基于CDIO 的高職農民工擴招大學生工業機器人應用技能“1+X”考證探索

劉毅龍

（江西工業職業技術學院，330006，江西南昌）

1 CDIO 工程教育理念概述

2000年，由美國麻省理工學院牽頭，聯合四所頂尖工科院校組成研究所，歷時4 年研究和探索，創立CDIO 工程教育理念。具體來說，CDIO 是構思、設計、實現和運作四個流程的合成，以工業產品從設計到產出為全周期載體，引導學生在真實工業產品制造場景下，通過主動的、實踐的、課程之間聯系的方式進行學習，培養工科類專業學生的工程基礎知識解讀能力、自主協作能力、工程系統能力，是一套完整且適用于工科專業課程教學的標準系統。在具體的教學實踐中，它強調以CDIO 為基本環境，創設學習目標、教學計劃、實踐場所、工程導論，進而引導學生進行綜合性學習，并在工程場景和工業標準下對教學效果進行評估。應當說，CDIO 理念為工科專業開展教學改革和實踐提供了可供參考的明晰標準，與“1+X”考證教改相互融合開展教改探索，具有很強的可行性和現實意義。

2 考證教改方案框架設計

圖1 所示為基于CDIO 理念的高職工業機器人專業“1+X”技能考證教改方案實施框架。以CDIO 理念中的構思、設計、實現、運作為依據，結合工業機器人專業“1+X”技能考證的實際情況，從四個方面設計具體的教學標準、方案、體系，在教學中體現出工業機器人專業與我國制造業、工業、農業等行業的工程應用實情，開展“1+X”工程教育教學活動。

圖1 教改方案實施框架圖

3 ABB 型工業機器人“1+X”應用編程考證CDIO教改實施

3.1 構思

ABB 型工業機器人是國內很多高職院校工業機器人專業實訓授課的主流設備，也是本院“1+X”技能等級考試的選用設備之一。基于CDIO 工程教育理念設計和組織考證教改過程，先要確定“構思環節”的教學要素。具體來說，包括創設考證場景、選用硬件設備、進行方案設計、實施模擬考證、現場總結反饋五個部分。以創設考證場景為例，首先，要確保每個考證工位面積不少于6 m2；其次，每個工位應提前打掃好衛生，保證干凈整潔、空氣清新，有防火安全用具，貼好工位號；最后，檢查各考核平臺的供電、氣泵氣壓是否調整好，并為學生講授CDIO 考證教學實施的基本流程，幫助學生建立起考證學習的基本認知。

3.2 設計

各小組學生認知到CDIO 考證教學的基本流程和理論知識后，在教師的指導下，嘗試通過小組探討的方式，自主設計“應用ABB 工業機器人進行物料傳送分揀”考核項目的學習方案。大家各抒己見，結合自己的專業進行學習方案主題設計。有的小組學生結合自己在農業生產中的工作經驗，提議“將該項目的考證學習過程與農業生產中的農產品運輸分揀、果蔬運輸分揀、小麥種子運輸分揀作業結合起來，創設農業生產機器人作業考證真實場景，以提升學習的應用性和實用性”。教師積極地收集所有小組的設計方案，提供完善優化的建議，再進行統一匯總，通過教學團隊和學生代表的最后評估，認為“農業生產作業ABB 工業機器人考核項目”的設計思路為最優，因此，對該思路進行了文字材料整合，編寫出具體的考證教學設計方案計劃書。在上述教學過程中，學生參與到教學方案的設計和討論中，積極性得到了充分的激發，從中獲得成就感，產生了良好的教學效果。

3.3 實現

在考核平臺上進行“實施環節”教學過程。整個考核的內容包括：提供農產品物料—輸送農產品物料—機器人抓取裝配農產品物料—視覺模塊識別農產品物料合格率—RFID 檢測模塊對農產品物料進行計數。將農產品物料運輸分揀與工業機器人“1+X”考證教學結合起來，充分凸顯了CDIO 工程教育理念，讓高職生能夠在更為接近真實應用型項目的場景下進行考證實操訓練，有利于學生提升專業綜合素養。具體教學過程中，教師引導各小組學生進行細致實操，嚴格按照工業機器人專業ABB 機器人項目“1+X”考證的要求進行現場評分，記錄各小組學生的實操數據，獲取一手的教學數據資源。其間，教師時不時深入各小組工作區，對學生的安全作業、細致作業、考證標準完成情況等進行指導，確保整個考證實操學習過程嚴格按照標準執行。

3.4 運作

當各小組都完成項目實操后，教師針對各小組的考證學習表現進行現場點評，并引導各小組學生進行互評，通過相互借鑒，互相學習，各小組學生取長補短，增進了對工業機器人考證實操練習的認知。教師進一步對學生進行ABB 型工業機器人考證實操理論和實訓知識方面的補充，幫助學生建立起考證學習的邏輯知識鏈。學生也可在現場反饋自己的學習心得，提出一些CDIO 教學改革的建議和意見，并通過與教師進行交流溝通，歸納學習心得。完成運作階段的學習后，整個CDIO 教學流程全部完成，教學過程實現了閉環。

4 結語

將CDIO 理念與“1+X”技能等級考證融合在一起，設計標準化的教學實施流程，對工業機器人專業農民工擴招大學生的考證實操技能進行培養，通過工程教育化的項目實操情境引入、實踐、考評等環節，高職工業機器人專業農民工擴招大學生的工程基礎知識、自主協作能力、工程系統能力也必將得到全面的提升，這樣就能產生積極的教改效益。