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時間：2022-05-28 19:35:01
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隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，社會人力成本不斷提高，勞動者在技能方面的欠缺導(dǎo)致先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用出現(xiàn)瓶頸。進(jìn)入21世紀(jì)以后，智能機(jī)器人必將全面應(yīng)用于生產(chǎn)。做好機(jī)器人技術(shù)教育，培養(yǎng)大批優(yōu)秀的高技能機(jī)器人應(yīng)用型人才，是當(dāng)今新形勢下技工院校面臨的挑戰(zhàn)。
一、機(jī)器人教學(xué)方法
機(jī)器人的學(xué)習(xí)過程融合了計算機(jī)、機(jī)械、電子、通訊、控制、聲、光、電、磁等多個學(xué)科領(lǐng)域的知識。因此機(jī)器人教育和傳統(tǒng)的學(xué)科教育區(qū)別很大。單純的機(jī)械、電氣、計算機(jī)等學(xué)科的學(xué)習(xí)只能作為學(xué)習(xí)機(jī)器人的基礎(chǔ)。機(jī)器人的教學(xué)應(yīng)該是一個系統(tǒng)的架構(gòu)，學(xué)生在掌握各學(xué)科的同時要對計算機(jī)整體系統(tǒng)有更為深入的了解，這需要在教學(xué)過程中采用多種方法積極引導(dǎo)，使學(xué)生在思考的過程中將各學(xué)科的知識有機(jī)地串聯(lián)起來。
1.多基礎(chǔ)學(xué)科交叉學(xué)習(xí)，聯(lián)合啟發(fā)
在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)中，如電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)中教師只針對電氣線路進(jìn)行講解，鉗工實(shí)訓(xùn)則只進(jìn)行金工方面的技能教學(xué)。這種模式的教學(xué)在過去取得了一定的成果，但是在面向機(jī)器人的教學(xué)時，由于不能將各學(xué)科進(jìn)行有效地串聯(lián)，因此難以形成機(jī)器人學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
新形勢下，應(yīng)該交叉教學(xué)，比如在講解電機(jī)控制小車往返控制的章節(jié)中，應(yīng)該對小車的機(jī)械運(yùn)動特點(diǎn)進(jìn)行分析，如小車機(jī)械傳動出現(xiàn)問題，導(dǎo)致小車無法順利行進(jìn)等種種情況。電氣控制線路和機(jī)械知識的相互結(jié)合，使學(xué)生能夠充分理解各學(xué)科的交叉融合，為學(xué)習(xí)機(jī)器人打下基礎(chǔ)。
2.機(jī)器人專業(yè)方向課程設(shè)置
傳感方面課程：圖像處理、計算機(jī)視覺、卡爾曼濾波、信息融合。
認(rèn)知：機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能。
驅(qū)動：自動控制原理、線性控制理論(線性空間理論)、非線性控制理論、計算機(jī)控制/數(shù)字控制、 機(jī)器人導(dǎo)論、機(jī)器人控制、非各向同性機(jī)器人控制、路徑規(guī)劃、數(shù)模電子線路、信號與系統(tǒng)、各種電子線路設(shè)計知識、機(jī)械設(shè)計、工程制圖。
這些不需要全部都懂，但至少要專攻一個方向，其他方向略懂，比如專攻控制和路徑規(guī)劃。
3.行為導(dǎo)向教學(xué)
行為導(dǎo)向教學(xué)以學(xué)生為主體，通過問題驅(qū)動學(xué)生的積極主動思考。在教學(xué)過程中，通過積極的發(fā)問，以學(xué)生的討論為主，教師在整個教學(xué)過程中起引導(dǎo)的作用。這種教學(xué)方法可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，積極調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在解決問題的同時，學(xué)生充分將所學(xué)到的各學(xué)科知識主動進(jìn)行“融會貫通”，解決問題的能力也得到了提高。學(xué)生取得了成就感和激勵，使學(xué)習(xí)的過程變得更有挑戰(zhàn)。教師還可進(jìn)一步建立獎勵機(jī)制。各種方法共同作用下，使機(jī)器人學(xué)習(xí)變得更加生動有趣。
4.鼓勵創(chuàng)新
“創(chuàng)新”是科技進(jìn)步的源泉。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，受思維定式的影響較輕，往往會出現(xiàn)一些大膽的充滿新意的想法。在遇到這些情況時，教師絕不應(yīng)該漠視甚至打擊，應(yīng)該積極針對學(xué)生這些想法進(jìn)行分析假設(shè)，甚至在有條件的情況下付諸實(shí)踐。21世紀(jì)技工院校培養(yǎng)的是熟練的高技能人才，更是充滿創(chuàng)新精神的高技能人才。只有大膽鼓勵創(chuàng)新，才有可能出現(xiàn)大量的優(yōu)秀的國家需求的創(chuàng)新型技能人才。
