智能制造背景下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案探析

張艷霞，王登峰

智能制造背景下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案探析

張艷霞，王登峰

摘要：通過對(duì)企業(yè)實(shí)地走訪調(diào)研，文章歸納了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)學(xué)生應(yīng)有的就業(yè)崗位及職業(yè)能力，確立了該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，闡述了“合理設(shè)置課程體系、把相關(guān)課程模塊化、開展理實(shí)一體化教學(xué)、注重教學(xué)過的考核評(píng)價(jià)、把實(shí)踐技能和職業(yè)資格融入畢業(yè)制度中”的人才培養(yǎng)方案和培養(yǎng)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)；培養(yǎng)方案；專業(yè)課程模塊；雙證畢業(yè)制度

一、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要大量的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才

2013年工信部《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，要在2020年形成較為完善的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，機(jī)器人密度(每萬名員工使用機(jī)器人臺(tái)數(shù))達(dá)到100 以上，工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量將達(dá)到100萬臺(tái)。國家下一步的發(fā)展思路將發(fā)展以工業(yè)機(jī)器人為代表的智能制造，以高端裝備制造業(yè)重大產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展工程為平臺(tái)和載體，系統(tǒng)推進(jìn)智能技術(shù)、智能裝備和數(shù)字制造的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國高端裝備制造的重大跨越。

以“機(jī)器換人”“無人工廠”為引導(dǎo)的智能制造時(shí)代需要大量的工業(yè)機(jī)器人技能型人才。目前，在國內(nèi)高職院校中，機(jī)器人專業(yè)的發(fā)展才剛剛起步，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才的培養(yǎng)也僅僅處于現(xiàn)用現(xiàn)突擊培養(yǎng)階段，人才技能也比較單一。而專門的從事工業(yè)機(jī)器人機(jī)電安裝、自動(dòng)化生產(chǎn)線調(diào)試、現(xiàn)場編程和作業(yè)單元維護(hù)等崗位的人員大部分來自機(jī)械制造、機(jī)電一體化和電氣自動(dòng)化等專業(yè)的人才，只經(jīng)過短期的二次培訓(xùn)，況且還沒有現(xiàn)場的實(shí)踐，短期的培訓(xùn)幾乎不能達(dá)到崗位要求的技能。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技能型人才的短缺已經(jīng)成為制約高端裝備制造業(yè)發(fā)展瓶頸。研究智能制造背景下工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技能型人才的培養(yǎng)模式，建立合理有效的人才培養(yǎng)方案，形成專業(yè)人才的長效培養(yǎng)機(jī)制，是高職院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。

二、工業(yè)機(jī)器人技能應(yīng)用型人才的崗位要求

通過對(duì)上海ABB工程有限公司、廣州數(shù)控集團(tuán)、鄭州科慧科技股份有限公司、廣州東風(fēng)江森座椅有限公司等企業(yè)的走訪調(diào)研，結(jié)合這些公司對(duì)技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)工業(yè)機(jī)器人技能型應(yīng)用人才的建議，我們確立目前工業(yè)機(jī)器人技能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)掌握工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用專業(yè)的基礎(chǔ)理論和操作技能，具備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣控制、傳感技術(shù)、智能控制等專業(yè)技能,能獨(dú)立從事大型機(jī)電設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、編程、維修、運(yùn)行與管理等方面的工作任務(wù)；具有較好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能進(jìn)行生產(chǎn)管理具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識(shí)的高技能應(yīng)用型人才。工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在高端制造行業(yè)，其典型崗位及對(duì)應(yīng)職業(yè)技能要求如下(見表1)。

表1　畢業(yè)生就業(yè)崗位及職業(yè)能力要求分析

三、以崗位需求為本，合理設(shè)置課程體系

以崗位需求為本，遵循“以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，以職業(yè)技能為核心”的指導(dǎo)方針，根據(jù)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)及相關(guān)企業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)規(guī)格的要求，通過由企業(yè)專家參與的專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)分析本專業(yè)的職業(yè)崗位及能力要求，構(gòu)建以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)為主線、機(jī)電一體化技術(shù)能力為支承的“模塊化、進(jìn)階式、創(chuàng)新型”專業(yè)課程體系。結(jié)合行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制定專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)，以本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位及職業(yè)能力要求為核心，根據(jù)工作任務(wù)的系統(tǒng)性和學(xué)生職業(yè)能力的形成規(guī)律，按照由易到難、循序漸進(jìn)的原則，同時(shí)充分考慮教學(xué)的可實(shí)施性，開發(fā)、整合課程，形成由素質(zhì)平臺(tái)課程、專業(yè)平臺(tái)課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)實(shí)踐課程、專業(yè)拓展課程組成的課程體系(見圖1)。

