基于产学协同育人的智能机器人教学改革措施
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作者:周俊波 董晏伟
摘 要：产学研实践育人作为国家实施创新驱动战略有效途径之一，对培养创新型人才、提高高校教育质量和提升国家科技创新能力具有重要作用。本研究采用文献分析法，综述了各发达国家产学研模式以及我国研究现状，并结合成都理工大学智能机器人发展现状，提出了相应的创新训练教学改革措施。
关键词：产学研 智能机器人 教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（b）-0219-03
产学研是指企业、科研院所和高等学校间密切联系和相互合作，将人才培养与企业市场需求结合，促进技术创新所需资源的有效组合[1]。各发达国家的政府和高校在产学研领域开展相关的实践活动[2]，不仅促进大学生全面发展，提升在校大学生的创新能力和综合素质，而且提高高校教育质量。本研究采用文献分析法，综述了各发达国家产学研模式，概述了我国产学研研究现状，分析了不足之处。客观分析了成都理工大学智能机器人实习教学现状，并提出了相应的教改措施。
1 各发达国家产学研模式
1.1 美国高校产学研模式
美国高校产学研协同创新思想起源于1862年，当年《莫雷尔法案》的出台标志着产学研协同创新思想的诞生。20世纪70年代，随着国际经贸竞争的日益激烈，美国更加重视科技成果转化为生产力，并出具相关法律和政策倡导企业主动与科研院所和高等学校间合作，强调企业须在产学研合作中提供经费上资助，用于科技成果转化和技术开发。发展至今，先后出现了科技工业园区模式、科研承包与合作培养模式以及建立合作研究中心等一系列比较有代表性的产学研模式，促进美国高等教育的快速发展。
科技工业园区模式依托于高校优质创新资源，企业和科研机构在高校周围创办科技企业，政府部门制定相应的优惠政策用以增强科技园的竞争力。该模式中最成功的范例是斯坦福大学创办的科技工业园——硅谷。如今的硅谷已经成为美国科技创新精神的象征，教育、科研与生产实际紧密结合，培养了大批复合创新型人才。科研承包与合作培养模式是企业根据自身需求，将所需研发的项目承包给大学或研究机构研发，企业提供配套的研发资金并负责后续的研发产品的市场转化。这种模式研发项目范围非常广泛，便于实际运作。合作研究中心模式一般由企业提供资金，在有条件的高校或科研院所中建立合作研究中心，由高校、科研机构和企业的相关科技人员共同组建研发团队，承担一些重要的科研任务。该模式充分利用高校或科研院所的实验设备和研究资料和企业的产品推广和营销能力，便于实现科研成果的快速转化。
美国联邦政府在高校产学研领域也有所作为。比如制定健全的政策和完备的法律制度，并根据社会和经济发展的变化进行相应的调整。在资金支持方面，美国政府对高校提供大量经费用于科研，针对企业制定一系列的减税政策。這些措施不仅提高高校和企业参加产学研合作的积极性，而且促进科研技术向现实经济效益的转化。
1.2 英国高校产学研模式
英国高校产学研模式有剑桥科学公园模式、沃里克模式、教学公司模式和“三明治”人才培养模式等多种各具特色的模式。
剑桥科学公园模式与美国的科技工业园区相似，目前发展成为欧洲最大的高科技工业聚集区。沃里克模式与美国的合作研究中心模式相似，基于沃里克大学丰富的创新研究成果，吸引众多企业来创办高技术公司，加速研究成果的商业化。
教学公司模式是高校、企业和政府联合培养，采用理论教学与实践相结合的一种人才培养模式。该模式是将高校先进技术直接转移到企业，用以培养高质量的技术人才。实践证实该模式在实施期间成效显著，不仅为企业培养大批高质量的科技管理人才，而且实现大学研究成果直接向企业转化，为高校创造高达400亿英镑的产值。
“三明治”人才培养模式主要针对四年制的学生，让其在第三年到企业实习或申请到欧盟国家学校继续学习，第四年在返回学校继续学习的一种人才培养模式。该模式早期用于英国高等职业教育，后经发展，扩展至商业、酒店管理乃至物理、数学等众多专业。
1.3 德国高校产学研模式
德国产学研模式主要包含双元制模式、以企业为核心的研发项目以及联合体型等的合作模式。
双元制模式与英国的“三明治”人才培养模式相似，即学生在学校学习理论知识和基础知识，后提前进入企业生产实践。这种模式需要高校和企业建立长期稳定的合作关系，共同发挥作用，从而提升学生综合能力素质和创新能力。以企业为核心的研发项目合作模式与美国的合作研究中心模式相似，即企业根据市场需求，结合企业的客观条件确定研发项目，提供研发经费委托大学和科研机构合作研发。联合体型合作模式是在政府的支持下，由众多研究所和知名企业组合成联合体型的模式。如弗朗霍夫协会涉及到60个研究所以及众多知名企业参与的产学研合作中心。
1.4 日本高校产学研模式
日本出现最早的产学研模式是产学官模式，后续有委托模式和共同研究模式。
产学官协同创新是日本的一项基本国策，其是一种以企业为主导，政府和高校为辅的产学研合作模式。日本政府给予了大力支持，如投入大量研究经费、制订了多项科研计划、创办合作促进机构等措施。
委托模式包含两种模式，即政府委托高校研究和企业委托高校培养从业人员。前者是政府将重大科研项目以合同的形式委托给高校，并提供配套的经费，而高校按照合同要求完成科研项目;后者是企业委托高校对其员工进行继续教育或职业培训，便于提高职员的业务水平。 共同研究模式主要是企业、高校和科研机构就共同的课题开展合作研究，其研究资金由企业通过捐赠金形式提供。日本政府政策层面和资金层面予以鼓励和支持。这一模式中建立了多个产学研合作中心，企业与高校、科研院所间合作共进，并建立了信赖关系，为产学研快速发展奠定了基础。
