劉旭東　于金鵬　毛雪偉

［摘 要］隨著《中國(guó)制造2025》持續(xù)推進(jìn)和《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的實(shí)施，我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人才的需求與日俱增。為適應(yīng)新時(shí)代國(guó)家和社會(huì)的需要，從2016年開始，國(guó)內(nèi)高等院校紛紛開設(shè)機(jī)器人工程本科專業(yè)，對(duì)推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展起到了重要的作用。文章對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)的建設(shè)背景、建設(shè)現(xiàn)狀等方面進(jìn)行了分析，并闡述了青島大學(xué)機(jī)器人工程專業(yè)的建設(shè)狀況，提出了智能制造背景下機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)的實(shí)施方案，旨在為機(jī)器人工程專業(yè)的發(fā)展提供一些參考和建議。

［關(guān)鍵詞］智能制造；機(jī)器人工程專業(yè)；人才培養(yǎng)

［中圖分類號(hào)］G64［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2024）07-0006-04

一、機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)背景

隨著《中國(guó)制造2025》的推進(jìn)和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)不僅在智能制造、工業(yè)自動(dòng)化等方面得到廣泛應(yīng)用，而且在航空航天、深海探測(cè)、國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，機(jī)器人已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的一部分[1]。習(xí)近平總書記在致2015世界機(jī)器人大會(huì)的賀信上指出：“我們?cè)讣訌?qiáng)同各國(guó)科技界、產(chǎn)業(yè)界的合作，推動(dòng)機(jī)器人科技研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使機(jī)器人科技及其產(chǎn)品更好為推動(dòng)發(fā)展、造福人民服務(wù)?！睋?jù)《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2022年）》統(tǒng)計(jì)，僅在中國(guó)人工智能機(jī)器人行業(yè)，人才缺口就高達(dá)500萬(wàn)人，復(fù)合型人才和高層級(jí)人才稀缺。因此，機(jī)器人工程專業(yè)是順應(yīng)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展需求和國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，解決“卡脖子”問(wèn)題而設(shè)立的自動(dòng)化類新工科專業(yè)。機(jī)器人工程專業(yè)要求培養(yǎng)具有扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，掌握機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、控制等多學(xué)科技能的專業(yè)人才。此外，為加快推進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，2021年國(guó)家出臺(tái)了《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，2023年工業(yè)和信息化部等十七部門聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，這些政策的實(shí)施對(duì)高校機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)提出了更高要求。因此，高校要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，強(qiáng)化機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)更多卓越人才。

二、機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀

機(jī)器人工程專業(yè)是一個(gè)包含自動(dòng)化、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能等學(xué)科的多學(xué)科交叉新興專業(yè)，是教育部于2015年設(shè)立的自動(dòng)化類本科專業(yè)。2016年，東南大學(xué)在全國(guó)率先建立機(jī)器人工程專業(yè)并開始招生?！督逃筷P(guān)于公布2023年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》顯示，截至2023年，全國(guó)已有367所高校開設(shè)了機(jī)器人工程專業(yè)。經(jīng)過(guò)這些年的建設(shè)和發(fā)展，機(jī)器人工程專業(yè)的畢業(yè)生已走入社會(huì)，為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了一定的支撐。但隨著智能制造的升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器人應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，為滿足機(jī)器人工程專業(yè)人才需求，當(dāng)前機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)仍需進(jìn)一步完善。