圖1　機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)(機(jī)器人方向)課程體系

四、課程模塊化與教學(xué)開展

理論課程的教學(xué)原則是以項(xiàng)目引領(lǐng)為核心、以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線，實(shí)行理實(shí)一體化教學(xué)。

以項(xiàng)目引領(lǐng)為核心就是學(xué)校專業(yè)課老師與企業(yè)技術(shù)人員合作，首先確立專業(yè)課程，宏觀上把機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的相關(guān)專業(yè)課程按照知識(shí)板塊先進(jìn)行柔和，再劃分成若干個(gè)的知識(shí)技能模塊，比如可以按照表2分成若干個(gè)專業(yè)課程模塊，以崗位技能培養(yǎng)為目標(biāo)，共同研討制定課程標(biāo)準(zhǔn)，圍繞自動(dòng)化生產(chǎn)線上工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用共同開發(fā)課程實(shí)施項(xiàng)目；以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線就是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用時(shí)的工序，微觀上把每個(gè)項(xiàng)目制定成的若干個(gè)子任務(wù)，組織實(shí)施教學(xué)時(shí)，模擬企業(yè)實(shí)景，采用理實(shí)一體化教學(xué)方法。整個(gè)教學(xué)運(yùn)作模式是：首先，企業(yè)技術(shù)人員和在校教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，企業(yè)技術(shù)員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用及崗位需求開發(fā)大項(xiàng)目，模塊大項(xiàng)目引領(lǐng)模塊內(nèi)的每一門課程，設(shè)定課程責(zé)任教師；其次，教師再根據(jù)完成大項(xiàng)目所需的知識(shí)技能開發(fā)出每門課程的若干個(gè)小教學(xué)項(xiàng)目；最后，技術(shù)人員和教師再根據(jù)實(shí)際的工序把小項(xiàng)目再分成若干個(gè)子教學(xué)任務(wù)，設(shè)立情景教學(xué)計(jì)劃。每學(xué)期，每個(gè)責(zé)任教師完成課程教學(xué)項(xiàng)目后，再在本模塊內(nèi)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的配合下集中完成大項(xiàng)目。其前提是必須具備相應(yīng)的情景實(shí)訓(xùn)設(shè)備即“校中廠”模式或校企合作模式下“廠中?！?，能將理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行融合，將知識(shí)與技能有機(jī)結(jié)合。

表2　專業(yè)課程模塊設(shè)置分配表

人才培養(yǎng)過生大致分為三個(gè)段：第一階段(第一、二學(xué)期)培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。在理實(shí)一體化教室培養(yǎng)學(xué)生的儀器儀表使用、繪圖識(shí)圖、基本的電路檢測(cè)、機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝能力，以及職業(yè)認(rèn)知體驗(yàn)和企業(yè)6S現(xiàn)場管理。利用寒暑假帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐、志愿活動(dòng)，引導(dǎo)他們認(rèn)識(shí)社會(huì)，定位自我，進(jìn)一步培養(yǎng)服務(wù)意識(shí)和吃苦精神。第二階段(第三、四學(xué)期)培養(yǎng)專業(yè)技能培養(yǎng)和職業(yè)規(guī)范。在理實(shí)一體化教室、仿真車間或合作企業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)場編程、故障診斷、機(jī)器人生產(chǎn)線的安裝、調(diào)試及維護(hù)等專業(yè)技能，由企業(yè)技術(shù)人員和教師相互配合，利用金工實(shí)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì)，以自動(dòng)化成套設(shè)備中的典型工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)為教學(xué)內(nèi)容，以典型工作任務(wù)為載體，將職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)、安全生產(chǎn)規(guī)范、行業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入課程。[1]第三階段(第五、六學(xué)期)培養(yǎng)專業(yè)綜合能力培養(yǎng)和適應(yīng)工作。利用校企合作建立的校外實(shí)訓(xùn)基地，開展頂崗實(shí)習(xí)工作。由系學(xué)生管理辦公室征求學(xué)生崗位意見、結(jié)合學(xué)生專業(yè)興趣點(diǎn)以及專業(yè)技能的優(yōu)劣與企業(yè)商議制定頂崗實(shí)習(xí)方案，實(shí)習(xí)期間企業(yè)和學(xué)校共同管理學(xué)生，共同監(jiān)督頂崗實(shí)習(xí)過程、實(shí)施考核評(píng)價(jià)，頂崗實(shí)習(xí)是工業(yè)機(jī)器人專業(yè)工學(xué)結(jié)合培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，實(shí)習(xí)結(jié)束每個(gè)學(xué)生撰寫合格的頂崗實(shí)習(xí)報(bào)告，方可取得相應(yīng)的學(xué)分，通過頂崗實(shí)習(xí)，提升學(xué)生分析解決問題的能力和完善其職業(yè)素養(yǎng)。

