近日,教育部正式批复泰山学院增设机器人工程本科专业,成为山东省第27所开设该专业的高等院校。该专业计划于2025年启动招生,标志着泰山学院在服务区域智能制造产业升级、深化新工科建设方面迈出关键一步,为山东省机器人领域人才培养注入新动能。
山东省作为全国制造业大省,机器人产业规模连续多年位居全国前列。截至2025年,全省已有山东大学、中国石油大学(华东)、青岛科技大学等27所本科院校开设机器人工程专业,形成以青岛、济南为核心,辐射胶东、鲁南的机器人教育集群。而泰山学院所在的鲁中地区,此前尚无高校布局这一新兴工科专业。此次专业获批,不仅完善了山东省机器人教育的区域均衡发展格局,更将直接对接泰安及周边城市智能装备制造、工业机器人应用企业的迫切需求,填补区域产业链与人才链的衔接缺口。
一、泰山学院机器人工程专业的办学与人才培养定位:硬核赋能与产教融合的双轮驱动
在山东省机器人产业高速发展的浪潮中,泰山学院机器人工程专业以“立足鲁中、服务产业、硬核赋能”为办学宗旨,聚焦“机器人系统全链条能力培养”与“区域特色场景深度应用”两大核心,构建起独具特色的“3D硬核培养体系”与“三场景校企联动育人模式”,致力于培养兼具工程实践能力与产业适配性的复合型机器人人才。
构建“3D硬核培养体系”:Design-Develop-Debug三维能力锻造
(1)Design(机器人系统架构掌握能力)——从理论到实体的设计思维塑造
专业课程围绕“机械-电子-控制-算法”四维知识体系,开设《机器人机构设计与仿真》《多模态传感器集成》等核心课程,依托SolidWorks、MATLAB/Simulink等工具,引导学生完成从机器人机械结构建模到运动学仿真验证的全流程设计。通过“理论建模-虚拟仿真-原型试制”三级递进训练,学生可独立完成机器人系统的功能定义与架构设计,奠定工程创新能力基础。
(2)Develop(智能控制算法与嵌入式开发)——软硬协同的工程实践能力提升
专业以ROS(机器人操作系统)为核心平台,构建“嵌入式开发-运动控制-AI决策”能力培养链路。课程设置上,《机器人操作系统开发》《深度学习与机器视觉》等课程占比超40%,配套“ROS机器人操作系统”、“机器视觉”“移动机器人运动控制”等实践模块。实验室配备NVIDIA Jetson系列嵌入式开发板、六自由度协作机器人等设备,支持学生开展SLAM建图、多机协同等复杂场景开发。
(3)Debug(复杂场景故障诊断与优化)——工程问题解决能力淬炼
针对机器人系统在真实环境中的可靠性挑战,专业独创“故障树分析-数字孪生调试-现场调优”三阶实训体系。依托与山东能源集团共建的“矿山机器人实训基地”,学生需在模拟井下复杂工况中,完成巡检机器人通讯中断、机械臂定位漂移等30余类典型故障的快速诊断与修复。通过高强度“真场景、真问题”训练,学生可系统性掌握机器人运维优化的方法论与工具链。
二、构建“三场景校企联动培养体系”:聚焦区域产业需求的精准育人
1. 智慧农业机器人:赋能泰安现代农业示范区转型升级
紧密对接泰安国家现代农业示范区“科技兴农、智能强农”的战略目标,以智慧农业机器人研发与应用为核心抓手,聚焦“智能装备替代人力”“数据驱动精准农业”两大转型方向,助力示范区打造黄河流域智慧农业示范样板。
课程对接产业:开设《农业机器人环境感知技术》等特色课程,将“草莓采摘机器人双目视觉定位”“温室AGV路径规划”等企业真实课题纳入毕业设计。
社会服务融合:学生在农高区企业导师指导下,参与“采摘机器人夹持力优化”“除草机器人视觉导航”等相关方向的横向课题研发,掌握AGV路径规划等课程关键技术。
2. 康养服务机器人:助力泰安大健康产业创新发展
紧密对接山东省十强产业医养健康领域布局,依托泰安国际生命科学城智能康复辅具创新基地建设规划,聚焦老龄化社会需求,开发生活照护、康复训练、情感陪护等康养机器人,构建科技助老服务生态。
课程对接产业:开设《康养机器人人机交互技术》、《康复辅助机器人运动控制》等课程,将助老机器人人体工学设计认知训练机器人多模态交互等企业攻关课题纳入毕业设计。
社会服务融合:与泰安市卫健委联合开展银龄科技关怀计划,学生在泰安康养中心进行床椅一体化机器人防跌倒监测机器人等产品原型测试。组建智慧助老志愿服务队,在社区开展康复机器人使用培训、健康监测机器人维护等实践活动,将《服务机器人伦理与法规》课程知识转化为适老化服务能力。
