新工科背景下机器人工程专业研究与探索

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新工科背景下高校产教融合教学模式的探索——以机器人工程专业为例

新工科背景下高校产教融合教学模式的探索——以机器人工程专业为例

新工科背景下高校产教融合教学模式的探索——以机器人工
程专业为例
潘秋瑜
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】随着我国智能制造业的迅猛发展,社会对机器人工程领域的专业人才需求也在持续增加。

作为一个代表性的新工科专业,机器人工程特别强调创新性、跨学科综合能力以及实际应用的重要性,注重创新人才培养方式。

而产教融合模式作为一种结合科学研究和科技服务,将企业实践与学校理论无缝衔接,形成一个将学校和企业相融合的统一教学实践模式,在克服机器人工程专业人才培养能力不足、促进机器人工程专业链与产业链融合发展方面有着很大的作用。

因此,将产教融合的教学模式运用于机器人工程专业的教学中十分有必要,本文基于新工科背景,探索机器人工程专业产教融合模式的路径,并对机器人工程专业产教融合进行思考。

【总页数】3页(P87-89)
【作者】潘秋瑜
【作者单位】广西工商职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642
【相关文献】
1.新工科背景下的\"六面一体\"产教融合模式探索\r——以福州外语外贸学院信管专业为例
2.新工科背景下制药工程专业产教融合、校企合作模式探索与实践
3.新工科背景下机器人工程专业产教融合模式探索与实践
4.专业群背景下新工科专业产教融合协同育人模式的探索--以北京联合大学机器人工程专业为例
5.“新工科”背景下产教融合共培同育食品专业人才模式的实践与探索——以河南农业大学食品科学与工程专业为例
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“新工科”背景下的机器人工程专业教学研究

“新工科”背景下的机器人工程专业教学研究

“新工科”背景下的机器人工程专业教学研究摘要:为满足国家战略发展需要,机器人产业已迅速成长,对相关的人才需求量也大幅提升,虽然现阶段已有很多高校都设立了机器人工程专业,但是在具体的教学过程中依然存在诸多不足,难以满足该行业市场的发展需要。

基于此,本文将围绕机器人工程专业传统教学模式存在的问题展开分析与讨论,并在此基础上探讨“新工科”背景下机器人工程专业教学的基本方法。

关键词:新工科;机器人工程;教学研究前言机器人工程专业属于新兴专业,各高校所依托的学科不同,对该专业的建设想法也各不相同,无论是人才培养模式还是课程体系建设,均处在探索的过程中。

为了促进我国机器人产业的进一步发展,提高我国在国际中的竞争地位,还必须加强对机器人工程专业教学的深入研究与分析,以培育出更多优秀的后备人才。

所以,在当前的时代背景下,全面探究机器人工程专业教学策略,具有非常重要的指导意义。

一、机器人工程专业传统教学模式存在的问题(一)书本知识滞后,教学模式单一在智能制造业快速发展的背景下,我国机器人工程专业人才的需求量大大增加,为顺应国家建设需求,很多高校都开设了相关的专业课程,虽然在一定程度上缓解了人才紧缺的情况,但由于课程设置和人才培养模式还存在许多不足,使得培养出来的人才还难以满市场需要。

具体来说,现阶段各大高校所使用的机器人学科教材都是几年出版一次,而这个专业的市场发展变化是十分迅速的,如果书本教材没有及时更新,那么学生所掌握的技能也就相对落后,难以跟上时代发展脚步。

除此之外,过于传统的教学模式也是影响教学质量的关键,导致学生的主观能动性及创造性都未能充分激发出来。

(二)理论与实践脱节,实践效果不理想就现阶段实际情况来看,很多高校开设的机器人专业,在教学设计方面都是以理论教学为主,缺乏相应的实践教学,导致学生无法及时将理论付诸实践,大大影响了教学效果。

如,在学习《机电系统及装备设计》时,该课程的重点在于设计工业机器人,对学生的设计要求较高,但在实际教学时,仍是以理论教学为主,未能及时匹配相应课程设计,造成学生学习反馈质量不佳。