雖然機(jī)器人工程專業(yè)屬于自動(dòng)化類專業(yè)，但各高校對(duì)該專業(yè)的建設(shè)所依托的學(xué)院不同，如分別依托機(jī)電工程學(xué)院、自動(dòng)化學(xué)院、電氣工程學(xué)院、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院等。這導(dǎo)致機(jī)器人工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案建設(shè)基礎(chǔ)不同，比如有些高校機(jī)器人工程專業(yè)基礎(chǔ)課程偏重自動(dòng)化專業(yè)，有些高校偏重機(jī)械工程專業(yè)等。而機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案難以同時(shí)兼顧機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、控制等相關(guān)學(xué)科的理論與方法，課程體系不夠系統(tǒng)和完善。因此，機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)需建立覆蓋全面的專業(yè)知識(shí)的課程體系。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)習(xí)基地建設(shè)方面，受辦學(xué)經(jīng)費(fèi)等多方面因素限制[2-3]，部分高校機(jī)器人工程專業(yè)的本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)尚不完善，無(wú)法滿足學(xué)生專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等的需求，影響學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的提高。另外，目前可供學(xué)生實(shí)習(xí)的、與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的實(shí)習(xí)實(shí)踐基地較少，學(xué)生難以真正接觸實(shí)際工程項(xiàng)目，不了解機(jī)器人相關(guān)的應(yīng)用環(huán)境和行業(yè)需求，不能很好地培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神[4]。目前，高校師資隊(duì)伍中具有機(jī)器人背景的專業(yè)教師較少，多數(shù)教師從研究生階段才開始學(xué)習(xí)機(jī)器人相關(guān)的知識(shí)，缺乏機(jī)器人專業(yè)課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，缺乏行業(yè)背景和工程實(shí)踐能力，加上可利用的教學(xué)資源較為緊缺，使理論教學(xué)與實(shí)際脫節(jié)，導(dǎo)致人才培養(yǎng)質(zhì)量不能滿足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)需求和國(guó)家發(fā)展需要，影響了新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[5]。

三、青島大學(xué)機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)狀況

青島大學(xué)機(jī)器人工程專業(yè)歸屬自動(dòng)化學(xué)院，于2021年建立并開始招生，每年招收90人。青島大學(xué)擁有“全國(guó)高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”、電工電子國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、機(jī)器人智能交互技術(shù)教育部工程研究中心、人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)、大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地等國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；擁有新加坡工程院院士、韓國(guó)科學(xué)院和工程院院士、國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”教學(xué)名師、長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、IEEE Fellow等高層次師資隊(duì)伍。此外，自動(dòng)化學(xué)院在原有自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，已設(shè)有機(jī)器人學(xué)、機(jī)器人基礎(chǔ)等專業(yè)課程，以及人工智能、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與控制等選修課程，并建有國(guó)家級(jí)一流課程、國(guó)家精品課程等，這些課程為機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)，并提供了有力支撐。

機(jī)器人工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：面向社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，適應(yīng)科技前沿和國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展需求，符合社會(huì)和行業(yè)發(fā)展需要，熟悉國(guó)際規(guī)則和慣例，掌握機(jī)器人科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)技能知識(shí)，具有從事機(jī)器人領(lǐng)域工作的專業(yè)技能，具有解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，富有創(chuàng)新精神和開拓意識(shí)，具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)和溝通能力，能夠在生產(chǎn)、科研及其他相關(guān)部門從事機(jī)器人工程技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)與實(shí)施、組織管理等方面工作的高素質(zhì)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才。

機(jī)器人工程專業(yè)課程體系面向控制科學(xué)與工程、系統(tǒng)科學(xué)、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，包括數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程、人文社會(huì)科學(xué)類通識(shí)教育課程、工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程、專業(yè)類課程等。工程基礎(chǔ)類課程包括工程圖學(xué)、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、電路原理、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、自動(dòng)控制原理、液壓與氣壓傳動(dòng)和工程力學(xué)等課程。專業(yè)基礎(chǔ)類課程包括電力電子與電能變換技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)、現(xiàn)代控制理論、微機(jī)原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器人感知與控制、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與控制等課程。專業(yè)類課程包括兩部分，一部分為專業(yè)必修課，一部分為專業(yè)選修課（包括選修限選課和選修任選課等），滿足學(xué)生全面培養(yǎng)、個(gè)性發(fā)展的培養(yǎng)目標(biāo)和要求。同時(shí)具有面向工程需要的完備的實(shí)踐教學(xué)體系，除了獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課、非獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，還有集中實(shí)踐課，包括軍事理論與訓(xùn)練、現(xiàn)代機(jī)械制造工程實(shí)訓(xùn)、電子工程訓(xùn)練、電氣工程訓(xùn)練、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化綜合訓(xùn)練、專業(yè)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)（實(shí)踐）、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等。機(jī)器人工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課學(xué)分占總學(xué)分的29.1%。

