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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,机器人工程专业成为当下热门的一门学科。机器人工程专业是对机器

人的设计、制造、控制及应用等方面的研究和开发,它是集科技、工程、计算机、自动控

制等多学科的交叉融合。在今天的社会中,机器人已经成为现代制造业、家庭服务、医疗

健康等领域中的必不可少的一种技术和设备。因此,机器人工程专业的发展和研究具有重

要的现实意义。

一、机器人技术的创新

机器人技术的创新是机器人工程专业的核心,随着社会的快速发展和多元化的需求,

机器人技术也在不断创新和发展。随着传感器技术、计算机技术、控制技术等科技的进步,机器人技术也在不断升级和拓展。在新工科背景下,机器人技术需要向更为智能、自主、

服务化、集成化、可靠性高等方向发展,如智能机器人、人机协作机器人等。

二、机器人应用的多样化

机器人的应用范围广泛,涉及机器人制造、航空航天、自动化仓储物流、医疗健康、

家庭服务等多个领域。在新工科背景下,机器人应用的需求也在不断增加,机器人的应用

范围也在不断扩大。因此,机器人工程专业需要关注各个领域的需求,针对每个领域不同

的需求进行针对性研究,推行机器人的应用。

三、机器人工程教育的改革

机器人工程教育需要适应新工科背景下的需求,根据社会和市场的需求来调整机器人

工程教育的内容和形式。首先,注重理论与实践相结合,加强实践教学,培养学生的实际

操作能力和创新能力;其次,注重多学科交叉融合,打破学科壁垒,培养学生的多学科综

合素质;还要注重语言、文化和沟通能力的培养,提高机器人工程师的国际竞争力。

综上所述,机器人工程专业在新工科背景下需要从机器人技术的创新、机器人应用的

多样化以及机器人工程教育的改革三个方面进行研究探索,以适应社会和市场的需求,并

适应新工科背景下的要求。未来,机器人工程专业将成为新工科发展的一个重要学科,也

将成为国家高科技产业发展的重要支柱,值得关注和重视。

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 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。

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,机器人工程专业成为当下热门的一门学科。机器人工程专业是对机器 人的设计、制造、控制及应用等方面的研究和开发,它是集科技、工程、计算机、自动控 制等多学科的交叉融合。在今天的社会中,机器人已经成为现代制造业、家庭服务、医疗 健康等领域中的必不可少的一种技术和设备。因此,机器人工程专业的发展和研究具有重 要的现实意义。 一、机器人技术的创新 机器人技术的创新是机器人工程专业的核心,随着社会的快速发展和多元化的需求, 机器人技术也在不断创新和发展。随着传感器技术、计算机技术、控制技术等科技的进步,机器人技术也在不断升级和拓展。在新工科背景下,机器人技术需要向更为智能、自主、 服务化、集成化、可靠性高等方向发展,如智能机器人、人机协作机器人等。 二、机器人应用的多样化 机器人的应用范围广泛,涉及机器人制造、航空航天、自动化仓储物流、医疗健康、 家庭服务等多个领域。在新工科背景下,机器人应用的需求也在不断增加,机器人的应用 范围也在不断扩大。因此,机器人工程专业需要关注各个领域的需求,针对每个领域不同 的需求进行针对性研究,推行机器人的应用。 三、机器人工程教育的改革 机器人工程教育需要适应新工科背景下的需求,根据社会和市场的需求来调整机器人 工程教育的内容和形式。首先,注重理论与实践相结合,加强实践教学,培养学生的实际 操作能力和创新能力;其次,注重多学科交叉融合,打破学科壁垒,培养学生的多学科综 合素质;还要注重语言、文化和沟通能力的培养,提高机器人工程师的国际竞争力。 综上所述,机器人工程专业在新工科背景下需要从机器人技术的创新、机器人应用的 多样化以及机器人工程教育的改革三个方面进行研究探索,以适应社会和市场的需求,并 适应新工科背景下的要求。未来,机器人工程专业将成为新工科发展的一个重要学科,也 将成为国家高科技产业发展的重要支柱,值得关注和重视。

