丁崢 費軍軍

摘 要：本文立足中職院校職業(yè)技能大賽，主要闡述了職業(yè)技能大賽為中職院校帶來的啟示。針對近年來賽題變化的特點，就若干重點賽項提出了筆者的觀點，并對各賽項所出現(xiàn)問題的解決方案及參賽技巧輔導、教學方法進行了說明。

關鍵詞：中職院校 技能大賽 賽題啟示

職業(yè)技能大賽作為衡量職業(yè)教育教學改革成果、職業(yè)學校教育質(zhì)量及辦學水平的重要標準，越來越受到各中職院校的重視。職業(yè)技能大賽不但可以推動職業(yè)院校教學改革的深化、加強校企合作，還能促進辦學特色的培養(yǎng)，同時還能給職業(yè)教育帶來諸多啟示。

從最近幾次職業(yè)技能大賽的規(guī)模以及比賽項目看來，比賽內(nèi)容逐漸豐富、競賽時限逐漸縮短。以2018年浙江省中等職業(yè)學校職業(yè)能力大賽電工電子類賽項為例，在機器人技術應用項目中，不但將比賽時限由往屆的4小時縮短為3.5小時，同時還提高了異形芯片分揀、觸摸屏以及機械安裝調(diào)試的難度，將以往默認式裝配模式變?yōu)檫x擇式，提高了比賽的靈活性，無形中也增加了參賽選手及輔導教師的壓力。如何在更短的時間內(nèi)完成更多的比賽內(nèi)容，成了參賽選手以及輔導老師面臨的首要問題。

縱觀歷年賽題，其得分點主要放在異型芯片分揀的細節(jié)方面，只要在短時間內(nèi)按要求完成分揀即可在比賽中取得明顯優(yōu)勢。而在歷年賽題的分揀要求中根據(jù)芯片顏色排序、產(chǎn)品芯片碼放及按要求調(diào)整產(chǎn)品芯片顏色，以及吸盤探空等步驟又成為異形芯片分揀項目的主要賽點。這些賽點不但考查內(nèi)容分散，且各知識點內(nèi)部又互有聯(lián)系，下面著重對這些賽點及其解決方案進行介紹。

一、賽點解析

1.芯片排序

所謂芯片排序，即在不了解各色芯片數(shù)量的前提下，要求將同類異色芯片歸類擺放至規(guī)定位置。這里以集成芯片為例（集成芯片分為灰紅兩色），由于不知道各色芯片的個數(shù)，故無法確定調(diào)換過程中使用的過渡空位，這就為完成比賽設置了障礙。

要想快速解決芯片排序問題，首先需對所有芯片進行視覺檢測，甄別當前芯片顏色分布情況，以便根據(jù)各色芯片的數(shù)量選取不同的調(diào)換過渡點，分情況進行編程，最終實現(xiàn)按色排序。在確定了當前芯片顏色分布情況及調(diào)換過渡點后，可選取嵌套循環(huán)的方式編寫排序程序，最大限度地利用有限時間，縮小代碼量，為后續(xù)的調(diào)試預留更多時間。

2.產(chǎn)品芯片碼放

產(chǎn)品芯片碼放主要是將原料區(qū)的芯片碼放至產(chǎn)品上即可，有的賽題要求碼放之前需經(jīng)視覺檢測。該賽項的難點主要在于，芯片種類和數(shù)量繁多，且各產(chǎn)品對于芯片的種類需求又不盡相同，如果使用簡單的取放指令編寫程序，不僅工作量繁重、耗費賽時，而且嚴重影響機器人執(zhí)行效率，容易造成碰撞等事故。

針對該賽項的難點，需要將產(chǎn)品及其所需芯片位置編成二維數(shù)組，同時將原料區(qū)不同芯片也以二維數(shù)組的形式進行梳理編輯。

其中產(chǎn)品數(shù)組以行數(shù)表征產(chǎn)品編號，原料數(shù)組以行數(shù)表征芯片種類。利用該數(shù)組，再搭配使用嵌套循環(huán)的編碼方式將兩個數(shù)組中的元素分別作為芯片的抓取點和擺放點，即可完成產(chǎn)品芯片的碼放工作。該方法不僅能夠大大減少代碼量，而且程序執(zhí)行的效率也可得到較大提升。

3.按要求調(diào)整產(chǎn)品芯片顏色

在以往的賽題中，芯片在初始狀態(tài)下隨機拜訪，現(xiàn)在需要根據(jù)賽題要求的產(chǎn)品芯片顏色排列表，將產(chǎn)品上的芯片進行調(diào)整，使產(chǎn)品上芯片的顏色與產(chǎn)品芯片顏色排列表一致。該賽項的難點在于，產(chǎn)品芯片顏色隨機，即便在經(jīng)過視覺檢測環(huán)節(jié)了解所有芯片顏色后，如果僅使用簡單的挪移指令完成芯片顏色的調(diào)換，不僅工作量繁重，虛耗有限賽時，而且由于對點數(shù)較多，編程過程中容易出現(xiàn)失誤。

為解決該賽項的難點，需要將產(chǎn)品上各芯片的位置與顏色編成產(chǎn)品現(xiàn)狀二維數(shù)組，同時將賽題要求的產(chǎn)品芯片顏色排列表也按照各芯片的位置和顏色整理成賽題要求二維數(shù)組。