新工科背景下机器人工程专业研究与探索

新工科背景下机器人工程专业研究与探索

新工科背景下机器人工程专业研究与探索1. 新工科的意义新工科是指以工程技术为核心,紧密结合其他学科的新兴学科体系。

它强调跨学科融合、实践教学和社会需求导向,旨在培养具有创新精神、实践能力和综合素养的工程人才。

在新工科的理念下,机器人工程专业作为典型的新兴交叉学科,具有诸多优势和机遇。

新工科注重跨学科融合,机器人工程作为涉及机械、电子、计算机等多个学科的交叉领域,与新工科的理念高度契合。

通过跨学科的融合,可以培养更具创新能力和综合素养的机器人工程人才,满足未来科技发展的需求。

新工科强调实践教学,注重学生的动手能力和实际应用能力。

而机器人工程专业正是一个极具实践性的学科,在设计、制造和控制机器人的过程中,学生可以深入了解各类工程技术的应用和实践,培养工程实践能力和创新能力。

新工科致力于服务社会需求,培养能够推动社会进步和可持续发展的工程人才。

机器人技术已经在工业生产、医疗卫生、农业领域等各个领域发挥重要作用,培养高水平的机器人工程人才,能够更好地满足社会需求,推动机器人技术的发展和应用。

新工科为机器人工程专业的发展提供了广阔的空间和重要的支持,有利于推动机器人工程专业的研究与探索。

2. 机器人工程专业的发展现状随着人工智能、大数据、云计算等技术的迅猛发展,机器人技术正在经历一个快速的发展时期。

作为机器人技术的重要组成部分,机器人工程专业也得到了迅速的发展。

机器人工程专业的教育和科研水平不断提高。

各大高校纷纷设立了机器人工程专业,开设了相关的本科、研究生甚至博士研究生专业。

各类科研机构也开展了大量与机器人工程相关的科研项目,并取得了丰硕的成果。

机器人工程专业的应用领域不断拓展。

除了工业制造领域,机器人技术在农业、医疗、交通、航空航天等领域也得到了广泛的应用。

尤其是在一些特殊领域,如危险环境作业、空间探测等方面,机器人技术的应用日益凸显其重要性。

机器人工程专业对人才的需求不断增加。

随着机器人技术的普及和应用,对于高水平的机器人工程人才的需求也在不断增加。

“新工科”背景下机器人学课程教学改革与探索

“新工科”背景下机器人学课程教学改革与探索

创新教育科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald180DOI:10.16660/ki.1674-098X.2020.08.180“新工科”背景下机器人学课程教学改革与探索①王晶 薛光辉(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院 北京 100083)摘 要:“机器人学”是机器人工程专业的核心课程。

它的教学质量和效果直接关系着学生专业基础的掌握和技术创新能力的培养。

本文结合我校“新工科”专业建设背景,分析传统课程教学中存在的突出问题,提出实践性较强的课程改革方案,从而为新工科背景下的人才培养探索途径,进一步的提高教学质量。

关键词:机器人学 机器人工程 教学改革中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)03(b)-0180-02①基金项目:本文系中国矿业大学(北京)课程建设与教学改革项目的研究成果(项目编号:J190412)。

作者简介:王晶(1987—),女,汉族,黑龙江绥化人,博士,讲师,研究方向:智能导航。

薛光辉(1976—),男,汉族,河南汝州人,博士,副教授,研究方向:矿山机器人。

机器人工程是“新工科”背景下建立的以培养机器人产业、智能制造等领域创新创业型人才为目标的多学科综合专业[1]。

我校于2019年开设机器人工程专业,汇集了机械工程、测控技术与仪器、计算机科学技术等多个优势学科,旨在建立多层次、多学科融合的机器人工程人才培养模式。

机器人学课程作为机器人工程专业的专业核心课程,计划在大三上半学年开设,是一门综合运动学、动力学、传感器技术、控制理论等多项基础理论的综合课程,是学生的未来进行科学研究与工程实践的基础课程。

在“新工科”的背景下,需要克服以往课程体系存在的形式单一、结构老化等诸多问题[2]。

本文结合现有机器人相关理论课程(“机器人学导论”,“机器人技术基础”)的课堂授课经验,综合理论型教学与实验型教学课程的特点,分析教学中存在的问题以及学生特点,提出新的培养模式下“机器人学”课程的教学改革方案,探索增强实践思想的课程环节,使学生在充分理解理论基础的同时能够灵活运用所学知识解决实际问题。

