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摘要：机器人教育对机器人工程人才的培养、机器人及智能装备产业的发展起着举足轻重的作用。本文在分析我校开展机器人教育背景的基础上，讨论了应用型本科院校与传统重点本科院校、高职院校对机器人工程人才培养的区别。简述了我校在机器人理论教学、实践教学、实训平台建设、机器人学科竞赛等方面的情况，最后提出了机器人方向机器人教学的改进意见。
关键词：机器人教育；机器人教学；应用型本科院校；机器人竞赛
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）31-0121-02
一、引言
随着我国劳动力成本快速上涨，人口红利逐渐消失，生产方式向柔性、智能、精细转变，构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫。机器人作为先进制造业的关键支撑装备，在改善人类生活方式中起着重要作用。无论是在制造环境下的工业机器人，还是在非制造环境下的服务机器人，其研发及产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。大力发展机器人产业，对于推动我国工业转型升级，加快制造强国建设，改善人民生活水平具有重要意义。
2010年以来，中国机器人市场以年均36%的速度增长。2013年中国成为全球第一大工业机器人市场。然而，我国机器人市场多为国外品牌占领，整体机器人产业科研水平滞后，缺乏关键零部件，国产品牌机器人在机械加工和装配等方面精度不够，机器人工程人才缺少，这些都严重制约着机器人产业的发展。国家和地方层面也出台大量政策或规划促进机器人产业的健康有序发展。机器人及智能装备产业的发展离不开机器人工程人才的培养，高校是人才培养的重要基地。应用型本科院校本着融入地方经济、服务地方产业的原则，开展机器人教育为机器人产业提供人才。
在国外，机器人教育从基础教育阶段就已经开始普及，机器人教育从幼儿园的启蒙阶段一直延续到高等教育阶段。在国内，东北大学赵姝颖提出以DIY理念推动教育机器人的研发和应用，将机器人教育内容化整为零，充分发挥机器人教育的后发优势。佛山职业技术学院提出校企合作、项目引领、课岗融通的人才培养模式，依托佛山市机器人及智能装备产业优势，从事工业机器人生产及应用，培养从事工业机器人安装、编程、调试、运行维护、销售等工作的复合型高端技能人才。机器人教育是最近几年新兴的教育领域，国内各高校争相开展机器人教育。
重庆文理学院作为应用型本科院校，面向重庆市汽车摩托车及装备制造等支柱产业和机器人、数控车床等高端智能装备战略新兴产业，立足永川区机器人及智能装备产业产业基地，开展机器人教育进行机器人工程人才的培养具有重要意义。
二、应用型本科院校机器人工程人才培养区别
应用型本科院校对机器人工程人才的培养既有别于高职高专院校培养的技能型人才，又要区别于传统研究型本科院校培养的学术型人才（见表1）。目前高职高专的机器人人才培养，主要是从事工业机器人及配套设备的基本应用、安装调试、运行维护、售前售后的技术服务。如重庆电子工程职业学院、无锡职业技术学院，黄冈职业技术学院等。研究型本科院校，如东南大学2016年设立了全国首个机器人工程本科专业，培养懂设计和研发的系统工程师。多数重点大学机器人人才培养是在研究生阶段作为一个研究方向。如哈尔滨工业大学依托机器人技术与系统国家重点实验室开展硕士、博士研究生的培养。应用型本科院校应根据地方产业需求，培养分层递进式机器人集成应用工程师。
三、机器人教育的具体实践
机器人教育以机器人为教学研究平台，从课堂教学、实验实训教学、课程设计、毕业设计、学科竞赛、第二课堂、校企合作等方面进行“分层递进”模式机器人工程人才培养。
1.机器人理论教学。我校在机械工程专业中设置了工业机器人方向，为本科生开设了《机器人导论》、《机器人使用与维护实训》、《机器人控制技术实训》、《机器人创新设计与制作》课程等。《机器人导论》主要学习机器人基本概念、性质、组成、应用，机器人运动学、运动正反解、空间坐标变换、机器人动力学、机器人控制、机器人传感检测技术等，使学生对机器人控制及运动形式有个初步了解。《机器人创新设计与制作》主要依托模块化机器人平台开展各种不同构型的机器人设计，使学生综合运用各种工程和技能来实现一个机器人项目，从而得到工程应用和创新创意训练。