2 我国的产学研研究现状
建国初期，为发展国防科技力量，我国开始产生产学研协同的教学模式，不过仅限于部分高校。1992 年，启动了“产学研联合开发工程”项目，有力地推动了产学研发展，促进了科技与经济的结合。2007年，成立“中国产学研合作促进会”，其聚集产学研界相关智能部门，和众多高校、企业、科研机构搭建了高层次的交流平台。随着国家对创新能力的重视以及企业对创新人才的需求增加，在政府的推动下诞生了大批的产学研合作组织。党的十九大报告指出，要“建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系”。从此产学研协同创新成为国家战略。国家基金项目和企业以及众多高校参与其中，开展了广泛的理论研究和实践活动，并积累了丰富的文献资料和实践成果。
不过我国产学研起步较晚，1989年才开始有相关文献报道，直到2011年开始大量的研究，而近几年的研究数量呈现下降趋势。目前，我国产学研尚存在不足之处。文献[3]分析指出产学研合作不足在于思想认识浅显，高校主体意识不够;合作仅限于基础研究，在应用研究方面相比发达国家还差较远;而合作内容局限于技术开发或咨询等，合作层次较低。文献[4]从机制上指出了我国产学研存在的问题，如政策不到位和缺失法律保障机制、产学研基地功能定位不明晰和重复建设、人才培养保障机制不健全和缺失动力机制以及产学研合作体制机制滞后、产学研合作主体信息沟通不畅和融资渠道窄等系列问题。
3 智能机器人创新训练教学改革措施
3.1 成都理工大学金工实训中心智能机器人教学现状
成都理工大学金工实习基地始建于2000年，当年购置能力风暴机器人用于实习教学。教学实践[5]证实“智能机器人”教学高效提升大学生实践能力和创新能力。在教学过程中引入竞赛实践活动，有效提升创新思维能力和独立思考能力[6]。不过，中心起步晚，底子差，竞赛实践活动仅能开展仿真竞赛，离国内外开展的机器人赛事尚存差距。成都理工大学于2018年新建金工实训中心，极大改善了智能机器人教学环境，不过对于教学内容和教学手段，急需教学改革，以适应新世纪的教学目标。2018年，金工实训中心与合作开展教学研协同育人，为智能机器人的创新训练教学改革提供外在条件。
3.2 智能机器人创新训练教学改革措施
3.2.1 校企资源共享和优化，培养企业所需的人才
高校优势在于教育资源，比如丰富的图书资料、大量的教育科研人才以及成熟的实验设施、教学设施，便于培养学生的理论和创新能力;而企业资源优势在于实践操作和技术产业化，如生产设备、品牌产品、行业关系、产业链建立、市场领地、市场营销能力等。产学研合作优势之一在于资源的共享，不过校企资源整合并非简单相加，需要对相关资源优势互补和优化整合，从而实现高质量和高水准的校企合作。如将高校理论教学和企业实践结合;将高校培训能力和企业营销能力结合;将高校科研能力和企业生产能力结合等;共同开发设计实训项目和编写相适应的实训教材。
3.2.2 师资队伍建设
为尽快适应智能机器人新技术的发展，适应工程实训中心的教学要求以及新课程创新体系，对教师的培养以及教师队伍的建设尤为重要。查阅文献和调研，目前有两种途径。其一是提升在职教师技能。当前高校教师理论丰富，然而缺乏实践经验，而且智能机器人领域技术日益更新。因此，教师需要不断学习以适应教学需求。如参加“双师型”教师培训，提高实践技能;或到企业实践学习，学习智能机器人在企业生产环节的具体运用，教师们了解企业发展程度以及对学生的需求。其二是人才的引进。引进机器人行业和社会上具有丰富实践经验的专家或学者，或者聘任为兼职教师，从而充实教学队伍便于提升实践教学和实训项目的质量。
3.2.3 教学过程的对接，便于就业
高校不仅需要理论和实践教学，还需要培养技能和岗位素质，从而促进学生到职业人的角色转变。将员工職业培训内容融入到教学环节中，并邀请企业相关人员开展系列培训讲座，如“如何做一名合格企业员工”等。在实训环节以企业标准管理学生，这样不仅确保实训安全，而且培养学生职业素养。当学生在校内实训中心完成技能训练后，企业提供实践机会，让学生在职业环境中体验与实践。此外，校企合作可以采取“订单式”教学，高校针对企业需求，及时调整教学内容，着重培养岗位技能，使学生毕业后成为一个合格的技术员工。
4 结语
基于各发达国家产学研模式以及我国的研究现状分析，结合成都理工大学智能机器人的发展现状，并提出3条创新训练教学改革措施。
致谢
本项目受昆山巨林科教公司教育部2017年产学合作项目支持，在此表示感谢。
参考文献
[1] 张炼.产学研合作教育若干理论问题的思考[J].江苏高教，2000（1）：93-96.
[2] 孙福全，陈宝明，王文岩.主要发达国家的产学研合作创新：基本经验及启示[M].北京：经济管理出版社，2007.
[3] 娄金霞. 深化高职院校产学研合作的对策与路径[J]. 中国高校科技，2017（Z1）：86-88.
[4] 李永涛，苏晶，朱靓，等.产学研结合实践育人机制的研究[J].吉林省教育学院学报，2019，35（1）：104-107.
[5] 周俊波.机器人教学与大学生创新教育[J].中国科教创新导刊，2013（32）：14.
[6] 周俊波.机器人教学环节中开展机器人竞赛实践[J].科技创新导报，2014，11（4）：159.
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