新工科背景下机器人工程专业研究与探索

新工科背景下机器人工程专业研究与探索

新工科背景下机器人工程专业研究与探索1. 引言1.1 新工科背景下机器人工程专业研究与探索随着新工科的发展和机器人技术的逐渐成熟,机器人工程专业在高校教育中受到越来越多的关注。

本文旨在探讨在新工科背景下机器人工程专业的研究与探索,以期为相关领域的教育和实践提供一定的参考和借鉴。

随着科技的不断进步和快速发展,机器人工程专业的发展历程也变得日益丰富。

从最初的机械臂到现在的智能机器人,机器人技术已经不再局限于简单的操作,而是涉及到人工智能、机器学习、控制理论等多个领域。

在这种背景下,机器人工程专业的教育模式也需要不断创新,为学生提供更广阔的视野和更实际的能力培养。

除了教育模式的创新,机器人工程专业的课程设置和教学改革也是当前亟待解决的问题。

随着社会对机器人技术的需求不断增加,机器人相关的课程也需要不断更新和完善,以适应未来的发展趋势。

同时,实践教学在机器人工程专业中的重要性也愈发凸显,新工科背景下机器人工程专业实践教学的探索势在必行。

未来,机器人工程专业在新工科背景下的发展将面临更多挑战和机遇。

机器人工程专业的培养目标和路径选择也将是关键问题。

通过深入研究和持续探索,相信机器人工程专业能够迎接未来的挑战,为人类社会的发展做出更大的贡献。

2. 正文2.1 机器人工程专业的发展历程机器人工程专业的发展历程可以追溯到20世纪50年代初,随着计算机技术的发展和应用,人们开始意识到机器人技术的重要性。

随着人工智能和自动化技术的不断进步,机器人工程专业逐渐成为研究和开发智能机器人的重要学科领域。

在发展过程中,机器人工程专业经历了从简单的机械控制到复杂的感知和决策系统的飞速发展,涉及了机械设计、电子技术、计算机科学等多个学科的交叉融合。

随着社会需求的不断增长,机器人工程专业在全球范围内得到了广泛的发展和应用。

在工业生产、医疗保健、军事防务、家庭服务等领域,机器人已经成为不可或缺的重要工具。

机器人工程专业的发展历程也受到了政府、企业和学术界的高度关注和支持,各国纷纷制定政策和计划,加大对机器人技术的投入和支持力度。

机器人工程新工科专业建设探析

机器人工程新工科专业建设探析

机器人工程新工科专业建设探析机器人工程是近年来备受关注的领域,随着人工智能和自动化技术的快速发展,机器人工程相关专业正在成为热门的新工科专业之一。

机器人工程涉及机械工程、电子工程、计算机科学等多个学科领域,它不仅是当前科技发展的趋势,也是未来产业发展的重要方向。

建设机器人工程新工科专业成为近年来各高校所关注的重点之一。

本文将探析机器人工程新工科专业的建设意义、技术特点和培养目标,并对相关问题进行详细分析。

一、新工科专业建设的意义随着科技的不断进步,人类对机器人的需求正在逐渐增加。

在工业领域,机器人可以帮助人类完成繁重、危险的工作,提高生产效率和质量;在医疗领域,机器人可以完成微创手术、康复辅助等工作;在家庭和社会生活中,机器人可以帮助老人、儿童、残疾人等群体,提高生活质量。