二、實(shí)訓(xùn)教學(xué)建設(shè)
1.實(shí)訓(xùn)室建設(shè)
機(jī)器人教學(xué)實(shí)訓(xùn)室應(yīng)具有信息化、多媒體化的課堂，配備有滿足多個班級同時實(shí)訓(xùn)的電腦、桌椅、機(jī)器人設(shè)備等必備條件。機(jī)器人教學(xué)的設(shè)備應(yīng)該是集成化的、模塊式的，在便于學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中進(jìn)行拆解。分組式的實(shí)訓(xùn)臺面有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。合理的桌面布局能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成“6S”的良好工作習(xí)慣。
ABB工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)裝置組成是由工業(yè)機(jī)器人工作站、碼垛工作站、裝配工作站、弧焊軌跡練習(xí)工作站、模擬噴涂工作站、多功能翻轉(zhuǎn)工作站等組成。典型的機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室如圖1所示。
2.靈活的實(shí)訓(xùn)方法
由于客觀條件限制，實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)設(shè)備有限，機(jī)器人實(shí)訓(xùn)設(shè)備只能有條件地進(jìn)行購置。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，針對特定的機(jī)器人實(shí)訓(xùn)設(shè)備，不應(yīng)單純以“說明書式教學(xué)”的方法進(jìn)行講解。例如在完成機(jī)器人的某一功能的過程中，可以主動設(shè)置故障點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考排查，通過分析和解決問題加深學(xué)生對設(shè)備的理解。與此同時，在機(jī)器人原有功能的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生進(jìn)行大膽思考和創(chuàng)新，開發(fā)更多的原本不具備的功能，在不損壞實(shí)訓(xùn)設(shè)備的前提下，盡可能地以豐富多樣的靈活的實(shí)訓(xùn)方法，使學(xué)生更加深入地進(jìn)行機(jī)器人的學(xué)習(xí)。
4.虛擬仿真教學(xué)
在設(shè)備短缺的情況下，采用工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真軟件進(jìn)行機(jī)器人的學(xué)習(xí)。以ABB公司的RobotStudio軟件為例，RobotStudio軟件是ABB機(jī)器人公司的一款離線機(jī)器人編程與仿真工具， 使用圖形化編程、編輯和調(diào)試創(chuàng)建機(jī)器人的運(yùn)動，并模擬優(yōu)化現(xiàn)有的機(jī)器人程序。圖2為采用RobotStudio軟件模擬的應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)的機(jī)器人。
虛擬仿真教學(xué)使學(xué)生直觀地觀察仿真軟件觀察機(jī)器人的動作過程，同時通過編程離線調(diào)試并模擬現(xiàn)場畫面。在這個過程中，學(xué)生的軟件編程水平得到了提高，彌補(bǔ)了設(shè)備短缺造成的缺憾。
三、師資隊(duì)伍建設(shè)
有一支熱愛機(jī)器人教育事業(yè)并具有較高科學(xué)素養(yǎng)的師資隊(duì)伍是開展機(jī)器人教學(xué)的重要前提條件。由于技工院校存在的“知識老化”、教師老齡化嚴(yán)重等各種問題，在師資隊(duì)伍建設(shè)方面，需要從以下幾方面著手。
1.引進(jìn)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師人才
新形勢下，鐵飯碗逐步被打破，校企之間的人才流動愈加頻繁。教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師在技能上可能稍有不足，現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師在教學(xué)能力上還需稍加磨練和指導(dǎo)。通過人才引進(jìn)的方式，吸引優(yōu)秀的工程師人才長期或定期進(jìn)入教育行業(yè)，能夠提高校內(nèi)教師的技能水平，同時使教學(xué)過程更加貼近現(xiàn)場。
2.豐富多樣的教師培訓(xùn)和激勵手段
