中職院校工業(yè)4.0專業(yè)建設(shè)的幾點(diǎn)思考

葛學(xué)榮

（深圳市第三職業(yè)技術(shù)學(xué)校 廣東·深圳 518000）

0 引言

“工業(yè)4.0”、“中國(guó)制造2025”，以智能制造為主攻方向的新一輪技術(shù)與產(chǎn)業(yè)革命，正在世界范圍勃然興起。工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，工廠將生產(chǎn)設(shè)備、無(wú)線信號(hào)連接和傳感器集成到一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái)中，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)督整個(gè)生產(chǎn)線流程并自主執(zhí)行決策，該系統(tǒng)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人工智能等技術(shù)。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的工廠車(chē)間內(nèi)部全部是機(jī)器人代替工種人員工作，設(shè)備按照指令自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，工廠實(shí)現(xiàn)“關(guān)燈作業(yè)”，業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)之間無(wú)紙化辦公，車(chē)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)互連互通。從上到下，智能制造不光是一場(chǎng)技術(shù)革命，還會(huì)對(duì)社會(huì)、組織、人類活動(dòng)方式產(chǎn)生作用，最終對(duì)人才市場(chǎng)造成不小的沖擊。

職業(yè)教育素來(lái)以技術(shù)培養(yǎng)為重，制造加工類專業(yè)設(shè)置多以機(jī)械加工、電氣裝調(diào)為主，學(xué)生對(duì)智能制造的概念缺少認(rèn)識(shí)，沒(méi)有解決問(wèn)題、自主創(chuàng)新的能力，在未來(lái)的人才市場(chǎng)中缺少競(jìng)爭(zhēng)力。很多職業(yè)院校已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)，開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)機(jī)電類專業(yè)進(jìn)行改革，并開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)4.0的專業(yè)建設(shè)。本文從人才培養(yǎng)出發(fā)，針對(duì)教學(xué)模式、課程內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)室建設(shè)三個(gè)方面對(duì)工業(yè)4.0專業(yè)建設(shè)進(jìn)行探究，旨在為職業(yè)院校制造類專業(yè)教育改革提供參考。

1 教學(xué)目標(biāo)

目前來(lái)說(shuō)中職院校的培養(yǎng)模式相對(duì)微觀，多側(cè)重于某種操作技能或基礎(chǔ)知識(shí)的教育，如傳統(tǒng)機(jī)電類專業(yè)多為機(jī)械加工、電工基礎(chǔ)、鉗工、焊接等這些基礎(chǔ)應(yīng)用課程，教學(xué)目標(biāo)以技能掌握為主，學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的能力，無(wú)法解決綜合性的應(yīng)用問(wèn)題，更談不上創(chuàng)新。同時(shí)，中職院校的專業(yè)課的培養(yǎng)目標(biāo)多以就業(yè)為導(dǎo)向，缺乏宏觀層面的普識(shí)性的專業(yè)課程，學(xué)生在進(jìn)入崗位后對(duì)新商業(yè)模式、新技術(shù)、新局面感到陌生，不利于長(zhǎng)期職業(yè)發(fā)展。如以前，我們僅僅教會(huì)學(xué)生焊接技術(shù)，而這些學(xué)生畢業(yè)后可能看到車(chē)間里琳瑯滿目的焊接機(jī)器人，正在絲毫不差的做著他們的工作。我們的學(xué)生能否操作這些機(jī)器人，能否根據(jù)不同的工件設(shè)計(jì)不同的控制程序，將決定他們是否在人才市場(chǎng)具備競(jìng)爭(zhēng)力。

