職業(yè)院校工業(yè)機器人專業(yè)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準研究

郭永濤 鄭午 唐洪濤

[摘 要] 隨著工業(yè)機器人的廣泛運用，社會對工業(yè)機器人專業(yè)的高技能人才需求越來越大。而該專業(yè)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準目前沒有統(tǒng)一的定論。高質(zhì)量人才的培養(yǎng)，離不開完善的專業(yè)課程體系、有序的教學(xué)組織、雄厚的校內(nèi)外實訓(xùn)基地以及合理的評價體系。文章將從這幾個方面來研究職業(yè)院校工業(yè)機器人專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準。

[關(guān)鍵詞] 職業(yè)院校;工業(yè)機器人;教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準

[基金項目] 2018—2020年度中國交通教育研究會教育科學(xué)研究重點課題（交教研1801-11）

[作者簡介] 郭永濤（1981—），男，黑龍江五大連池人，工學(xué)碩士，高級講師，研究方向為智能交通、智能制造等。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標(biāo)識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）42-0339-03? ? [收稿日期] 2020-02-27

隨著工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機器人已廣泛地服務(wù)于國民經(jīng)濟44個行業(yè)大類，126個行業(yè)中類。受益于5G的帶動，3C、通信設(shè)備領(lǐng)域?qū)⒂瓉硇乱惠喌膭?chuàng)新潮，也必然會對工藝提出新要求。

工業(yè)機器人技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用涉及除傳統(tǒng)汽車制造、航空航天、倉儲物流、機電及電子產(chǎn)品生產(chǎn)加工等眾多領(lǐng)域外，甚至應(yīng)用到日化、食品藥品加工、煙草以及保險銀行等金融領(lǐng)域，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)和支撐，在實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化中發(fā)揮著不可替代的重要作用。因此，實現(xiàn)工業(yè)4.0、中國智造的國家戰(zhàn)略，急需大量高素質(zhì)高技能型工業(yè)機器人專門人才[1]。如何才能培養(yǎng)出合格的工業(yè)機器人專業(yè)人才，目前對工業(yè)機器人專業(yè)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準沒有統(tǒng)一的定論。

教學(xué)質(zhì)量評價是指以培養(yǎng)目標(biāo)為指向，通過全面收集培養(yǎng)方面的有關(guān)信息，對培養(yǎng)過程及所培養(yǎng)人才的質(zhì)量與效益做出客觀評價和科學(xué)判斷，并及時進行反饋與調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)既定目標(biāo)的過程[2]。同時，應(yīng)就培養(yǎng)質(zhì)量目標(biāo)、評價依據(jù)、評價指標(biāo)體系、評價標(biāo)準以及評價實施、評價結(jié)果應(yīng)用等諸方面做出說明[3]。本文將從專業(yè)課程體系、教學(xué)組織模式、專業(yè)實訓(xùn)基地、評價體系以及競賽教練團隊的建設(shè)這幾方面來研究工業(yè)機器人專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準。

一、專業(yè)課程體系

（一）培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格

根據(jù)工業(yè)機器人專業(yè)崗位的能力需求，確定本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。工業(yè)機器人專業(yè)旨在培養(yǎng)與我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)，德、智、體、美全面發(fā)展，具有綜合職業(yè)能力，面向工業(yè)機器人應(yīng)用類型行業(yè)、企業(yè)就業(yè)、適應(yīng)工業(yè)機器人應(yīng)用、維修、維護等相關(guān)工種和崗位群工作，勝任自動化成套裝備中工業(yè)機器人工作站的現(xiàn)場編程、調(diào)試維護、人機界面編程、系統(tǒng)集成、生產(chǎn)技術(shù)管理以及工業(yè)機器人銷售和售后服務(wù)工作任務(wù)，具備較強的綜合職業(yè)能力的職業(yè)素養(yǎng)，達到具有職業(yè)崗位群所需的職業(yè)資格要求的高技能人才。

學(xué)生通過本專業(yè)的學(xué)習(xí)，要掌握電工基礎(chǔ)、電工電子儀表、電子技術(shù)、電氣制圖、PLC、變頻器、單片機、工廠供配電、機器人技術(shù)、自動化設(shè)備的維護和保養(yǎng)等知識結(jié)構(gòu);能進行電氣識圖、繪圖，電工電子儀表使用，電子線路焊接、電氣控制線路裝調(diào)、PLC控制、工業(yè)機器人離線編程與仿真，典型機器人工作中的故障診斷及排除的技能;具備一定的思想道德和優(yōu)良的職業(yè)素質(zhì)，遵守國家法律法規(guī)，有良好的團隊精神，具有獲取、分析和處理信息的能力，具有勤于思考，樂于探索，發(fā)現(xiàn)及解決問題的創(chuàng)新能力。

（二）課程結(jié)構(gòu)