通過多媒體網(wǎng)絡(luò)課堂、校企聯(lián)合師資培養(yǎng)等多種手段，為教師專業(yè)能力的提高創(chuàng)造學(xué)習(xí)條件，邀請各領(lǐng)域?qū)＜?、教師到校開展講座，交流促進(jìn)，共同發(fā)展。同時，從事機(jī)器人教育的教師也應(yīng)充分意識到機(jī)器人技術(shù)發(fā)展日新月異，必須牢固樹立不斷學(xué)習(xí)的教育理念。
通過對取得成果的教師進(jìn)行物質(zhì)上和精神上的獎勵，引導(dǎo)學(xué)校形成教師之間相互競爭、相互促進(jìn)的良好氛圍，激勵教師積極改進(jìn)教學(xué)方法，主動進(jìn)行科研及教學(xué)探索。在這種你追我趕的學(xué)習(xí)氛圍下，才能形成良好的發(fā)展的機(jī)器人教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
3.積累創(chuàng)新，開發(fā)校本教材
在不斷進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)和探索的同時，要及時對取得的教學(xué)成果及教學(xué)中的不足進(jìn)行總結(jié)，在總結(jié)中逐步摸索出一套適合本校的、具有特色的教學(xué)方案。
由于各學(xué)校的實(shí)訓(xùn)室配備不盡相同，傳統(tǒng)單一的教材無法滿足機(jī)器人教學(xué)的要求。針對本校的機(jī)器人設(shè)備，逐步形成自己獨(dú)立的校本教材。
4.積極參賽，以賽代練
國家非常重視機(jī)器人教育的發(fā)展，因此每年都會組織大量的機(jī)器人比賽。在機(jī)器人教學(xué)的過程中，采用教師帶隊(duì)，學(xué)生為主體的方式，以賽代練。通過校內(nèi)比賽競爭，選撥優(yōu)秀的學(xué)生參加各種比賽。比賽使學(xué)生在得到鍛煉的同時，也使教師將比賽中的經(jīng)驗(yàn)再次代入到日常的教學(xué)過程中，提高機(jī)器人教學(xué)的水平。
四、小結(jié)
系統(tǒng)化的教學(xué)對專業(yè)教師的知識面提出了更高的要求。將各學(xué)科的知識在教學(xué)過程中有機(jī)的串聯(lián)到一起，是對新形勢下工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教師提出的挑戰(zhàn)。同時，“行為引導(dǎo)法”的優(yōu)勢在工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中體現(xiàn)得更加淋漓盡致。只有讓學(xué)生成為課堂的主體，才能使學(xué)生分析解決問題的能力得到逐步提升，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的21世紀(jì)的高技能人才。
現(xiàn)代化的實(shí)訓(xùn)室、模塊化的實(shí)訓(xùn)設(shè)備、配合靈活的仿真軟件，都是為了更加準(zhǔn)確地模擬出現(xiàn)場的實(shí)際工況。學(xué)生如身臨其境，才能得到熏陶和感染。在實(shí)訓(xùn)中，尤其要注重對學(xué)生“6S”工作習(xí)慣的培養(yǎng)。
以中青年教師為主、激勵機(jī)制健全的教師隊(duì)伍是工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的基石。現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，通過交流和講座，能夠成為工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的重要補(bǔ)充。通過“以賽代練”“校本教材”等各種措施，最終形成適應(yīng)新時展的、具有學(xué)校特色的工業(yè)機(jī)器人教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
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隨著科技的快速發(fā)展，機(jī)器人作為集機(jī)械、電子、控制、傳感以及計算機(jī)技術(shù)等多領(lǐng)域知識于一體的典型代表以及工業(yè)自動化的三大支柱之一，已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的工業(yè)現(xiàn)場。隨著工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，不少中高職院校都把機(jī)器人的教學(xué)引入教學(xué)大綱和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。
工業(yè)機(jī)器人是一門理論與實(shí)際相結(jié)合的課程。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，善于利用多媒體教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，多角度地激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力，提高機(jī)器人基礎(chǔ)知識的教學(xué)效果，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。