2.机器人实践教学。机器人实践教学依托机器人实验实训平台，需要机械结构建模设计、轨迹规划、伺服驱动与控制、传感器与检测等多学科融合。机器人实践教学过程中建立从简单到复杂，从低级到高级，从单一基本技能到综合技能再到创新设计技能，能力进阶的系列化实验实训项目化教学体系。逐步建立机器人实践教学数据库，使学生在学校受到机器人工程师完整的训练，形成可以推广的教學成果与经验。
3.机器人课外教学。机器人教学的第二课堂包括机器人创新设计与制作-暑假优秀工程师、机器人相关的毕业设计、机器人学科竞赛、学生科研、学生社团等。暑假优秀工程师是利用假期两周的时间，组织学生以项目制工程应用为目标的实训。自2013年重庆文理学院机电工程学院成立以来，积极组织学生参加各类机器人大赛，包括重庆市移动机器人大赛、中国机器人大赛暨Robocup公开赛、尚和杯中国机器人大赛、挑战杯等。获得国家级奖项8次，省部级奖项20余次。
4.机器人实验实训平台建设。为提高学生在机器人工程应用能力，必须让学生走出课堂走进实验实训室，因此需要构建机器人实验实训平台-工业机器人实训平台和智能教育机器人实训平台。目前已建有模块化机器人创新设计实训室、工业机器人及智能视觉实训室、OTC焊接机器人实训室、机器人设计与仿真实验室、工业机器人系统集成实训室、机电液传动控制实验室、PLC原理及应用实验室、工业自动控制实验室、3D打印设计实训室等，为机器人工程人才培养提供坚实基础。
四、机器人教育思考及建议
1.虽然已开展机器人工程人才的教学，但机器人课程体系并不完善，尚未形成学科专业。机器人实验实训平台应与机器人课程配套，完善机器人实验课程的内容。机器人配套教育资源要逐渐自主化、系统化，建立机器人理论教学、实验教学数据库。
2.需进一步整合学校资源，加大师资投入。使更多的教师、学生从事机器人科学研究、学科竞赛，进一步与机器人制造商、机器人系统集成商、机器人应用企业合作办学，开展项目研究。
参考文献：
[1]赵姝颖，张云洲，余建德，张渡.机器人在教育领域应用的探索与实践[J].机器人技术与应用，2016，（1）.
[2]罗庚兴，李大成.基于产业需求的高职工业机器人技术专业人才培养研究-以佛山市为例[J].职业教育研究，2016，（8）.
[3]王剑，马宏绪，黄茜薇，刘建平.关于本科教育机器人教学的思考[J].电气电子教学学报，2011，（4）.
关键词：机器人教育；机器人教学；应用型本科院校；机器人竞赛
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）31-0121-02
一、引言
随着我国劳动力成本快速上涨，人口红利逐渐消失，生产方式向柔性、智能、精细转变，构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫。机器人作为先进制造业的关键支撑装备，在改善人类生活方式中起着重要作用。无论是在制造环境下的工业机器人，还是在非制造环境下的服务机器人，其研发及产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。大力发展机器人产业，对于推动我国工业转型升级，加快制造强国建设，改善人民生活水平具有重要意义。
2010年以来，中国机器人市场以年均36%的速度增长。2013年中国成为全球第一大工业机器人市场。然而，我国机器人市场多为国外品牌占领，整体机器人产业科研水平滞后，缺乏关键零部件，国产品牌机器人在机械加工和装配等方面精度不够，机器人工程人才缺少，这些都严重制约着机器人产业的发展。国家和地方层面也出台大量政策或规划促进机器人产业的健康有序发展。机器人及智能装备产业的发展离不开机器人工程人才的培养，高校是人才培养的重要基地。应用型本科院校本着融入地方经济、服务地方产业的原则，开展机器人教育为机器人产业提供人才。
在国外，机器人教育从基础教育阶段就已经开始普及，机器人教育从幼儿园的启蒙阶段一直延续到高等教育阶段。在国内，东北大学赵姝颖提出以DIY理念推动教育机器人的研发和应用，将机器人教育内容化整为零，充分发挥机器人教育的后发优势。佛山职业技术学院提出校企合作、项目引领、课岗融通的人才培养模式，依托佛山市机器人及智能装备产业优势，从事工业机器人生产及应用，培养从事工业机器人安装、编程、调试、运行维护、销售等工作的复合型高端技能人才。机器人教育是最近几年新兴的教育领域，国内各高校争相开展机器人教育。