新工科背景下机器人工程专业产教融合模式探索与实践

新工科背景下机器人工程专业产教融合模式探索与实践 作者:张俊逸王硕 来源:《高教学刊》2021年第33期 摘要:伴随着我国智能制造产业的快速发展,机器人工程专业的人才需求量也越来越旺盛,特别是在新工科建设的背景下,要不断创新其人才培养模式。产教融合模式作为一种学校和企业深度融合的人才培养模式,得到了越来越多职业院校的认可。文章在对新工科背景和产教融合以及新工科背景下机器人工程专业产教融合模式实施的必要性进行简单阐述的基础上,对新工科背景下机器人工程专业产教融合模式实施困境进行了分析,结合实际提出新工科背景下机器人工程专业产教融合模式路径探索,并发表几点思考,以期为新工科背景下机器人工程专业产教融合发展带来一些参考。 关键词:新工科背景;机器人工程专业;产教融合 中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2021)33-0015-04 Abstract: With the rapid development of China's intelligent manufacturing industry, the demand for Robot Engineering talents is becoming more and more vigorous, especially under the background of new engineering construction, to constantly innovate its talent training mode. The production-education integration mode, as a talent training mode of deep integration of schools and enterprises, has been recognized by more and more vocational colleges. This paper expounds the new engineering background, the integration of industry and education, and the necessity of the implementation of the integration mode of industry and education in robot engineering. This paper analyzes the difficulties in the implementation of the integration mode of industry and education in Robot Engineering, and puts forward the path exploration of the integration mode of industry and education in Robot Engineering under the new engineering background, and puts forward some thoughts. The purpose of this study is to provide some references for the development of industry-education integration of Robot Engineering specialty under the new engineering background. Keywords: new engineering background; Robot Engineering; fusion of production and education 在我國近些年经济和科技的快速发展下,为了适应产业转型升级的步伐,使我国的经济高质量发展以及向创新型发展模式转变。教育部在2017年发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》。机器人工程专业作为一个融合了自动化技术、智能控制技术、机械电子技术以及计算机技术等多学科知识和技术的专业,使其成为新工科背景下重点发展的方向之一。长期以来

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。这对机器人工程专业的学生来说,既是一个机遇,也是一个挑战。 机器人工程专业在当前的发展现状下,面临着新的机遇和挑战。新工科的背景为机器 人工程专业的发展提供了更为广阔的舞台,同时也提出了更高的要求。

应用型本科机器人工程专业课程体系改革与探索

应用型本科机器人工程专业课程体系改革与探索 随着人工智能技术的不断发展和应用,机器人工程专业也成为了近年来备受关注的热 门专业之一。为了适应这一新的形势,机器人工程专业的课程体系也需要进行改革与探索,以培养具备应用能力的机器人工程人才。 一、增设新领域的课程。 随着机器人应用领域的不断拓宽,机器人工程专业的课程体系也需要根据不同的应用 领域进行分类和设置。除了基础的机器人技术课程之外,可以增设如医疗机器人、服务机 器人、农业机器人等不同领域的专业课程,以满足不同领域的需求。这些专业课程不仅要 注重理论知识的传授,还要注重培养学生的实践能力,通过实际操作和项目实践来提高学 生的技术水平和创新能力。 二、注重跨学科的融合。 机器人工程是一门涉及多学科知识的综合性学科,因此在课程设置上需要注重跨学科 的融合。可以将电子技术、计算机科学、机械工程、控制工程等相关学科的知识纳入机器 人工程专业的课程体系中,以提高学生的专业素质。还可以将人文社科类的课程如心理学、法律学等纳入机器人工程专业的课程体系,以培养学生的人文素养和思维能力,让他们更 好地理解机器人与人类社会的关系。 三、加强实践教学环节。 机器人工程是一门实践性很强的学科,因此在课程体系改革中需要加强实践教学环节 的设置。可以通过实验课程、项目实践、实习等方式,让学生亲自动手解决真实问题,培 养他们的动手能力和解决问题的能力。可以鼓励学生参加机器人比赛和科技创新活动,提 高他们的团队协作能力和创新能力。 四、加强外语教学。 随着机器人工程领域的国际化趋势,需要培养具备良好外语能力的机器人工程人才。 在课程体系改革中需要加强外语教育。可以将机器人工程领域的重要文献和研究成果进行 翻译并纳入课程内容,同时也可以增设外语训练课程,提高学生的听说读写能力。还可以 鼓励学生参加国际交流项目和实习,拓宽他们的国际视野和交流能力。 机器人工程专业的课程体系改革需要根据应用需求进行调整和完善,注重培养学生的 实践能力和创新能力,加强跨学科的融合,加强实践教学和外语教育,以培养具备应用能 力的机器人工程人才。只有这样,才能更好地适应机器人工程专业的发展需要,为机器人 产业的快速发展提供有力支持。