建设机器人工程新工科专业,可以培养更多的专业人才,满足社会对机器人领域的需求。

机器人工程新工科专业的建设还可以推动教育改革,培养更加符合现代产业需求的专业人才。

传统的工科专业大多以理论知识为主,难以满足现代工业对综合技能和创新能力的需求。

而机器人工程新工科专业的建设,可以注重理论与实践相结合,培养学生的团队合作意识、创新意识、实践能力以及解决实际问题的能力,从而更好地适应未来的工作环境。

二、机器人工程新工科专业的技术特点1. 跨学科融合机器人工程新工科专业具有跨学科的特点,涉及机械工程、电子工程、计算机科学等多个学科领域。

学生需要掌握机械设计与制造、电路原理与设计、控制系统原理与应用、计算机程序设计等多方面的知识,具备跨学科的综合能力。

2. 实践性强机器人工程新工科专业强调实践能力的培养,学生需要进行大量的实验和项目实践,掌握机器人的设计、搭建、编程、调试等技能。

实践性强的课程设置和项目实践,可以让学生在校期间就具备一定的工程实践能力,更好地适应未来的工作环境。

3. 创新性突出机器人工程新工科专业培养学生的创新能力,鼓励他们在机器人技术领域进行科研和创新实践。

高校课题申报:新工科背景下机械工程专业产教融合人才培养模式研究与实践

高校课题申报:新工科背景下机械工程专业产教融合人才培养模式研究与实践

新工科背景下机械工程专业产教融合人才培养模式研究与实践学科分类:高等教育课题类别:一般课题关键词:新工科,智能制造,产教融合预期研究成果:研究报告课题设计论证1.1 问题的提出为主动应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略。

2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,专门制订了行动路线,明确提出高校要“深化产教融合、校企合作、协同育人,推动传统工科专业改造升级”。

随着“新工科”建设的逐步推进,“产教融合”作为应对第四次产业革命、高端智能制造、“中国制造2025”“双一流”大学建设,以及新工科教育改革等一系列挑战的有效举措,被寄予空前的厚望。

产教融合能提升科技成果转化率,促进我国经济发展新旧动能持续转化,加强智能制造产业核心竞争力,逐步提高行业企业参与办学程度,健全多元化办学体制,全面推行校企协同育人。

在宏观层面能推动经济增长方式由要素驱动向创新驱动转变,在微观层面能实现企业、高校和科研院所深度融合,形成创新合力。

此外,“产教融合”远超出了传统人才培养的范畴,它是人才发展引领产业转型升级的“助推器”、促进毕业生就业的“稳定器”、人才红利的“催化器”;从长远来看,“产教融合”将推动整个高等教育系统性变革,打造新型的中国高等教育系统,使高校与产业界围绕产业与技术变革中的核心要素,构建新型的高等教育系统和产业体系之间的互动演进关系,推动国家实现科技自主创新与高端智能制造技术变革。

然而,纵观当前新工科背景下的高校“产教融合”教育的现状,机械工程专业也逐渐出现一些新的亟待解决的问题和挑战:随着“制造”向“智造”的转型升级,在新工科专业建设布局下,迫切需要我们去探索如何进一步明确“建立产教融合、校企合作的技术技能人才培养模式”,从而更好的整合课内课外资源、校内校外资源、国内与国际资源等开展多元化人才培养的协同育人机制研究,构建多元化的协同育人模式,并开展实践探索工作,推动新形势下人才培养质量的提升。

专业群背景下新工科专业产教融合协同育人模式的探索——以北京联合大学机器人工程专业为例

专业群背景下新工科专业产教融合协同育人模式的探索——以北京联合大学机器人工程专业为例

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2022年第11期·49·文章编号:2095-6835(2022)11-0049-03专业群背景下新工科专业产教融合协同育人模式的探索——以北京联合大学机器人工程专业为例*商新娜,季红益,邬洪迈,李克鸿,金晓明,夏齐霄(北京联合大学机器人学院,北京100101)摘要:结合新工科专业建设对产教融合协同育人的需求与面临的问题,提出在专业群背景下开展新工科专业人才培养模式的探索。

充分利用学科交叉资源共享的建设基础,积极与行业企业开展课程体系建设、师资队伍建设、实践平台建设等工作,为提高人才培养质量、构建新工科专业产教融合协同育人的模式和实践提供经验积累。

关键词:新工科;专业群;产教融合;协同育人中图分类号:G642文献标志码:ADOI :10.15913/ki.kjycx.2022.11.015在以智能制造为代表的全球工业4.0时代和中国“中国制造2025”的重大战略发展中,新工科也得到了快速发展,这是高等教育为适应和服务这场科技革命所提出的教育改革方案。