工業(yè)4.0包括先進(jìn)的管理理念、自動(dòng)化、信息化等先進(jìn)技術(shù)，如MES系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制、機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)通信、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、增材制造等。中職院校處于職業(yè)教育的基礎(chǔ)階段，在傳統(tǒng)機(jī)電類專業(yè)的基礎(chǔ)上單獨(dú)設(shè)置工業(yè)4.0體驗(yàn)課程，可以從宏觀角度考慮，承擔(dān)起先進(jìn)制造業(yè)革命的普識(shí)功能，重點(diǎn)在于講授智能制造的基本體系框架和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。以創(chuàng)新精神培養(yǎng)為核心，引領(lǐng)綜合職業(yè)能力培養(yǎng)，促進(jìn)職業(yè)教育的學(xué)生從技術(shù)型人才到復(fù)合型人才進(jìn)行轉(zhuǎn)變，成為工程技術(shù)教育的邏輯起點(diǎn)。

2 教學(xué)模式

傳統(tǒng)機(jī)電類專業(yè)以基礎(chǔ)知識(shí)講授以根本，工業(yè)4.0課程以體驗(yàn)、普識(shí)為根本，新、老結(jié)合形成一套綜合性極強(qiáng)的大類專業(yè)。

在教學(xué)模式上，應(yīng)立足工程教育，借助現(xiàn)代教育技術(shù)，以行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)為載體，采用理論+實(shí)訓(xùn)+工作環(huán)境交流的“大設(shè)計(jì)”教學(xué)模式，為學(xué)生樹(shù)立一套完整的先進(jìn)制造業(yè)流程框圖。其中理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)在學(xué)校環(huán)境下進(jìn)行。采用個(gè)性化項(xiàng)目+活頁(yè)式教材的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生分組定制不同的產(chǎn)品，體驗(yàn)“柔性制造”的概念，并設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，對(duì)生產(chǎn)流水線上的設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的裝調(diào)，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性。筆者認(rèn)為這樣的“大設(shè)計(jì)”任務(wù)應(yīng)在學(xué)生入學(xué)的第一個(gè)學(xué)期著手開(kāi)展，以啟發(fā)學(xué)生在校學(xué)習(xí)的整體學(xué)習(xí)思路及知識(shí)構(gòu)架。在第一年，工業(yè)4.0課程以智能制造之概念、流程、技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景為主要授課目的，讓學(xué)生樹(shù)立先進(jìn)制造業(yè)的思維導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷填充制造流程的知識(shí)框架，以“大設(shè)計(jì)”任務(wù)為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

這其中，工業(yè)4.0體驗(yàn)課承擔(dān)了概念學(xué)習(xí)、技術(shù)集成、流程體驗(yàn)的作用，其他傳統(tǒng)機(jī)電控制類專業(yè)承擔(dān)了各項(xiàng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的作用。如電工要教會(huì)學(xué)生電路的基本知識(shí)，能夠設(shè)計(jì)“大設(shè)計(jì)”任務(wù)需要的電路圖，電子技術(shù)要教會(huì)學(xué)生元器件選型，設(shè)計(jì)弱電圖，機(jī)器人課程要教會(huì)學(xué)生操作機(jī)器人、能夠編寫(xiě)操作程序，PLC課程則要教會(huì)學(xué)生能夠?qū)φ麄€(gè)工業(yè)系統(tǒng)做簡(jiǎn)單的控制編程，如此等等。

我們知道中職學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、融會(huì)貫通的能力都不太理想，在普通的單個(gè)學(xué)科的教學(xué)模式下，學(xué)生無(wú)法將這些知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，而未來(lái)的制造業(yè)絕不是單一工種的天下。這樣的“大設(shè)計(jì)”性質(zhì)的綜合教學(xué)模式將引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立一體化、綜合化、先進(jìn)的制造理念，更能引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)、自主成長(zhǎng)。

同時(shí)，職業(yè)教育離不開(kāi)產(chǎn)教融合，真實(shí)的工廠工作環(huán)境下的體驗(yàn)學(xué)習(xí)必不可少。一是可以讓學(xué)生充分體驗(yàn)智能制造的應(yīng)用場(chǎng)景，深入了解自動(dòng)化生產(chǎn)的全過(guò)程，樹(shù)立智能制造的邏輯思維框架；二是可以快速的塑造學(xué)生的職業(yè)角色意識(shí)，凸顯工程教育的人文精神。