“新工科”背景下机器人工程专业的课程体系构建探讨

“新工科”背景下机器人工程专业的课 程体系构建探讨 摘要:机器人技术的发展是一门多学科、多学科的学科[1],是在“新技术”的背景下发展起来的,专门从事机器人技术、智能制造等领域的创新。2019年, 我开始学习机器人技术,该技术结合了工程、测量技术和仪器、计算机科学等领 域的一系列专业,为人工智能设计了一个多层次、多学科的模型。机器人课程是 机器人学科的核心,定于上半年进行。它是数学、动力学、传感器技术、控制理 论等基础的综合课程,是学生未来科学研究和技术实践的基础。在新的学科方向 背景下,必须消除过去与单一课程有关的许多问题。 关键词:“新工科”;机器人工程;课程体系的构建 引言 机器人技术的发展是一门多学科、多学科的学科,是在“新技术”的背景下 发展起来的,专门从事机器人技术、智能制造等领域的创新。2019年,我开始学 习机器人技术,该技术结合了工程、测量技术和仪器、计算机科学等领域的一系 列专业,为人工智能设计了一个多层次、多学科的模型。机器人课程是机器人学 科的核心,定于上半年进行。它是数学、动力学、传感器技术、控制理论等基础 的综合课程,是学生未来科学研究和技术实践的基础。在新的学科方向背景下, 必须消除过去与单一课程有关的许多问题。 一、机器人工程专业建设现状 被称为“制造业皇冠宝石”的机器人是衡量国家创新能力和行业竞争力的重 要标志,已成为影响全球生产格局的新一波技术和工业革命的重要起点。为了克 服机器人技术日益激烈的竞争,促进创新机器人技术将成为各国政府和学术界的 重点。英国普利茅斯大学是世界上第一所为机器人开设生物科学课程的大学。它 为学生提供了从根本上获得的模拟经验,以发展电子、嵌入式和高级编程、电气

面向新工科的机器人工程专业创新人才培养模式探索

面向新工科的机器人工程专业创新人才培养模式探索 1. 引言 1.1 背景介绍 在当前全球经济一体化和产业转型升级的背景下,机器人技术被广泛应用于工业生产、医疗保健、农业等各个领域,对机器人工程专业人才的需求不断增加。如何更好地培养适应未来发展需求的机器人工程人才成为当前教育领域的重要课题。 本文旨在探讨面向新工科的机器人工程专业创新人才培养模式,通过对新工科理念下机器人工程专业教育模式、工程实践能力培养、跨学科交叉融合、人机协同教学模式以及面向产业需求的课程设置与实践活动等方面的探索,以期为机器人工程专业的教育改革与发展提供参考。 1.2 研究意义 机器人工程专业作为新兴的领域,其人才培养模式的创新具有重要的研究意义。随着科技的快速发展和社会的进步,机器人技术已经成为未来产业发展的主要方向之一,培养具备机器人工程专业知识和技能的人才具有重要的战略意义。传统的教育模式已不再适应新时代的需求,需要探索适合新工科理念的机器人工程专业人才培养模式,以满足社会对高素质人才的需求。新工科理念强调实践能力和创新精神的培养,机器人工程专业的学生需要在实践中掌握知识,培养解决实际问题的能力。对面向新工科的机器人工程专业人才培养模式进行

