陳元文 王保紅

摘要：本文從“中國制造2025”制造強(qiáng)國戰(zhàn)略出發(fā)，通過對工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用及其對工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)人才需求的調(diào)研，探索了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)崗位人才素質(zhì)、知識、能力要求，以及技工院校工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)課程建設(shè)思路、模式，并對本專業(yè)一體化課程實施存在的問題以及解決對策進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：技工院校 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè) 一體化課程建設(shè)

課題：本文系中國職業(yè)教育和職業(yè)培訓(xùn)協(xié)會2016年立項課題“對接‘中國制造2025發(fā)展戰(zhàn)略的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)建設(shè)研究”（編號2016044）子項目研究成果。

隨著“中國制造2025”制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的實施，工業(yè)機(jī)器人在我國汽車、機(jī)械、電子、化工、建材、物流等行業(yè)應(yīng)用快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用裝備技術(shù)快速進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)人才需求日益增加。這要求技工院校要加快工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)建設(shè)，擴(kuò)大本專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模，增強(qiáng)服務(wù)國家制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的能力。這對技工院校工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)建設(shè)與發(fā)展提出了新的要求，也提供了難得的機(jī)遇。

一、人才培養(yǎng)需求

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)械裝置。它能自動執(zhí)行工作，靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能。它可以按人指揮動作，也可以按預(yù)設(shè)程序運行，或者按人工智能進(jìn)行技術(shù)動作，是集機(jī)械技術(shù)、傳動技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

技工院校要培養(yǎng)適應(yīng)工業(yè)企業(yè)需要的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)高技能人才，應(yīng)根據(jù)企業(yè)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)工作崗位素質(zhì)、知識、能力需求，確定培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計課程內(nèi)容，培養(yǎng)教師隊伍，建設(shè)教學(xué)設(shè)備和設(shè)施，組織人才培養(yǎng)。

通過走訪工業(yè)機(jī)器人制造及應(yīng)用企業(yè)、調(diào)研工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及維護(hù)崗位職工，我們了解到工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)崗位主要工作內(nèi)容為：工業(yè)機(jī)器人安裝、調(diào)試、維護(hù)；工業(yè)機(jī)器人編程、操作；工業(yè)機(jī)器人作業(yè)工藝及工裝設(shè)計和應(yīng)用；工業(yè)機(jī)器人及工藝裝備檢測及維修；工業(yè)機(jī)器人集成系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試；工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)技術(shù)培訓(xùn)等。技工院校畢業(yè)生適應(yīng)的崗位主要是工業(yè)機(jī)器人安裝、調(diào)試、維護(hù)；工業(yè)機(jī)器人編程、操作；工業(yè)機(jī)器人及工藝裝備檢測及維修。要使技工院校工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)畢業(yè)生能達(dá)到以上崗位工作要求，適應(yīng)崗位工作需要，應(yīng)達(dá)到以下素質(zhì)、知識、能力。

第一，基本素質(zhì)，包括良好的思想政治素質(zhì)，良好的職業(yè)道德和社會公德，良好的心理素質(zhì)與健康的身體，良好的語文、數(shù)學(xué)、英語文化基礎(chǔ)和計算機(jī)應(yīng)用能力，良好的表達(dá)能力和合作、溝通、協(xié)調(diào)能力，精益求精的工匠精神和創(chuàng)新精神，自我學(xué)習(xí)、追求進(jìn)步的能力。

第二，專業(yè)知識，包括機(jī)械制圖、電氣制圖基礎(chǔ)知識，機(jī)械傳動基本知識，電工電子基礎(chǔ)知識，電氣控制基礎(chǔ)知識，電動機(jī)傳動知識，液壓與氣動基礎(chǔ)知識，PLC基礎(chǔ)知識，傳感器應(yīng)用基本知識，工業(yè)機(jī)器人的基本組成及工作原理，工業(yè)機(jī)器人設(shè)計、制造的知識，工控機(jī)、觸摸屏等上位機(jī)的知識，工業(yè)機(jī)器人與周邊設(shè)備的通訊知識，工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)知識，產(chǎn)品營銷、企業(yè)管理方面的基礎(chǔ)知識。

第三，專業(yè)能力，包括讀懂機(jī)器人及配套機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，讀懂電氣系統(tǒng)圖和液壓、氣動系統(tǒng)圖，使用鉗工、電工常用工具、量具和儀表，安裝、維護(hù)工業(yè)機(jī)器人，拆裝、維護(hù)工業(yè)機(jī)器人工作站電氣系統(tǒng)，使用仿真軟件對工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)進(jìn)行仿真操作，熟練對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行編程操作，使用工控機(jī)、觸摸屏，能編寫基本人機(jī)界面程序，組裝、安裝、調(diào)試常用工業(yè)機(jī)器人輔具，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)用和銷售。