五、注重教學(xué)過程的考核評(píng)價(jià)機(jī)制

對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績進(jìn)行考核，是檢查教學(xué)效果，督促學(xué)生學(xué)習(xí)，評(píng)定學(xué)習(xí)成績的重要環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)肅認(rèn)真地進(jìn)行。成績考核分為理論課考核、實(shí)踐環(huán)節(jié)考核和其他考核三部分。

在理論課程考核上，關(guān)注學(xué)生的出勤率、作業(yè)、提問及期末課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，這一部分大概占50%的比例；在實(shí)踐考核上，根據(jù)崗位技能需求，確定相應(yīng)的考核項(xiàng)目，貫穿在日常教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目中，可根據(jù)事先制定好的項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所做的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，累計(jì)到期末，這一部分占50%。其他考核主要指企業(yè)見習(xí)和頂崗實(shí)習(xí)，由實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師和企業(yè)指導(dǎo)教師共同組成考核小組考核，內(nèi)容包括綜合技能和工作態(tài)度，成績按優(yōu)秀、良好、及格、不及格評(píng)定。學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)定采用學(xué)期成績分。

六、把實(shí)踐技能和職業(yè)資格共同融入畢業(yè)制度中

在實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)計(jì)上，以培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合工程應(yīng)用的能力和集成創(chuàng)新能力為目標(biāo)。實(shí)踐教學(xué)體系由課內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)、集中實(shí)踐和綜合素質(zhì)培養(yǎng)三部分組成，具有由課程實(shí)驗(yàn)和相對(duì)獨(dú)立設(shè)置的實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，從認(rèn)識(shí)、操作到綜合創(chuàng)新逐層深入的實(shí)踐教育特色。通過課程實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等實(shí)踐環(huán)節(jié)加深對(duì)理論課基本概念的理解和提高基礎(chǔ)實(shí)踐技能；通過課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)、綜合實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合工程能力的培養(yǎng)；以電子設(shè)計(jì)競賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新、實(shí)踐創(chuàng)新、機(jī)器人大賽、職業(yè)資質(zhì)證書的獲得等課外實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力。

此外，依照高職教育以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的特點(diǎn)，引入行業(yè)企業(yè)工業(yè)機(jī)器人程序員認(rèn)證項(xiàng)目，并與國家職業(yè)技能鑒定項(xiàng)目“維修電工技師”、“計(jì)算機(jī)繪圖中級(jí)證書”、“數(shù)控車床操作中級(jí)證書” “PLC設(shè)計(jì)師”等職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)一同融入教學(xué)項(xiàng)目中，實(shí)行“雙證畢業(yè)”制度。

七、結(jié)語

我系開展該專業(yè)近四年，依照以上由崗位職業(yè)能力——課程體系——專業(yè)教學(xué)模塊——注重過程的評(píng)價(jià)體系——實(shí)踐雙證畢業(yè)制度的培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了一屆畢業(yè)生，學(xué)生能利用所學(xué)的技能，迅速適應(yīng)工作崗位。這說明該方案能使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與工作崗位無縫對(duì)接，不但實(shí)現(xiàn)了既定的培養(yǎng)目標(biāo)，而且使該專業(yè)專門人才的培養(yǎng)更有針對(duì)性。不過在學(xué)生的培養(yǎng)過程中也出現(xiàn)了不少問題，比如，教學(xué)上采用教、學(xué)、做一體化時(shí)，學(xué)生的基本理論知識(shí)掌握不牢，在工作崗位上缺乏靈活應(yīng)變、舉一反三的能力；課程開發(fā)沒有系統(tǒng)化，導(dǎo)致相關(guān)聯(lián)的各門課程之間有重復(fù)考核的內(nèi)容；畢業(yè)雙證制度貫徹得不深入，等等。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳小艷，沈潔.高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院報(bào)，2014，(3)：21-22.

(責(zé)任編校：馬小軍，田旭)

(作者單位：河南廣播電視大學(xué) 機(jī)電工程系)