3. 特种服务机器人:服务泰山景区生态保护与文旅创新
依托泰山“世界文化与自然双重遗产”场景,联合泰山管委会、山东特种设备研究院,开发适用于山地环境的巡检、救援特种机器人,打造“机器人+文旅”产学研高地。
场景化课程开发:开设《山地机器人动力设计》《复杂地形SLAM算法》等课程,学生在泰山十八盘、天烛峰等典型地貌中实地测试机器人攀爬、越障性能。
社会服务融合:学生团队定期参与泰山景区“智能装备志愿服务”,为游客提供机器人导览、紧急物资投送等服务。
三、 泰山学院制胜密码
1. 区位优势
泰山学院坐拥齐鲁腹地,北接京津冀协同发展区,南融长三角经济带,东临青岛智能制造业高地。这一区位优势为学院对接国家战略需求、服务区域智能产业升级提供了天然土壤。近年来,学院以“人工智能+”行动计划为牵引,深度融入地方产业链。将泰山文化中“稳如泰山”的厚重底蕴与“敢为人先”的创新基因结合,构建起“技术研发—场景落地—人才输送”的闭环生态。
2. 场景教学革命
机器人工程专业是基于建构主义学习理论与CDIO工程教育模式开设的专业,从底层系统性重构实践教学体系,形成以“产业问题导向、能力分层递进”为特征的场景化教学路径。在课程架构上,专业构建了涵盖24门理论课程的矩阵式知识网络,其中《AIGC原理与实践》《工业机器人仿真与编程》等课程融入生成式人工智能、数字孪生等前沿技术,实现教学内容与IEEE机器人技术发展路线图的动态同步。实践教学层面,依托数学与统计学院智能控制实验室的工业级机器人、协作机器人等设备集群,搭建“基础技能实训(认知实习、嵌入式开发)-专项能力强化(机器人导航技术实战)-综合创新突破(企业真实项目攻关)”的三阶能力培养模型。2024年,数学与统计学院智能控制实验室通过模式驱动学生团队参赛,师生共参与6项国家级、省级高水平赛事,荣获省级奖项43项(一等奖7项、二等奖14项、三等奖22项),国家级奖项16项(一等奖2项、二等奖5项、三等奖9项)。在山东省技能兴鲁职业技能大赛中,师生同台竞技,分获教师组二等奖1项和学生组三等奖4项。
在学校的大力支持下,智能控制实验室拥有一批先进的精密仪器设备,包括多模态传感器、智能机器人、智能机器人平台、执行器、高性能计算服务器、GPU集群等。这些硬件设备能够实现对机器人的感知和执行控制等方面的需求,保障了科技竞赛的顺利进行。基于数学与统计学院智能控制实验室的学科技能竞赛的基础,为机器人工程专业的申报注入了实践场景,也印证了场景教学中“学研用创”闭环设计的有效性。同时也,为新工科教育提供了“真实情境嵌入、多主体协同育人”的实践范本。
3. 双师矩阵配置
机器人工程专业遵循《国家职业教育改革实施方案》提出的双师型教师队伍建设要求,创新构建三维度双轨制师资矩阵,依托智能控制实验室,控制团队,智能计算团队,人工智能团队形成学术引领与产业驱动的协同育人范式。
在师资结构维度,专业配置17名博士组成的教学团队呈现多重复合优势:纵向层面,形成教授(4人)-副教授(7人)-讲师(6人)的学术梯队,经验丰富的高职称教师,凭借多年教学与科研积累,不仅能为学生传授扎实的专业知识,还能在科研方法、工程实践等方面给予专业指导。比如在机器人学、运动控制系统等课程中,教授们凭借深厚的理论功底和丰富的实践经验,深入浅出地讲解复杂知识,帮助学生构建起完整的专业知识体系;年龄分布方面,35岁及以下青年教师5人,占比29.41%,36-55岁教师11人,占比64.71%。
老中青结合的师资梯队优势明显。经验丰富的中年教师发挥着中流砥柱的作用,引领专业发展方向;青年教师则带来新思想、新方法,为教学科研注入活力。像在机器学习与深度学习、机器人操作系统等课程教学中,青年教师能快速捕捉行业新动态,与学生紧密互动,激发学生创新思维;在课程教授上,每位教师都有专长。他们分别承担从基础的机械设计基础、电路,到专业核心的机器人学、机器人控制技术等一系列课程,涵盖机器人工程专业的各个知识领域,确保学生能接受全面、系统的专业教育。
4. 护城河
依托于人工智能产业学院、融合AI大模型人形机器人山东省高等学校未来产业工程研究中心、山东省大数据人才培训示范基地以及智能控制实验室,构建了“教育链-产业链-创新链”深度耦合的三螺旋生态体系,为机器人工程专业申请和未来高质量发展提供系统性保障。
作者、图片来源:孟静
供稿审核人:戴小蕙
终审:穆元伟