新工科以新技术、新产业、新业态和新模式为特征[1],核心内容是新理念、新结构、新模式、新质量、新体系[2]。

教育部在《新工科研究与实践项目指南》中提出“深化工程教育改革、树立创新型工程教育理念,提升学生工程创新创造能力,推进科教结合、产学融合、校企合作”,产教融合对于促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接,在人才培养目标制定、师资队伍建设、资源配置协同等方面都发挥着重要作用,是培养新时代复合型新工科人才的有效途径。

产教融合协同育人是一项系统工程,需要学校和企业的协同与配合,也需要政府相关部门的支持,并结合学校和专业自身特点,构建深入融合的育人机制。

机器人技术是前沿交叉学科,机器人的研发、制造和应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志,在中国机器人领域人才缺口问题日益凸显,因此教育部从2016开始创建机器人工程专业,到2021年全国已经有302所高校获批建设机器人工程专业[3]。

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新工科背景下机器人工程专业研究与探索摘要:机器人工程专业是典型的新工科专业,具有很强的新颖性、综合性和实践性。

本文分析了新工科背景下工程专业人才培养的特点,回顾了国内外多所著名大学机器人专业建设情况,介绍了哈尔滨工业大学机器人工程专业人才培养的经验。

关键词:新工科,可持续竞争力,机器人专业建设,课程体系21世纪以来,世界科技快速发展,并带动了新兴产业的兴起。

“互联网+”的出现带动了“互联网+现代服务业”“互联网+行业/新业态/新模式”“互联网+社会服务+SoloMo”的发展,人工智能的兴起带动了人工智能战略新兴产业、传统产业智能化、智能企业与智能公共服务的发展,而“工业4.0”的提出带动了“网络化制造+智能化制造”“服务型制造+现代物流”“机器人+工业物联网+务联网”模式的发展。

在这个背景下,2017年教育部公布了“新工科建设行动路线”,致力于探索建立工科发展新范式,构建工科专业新结构,更新工程人才知识体系,创新工程教育方式与手段,增强国际教育竞争力等[1-3]。

新工科建设是新经济背景下高等工程教育综合改革的重要举措,是服务新经济发展、解决人才供需矛盾和深化工程教育改革的需要,也是我国对国际工程教育改革发展做出的中国本土化的回应[4-6]。