探索与研究,将有助于提高人才培养质量,推动机器人技术的发展和 产业的繁荣。 1.3 研究方法 研究方法是指研究者在进行研究时所采用的方法论和技术手段。 在本文的研究中,我们主要采用了文献研究和案例分析的方法。通过 查阅大量相关文献,了解当前机器人工程专业人才培养模式的现状和 存在的问题,为后续研究提供理论支持。我们还结合了多个案例,深 入分析不同高校和企业在机器人工程专业人才培养方面的做法和成效,从中汲取经验和教训。我们还进行了一系列的访谈和调研工作,与相 关领域的专家学者以及实际从事机器人工程的教师和学生进行深入交流,了解他们对于人才培养模式的看法和建议,为研究结果的可靠性 和实用性提供保障。通过以上研究方法的综合运用,我们力求全面深 入地探讨面向新工科的机器人工程专业创新人才培养模式,为该领域 的教育教学工作提供有益的借鉴和启示。 2. 正文 2.1 新工科理念下机器人工程专业教育模式创新 新工科理念下机器人工程专业教育模式创新主要包括以下几个方 面的探索和实践。教育内容的更新和调整。随着新工科理念的提出, 机器人工程专业的教育内容也需要跟随时代的发展进行更新和调整, 更加注重实践性和创新性,强调跨学科融合和综合能力的培养。教学 方法的改革和创新。在新工科背景下,传统的课堂教学模式已经不再

机类专业“工业机器人技术”课程教学内容初探

机类专业“工业机器人技术”课程教学内容初探 作者:朱洪前余皡邓旻涯 来源:《黑龙江教育·高校研究与评估》2020年第04期 摘要:开设“工业机器人技术”课程,是机类专业实现“新工科”的一项重要举措。在“工业机器人技术”课程教学过程中,需要注重基础,将内容深度控制在机械类学生能够接受的程度。文章基于新工科背景,对机类专业“工业机器人技术”课程教学内容进行深入探讨,研制出新的“工业机器人技术”课程教学大纲,供主讲教师参考。 关键词:工业机器人技术;机类专业;高校 中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2020)04-0006-02 一、研究意义 近年来,在工业4.0及“中国制造2025”政策的引导下,中国机器人产业整体市场规模持续扩大。我国机器人产业2013-2018年的平均增长率达到29.7%,增速保持全球第一。2017年,中国机器人产业整体规模超过1200亿元。工业机器人应用场景越来越宽广。国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006—2020)提出以智能服务机器人应用需求为重点。中国制造2025提出围绕机器人应用需求,积极研发新产品[1]。 开设机器人工程专业的高校,2016年1所,2017新增25所,2018年新增60所,2019年新增101所。自动化、电气工程、计算机科学与技术等电类、计算机类专业基本开设了机器人技术课程[2]。 “工业机器人技术”涉及到机械学、电子学、计算机学、控制工程、人工智能等多个领域的最新研究成果。开设“工业机器人技术”课程是机类专业实现“新工科”的有力支撑。机械制造及其自动化、机械设计及其理论、林业工程、农业工程、矿业工程、轮机工程、车辆工程、精密仪器及机械、动力工程、纺织工程等数十个机类与近机类专业也在不断增开机器人技术课程。国内高校机类本科专业的“工业机器人技术”课程教学内容往往过于集中在运动学、动力学,或者所选取的教学内容难度超过了机类学生能够接受的程度。机类专业迫切需要的机械系统、动力系统、通讯系统等内容普遍介绍不足。因此,开展机类专业的“工业机器人技术”课程教学研究,提高机类专业的“工业机器人技术”课程教学水平,是高校机类专业的一项紧迫的任务[3]。 二、机类专业“工业机器人技术”教学目标

新工科背景下机器人工程专业人才培养课程体系构建的探索

新工科背景下机器人工程专业人才培养课程体系构建的探索 作者:龙迎春,韩竺秦,曾祥锋,彭昕昀 来源:《高教学刊》2021年第30期

摘要:机器人产业面临前所未有的發展机遇,但与之相关的专业人才缺口巨大,给机器人专业人才培养带来了重大的挑战。文章从新工科人才培养定位、课程体系的“新结构”、应具备的“新素养”等方面分析了机器人工程专业人才培养方案制定时考虑的几个问题,围绕“新素养”“新能力”的培养,以韶关学院机器人工程专业建设为例,对地方性应用型高校机器人工程专业人才培养目标、课程体系进行探讨,构建了强化信息技术能力和工程实践能力的课程体系新结构、新内容。 关键词:机器人工程;新工科;人才培养;课程体系 中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2021)30-0147-05 Abstract: The robotics industry is facing unprecedented development opportunities, but the gap of related professionals is huge, which brings great challenges to the training of robot professionals. This paper analyzes issues considered in the formulation of talent training plan for robot engineering specialty from the aspects of talent training orientation of new engineering specialty, the "new structure" of curriculum system and the "new literacy" that new engineering talents should have.

