技能大賽促進工業機器人專業實踐教學體系改革的研究與實踐

楊振宇

摘要：本文結合技能大賽，探討了工業機器人專業實踐教學課程體系改革，尤其是核心課程的改革研究，并結合校企合作和實訓室建設等提出建設思路，以有效提高工業機器人專業學生的實際操作技能水平。

關鍵詞：工業機器人；實踐教學體系；技能大賽；校企合作；實訓室建設

一、引言

隨著“工業4.0”深入推進，智能裝備產業的飛速發展，需要大量工業機器人應用人才[1]，據研究顯示，未來十年我國需要200萬個與機器人相關的工作崗位，對工業機器人技術的人才要求也越來越嚴格。工業機器人技術專業應如何培養適應企業轉型升級的高技術、高素質人才，國家層面每年舉辦的職業技能大賽，作為一個學生技能與素質的競技平臺，對推動高職教育起到重要的促進作用，它不斷從技術發展、企業需求、學生培養等各個方面，給我國高職教育提出要求。結合技能大賽對人才培養和教學體系改革進行研究，可以得出很多有益的結論，對推動工業機器人專業建設具有重要意義。

二、技能大賽對學生知識與技能的要求

目前，我國每年舉辦的全國及省級技能大賽有“工業機器人技術”和“工業機器人與機器視覺編程調試”等賽項，我校通過連續五年參加了全國職業技能大賽的工業機器人技術相關賽項，在工業機器人相關賽項的參賽和學生訓練等各個方面，都取得了不少經驗與成績。通過對競賽項目的實操任務、技能要求、評分標準等材料進行研究和分析，可以深刻把握工業機器人技術發展的主要方面，工業機器人與自動化生產線應用密切關聯，更強調學生綜合素質，以及工業機器人的操作、安裝、編程，以及PLC技術、機器視覺、現場總線、RFID等多學科知識的高度融合。同時，這些知識與技能，也是大多數具有工業機器人的高自動化生產線企業所需要的，因此，培養方向和知識技能要跟上企業所需和最新的技術發展要求。經過深入分析、比較與研究，目前技能大賽主要強調三個方面的知識與技能，1）工業機械人的安裝、調試與編程；2）機器視覺系統的安裝與調試；3）PLC編程及工業通信系統的運行調試。

三、技能大賽對教學實踐內容體系的改革

（一）對核心課程《電氣控制與PLC應用技術》進行實踐教學改革。將核心課程《電氣控制與PLC應用技術》分為《現代電氣控制技術》與《PLC應用技術》兩門課程；并增設了2周的《機械裝調與控制技術》實訓課程，2周的《自動化生產線安裝與調試》實訓課程，這樣，大大加強了學生對電氣控制技術的實踐技能，大大加強了學生在電氣接線、電氣裝調、PLC編程、自動化生產線裝調上的技能。以后還應加強PLC在“現場總線通信技術”和“自動化生產線控制技術”中進一步應用和實踐教學改革。

（二）改革和完善《工業機器人技術》核心課程群的實踐教學體系。《工業機器人技術》、《工業機器人及視覺檢測編程調試》是工業機器人專業方向最主要的專業基礎課，另外，《工業機器人的編程技術》、《工業機器人的安裝調試與故障診斷》等課程，能夠加強學生對國內外各類型、各廠家工業機器人的熟悉程度和應用技能。

（三）其他“工業機器人”支撐課程的設立與實踐教學安排。工業機器人在自動化生產線上，雖然是一個相對單一的加工（夾取、裝配）單元，但它具有知識的系統性和技術的先進性。為更深入地理解和掌握機器人技術，使學生更加靈活、深入地掌握其操作和生產線應用技術，有必要學習一些相關的知識內容：如電機控制技術，尤其是伺服和步進的控制技術，以及有關機器人傳感技術和檢測技術，因此在對現有課程，如《傳感器應用技術》、《機械設計》等課程進行必要改革的基礎上，還有必要開設《射頻RFID檢測技術》、《電機控制技術》等專業選修課程。并聯系PLC控制、視覺檢測、機器人應用、生產線控制，將基于工業機器人應用的自動化生產線控制的知識技能，在實踐教學體系上相融合。

四、加強校企合作，建立符合企業所需的培養方案和課程體系

（一）校企合作，共同完善培養方案，牽頭成立地區工業機器人產業聯盟。借助國家大力發展工業4.0的契機，大力發展工業機器人專業實訓室建設，依托實訓設備，建立公共實訓基地和人才培訓中心，整合各個機器人企業崗位需求，提煉核心知識和技能，構建動態人才培養方案；由學校主導成立地區工業機器人產業聯盟，建立產業聯盟公共實訓基地和公共人才培訓中心，加強校企聯盟合作，推動培養方案和課程體系進一步貼近企業轉型升級對人才的所需。

（二）將畢業生和工業機器人及企業相捆綁。將畢業生和工業機器人產品，以及中山地區正在轉型升級中的相關企業相捆綁，通過不斷發展的校企合作，加大課程與實踐場所的匹配性[2]，培養安裝、調試、保養、系統集成、機器人管理、銷售綜合性人才。

五、實踐教學體系改革中的教學條件改進研究

（一）教材及相關資料建設。教材是教學內容的載體，是實施教學目標的依據。為更好落實實踐教學體系改革，應該在技能大賽的推動下，結合企業對人才培養的知識技能所需，緊跟工業4.0發展規劃剛要，尤其結合技能大賽對學生能力素質的要求，編寫校本教材。通過校本教材，固化教學體系和課程體系改革成果，并將實踐教學體系的改革反映在實處。

（二）實踐教學條件。實踐教學條件是落實教學體系改革成敗的關鍵。實訓硬件設備及相應的軟件建設，將為學生利用理論、技術、方法和手段進行科學實踐提供了有力保障。實踐教學內容的設計與開展，不僅僅限于學生去驗證成熟的基本理論和參觀演示性實驗，而是建立成為培養學生的實際動手能力和工程實際應用能力等符合社會需要的完整的實踐性教學體系。實訓設備應包括主流的工業機器人設備及協調工作單元，再購入多功能機器人系統，建立專門的機器人實訓室[3]，涵蓋工業機器人的所有開設課程。

六、總結

如何建設工業機器人專業，如何培養適應區域企業轉型升級和“工業4.0”戰略進程的合格人才，是專業建設中一個亟待解決的課題。結合技能大賽，深入分析和研究“工業機器人技術”賽項對學生提出的技能要求，推動工業機器人專業的實踐教學體系建設與人才培養模式改革，使人才培養與企業的需求相結合，更好、更快地提高工業機器人專業學生的實際操作技能水平，進一步提高我專業學生在技能大賽中的競賽水平。

參考文獻：

[1]陳小艷，沈潔.高職工業機器人技術專業人才培養模式研究與實踐. [J].吉林工程技術師范學院學報.2014.5：21-22

[2]曾志斌，基于CDIO模式的工業機器人技術專業工程能力提升研究. [J].中國職業技術教育.2017.33：117-120

[3]趙美麗.高職院校開設工業機器人技術專業的現狀及發展前景. [J].科技視界.2015.24：230-231