機(jī)器人工程專業(yè)重視課程教學(xué)改革和教材建設(shè)。針對(duì)目前機(jī)器人工程專業(yè)核心課程可借鑒資源較少、課程和教材建設(shè)不夠完善等問(wèn)題，鼓勵(lì)和支持教師開展線上課程建設(shè)和教材建設(shè)，并積極申報(bào)相關(guān)教研項(xiàng)目。在課程教學(xué)中，采用靈活多樣的教學(xué)方法，如案例分析法、項(xiàng)目式教學(xué)法等，提高過(guò)程考核的比重，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

在實(shí)習(xí)實(shí)踐方面，機(jī)器人工程專業(yè)與青島特銳德電氣股份有限公司、青島紅樹林科技有限公司、青島德豐電子科技有限公司等企業(yè)簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議或建立實(shí)習(xí)實(shí)踐基地，使學(xué)生能更好地了解行業(yè)背景和需求，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。自動(dòng)化學(xué)院為機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生配備了學(xué)業(yè)導(dǎo)師，通過(guò)參與導(dǎo)師的科研項(xiàng)目、橫向課題等，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，并為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、就業(yè)、深造等奠定良好的基礎(chǔ)。鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和科技競(jìng)賽，如中國(guó)機(jī)器人大賽、中國(guó)機(jī)器人及人工智能大賽、全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等，以提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，達(dá)到“以賽促研、以賽促學(xué)”的培養(yǎng)目標(biāo)。此外，青島大學(xué)建有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，為學(xué)生參與競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)等提供了便利。

四、智能制造背景下機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)的實(shí)施方案

（一）基于交叉融合特點(diǎn)，優(yōu)化課程體系

面向智能制造發(fā)展實(shí)際，聚焦戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，考慮機(jī)器人工程專業(yè)交叉融合的新特點(diǎn)，設(shè)計(jì)兼顧自動(dòng)化、機(jī)械、電子及計(jì)算機(jī)等多學(xué)科專業(yè)知識(shí)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，既要重視基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的理論教學(xué)，提高學(xué)生的理論知識(shí)水平，又要設(shè)計(jì)深入、完整的機(jī)器人工程系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)具有系統(tǒng)觀、智能觀的機(jī)器人工程專業(yè)人才。

（二）強(qiáng)化課程建設(shè)，開展教學(xué)研究

機(jī)器人工程專業(yè)作為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的新工科專業(yè)，其課程建設(shè)相比傳統(tǒng)專業(yè)較為薄弱。應(yīng)以需求為導(dǎo)向，從課程內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施方式、知識(shí)體系結(jié)構(gòu)、知識(shí)點(diǎn)劃分等維度探索機(jī)器人工程專業(yè)課程建設(shè)新模式[6-7]。教材建設(shè)是進(jìn)行課程建設(shè)、深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證，應(yīng)以教材建設(shè)為抓手，推動(dòng)學(xué)科專業(yè)發(fā)展，提高育人成效。開展智能制造和新工科背景下的機(jī)器人工程專業(yè)教學(xué)研究，如人才培養(yǎng)模式、課程體系、課程思政、教學(xué)方法、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等的研究，為機(jī)器人工程專業(yè)的持續(xù)改進(jìn)和發(fā)展提供理論支撐。