一、在理論教學(xué)中，要善于創(chuàng)設(shè)情境與利用多媒體教學(xué)
在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往因?yàn)閷W(xué)校條件的限制，學(xué)生較少有機(jī)會接觸工業(yè)機(jī)器人實(shí)物，所以，為了讓學(xué)生對機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用有更好地了解和認(rèn)識，要充分利用視頻和圖片讓學(xué)生了解什么是機(jī)器人，機(jī)器人產(chǎn)品會涉及哪些機(jī)構(gòu)部分、哪些技術(shù)以及哪些領(lǐng)域。
在教學(xué)過程中，教師的課堂講授應(yīng)該以視頻資料和圖片為載體，借助啟發(fā)式、討論式、互動式等教學(xué)方法，重點(diǎn)對工業(yè)機(jī)器人歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展等方面進(jìn)行介紹。通過直觀的圖片、形象的視頻，增加師生間的互動與交流，增進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的興趣。在講授機(jī)器人編程時，教師可采用任務(wù)驅(qū)動法，設(shè)計不同形式的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。
在理論課堂講授過程中，要充分利用機(jī)器人三維可視化離線編程和動態(tài)仿真系統(tǒng)。例如：如何實(shí)現(xiàn)將工件從A處搬運(yùn)到B處。通過導(dǎo)入工件及機(jī)器人三維模型，在計算機(jī)上再現(xiàn)機(jī)器人及工件的三維虛擬世界，通過實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人離線編程三維運(yùn)動軌跡的規(guī)劃，模擬機(jī)器人運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)動態(tài)仿真。
二、在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，要善于進(jìn)行演練示范教學(xué)及開展小組競賽
工業(yè)機(jī)器人能代替人在危險有害的環(huán)境中作業(yè)，但又可能發(fā)生工業(yè)機(jī)器人傷人事故。在實(shí)訓(xùn)過程中，教師和學(xué)生對機(jī)器人進(jìn)行任何操作都必須注意安全。在進(jìn)行編程、測試及維修等工作時，必須將機(jī)器人置于手動模式，并且建議在操作機(jī)器人時，用筆芯代替機(jī)器人末端執(zhí)行器，并且降低機(jī)器人的運(yùn)行速度。
在教學(xué)過程中，教師應(yīng)正確演練示范教學(xué)，提高學(xué)生的操作規(guī)范認(rèn)識以及安全認(rèn)識，運(yùn)用小組競賽方式，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及學(xué)習(xí)積極性。首先，讓學(xué)生熟悉示教器上各個按鈕的作用和操作。其次，在講授工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作指令MoveL、MoveJ、MoveC時，可以采取小組競賽的方式，進(jìn)行機(jī)器人定位精度測量、操縱機(jī)器人并對測試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際測量和重復(fù)定位精度測量結(jié)果的競賽，通過小組競賽成績和個人成績相結(jié)合的方式考查學(xué)生的掌握程度，通過小組競賽，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在掌握工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作指令后，可以讓學(xué)生自行設(shè)計機(jī)器手的行走路線，鼓勵學(xué)生自己動手實(shí)踐，將自己的想法通過實(shí)際操作來實(shí)現(xiàn)，既讓學(xué)生能夠掌握相關(guān)的技術(shù)，又鍛煉了學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
三、課后指導(dǎo)要善于引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新與合作
教師除了課堂教學(xué)外，可以布置一些課外的機(jī)器人設(shè)計任務(wù)，并且參與到學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計當(dāng)中，加強(qiáng)師生間的交流，了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。在機(jī)器人學(xué)習(xí)及設(shè)計過程中，教師可以鼓勵學(xué)生設(shè)計不同的解決方案解決課堂問題，然后在課堂上討論自己的方案，互相交流意見，最后進(jìn)行總結(jié)。在這一過程中，學(xué)生充分鍛煉了搜集資料、自主學(xué)習(xí)、提出問題和解決問題等能力。