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 随着科技的不断发展,机器人技术的应用范围也在不断扩大,机器人工程成为了一门 备受瞩目的新兴学科。越来越多的高校开始设立机器人工程新工科专业。本文将就机器人 工程新工科专业的建设进行探析,探讨其专业设置、课程体系、师资队伍建设以及实践教 学环节等方面的问题。 一、专业设置 机器人工程新工科专业主要面向的是IT类学科的研究生,它拥有雄厚的研究基础和创新能力,将机器人技术与计算机、电子、控制等相关学科结合,培养学生掌握机器人系统 与技术的设计、研发、应用和管理能力。专业设置上需要包括机器人构造、机器人控制、 机器人视觉、机器人智能与感知、机器人运动规划、机器人编程等方面的课程,以满足学 生对机器人技术的全面掌握。 二、课程体系 机器人工程新工科专业的课程设置需要紧跟机器人技术的最新发展趋势,将国内外先 进的技术和理论纳入到课程中来,使学生能够及时了解并接触到最新的机器人技术。还需 要设置大量的实践教学环节,让学生在实际操作中能够深入理解机器人技术,并在此基础 上进行创新性的实验和研究。还需要设置跨学科的课程,如机器人与人工智能、机器人与 生物医学工程等,以拓宽学生的学科视野。 三、师资队伍建设 机器人工程新工科专业的教学团队需要具备国际化的视野和丰富的科研经验,以确保 教学内容的先进性和实用性。教师团队应该包括具备丰富工程背景的实践型人才,专业的 理论研究型人才以及具备产学研结合背景和实际工作经验的外聘人才。还需要鼓励教师团 队参与国际性的学术会议和国际项目合作,以更新教学内容和提高教学水平。 四、实践教学环节 机器人工程新工科专业的实践教学环节是非常重要的,通过实践教学,学生可以将理 论知识与实际操作相结合,提高他们的动手能力和解决问题的能力。实践环节包括实验课程、项目实践、实习和毕业设计等,学生可以通过这些环节深入了解机器人技术,并在实 践中不断提高自己的能力和技能。学校还应该积极与企业合作,提供更多实习和项目合作 机会,以促进学生的就业和创业发展。 机器人工程新工科专业的建设需要全面考虑学科发展的趋势和社会需求,注重理论与 实践相结合,培养学生创新能力和实践能力,以满足未来社会对于机器人工程技术的需求。

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 随着科技的快速发展,新工科也随之兴起,成为了当今社会发展的重要领域之一。而 在新工科的背景下,机器人工程专业成为了人们关注的焦点。 机器人工程专业是与人工智能、自动化等紧密相关的学科,旨在培养具有机器人设计、制造、控制及应用能力的高级工程技术人才。机器人具有自主性和感知能力,能够灵活地 完成人类任务或与人类进行交互,因此在制造、服务、医疗、军事等领域有着广泛的应用 前景。 新工科注重跨学科的融合与创新。机器人工程专业不仅需要具备工程学科的基本知识 与技能,还需要了解相关的计算机科学、控制科学、材料科学等学科,以实现机器人的设 计与制造。机器人工程专业融合了多个学科的知识,培养了跨领域的综合型人才。 新工科注重实践与创新能力的培养。机器人工程专业强调实践教学,通过设计、实验、实习等方式,让学生具备实际操作的能力。机器人工程专业也鼓励学生进行创新研究,鼓 励学生提出新的想法、解决实际问题,并积极参与相关竞赛与项目,以提升创新能力和综 合素质。 新工科注重国际视野和全球合作。机器人工程专业在培养学生时,注重培养学生的国 际视野和全球合作能力。学生可以通过参观国内外机器人研发实验室、参加国际学术会议 等方式,了解最新的科技发展动态,拓展国际化的视野。学生还可以参与国际机器人大赛、国际科研项目等活动,与全球优秀的科研团队进行合作,提高自己的专业水平和国际交流 能力。 新工科注重社会责任与人文关怀。机器人工程专业除了关注技术创新与发展,也注重 探索机器人在社会中的应用与影响。专业课程中也会涉及机器人在医疗、教育、养老等领 域的应用,以培养学生的社会责任感和人文关怀。 在新工科背景下,机器人工程专业积极探索机器人技术与社会的融合,在跨学科合作、实践创新、国际合作以及社会责任等方面取得了显著的进展。相信随着新工科的不断发展 与完善,机器人工程专业将在未来的科技创新中发挥更加重要的作用。