該數(shù)組以行數(shù)表示產(chǎn)品標號，以列數(shù)表示芯片種類。利用該數(shù)組同時搭配循環(huán)指令，將產(chǎn)品現(xiàn)狀數(shù)組與賽題要求數(shù)組對應位置的數(shù)據(jù)進行比對，對相同位置的不同芯片進行調(diào)整，最終達到按要求調(diào)整產(chǎn)品芯片的目的。該方法充分利用二維數(shù)組的特點，巧妙地將芯片位置與產(chǎn)品標號聯(lián)系起來，提高編程效率的同時，對于程序的執(zhí)行效率也有較大改善。

4.吸盤探空

所謂吸盤探空指的是在只知道原料區(qū)各類芯片數(shù)量，卻不了解每個芯片所在位置的前提下，僅使用芯片吸盤工具，而不借助視覺識別設備，判斷出當前各類芯片區(qū)的空位，為后續(xù)的操作提供依據(jù)。該賽項的難點在于如何讓機器人不經(jīng)視覺識別，找出原料區(qū)空位。

該賽項意在考量參賽選手對設備儀表和系統(tǒng)組成的了解程度以及對賽題的理解程度，僅依靠芯片吸盤工具肯定無法完成該賽項任務。所以這里就需要參賽選手從別的工具著手，配合芯片吸盤完成探空任務。

在比賽設備中（如圖1所示），其主體運動部件為ABB公司生產(chǎn)的工業(yè)機器人，其主要依靠電路和氣路實現(xiàn)運動及抓取操作，在其氣路中設有兩個電子式氣壓表（如圖2所示），分別用于顯示芯片吸盤和蓋板吸盤吸取物體時的氣壓。而為了完成吸盤探空的任務，這里需要用到顯示芯片吸盤氣壓的氣壓表。該壓力表具有將當前氣壓值與氣壓設定值相比較的功能。如果當前氣壓值低于設定值時，氣壓表可與機器人實現(xiàn)通訊，令其對應標志位置位。反之，當氣壓值大于或等于設定值以上時，其對應的標志位自動復位。

選手可以利用該壓力比較標志位的置復位情況，來實現(xiàn)對芯片原料區(qū)空位的探測。當芯片吸盤吸取到芯片時，此時壓力表的顯示值應遠低于大氣壓。反之，若芯片吸盤未吸到芯片，此刻壓力表示數(shù)應與大氣壓力值較為接近。選手可以利用吸盤吸到芯片與未吸到芯片兩種情況下壓力表示數(shù)的中間值作為設定值，最終通過判斷壓力比較標志位的置復位情況，精確地判斷當前吸盤是否吸到芯片，具體的操作步驟如下。

首先，利用示教器使吸盤空吸，并記錄當前氣壓表的示數(shù)。再令芯片吸盤吸取芯片，記錄下此時氣壓表示數(shù)。取二者的中間值作為氣壓表的設定值，以此來判別壓力比較標志位是否置位。設定完畢后編寫機器人程序，讓機器人利用芯片吸盤對整個原料區(qū)進行了解，并對壓力比較標志位的置復位情況進行記錄。最后只需在該置復位記錄中查找置位的點位即可確認芯片原料區(qū)的空位。

這里為了便于將置復位記錄與原料區(qū)芯片位置聯(lián)系起來，還要用到上文中反復提到的二維數(shù)組。利用置復位數(shù)組中元素的位置編號直接就能定位到該芯片在原料區(qū)中的位置，方便快捷同時還能提高編程效率降低失誤率。

二、二維數(shù)組

1.使用優(yōu)勢

在上文介紹的各賽項解決方案中，普遍用到了二維數(shù)組以及嵌套循環(huán)。主要是由于為了完成各賽項要求，需要考慮的變量較多，且每個變量之間又具有一定相關性，如原料區(qū)和回收區(qū)各類芯片的位置、顏色以及各產(chǎn)品上各類芯片的位置、顏色。這些變量在編程過程中如果獨立調(diào)用，不但會造成代碼量的激增，而且浪費了變量與變量間的聯(lián)系這一有效信息，從而導致編程時間的浪費以及執(zhí)行效率的下降，最終影響比賽結(jié)果。

2.教學方法

雖然二維數(shù)組在機器人編程過程中有諸多優(yōu)勢，但是該知識點較為抽象，學生在理解與使用方面存在一定難度。這就為輔導老師的教學輔導工作提出了較高的要求。

首先各輔導老師在輔導過程中需加強引導。從一維數(shù)組著手，引入數(shù)組的概念及思維方式，重點講解數(shù)組的特性及使用方法。在充分理解了一維數(shù)組的使用特點之后，可以開始著手對數(shù)組的特性進行適當引申，進而自然地引出二維數(shù)組的概念。引申過程中可先拋出“數(shù)組的數(shù)組”的概念，再從一維數(shù)組與“數(shù)組的數(shù)組”的異同方面著手，逐步推進，最終使學生理解二維數(shù)組的概念，并學會利用數(shù)組的思維模式去理解賽題的諸多考點。

三、小結(jié)

隨著社會和經(jīng)濟發(fā)展，學校越來越認識到職業(yè)技能大賽對提高辦學質(zhì)量、培養(yǎng)合格人才、鞏固和發(fā)展職業(yè)教育的重要性。技能大賽作為我國職業(yè)教育的一項制度創(chuàng)新，起到了引領職業(yè)院校教學方向的作用，技能大賽已成為評價職業(yè)院校辦學水平的重要標準。因此在對學生的輔導與教學過程中需要以賽題為出發(fā)點，立足技能，培養(yǎng)學生積極思考和刻苦鉆研的學習習慣，最終再回到賽題本身，解決一個個賽項難點。在這樣循環(huán)往復的學習過程中，達到提高技能，升華職業(yè)素養(yǎng)的目的。

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（作者單位：浙江省機電技師學院）