課程結(jié)構(gòu)設(shè)置是否合理，要看其是否是根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求來設(shè)置的。通過對企業(yè)的調(diào)研，根據(jù)企業(yè)需求，將理論教學(xué)與實際能力的培養(yǎng)結(jié)合起來，把能力培養(yǎng)作為教學(xué)的重中之重，邀請企業(yè)專家參與到課程建設(shè)中來，根據(jù)崗位能力需求的變化調(diào)整課程和教學(xué)計劃，并探討學(xué)習(xí)成果的影響[4-5]。本專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)，采用公共基礎(chǔ)課——專業(yè)技能課，專業(yè)技能課程又分群平臺課程——專業(yè)平臺課程——專業(yè)方向課程這三個層次。

群平臺課程包括鉗工技能訓(xùn)練、電工技術(shù)基礎(chǔ)、電工工藝與技術(shù)訓(xùn)練、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子裝接工藝與技術(shù)訓(xùn)練、機電設(shè)備電氣控制技術(shù)基礎(chǔ)、PLC編程、常用電機控制與調(diào)速技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、氣動與液壓技術(shù)、單片機應(yīng)用技術(shù)等。

專業(yè)平臺課程包括機械制圖及CAD技術(shù)、機械零件測繪技術(shù)、機械制造技術(shù)、機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)、機器人技術(shù)應(yīng)用、工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計、工業(yè)機器人虛擬仿真、工業(yè)機器人示教與編程、現(xiàn)場總線技術(shù)等。

專業(yè)方向課包括工業(yè)機器人安裝與調(diào)試技術(shù)、工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成。

表1列出了部分專業(yè)核心課程的教學(xué)要求。從表1中可以看出，職業(yè)院校不再把知識掌握的程度作為教學(xué)要求或考核教育教學(xué)的質(zhì)量核心標(biāo)準，而是從理論知識為目標(biāo)轉(zhuǎn)為以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，且必須是以實現(xiàn)能力培養(yǎng)為核心目標(biāo)。脫離能力培養(yǎng)的知識傳授和積累，對職業(yè)院校的教育教學(xué)是沒有實際意義的。

二、教學(xué)組織模式

能力標(biāo)準在職業(yè)院校人才培養(yǎng)中有著重要的意義。缺乏能力培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)出來的學(xué)生無法適應(yīng)專業(yè)對應(yīng)崗位的能力需要，這種職業(yè)教育就是失敗的教育。因此，職業(yè)院校教育必須是集中力量進行能力培養(yǎng)，而能力培養(yǎng)的途徑就是通過充分的實踐教學(xué)[6]。

根據(jù)工業(yè)機器人應(yīng)用與維護專業(yè)“企業(yè)深層合作，實踐過程導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)模式，是以核心職業(yè)能力培養(yǎng)為主線，以學(xué)生為主體，實施基于“項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)模式。教學(xué)過程均在一體化教室進行。在教學(xué)過程中，以學(xué)生分組和小班化教學(xué)為組織形式，實施以“教、學(xué)、做”一體化和“項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動”的基于工作過程的教學(xué)模式。以任務(wù)為主線，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生去主動學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過完成任務(wù)來鞏固、應(yīng)用已有知識和新知識，同時還能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

根據(jù)課程職業(yè)能力要求，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，采用任務(wù)驅(qū)動教材。以項目為中心，組織教學(xué)。對重點學(xué)習(xí)內(nèi)容可安排多個任務(wù)進行訓(xùn)練，教師也可以根據(jù)現(xiàn)場教學(xué)情況來進行選擇。根據(jù)每一項目教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)以行動過程為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)過程，即資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價六個行動過程。

三、專業(yè)實訓(xùn)基地

實踐能力的培養(yǎng)，離不開專業(yè)實訓(xùn)基地的建設(shè)。經(jīng)過多年的發(fā)展，學(xué)院在擁有電子技術(shù)、電子產(chǎn)品工藝、EDA實訓(xùn)、電力拖動、電工實訓(xùn)、電氣高級工考核實訓(xùn)、單片機、PLC實訓(xùn)、PCB制版、電梯故障檢修等多個專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)室上，于2011年起啟動多個機器人相關(guān)專業(yè)實訓(xùn)室建設(shè)，并陸續(xù)投入使用，確保了工業(yè)機器人高技能人才培養(yǎng)的一體化及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)有序進行。在2013年開始機器人專業(yè)招生后，于2014年成功申報國家級高技能人才培訓(xùn)基地建設(shè)項目，根據(jù)工業(yè)機器人專業(yè)的培養(yǎng)要求，進一步完善了工業(yè)機器人基礎(chǔ)實訓(xùn)室、工業(yè)機器人仿真實訓(xùn)室、工業(yè)機器人綜合實訓(xùn)室等核心實訓(xùn)室建設(shè);同時，加強與鎮(zhèn)江北汽集團、上海ABB工程有限公司、江蘇海外集團國際技術(shù)有限公司等企業(yè)深度合作，以戰(zhàn)略合作伙伴身份完成多項合作項目。