“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 作者:王晶薛光辉 来源:《科技创新导报》2020年第08期

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)-0180-02 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。 1 课程特点分析 1.1 “机器人学导论”课程分析 “机器人学导论”课程是面向大四学年测控技术与仪器、机械工程专业本科生开设的导论形式的专业选修课程,开设学时为32学时的理论授课。涉及内容包括绪论(4学时)、传感器(4学时)、驱动器(2学时)、位姿变换(4学时)、运动学(2学时)、静力学(2学时)、动力学(4学时)、控制技术(4学时)、轨迹规划(4学时)、机器人计算机(2学时)等相关基础知识,在学时分布上可以看出,对于相应的运动学、动力学等内容并未作较深入的讲解。同时,在授课的过程中发现,大四学年的学生对于上述内容的理解存在一定的困难,分析原因为:相关内容的基础课程一般在大一及大二年级就已结束,学生对于新知识的接受和理解需要较长时间的巩固和预习周期,而对于大四学年的学生往往在时间上无法分配过多精力。因此,对于理论性以及基础延申性较强的授课内容不建议在大四专业开设。 1.2 “机器人技术基础”课程分析

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 一、新工科背景下机器人工程的发展趋势 新工科理念强调“全球透视、社会责任、创新实践、协同创新”。在这样的理念指导下,机器人工程专业将呈现出以下几个发展趋势: 1. 跨学科整合:机器人工程是一个涉及多个学科知识的领域,新工科背景下将更加 重视不同学科之间的整合与交叉。未来的机器人工程专业将更注重与电子工程、计算机科学、材料科学等学科的融合,培养跨学科背景的复合型人才。 2. 产学研深度融合:新工科理念强调产学研结合,注重学术研究与实际应用的结合。机器人工程专业将更加注重校企合作,促进产学研深度融合,培养符合市场需求的高端技 术人才。 3. 创新实践导向:新工科背景下,机器人工程专业将更加注重学生的创新实践能力 培养。通过开展项目式教学、实验实训等方式,激发学生的创新精神和实践能力。 4. 社会责任教育:机器人工程专业将进一步强化对学生的社会责任教育。强调科技 创新与社会发展的有机结合,培养具有社会责任感和国际视野的高端人才。 5. 多元化教育模式:机器人工程专业将探索多元化的教育模式,包括线上线下相结 合的教学方式、面向全球的国际化教育等,为学生提供更加广阔的学习平台和交流空间。 二、机器人工程专业的研究内容和方向 在新工科背景下,机器人工程专业的研究内容和方向将更加注重对未来关键技术的探 索和应用。具体包括但不限于以下几个方面: 1. 智能控制技术:智能控制技术是机器人工程的核心技术之一,包括传感器技术、 运动控制技术、自主导航技术等。在新工科背景下,应加强对智能控制技术的研究,并将 其应用到工业制造、医疗康复、智能家居等领域。 2. 人机协作技术:随着机器人在工业生产和生活服务中的广泛应用,人机协作技术 成为一个备受瞩目的研究领域。机器人工程专业应加强对人机协作技术的研究与探索,提 高机器人与人类的协同工作能力,推动产业升级和智能制造。 3. 柔性机械设计:柔性机械设计是机器人工程领域的前沿研究方向之一。在新工科 背景下,机器人工程专业应加强对柔性材料、柔性机构、柔性传感器等方面的研究,探索 更适应复杂环境和实际需求的机器人设计与制造技术。