重庆文理学院作为应用型本科院校，面向重庆市汽车摩托车及装备制造等支柱产业和机器人、数控车床等高端智能装备战略新兴产业，立足永川区机器人及智能装备产业产业基地，开展机器人教育进行机器人工程人才的培养具有重要意义。
二、应用型本科院校机器人工程人才培养区别
应用型本科院校对机器人工程人才的培养既有别于高职高专院校培养的技能型人才，又要区别于传统研究型本科院校培养的学术型人才（见表1）。目前高职高专的机器人人才培养，主要是从事工业机器人及配套设备的基本应用、安装调试、运行维护、售前售后的技术服务。如重庆电子工程职业学院、无锡职业技术学院，黄冈职业技术学院等。研究型本科院校，如东南大学2016年设立了全国首个机器人工程本科专业，培养懂设计和研发的系统工程师。多数重点大学机器人人才培养是在研究生阶段作为一个研究方向。如哈尔滨工业大学依托机器人技术与系统国家重点实验室开展硕士、博士研究生的培养。应用型本科院校应根据地方产业需求，培养分层递进式机器人集成应用工程师。
三、机器人教育的具体实践
机器人教育以机器人为教学研究平台，从课堂教学、实验实训教学、课程设计、毕业设计、学科竞赛、第二课堂、校企合作等方面进行“分层递进”模式机器人工程人才培养。
1.机器人理论教学。我校在机械工程专业中设置了工业机器人方向，为本科生开设了《机器人导论》、《机器人使用与维护实训》、《机器人控制技术实训》、《机器人创新设计与制作》课程等。《机器人导论》主要学习机器人基本概念、性质、组成、应用，机器人运动学、运动正反解、空间坐标变换、机器人动力学、机器人控制、机器人传感检测技术等，使学生对机器人控制及运动形式有个初步了解。《机器人创新设计与制作》主要依托模块化机器人平台开展各种不同构型的机器人设计，使学生综合运用各种工程和技能来实现一个机器人项目，从而得到工程应用和创新创意训练。
2.机器人实践教学。机器人实践教学依托机器人实验实训平台，需要机械结构建模设计、轨迹规划、伺服驱动与控制、传感器与检测等多学科融合。机器人实践教学过程中建立从简单到复杂，从低级到高级，从单一基本技能到综合技能再到创新设计技能，能力进阶的系列化实验实训项目化教学体系。逐步建立机器人实践教学数据库，使学生在学校受到机器人工程师完整的训练，形成可以推广的教學成果与经验。
3.机器人课外教学。机器人教学的第二课堂包括机器人创新设计与制作-暑假优秀工程师、机器人相关的毕业设计、机器人学科竞赛、学生科研、学生社团等。暑假优秀工程师是利用假期两周的时间，组织学生以项目制工程应用为目标的实训。自2013年重庆文理学院机电工程学院成立以来，积极组织学生参加各类机器人大赛，包括重庆市移动机器人大赛、中国机器人大赛暨Robocup公开赛、尚和杯中国机器人大赛、挑战杯等。获得国家级奖项8次，省部级奖项20余次。
4.机器人实验实训平台建设。为提高学生在机器人工程应用能力，必须让学生走出课堂走进实验实训室，因此需要构建机器人实验实训平台-工业机器人实训平台和智能教育机器人实训平台。目前已建有模块化机器人创新设计实训室、工业机器人及智能视觉实训室、OTC焊接机器人实训室、机器人设计与仿真实验室、工业机器人系统集成实训室、机电液传动控制实验室、PLC原理及应用实验室、工业自动控制实验室、3D打印设计实训室等，为机器人工程人才培养提供坚实基础。
四、机器人教育思考及建议
1.虽然已开展机器人工程人才的教学，但机器人课程体系并不完善，尚未形成学科专业。机器人实验实训平台应与机器人课程配套，完善机器人实验课程的内容。机器人配套教育资源要逐渐自主化、系统化，建立机器人理论教学、实验教学数据库。
2.需进一步整合学校资源，加大师资投入。使更多的教师、学生从事机器人科学研究、学科竞赛，进一步与机器人制造商、机器人系统集成商、机器人应用企业合作办学，开展项目研究。
参考文献：
[1]赵姝颖，张云洲，余建德，张渡.机器人在教育领域应用的探索与实践[J].机器人技术与应用，2016，（1）.
[2]罗庚兴，李大成.基于产业需求的高职工业机器人技术专业人才培养研究-以佛山市为例[J].职业教育研究，2016，（8）.
[3]王剑，马宏绪，黄茜薇，刘建平.关于本科教育机器人教学的思考[J].电气电子教学学报，2011，（4）.