在考核方式上，我們考慮可以以“畢業(yè)大設(shè)計(jì)”的形式來(lái)進(jìn)行。學(xué)生綜合專業(yè)知識(shí)及工業(yè)4.0理念，能夠收集市場(chǎng)信息，在實(shí)訓(xùn)室環(huán)境下實(shí)現(xiàn)流水線設(shè)備裝調(diào)。從項(xiàng)目創(chuàng)意、整體系統(tǒng)的電氣圖的設(shè)計(jì)、設(shè)備元器件的選型、系統(tǒng)裝調(diào)、程序調(diào)試、成品展示等方面切入，進(jìn)行分項(xiàng)考核和綜合評(píng)定。這樣的考核方式既能考查學(xué)生的知識(shí)掌握程度，又能考查學(xué)生是否能夠?qū)W以致用。

3 實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

實(shí)操教學(xué)是職業(yè)教育的重要一環(huán)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的、應(yīng)用知識(shí)的重要途徑。綜合上述我們的教學(xué)模式，學(xué)校應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造可以進(jìn)行全學(xué)科一體化的實(shí)操環(huán)境。筆者認(rèn)為，工業(yè)4.0實(shí)訓(xùn)室應(yīng)具備九項(xiàng)核心技術(shù)：系統(tǒng)集成、自主機(jī)器人、仿真技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、增材制造、虛擬現(xiàn)實(shí)、信息安全。為模仿實(shí)際智能化生產(chǎn)，實(shí)訓(xùn)室應(yīng)包括但不限于以下功能工位：個(gè)性化下單工位、物料倉(cāng)儲(chǔ)工位、自動(dòng)化加工工位、智能檢測(cè)工位、智能提貨工位、搬運(yùn)工位等。硬件應(yīng)包括但不限于3D打印機(jī)、工業(yè)機(jī)器人、視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備、智能提貨柜、RFID檢測(cè)、AGV小車(chē)等，軟件應(yīng)包括但不限于MES系統(tǒng)、虛擬仿真軟件如RobotStudio、PLC等，并且應(yīng)有完善的信息化教學(xué)設(shè)備，以方便進(jìn)行多維度教學(xué)輔導(dǎo)和教學(xué)展示。

實(shí)訓(xùn)室建成后既要發(fā)揮上課、體驗(yàn)作用，又要獨(dú)立于理論教學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，將其建設(shè)成一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化”綜合性大型實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)訓(xùn)室應(yīng)配備多名老師針對(duì)不同組學(xué)生的任務(wù)進(jìn)行專項(xiàng)指導(dǎo)，最好能夠形成“全天候開(kāi)放”、“即時(shí)問(wèn)題追蹤”的管理模式及學(xué)習(xí)環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然中職院校注重的是基礎(chǔ)技術(shù)能力的培養(yǎng)，但是大家仍需認(rèn)識(shí)到工業(yè)4.0除了技術(shù)外，更多的是一種先進(jìn)的管理理念，解決的是企業(yè)的資源利用問(wèn)題，并非自動(dòng)化程度越高企業(yè)就能存活的越長(zhǎng)久。另外，工業(yè)4.0只是最先進(jìn)的制造技術(shù)的代名詞，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)5.0、6.0，因此職業(yè)教學(xué)應(yīng)接觸實(shí)際，注重課程更新，建立及時(shí)有效的課程更新機(jī)制。當(dāng)然，在信息如此發(fā)達(dá)的今天，很多職業(yè)學(xué)校已經(jīng)建設(shè)了“工業(yè)4.0”的實(shí)訓(xùn)室，但是如何發(fā)揮其作用，如何使其成為一門(mén)有特點(diǎn)、有效果、有所得的課程仍需要進(jìn)行討論與實(shí)踐。