目前,机器人产业及智能制造领域成为各国竞争的焦点,也是世界经济发展的重点[7]。

机器人工程是一门在真实世界环境下将感知、决策计算和执行驱动组合在一起的应用交叉学科和技术。

机器人工程专业是顺应国家建设需求和国际发展趋势而设立的一个新兴专业,属于典型的新工科专业,具有很强的新颖性、综合性和实践性。

一、新工科背景下工程专业人才培养的特点世界科技的快速发展和社会大环境的变化,要求高等工程教育必须做出相应的改变。

从社会角度看,信息化、网络化与认知型社会的新特征是社会变革的表现形式。

社会与环境的可持续发展、知识形成与信息传播的变化,都会导致未来社会对人才需求的变化与挑战。

从个体角度看,新一代青年学生的成长特点、职业发展需求与要素、学习方式等也在发生变化,每一个学生都需要拥有适应未来社会发展与挑战的可持续竞争力。

同时,大学教育也面临着诸多挑战,如全球化高等教育竞争与不平衡的形势、MOOC引发的教育教学改革、多元化/多维度大学教育功能的变化,等等。

新经济发展的跨界性与快速变化的特征,要求工程科技人才具备更高的创新创业能力和跨界合作能力。

在这个背景下,需要重视对学生可持续竞争力的培养。

这是因为,人才的综合素质和创新能力反映了可持续竞争力的核心价值,是个人在未来职业发展与创新工作中发挥重要作用的潜质。

可持续竞争力是指面对未来社会变化和竞争的适应能力、基于使命和技术的创新能力、推动社会发展与科技进步的行动能力。

可持续竞争力能够体现未来人才培养的时代要求和总体质量观,有可持续竞争力的创新人才将成为未来社会与新经济发展不可或缺的人才。

因此,新工科专业人才的培养具有以下一些特点:(1)新理念。

面向战略新兴产业与引领性行业需求培养人才,需要多专业学科交叉与融合创新,这是新工科建设的要求。

(2)新特征。

新工科具有信息化、网络化、智能化、交叉化、创新性、认知型,以及国际化、多元化,实践性、广谱性的特征。

(3)新知识。

战略新兴产业相关工科专业需要新技术、新知识、学科交叉,特别是信息技术、人工智能技术与各专业的融合,带动新工科课程体系的建设。

(4)新模式。

新工科人才培养注重课程学习与项目学习相结合、创新实践与企业实习相结合、探究式学习与小班研讨相结合、国际化培养与跨国交流学习相结合。

(5)新人才。

新工科人才培养目标是研发人才、新兴产业人才、认知型人才、T型创新人才、交叉复合型人才、国际竞争人才、可持续竞争人才。

从培养可持续竞争力人才出发,新工科专业的典型教育模式包括以下几类:(1)“多学科交叉融合+辅修专业”培养模式。

如含多学科交叉的课程体系、面向行业或领域的交叉综合新工科特设专业、“主修专业+辅修专业/微专业/双学位”教育模式、虚拟教学中心/协调中心等。

(2)面向行业应用与实践的校企协同育人模式。

如创新创业教育、产学合作协同育人、企业实习实训与行业认证、卓越工程师培养计划/工程领军人培养计划、校企联合的产业技术学院等。

(3)基于项目学习的创新教育。

如目标驱动/能力优先的培养方案、产学研合作联合培养计划、基于项目的学习计划、基于创业项目的训练计划、创业商学院等。

(4)跨区域跨校的在线开放课程“1+M+N”教育模式。

如“MOOC/SPOC/020+大学翻转课堂+学生群体”混合式教学模式、基于MOOC的跨校合作协同教学模式等。

(5)“X+Y”国际化教育模式。

如跨国多校“X+Y”(2+2,3+1,4+0,1+1等)国际化双学位联合人才培养模式、跨国实习与进修等。

二、国内外机器人工程专业建设经验《中国制造2025》的主攻方向是智能制造,智能制造的关键是机器人与智能装备。

工业机器人、特种机器人、服务机器人等在智能制造中发挥着重要作用,具有广泛的市场需求,其研发和应用需要大量的机器人专业技术人才。

目前,国内近200所院校开设了机器人工程专业。

基于人才培养目标,各校在机器人工程专业课程设置、培养环节等方面有不同的考虑。

高职院校更多的是考虑机器人技能人才的培养,所以更加注重机器人安装、操作、编程、维护等技能的培养。

应用型本科院校人才培养目标定位于机器人应用工程师,所以注重机械、电气、自动控制等方面的知识教学以及机器人系统综合应用能力的培养。

研究型大学要为机器人研究领域培养高端人才打好基础,在课程设置方面应该加强基础,同时强调个性化、特色化及前沿化的探索性知识掌握及科学研究能力的培养。

机器人是智能制造链条的一个重要节点。

考虑到国家和企业的需求,机器人工程专业课程体系要做到对接《中国制造2025》,注重工业化和信息化的深度融合,能够跟随国际前沿,例如机器人新原理、柔性软体机构、微纳米机器、深度学习、仿生、人工智能等。

同时,还要按照工程专业认证的12条(工程知识、问题分析、设计开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习)开展教学,注重本科生和研究生课程的贯通,突出个性化培养和订制、产学研用一体化。

卡内基·梅隆大学在世界上最早开展机器人及人工智能研究,建立了世界著名的机器人技术学院,机器人专业是举世公认的顶级机器人专业。

在本科课程中,必修课(7门选3门)涉及机器人导论、机器人机构、机器人运动学与动力学、机器人控制等基础理论与应用课程。

该校结合计算机与控制优势专业,开设了机器人视觉、嵌入式系统、认知科学、人工智能、机器学习、并行计算、智能控制、微纳米机器人、空间机器人技术等多学科交叉的选修课程(27门选2门)。