四、結(jié)論
工業(yè)機(jī)器人是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，但是現(xiàn)在教材普遍都是重理論輕實(shí)踐，而且校內(nèi)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏。因此在教學(xué)中，我們應(yīng)把理論知識貫穿于實(shí)踐中，通過實(shí)驗(yàn)、仿真等辦法，充分利用多媒體教學(xué)以及實(shí)踐練習(xí)，深入淺出地將知識內(nèi)容講授給學(xué)生，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，使學(xué)生能夠相對容易地理解和吸收工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)知識，提高學(xué)生的綜合能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]郭溫，姜維.淺談機(jī)器人在高職高專教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 科技信息，2008（35）.
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0221-02
工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人的一種，它由操作機(jī)，控制器，伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感器裝置構(gòu)成，可反復(fù)編程，完成各種操作自動化，也可以生產(chǎn)生活中所需的機(jī)械設(shè)備。這種產(chǎn)品可以解放人的勞動力，也大大提高了生產(chǎn)業(yè)的效率，對于產(chǎn)品的質(zhì)量也很高，所以說工業(yè)機(jī)器人對生產(chǎn)行業(yè)起到了相當(dāng)大的作用。工業(yè)機(jī)器人是一種機(jī)器裝置，可以自動執(zhí)行一些難度較高的生產(chǎn)，而且機(jī)器人自身的動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是比較方便我們運(yùn)用的，因?yàn)樗艽嫒祟愖鲆恍┎豢赡芑蛘吆茈y完成的事情，或者遵循事先的編程來運(yùn)行，新型的工業(yè)機(jī)器人還會依據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則需求行動。裝備制造業(yè)自動化水平的不斷提高，更多的生產(chǎn)廠家使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)品加工制造。工業(yè)機(jī)器人是一種專門為工業(yè)領(lǐng)域設(shè)計的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，在程序的控制下實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動和高難操作。工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于搬運(yùn)物料、自動焊接、部件噴漆、表面拋光等工業(yè)領(lǐng)域。
1 專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位
近年來，工業(yè)機(jī)器人不斷普及在企業(yè)生產(chǎn)中，所以企業(yè)迫切需要相關(guān)的技術(shù)人才。高校培養(yǎng)的是研發(fā)型人才、高職高專培養(yǎng)的是具備一定理論的技能型人才，相比之下技校則主要是培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用、熟悉基本操作與保養(yǎng)維護(hù)的技術(shù)工人及操作人員。技校以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才為主，學(xué)生的知識水平、技能實(shí)力、就業(yè)導(dǎo)向應(yīng)與高校、高職有所不同，因此必須探索適合技校的工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)方案。企業(yè)要求相應(yīng)的專業(yè)人才需具備全面的職業(yè)能力，從而要求技校走工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式道路，其中校企合作有利于工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式順利推進(jìn)。