速看!我国院校机器人专业培养的现状分析。
机器人工程作为典型的新工科专业,尽管在专业类别上被划分为自动化类,但是却具有集机械、电气、电子、控制、计算机、数理、设计等于一体的学科交叉融合特征。
作为新生工科专业的代表, 机器人工程专业具有典型的交叉融合特征,而且具有新标准、新特点、新模式的特点。所谓新标准即新时代工科人才培养标准,机器人工程专业是在传统工科教育的基础上,融合人文和科学教育理念,向工程教育转变,以社会经济发展为导向、以学科交叉为手段,着重培养学生解决复杂工程问题的实践能力,符合新时代工科人才培养的新标准;新特点即交叉融合特点,机器人工程专业尽管在专业类别上属于自动化类,但是在学科分类上却隶属机械类,而在工作中大量的任务却又都与编程相关,因此机器人工程人才培养必须兼顾自动化、机械、电子及计算机等多学科知识元素与课程内容;新模式即多元化教育模式,机器人工程的大部分课程都需要与机器人打交道,无论是工业机器人还是智能机器人,实验设备都十分昂贵,加之新冠疫情的冲击,因此普通高校如何应对教育不平衡和教学模式改变的双重挑战也是机器人工程专业新的考验。
不同高校尤其是不同层次的高校在设置机器人工程专业培养方案时呈现出不同的专业建设取向,提出了不同的人才培养构想。双一流高校一般侧重于具有更强研发特点的智能机器人为对象,依托自身的学科优势和特点,对于优势学科进行有针对性的加强,而对工业机器人理论仅作一般性讲解,比如东南大学和北京大学的培养方案都是以自动化类课程为核心,而湖南大学和哈尔滨工业大学等高校则是以机械电子及智能制造类课程为核心,培养方案各具特色;普通本科高校则更倾向于以工业机器人为对象,对接地方经济社会发展的需要,侧重于产业实际应用需求,对智能机器人涉及较少,核心课程差异不大,都是以经典的自动化类、机械电子类核心课程为主,机器人相关课程并不多。无论是普通本科高校还是双一流高校,在机器人工程专业人才培养中的现状有以下几方面需要考生了解:
1)培养方案特色不足。在机器人工程专业建设中, 大致可以分为三种类型的高校:“双一流”高校、以学术型人才培养为主的普通本科高校(简称“学术型本科”) 和以应用型人才培养为主的普通本科高校(简称“应用型本科”)。在这三类高校中,大部分“双一流”院校主要是对原有优势学科的进一步倾斜或加强,体现了“新的工程学科”的定位,表现出课程体系建设的多元化取向;学术型本科总体上则是在传统的通识教育课程安排之外, 都是以自动化类的专业基础课和专业课为核心,辅以机器人编程、机器人控制等传统机械类课程,具有相近专业兼顾培养的趋势;而应用型本科高校核心课程体系则与高职高专“工业机器人技术”专业知识元素与实践实训体系差别不大,大都将工业机器人作为教学对象,以工业机器人操作和运维技能为培养核心,带有明显的机器人技术应用的倾向性。因此如何划定机器人工程专业的知识边界,并在不同层次院校中达成机器人工程专业知识体系与内容共识还有很大的研究空间。
2)师资力量亟需加强。与新专业申请数量井喷形成鲜明对比的一定是师资力量的匮乏。自从2016 年东南大学招收第一批机器人工程专业本科生以来,到目前为止才刚刚培养出三届本科生,虽然设置机器人工程本科专业的高校却已突破300 所,但大部分高校的都是近2-3 年才获得招生资格(占比72%),而且都是获得招生资格的当年启动招生,而且也无成熟的经验和资源可以借鉴,因此对于占比86% 的地方本科高校能把课完整上好已属不易,也只能是相近专业师资兼顾了。
3)课程资源相对匮乏。课程资源的匮乏必然与师资资源不足相伴而生。一个机器人工程专业本科生的培养大约需要学习50门左右的大学课程,而一门核心专业课一般由32个理论课时和16个实验课时组成。通识教育课程和基础课程的课程资源一般还好解决,但是面对大量的基础课和专业课,想要在短时间内建设好完整的知识体系和专业实验室是不可能的。况且目前大部分本科院校课程资源也都处于初期建设阶段,而且不同层次不同地域的高校人才培养构想都存在较大区别,目前还没有成熟的课程资源可供参考。因此对于机器人工程专业,在课程资源建设方面还需要投入大量的时间和精力,更需要高层次的力量给予各方面的大力支持。此外,随着课程资源量的累积,课程资源的质也需要一定时间的实践检验,机器人工程专业的课程资源建设任重道远。
4)教学模式需要革新。伴随着新冠疫情此起彼伏和智慧教学时代的来临,全球教育出现以信息化元素为引导的主流常态,大规模线上教育资源给线下教育教学带来了新的要求,融合线上和线下资源的新的教学模式应用于教学实践已迫在眉睫。更重要的是,无论是工业机器人还是智能机器人,都存在着价格昂贵、维护成本和危险系数高的特点,加之许多地方普通本科高校和民办高校,办学资金相对短缺、教学资源分配不均,教学实验设备的数量难以满足教学需求,因此在机器人工程专业实验室建设时,往往会建设大量的虚拟仿真实验室,不仅可以满足学生大量的实验需要,而且也可以避免学生因操作不当而损坏昂贵的设备并减少学生受伤的风险。面对线上线下的教学需求和虚拟仿真的教学设备,传统以教师为主导的教学模式已不能适应新工科教育中对应用型人才培养的要求。因此,伴随着新冠疫情成长起来的机器人工程等新工科专业,教学模式迫切需要改革。
5)产学合作有待深入。培养学生解决复杂工程问题的实践能力是新工科专业的首要目标,也是解决高校人才培养和社会人才需求脱节的主要途径。而机器人工程专业是典型的新工科专业,由于其本身的特殊性,其对实践能力有着更高的需求。更重要的是,机器人工程专业研究的对象和面临的问题在现实生活中并不常见,对于没有深入接触过的东西学生是很难有足够的想象力去理解所学知识的,更不要说解决问题了,因此加强产学合作、实现协同育人是机器人工程专业的现实需求。但是, 目前机器人工程的产学合作还有待深入,企业还没有深度参与到人才培养的实践实训环节。因此,如何针对机器人产业社会经济发展需求,结合学校发展定位和学科特点,开展机器人工程专业复合型、交叉型、综合型人才培养,实现人才培养课程内容与企业实践技能需求深度融合,还存在较大的实践和探索空间。
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