机器人工程新工科专业人才培养模式浅析

机器人工程新工科专业人才培养模式浅析 新工科教育模式是近年来提出的一个新的教育理念和教育模式。这种教育模式强调对 学生的技能和实践能力进行培养,注重解决实际问题和提高学生的创新能力。对于机器人 工程专业人才的培养来说,采用新工科教育模式具有重要的意义。 机器人工程是一个高度实践性的专业领域,需要学生具备扎实的技能和实践能力。传 统的教育模式往往注重理论知识的传授,忽视了对学生技能的培养。而新工科教育模式强 调实践教学和项目驱动的学习方式,能够更好地培养学生的实践能力和技能水平,使他们 能够更好地适应未来的工作需求。 新工科教育模式对于机器人工程专业人才的培养具有非常重要的意义。采用新工科教 育模式能够更好地培养出具备实践能力和创新能力的机器人工程专业人才,使他们能够更 好地适应未来的工作需求。 机器人工程新工科专业人才培养模式具有以下几个特点: 1. 项目驱动的教学方式 项目驱动的教学方式是新工科教育模式的核心之一。在机器人工程专业的教学过程中,可以采用项目驱动的教学方式,让学生参与到各种机器人项目中去,通过实践来学习知识,提高技能和解决实际问题。这种教学方式能够更好地培养学生的实践能力和创新能力,使 他们在未来的工作中更加得心应手。 2. 跨学科的教育理念 机器人工程是一个涉及多个学科知识的跨学科领域,需要学生具备较强的综合能力。 在新工科专业人才培养模式中,可以采用跨学科的教育理念,打破学科之间的壁垒,让学 生有机会学习到不同学科的知识,提高他们的综合能力和跨学科的素养。 3. 实践能力的培养 4. 创新意识的培养 机器人工程是一个创新性的领域,需要学生具备较强的创新能力。在新工科专业人才 培养模式中,可以注重培养学生的创新意识,通过开设创新实验课程和科研项目,激发学 生的创新潜力,使他们能够更好地提高创新能力。 1. 师资队伍建设不足

新工科背景下机器人工程专业人才培养体系建设思考

新工科背景下机器人工程专业人才培养 体系建设思考 摘要:目前开设机器人工程专业的大学发展迅速,既有985和211高校,也有普通本科高校和民办高校。行业发展的需求对新工科背景下机器人工程专业教学和建设提出了新的要求,机器人工程专业面临着新机遇、新挑战。然而短时间内,众多高校竞相开设的机器人工程专业面临着课程体系建设不充分、基本教材不足、实验实践教学体系论证不完全等问题,这些关乎机器人工程专业的未来发展。在新工科建设背景下,如何以新理念、新模式培养具有扎实的机器人专业基础知识、卓越工程实践能力、胜任行业发展需求的创新型人才,已经成为机器人专业发展急需解决的关键问题。 关键词:新工科;机器人工程;专业建设;人才培养 引言 机器人是我国高端制造业的代表。但机器人专业应用型人才的不足直接影响机器人产业的发展。中职学校应当构建合理的机器人专业人才培养模式,培养应用型人才对接机器人的工作岗位。 1国内外大学机器人工程专业发展现状与特点 就世界范围而言,美国、日本、韩国、欧洲等国家地区的机器人技术发展较为领先。下面对这几个发达国家地区的机器人教育现状做深入分析和探讨。 美国的卡耐基梅隆大学于1979年率先成立机器人研究所,并于1988年设立了机器人学博士项目。发展到今天,卡内基梅隆大学可覆盖从本科到研究生的全方位机器人教育。机器人专业学位课程主要包括四个模块: (1)数学基础;(2)力学知识包括机器人运动学、动力学及控制;(3)机器人感知理论(譬如机器视觉、各类传感器及应用等);(4)机器人的认知