從上述內(nèi)容看，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用專業(yè)對人才的要求，具有素質(zhì)綜合性、知識復(fù)合性和能力實踐性特點。素質(zhì)綜合性主要表現(xiàn)在對崗位職工不僅要有良好的政治素養(yǎng)，還要有良好的職業(yè)素養(yǎng)、心理素質(zhì)、社會素養(yǎng)和進(jìn)取能力，要求有良好的全面素質(zhì)。知識復(fù)合性主要表現(xiàn)在知識內(nèi)容的復(fù)合性上。本崗位專業(yè)知識是機(jī)械專業(yè)知識、電氣專業(yè)知識、傳感技術(shù)知識、氣液傳動知識、信息技術(shù)知識和各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)知識的復(fù)合。能力實踐性主要體現(xiàn)在本崗位各項專業(yè)能力都具有明顯的實踐性，無論是閱圖繪圖，還是安裝調(diào)試機(jī)器人設(shè)備、編程操作機(jī)器人設(shè)備、維修保養(yǎng)機(jī)器人設(shè)備，都需要較強(qiáng)的實踐能力。上述特點表明，本專業(yè)人才培養(yǎng)難度較大，需要科學(xué)設(shè)計課程，合理建設(shè)教學(xué)資源，實施一體化教學(xué)，這樣才能達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)。

二、一體化課程建設(shè)

鑒于以上研究分析，本專業(yè)課程應(yīng)以一體化模式建設(shè)，打破傳統(tǒng)學(xué)科課程體系及分段式教學(xué)模式，以本專業(yè)人才培養(yǎng)的基本素質(zhì)、專業(yè)知識和專業(yè)技能要求為目標(biāo)，設(shè)置“文化素質(zhì)”“專業(yè)基礎(chǔ)”“專業(yè)能力”“專業(yè)實踐”四大類課程，設(shè)計“文化基礎(chǔ)”“職業(yè)素養(yǎng)”“機(jī)械拆裝與零部件測繪”“電氣控制部件制作與檢修”“電子部件制作與檢修”“液壓與氣動系統(tǒng)制作與檢修”“工業(yè)機(jī)器人拆裝”“工業(yè)機(jī)器人示教與操作”“工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用”“工業(yè)機(jī)器人工作站組裝調(diào)試”“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工藝裝備操作維護(hù)”“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用崗位實習(xí)”等12個學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

按照本專業(yè)人才培養(yǎng)的基本素質(zhì)、專業(yè)知識和專業(yè)技能的內(nèi)容要求，每個學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計若干個學(xué)習(xí)模塊或?qū)W習(xí)項目，按照學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)和技能習(xí)得規(guī)律，循序漸進(jìn)地在每個學(xué)習(xí)模塊或項目設(shè)計若干個學(xué)習(xí)任務(wù)，形成“學(xué)習(xí)領(lǐng)域——學(xué)習(xí)模塊或?qū)W習(xí)項目——學(xué)習(xí)任務(wù)”三級課程體系。例如：“文化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)領(lǐng)域”設(shè)計了思想政治、語文、應(yīng)用文寫作、應(yīng)用數(shù)學(xué)、英語、計算機(jī)應(yīng)用、體育等模塊，其中“應(yīng)用文寫作模塊”設(shè)置了寫作一般生活應(yīng)用文、寫作簡單工作應(yīng)用文、寫作工作計劃與總結(jié)、寫作說明書與工藝指導(dǎo)書、寫作求職書等學(xué)習(xí)任務(wù)。

“工業(yè)機(jī)器人拆裝學(xué)習(xí)領(lǐng)域”設(shè)計了“認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人基本組成”“認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人基本動作”“ABB拆裝工業(yè)機(jī)器人”“拆裝工業(yè)新松機(jī)器人”4個學(xué)習(xí)項目，其中“拆裝ABB工業(yè)機(jī)器人”項目設(shè)置了認(rèn)識拆裝工具、閱讀ABB工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖、編寫ABB工業(yè)機(jī)器人拆裝工藝、拆卸ABB工業(yè)機(jī)器人、分析ABB工業(yè)機(jī)器人主要零件元器件、裝配ABB工業(yè)機(jī)器人等學(xué)習(xí)任務(wù)。