该校机器人本科课程设置特点为:夯实基础,广泛拓展,注重在新型交叉学科领域的培养。

麻省理工学院曾因研发出猎豹机器人、世界上第一个有人类感情的机器人Kismet等而享誉全球。

该校本科生课程设置非常注重机器人基础理论和工程实践,包括机器人机构学、动力学、机器人智能等方面的课程。

本科生可以直接参与课题,强化巩固所学知识。

普渡大学本科课程以机器人结构设计、动力学、控制、计算机视觉和人工智能为主要内容,设置了21门本科生课程。

南加州理工大学以机器人人机交互为特色,开设了机器人机构设计、控制、人工智能、视觉等22门课程。

表1展示了国内外部分大学在机器人课程设置方面的对比。

可以看出,国外大学课程重心主要放在机器人基础知识类,应用实践类课程所占比例较小。

这主要是国外大学的机器人专业重点培养面向机器人研究方面的人才。

哈尔滨工业大学(以下简称“哈工大”)充分吸收国外同类学校的经验,同时结合我国对人才的实际需求,在基础类课程和实践类课程的比例上保持相对均衡。

三、哈工大机器人工程专业人才培养实践机器人工程专业是以控制科学与工程、机械工程、计算机科学与技术、材料科学与工程、生物医学工程和认知科学等学科中涉及的机器人科学技术问题为研究对象,综合应用自然科学、工程技术、社会科学、人文科学等相关学科的理论、方法和技术,研究机器人的智能感知、优化控制与系统设计、人机交互模式等学术问题的一个多领域交叉的前沿学科。

机器人专业本身具有多学科交叉的特点,同时又具有创新性。

为了培养学生的专业综合素质,我们在机器人方向课程设置中重点从以下几个方面来考虑:(1)专业能力实现(素质、目标),主要是机器人(智能机电耦合系统)的设计、建模、认知、实现与创新。

(2)机器人基础知识,包括机器人数学基础、仿真与控制(运动学、动力学、轨迹规划、运动控制)等。

(3)机器人硬件知识,包括工业机器人设计与应用(机械关键部件)、嵌入式系统(控制硬件)等。

(4)机器人感知与认知技术,包括传感器技术、信号处理、智能控制。

(5)机器人交互与共融技术,包括机器人与人的交互(主从式)、机器人与人的物理集成和功能集成(穿戴式、植入式)(专业课+创新研修课)。

(6)机器人系统创成与实现,包括医疗机器人技术综合集成视野拓展,空间机器人技术有空间特殊服役环境下机器人典型应用视野拓展、轻量化折叠机构、一体化关节、变刚度变结构、自由漂浮运动控制等(创新研修课)。

(7)前沿创新与拓展,包括并联(面向高速高精度的复杂机构创新前沿),微纳(微纳米制造与MEMS、精密操作机器人概述创新前沿),仿生(仿生理念与专业化仿生、结合生物体特点的特种功能系统创新前沿,如软体、四足、人工肌肉)。

表2展示的是机器人方向具体的课程设置情况。

为了培养复合型拔尖创新人才,促进学生个性化发展,满足新时代国家对拔尖创新人才的需求,哈工大自2017年秋季学期起实施辅修专业(学位)改革试点。

学有余力的本科生和研究生在修读主修专业的同时,可自主选修能够帮助个人成长发展的辅修专业(学位)。

2018年首批开设了智能无人系统、智能机器人、数据科学与大数据技术、大数据管理与应用、计算金融、智能制造系统6个专业。

为此,我们开设“智能机器人”辅修专业(学位),设置了15门智能机器人课程,促进学生在智能机器人领域的创新发展。

我们在注重课堂教学的同时,加强实践教学。

机器人国家重点实验室、国家机器人创新中心、高端装备制造国家级虚拟仿真实验教学中心为学生提供实践教学环境。

我们鼓励学生积极参加哈工大竞技机器人队,通过国内外一系列机器人比赛,引导学生将理论知识转化到实际应用中,促进学生理论与实践认知的结合。

同时,我们与国内机器人龙头企业——安徽埃夫特机器人、山东栋梁科技、哈工大机器人集团等相关企业建立了学生实习实践合作关系。

让学生进入实践实习基地,把工厂“搬进”教室,使学生感到“学的东西有用”:对他们就业有用,对他们的职业生涯发展有用。

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