依托機電專業(yè)群，校內(nèi)原有1基地（工業(yè)機器人高技能人才培養(yǎng)基地）及與企業(yè)共建的2中心（智能制造協(xié)同創(chuàng)新中心、機電設(shè)備研發(fā)中心），同時2019年下半年新增投入使用智能制造實訓(xùn)中心。校內(nèi)實訓(xùn)建筑面積2514.32㎡，建有19個功能齊全的實訓(xùn)室，有實訓(xùn)工位數(shù)417個。按企業(yè)生產(chǎn)要求配置教學(xué)設(shè)備，擁有ABB、FANAC、埃斯頓等工業(yè)機器人等先進設(shè)備，實訓(xùn)設(shè)備總值1300余萬元，實施企業(yè)化管理模式，能充分滿足學(xué)生實訓(xùn)、技能鑒定和社會培訓(xùn)需求。

四、評價體系

人才培養(yǎng)質(zhì)量如何，需要建立一套合理的人才培養(yǎng)評價體系進行衡量。該評價體系要能夠全面衡量學(xué)生的動手操作能力，看是否能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求;衡量學(xué)生的信息素養(yǎng)及綜合素質(zhì)。為此，本文以課程為核心制定了多元化評價體系（見圖1）[7]，采用過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合的方法來進行考核，不再采用原來的期中、期末測試的形式;考核形式變了，考核內(nèi)容也要隨之變化，不再是通過試卷來測試學(xué)生單一的知識的掌握情況，在過程考核中，要考核學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、職業(yè)能力以及社會能力等方面;成績的評定，除了教師的意見，還要加入學(xué)生的意見和企業(yè)的評價。

五、技能競賽教練團隊

培育技能型人才是職業(yè)教育的重要組成部分，而技能競賽作為考查職業(yè)教育的重要手段，不容忽視。圍繞工業(yè)機器人技能大賽，對各類競賽方案開展研究，成立了技能競賽教練團隊。學(xué)生技能水平的高低和指導(dǎo)教師的關(guān)系密切相關(guān)，技能競賽不僅比的是學(xué)生，更比的是教練的綜合能力。

大賽考查的知識和技能很寬，除了熟練掌握工業(yè)機器人控制技術(shù)以外，還必須掌握PLC技術(shù)、傳感器、電機運動控制、通信技術(shù)等。因此，教練團隊由涵蓋這些專長的機電專業(yè)教師擔(dān)任。他們當(dāng)中有幾番帶隊征戰(zhàn)賽場、具有豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗的教師，也有普通的專業(yè)課教師。

從工業(yè)機器人應(yīng)用與維護專業(yè)選拔成員，組建青苗班。訓(xùn)練分三個層次：第一層次，進行專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。青苗班任課教師全部來自教練團隊，所授知識涵蓋了比賽所要求的技能。通過此環(huán)節(jié)，讓學(xué)生牢固又扎實地掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識。第二層次，分方向進行專項訓(xùn)練，學(xué)生根據(jù)自己的興趣專長，選擇方向進行專項訓(xùn)練，從而更有針對性。第三層級，就是賽前強化訓(xùn)練。通過層層選拔，最后按照“參賽選手+1”確定強化訓(xùn)練隊員，備戰(zhàn)比賽。

教練團隊在輔導(dǎo)學(xué)生的過程中，和學(xué)生一起學(xué)習(xí)、鉆研，將國家、省、市技能大賽成果轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)效益，將技能大賽與常規(guī)教學(xué)完美結(jié)合，促進了高質(zhì)量人才的培養(yǎng)。

參考文獻

[1]單以才.段向軍.校企共建高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量保障機制研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2017（1）：81-83.

[2]劉輝.“工匠精神”的技能競賽教練團隊與選手培育路徑研究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2018（11）：93.

[3]王燕.機器人技術(shù)應(yīng)用一體化教學(xué)改革與實踐[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016（1）：180-181.

[4]陳鑫.機器人工程專業(yè)多平臺協(xié)同教學(xué)的實踐與研究[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018（18）：138-138.

[5]袁名華.工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)設(shè)置及教育教學(xué)研究[J].信息記錄材料，2019，020（007）：233-234.

[6]黃守麟，梁艷，歐啟標(biāo).機器人實踐教學(xué)的探討和優(yōu)勢[J].廣西物理，2011（02）：58-59.

[7]Katherine L.Cason.Evaluation of a Preschool Nutrition Education Program Based on the Theory of Multiple Intelligences[J].Journal of Nutrition Education，2001，33（3）：161-164.

Research on Teaching Quality Standards of Industrial Robot Specialty in Vocational Colleges

GUO Yong-tao，ZHENG Wu，TANG Hong-tao

（Jiangsu Jiaotong College，Zhenjiang，Jiangsu 212028，China）

Abstract：With the wide application of industrial robots，the society needs more and more high-skilled talents for industrial robots.The standards of the teaching quality of this specialty is not unified.The training of high-quality talents can not be separated from perfect professional curriculum system，orderly teaching organization，strong training base inside and outside school and reasonable evaluation system.This paper studies the teaching quality standards of industrial robot majors in vocational colleges from the above mentioned aspects.

Key words：vocational college;industrial robot;teaching quality standards