這樣，教學(xué)內(nèi)容以領(lǐng)域的形式安排、以模塊或項目的形式組合、以工作任務(wù)的形式實施，使專業(yè)與崗位、教學(xué)與工作、知識學(xué)習(xí)與操作實踐、職業(yè)素養(yǎng)培訓(xùn)與職業(yè)能力鍛煉有機(jī)結(jié)合起來，實現(xiàn)一體化教學(xué)。學(xué)生通過每一個具體任務(wù)的完成，學(xué)習(xí)知識，習(xí)得技能，培養(yǎng)素質(zhì)，達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)。

三、問題與對策思考

按照一體化模式建設(shè)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)課程，實施一體化教學(xué)，學(xué)生的知識學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、素質(zhì)教育、能力培養(yǎng)在具體工作中進(jìn)行，實現(xiàn)了知識學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、素質(zhì)教育、能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，教學(xué)更貼近實際工作，教學(xué)過程更符合職業(yè)教育規(guī)律，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯提高，學(xué)習(xí)能動性明顯增強(qiáng)，學(xué)習(xí)能力得到培養(yǎng)。然而，教學(xué)實施過程中，也出現(xiàn)了需要進(jìn)一步探索的問題。

第一，課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計困難。一體化教學(xué)需要根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)需要設(shè)計課程，設(shè)置典型工作任務(wù)，開發(fā)項目內(nèi)容。這要求教師既要有扎實、系統(tǒng)的專業(yè)知識，又要有豐富的企業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，還要有熟練的操作實踐技能。目前，許多專業(yè)教師難以達(dá)到要求。對此，我們通過加強(qiáng)校企合作，組織企業(yè)專家參與一體化課程建設(shè)，把他們豐富的企業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗運用課程建設(shè)中，使課程建設(shè)吸收企業(yè)生產(chǎn)實踐內(nèi)容，更切合企業(yè)生產(chǎn)實際；通過組織專業(yè)教師深入企業(yè)實踐鍛煉，學(xué)習(xí)生產(chǎn)實踐知識、技術(shù)、操作技能，收集生產(chǎn)實踐案例、課題、項目、任務(wù)，彌補(bǔ)不足。

第二，專業(yè)設(shè)備難以滿足一體化教學(xué)要求。一體化教學(xué)中的任務(wù)、項目、案例來之于企業(yè)生產(chǎn)實際，需要的設(shè)備、工具、材料種類多、技術(shù)新、性能優(yōu)，而且更新快，學(xué)校設(shè)備、工具、材料條件難以適應(yīng)。對此，我們通過深化校企合作，組織企業(yè)學(xué)習(xí)，以車間為教室，利用企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、工具、材料、設(shè)施，彌補(bǔ)學(xué)校設(shè)備、工具、材料、設(shè)施的不足。

第三，教材編寫難度大。一體化課程體系打破了原來學(xué)科課程體系，現(xiàn)有教材沒法直接應(yīng)用，需要按教學(xué)任務(wù)、項目、案例編寫任務(wù)書、工作頁、教案、學(xué)案等教學(xué)資料。教材編寫工作量大，難度大。對此，筆者學(xué)院研究制訂編寫體例，供參加課程建設(shè)的教師參考；邀請企業(yè)專家參與課程內(nèi)容設(shè)計和教材、任務(wù)書、工作頁、教案、學(xué)案等教學(xué)資料編寫，讓他們的經(jīng)驗成為教材內(nèi)容、教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)一體化教學(xué)要求。

第四，教學(xué)資源組織困難。一體化課程教學(xué)是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)過程，學(xué)生在實施工作任務(wù)、項目和研究案例中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程中會遇到各種問題、疑點，需要紙質(zhì)參考資料和電子教案、學(xué)案、課件、教學(xué)視頻、微課、動畫、模擬軟件等網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源。這就需要多種圖書資料和網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源，準(zhǔn)備較為困難。為此，筆者學(xué)院組織教學(xué)資源開發(fā)團(tuán)隊大力開發(fā)課件、教學(xué)視頻、微課、動畫等數(shù)字教學(xué)資源，并引進(jìn)先進(jìn)數(shù)字教學(xué)資源，以滿足教學(xué)需要；建設(shè)數(shù)字化教學(xué)硬件設(shè)施和軟件平臺，搭建學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)、師生網(wǎng)上互動的通道；設(shè)置圖書柜，添置專業(yè)書籍，方便學(xué)生查閱各種學(xué)習(xí)資料。

一體化課程建設(shè)是緊跟產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整、不斷改革提升的過程，我們的探索才剛剛開始，還需要不斷深化和拓展。