（三）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

一是合理提高機(jī)器人工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分的比重，設(shè)立貫穿大學(xué)階段全過(guò)程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，如電子工程訓(xùn)練、電氣工程訓(xùn)練、機(jī)器人工程訓(xùn)練、現(xiàn)代機(jī)械制造工程實(shí)訓(xùn)、機(jī)器人系統(tǒng)綜合實(shí)踐、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。二是開展校企合作，加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，共商人才培養(yǎng)機(jī)制，建立校企協(xié)同育人新模式，通過(guò)專業(yè)實(shí)踐實(shí)習(xí)，開闊學(xué)生眼界，結(jié)合知識(shí)和技能傳授，杜絕走馬觀花式的實(shí)習(xí)，讓學(xué)生真正“動(dòng)”起來(lái)，拓寬學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的思路，提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)能力。三是以“互聯(lián)網(wǎng)+”、“挑戰(zhàn)杯”、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等為依托，大力推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，建立學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，提高學(xué)生參與中國(guó)機(jī)器人大賽、全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽等競(jìng)賽的熱情，實(shí)現(xiàn)通識(shí)教育、專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有機(jī)融合，為學(xué)生創(chuàng)建良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境。

（四）強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)，提高育人能力

機(jī)器人工程專業(yè)普遍存在師資隊(duì)伍相對(duì)薄弱等問(wèn)題。為更好地適應(yīng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)需求，加強(qiáng)機(jī)器人工程專業(yè)的師資隊(duì)伍建設(shè)，應(yīng)積極開展師資培訓(xùn)，提高教師育人能力。機(jī)器人工程專業(yè)面向國(guó)家重大戰(zhàn)略，關(guān)乎國(guó)家安全，應(yīng)舉辦關(guān)于課程思政教育的培訓(xùn)與研討，提高教師的思政育人能力，將思政元素潤(rùn)物無(wú)聲地融入教學(xué)全過(guò)程，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)?？蓪?shí)施“請(qǐng)進(jìn)來(lái)，走出去”策略，聘請(qǐng)企業(yè)、研究所等行業(yè)專家作為兼職教師，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、畢業(yè)設(shè)計(jì)?？赏ㄟ^(guò)校企合作、掛職實(shí)踐等，提升教師的工程應(yīng)用能力。應(yīng)完善基層教學(xué)組織，組織教師積極參加教學(xué)改革與課程研討，改進(jìn)教育教學(xué)方法，不斷開拓機(jī)器人工程專業(yè)育人方法和途徑。

五、結(jié)語(yǔ)

機(jī)器人工程專業(yè)是順應(yīng)“中國(guó)制造2025”國(guó)家重大戰(zhàn)略和國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)而開設(shè)的自動(dòng)化類新工科專業(yè)。經(jīng)過(guò)幾年的投入和建設(shè)，相關(guān)高校機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)取得了較大的發(fā)展，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)了一批機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的高層次人才。然而，隨著智能制造行業(yè)的發(fā)展，機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)在人才培養(yǎng)方案、課程體系、師資隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)條件等方面仍需不斷探索和完善。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1］ 曾凱，錢俊磊，陳波，等.多元驅(qū)動(dòng)下新工科本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建：以自動(dòng)化專業(yè)為例[J].大學(xué)教育，2023（11）：74-76.

[2］ 周玲，黃珍，樊麗霞.地方高校新工科建設(shè)的環(huán)境、困境與路徑[J].北京教育（高教），2021（5）：28-32.

[3］ 趙華君，漆新貴，羅天洪，等.地方高校機(jī)器人工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)研究[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，45（6）：127-132.

[4］ 漆軍，馬忠麗，劉甲甲，等.機(jī)器人工程專業(yè)“協(xié)同融合”建設(shè)：以成都信息工程大學(xué)為例[J].西部素質(zhì)教育，2023，9（16）：169-172.

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[6］ 王肖鋒，田換林，穆浩志，等.機(jī)器人工程專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)體系的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)輕工教育，2022，25（5）：55-63.

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］