与推理(机器学习、人工智能等)。另外,机器人专业还提供了提升学生动手能 力的实践课和选修课。依据学生的兴趣自由选择仿人机器人、移动机器人、机电 一体化等选修课。美国的Worcester理工学院于2006年,加州大学SantaCruz 分校于2011年、Lawrence理工大学于2011年相继成立机器人工程本科专业,根 据各个学校的特点,依托不同学科,发挥学科交叉的特点和优势,凸显机器人这 一交叉学科的主体地位。这些高校的机器人教学具有如下特点:以机电、自动化、计算机作为专业基础课程,以机器人相关课程作为专业课,提倡培养学生实践能力,积极开展机器人竞赛,同时利用机器人教育平台与其他课程教学交叉融合。 美国其他知名高校一般将机器人作为研究方向,尚未开设本科专业。如麻省理工 学院的野外与空间机器人实验室挂靠机械工程系、斯坦福的机器人实验室则隶属 人工智能实验室。但是,这些高校的研究生课程设置也都参考借鉴了卡耐基梅隆 大学的课程设置方法。 2机器人工程专业建设面临的问题 2.1实践教学简单化、专业教学环节与企业、行业发展步调不一致 由于地方高校工科专业的任课教师较缺乏实践经验,教学内容和知识点仍停 留在更新缓慢的教科书中,教学内容无法跟上企业的新技术。因此,本文要解决 的关键问题之一是创新人才培养模式,缩短实践与教学环节之间的距离,并密切 关注企业的变化。 2.2专业实践教学经费不足 培养高素质工程人才需要大量资金来支持实践基地的建设。由于地方高校经 费短缺,实践教学经费明显不足。通过该项目的实施,我们可以加强地方高校之 间的合作,在节省成本的同时扩大知识视野,帮助地方高校摆脱实践教学经费不 足的困境。2.3对新工科专业的理解不深,内涵不够,学生创新能力培养有待提 高针对新工科专业的改革与探索,国内各高校都投入了极大的精力和人力。但是 总体而言,对新工科内涵的理解层面还不深。大多数高校对新工科的理解还停留 在“校企合作”等形式上,并未深入理解新工科与传统工科专业的区别和联系, 多数校企合作多流于形式,重仪式、轻内容。各高校未能有效对传统专业进行升

机器人专业应用型人才培养模式探索与实践

机器人专业应用型人才培养模式探索与 实践 机器人技术作为人工智能和智能制造的代表性产业,在我国起步稍晚,机器人教育相对薄弱、相关人才缺口较大。上海市建设全球制造高地、长三 角G60科创走廊智能制造产业发展,以及上海“十四五”规划中“3+6”重点产 业之一高端装备产业集群发展,对机器人领域人才提出更高的要求。为此,必须 加快机器人技术领域具有创新能力与实践能力的高素质应用型人才培养,培育能 够承担机器人技术及产业发展的创新队伍,提高机器人创新、制造水平。 1.人才培养目标及拟解决问题 上海工程技术大学作为地方高校新工科研究和实践的牵头联系单位,面向航 空航天、大型船舶、轨道车辆、汽车等高端交通装备制造领域对机器人专业应用 型人才的需求,2015年成立了以“机器人”为特色的机械电子工程专业,专门培 养机器人领域的高素质应用型人才,2020年获批“机器人工程”新工科专业。经 过5年的探索和实践,构建了特色鲜明的“机器人专业应用型人才”培养模式, 紧密结合“新工科”建设,坚持行业需求导向,基于“创新、实践、个性化”相 融合的人才培养目标,建立矩阵式培养体系、立体式创新实践平台、分层式产学 育人模式,在党建引领下构建沉浸式育人环境,实现了工程教育、科学研究、技 术创新深度融合,政府、企业、学校多元协同,有效实现育人文化创新和育人模 式创新。 通过校企协同、多阶递进、多维拓展,解决机器人领域人才培养中三个突出 问题:(1)解决人才培养目标与企业需求不吻合的问题,形成企业参与培养方 案制定、教学计划内容动态调整、教学手段多元融合的多元协同矩阵式人才培养 体系;(2)解决人才培养过程中个性不足,创新能力不够的问题,形成校内实 验室、科创基地、校外实践基地联合构建的多阶递进立体式创新实践平台;(3)解决新工科理念融入度低、知识体系滞后于产业需求的问题,形成与企业共授课

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