵科技学院培养高级应用型人才，重点服务于南京及周边城市的经济发展需求，相比机器人产业的持续快速发展，机器人工程技能型专业人才培养的速度远远达不到工业机器人产业发展对机器人工程技能型人才的需求。

为积极响应教育部门对高校工科专业提出的新要求，国内不少高校都在积极探索新工科专业的创新和改革。但是不少高校只停留在“校企合作”最基础的层面上，学校的改革只是关注形式改革，内涵并未发生明显变化。很多高校的工科类专业现在还沿用之前的传统授课方法与陈旧的课程内容体系。在建设工科类机器人这种新专业时，必须打破之前模式的束缚，亟待解决当前的人才短缺问题。当然这种人才的培养应当更加关注其实践水平，改变过去理论课程与实践课程脱节严重、实验内容零碎，以及内容联系性较差的问题。

二、新工科专业建设的目的和现有基础

（一）机器人工程专业建设主要目标

机器人工程专业是新型的工科专业，其设置的主要目的是为了对当前的专业结构进行优化，让现有的专业设置可以满足当前机器人，以及智能装备产业快速发展所提出的相关需求。随着当前产业化的不断升级，机器人所面临的工程技能要求也明显更高。机器人工程专业属于自动化类专业，包含了机器工程、人工智能、自动化技术和控制技术等多种不同的技能和知识。三者对于机器人工程学科的教师和学生提出了新的不同要求，需要他们具备更高的素质能力、知识能力。而这一学科本身也融入了更多的学科交叉性特点。

金陵科技学院机器人工程新工科建设结合了当地的经济圈建设，以本地区实际经济发展和企业今后对于人才的需求为发展方向。通过广泛调研，确定了开展本专业的主要目标。协同行业、企业专家等制定与本校专业发展相互适配的新工科专业人才培养目标、课程体系和培养标准等，将这些理念具体落实到人才的培养过程。机器人涉及的相关技术岗位主要有机器人工程师、系统集成工程师，以及设计工程师等。对于专业的核心要求主要有：第一，掌握识别制图、控制工程、检测传感、电机信号等基础技能;第二，机器人的安装、编程、维修和维护等能力;第三，机器人应用系统方案的规划与具体设计，系统的集成工程应用，以及控制系统研发等能力。金陵科技学院确定该专业所需要培养的人才目标是：立足当前和未来机器人对于工程技术方面人才的需求，培养可以满足机器人工业产业和其他相关产业当中机器人系统集成、机器人现场应用，以及技术支持等各种工程师的人才。具体的目标为：面向智能制造产业，机器人工程和相关系统应用领域，让学生可以德智体美全面发展;培养可以适应社会经济发展需求且具有良好综合素质的人才;扎实掌握自动化控制技术、计算机技术和电子理论知识;具备较好的创新能力、实践能力、学习能力和合作精神的人才;可以从事智能网汽车、特种机器人等工程应用领域的设计、技术开发、运输、组织生产和后期技术服务相关工作;能够解决机器人工程领域各种相关技术问题的高素质应用型技术人才。