工業(yè)機(jī)器人課程應(yīng)定位于為企業(yè)培養(yǎng)能夠完成工業(yè)機(jī)器人編程、操作維護(hù)的技術(shù)型人才。工業(yè)機(jī)器人最先應(yīng)用于汽車制造工業(yè)，主要用于焊接，噴漆，上、下物料和搬運(yùn)。如今工業(yè)機(jī)器人深化和提高了人的手、足和大腦功能，替代人完成繁重、單調(diào)的重復(fù)勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)需要大批人才氖祿器人生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、營銷和售后技術(shù)服務(wù)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用企業(yè)則需要大量人才從事機(jī)器人的維護(hù)保養(yǎng)和編程操作。為滿足機(jī)器人關(guān)聯(lián)市場對技能型人才的需求，技校在機(jī)電一體化專業(yè)的主要課程中加入“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用”課程，開設(shè)機(jī)器人的專業(yè)方向。
2 專業(yè)課程開設(shè)的方向
在課程開設(shè)的思路上，機(jī)電一體化專業(yè)緊貼機(jī)器人崗位需求、課程內(nèi)容和教學(xué)的過程適應(yīng)工作崗位要求。按需求開設(shè)專業(yè)課程，依據(jù)企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)和崗位技術(shù)要求，培養(yǎng)從事機(jī)器人生產(chǎn)、調(diào)試、安裝、維護(hù)、保養(yǎng)和營銷等多方面應(yīng)用技能型人才。在理論教學(xué)和技能培養(yǎng)上，全方位提高學(xué)生的知識、技能、素養(yǎng)，建立“以工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用為核心”的課程體系結(jié)構(gòu)。在教學(xué)過程中，除了基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練，再通過“機(jī)械基礎(chǔ)知識模塊、電氣自動化專業(yè)知識模塊、嵌入式系統(tǒng)知識模塊”、以及“機(jī)器人編程訓(xùn)練模塊”為重心的專業(yè)技能訓(xùn)練模式。
2.1 基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)與綜合訓(xùn)練
該模塊側(cè)重強(qiáng)化基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電專業(yè)崗位的基本素質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生形成遵紀(jì)守法的思想觀念和健康的心理素質(zhì)，形成積極向上的人生價值觀和樂觀的職業(yè)心態(tài)，從而適應(yīng)以后的工作。開展相關(guān)的職業(yè)規(guī)劃教育，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃職業(yè)生涯。鼓勵學(xué)生提高數(shù)學(xué)能力、英語水平和計算機(jī)基礎(chǔ)技能，為以后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)做好鋪墊和適應(yīng)各類企業(yè)的機(jī)電技術(shù)工作崗位。
2.2 機(jī)械技術(shù)知識的學(xué)習(xí)
機(jī)械技術(shù)知識的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在傳授機(jī)械原理、機(jī)械制圖、液壓與氣動、AUTOCAD、機(jī)制工藝方面的相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械方面的基本技能和職業(yè)素質(zhì)。從機(jī)械手臂開始學(xué)習(xí)，從而了解機(jī)器人的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)和組成原理，并進(jìn)一步分解與裝配。與此同時學(xué)習(xí)機(jī)械圖紙的閱讀與繪制，掌握公差與配合的基礎(chǔ)原理知識。最后學(xué)習(xí)機(jī)器人液壓與氣動系統(tǒng)的基本組成和原理，了解其復(fù)雜結(jié)構(gòu)與運(yùn)動方式，剖析各機(jī)械零件與其典型機(jī)構(gòu)，掌握機(jī)械加工工藝的流程與編制方法。通過理論與實(shí)踐教學(xué)的協(xié)作，為學(xué)生打下扎實(shí)的機(jī)械基礎(chǔ)知識。
2.3 電氣自動化知識的學(xué)習(xí)
工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用牽涉到電工技術(shù)、PLC、電氣自動化控制、變頻器應(yīng)用、交流伺服、步進(jìn)驅(qū)動、觸摸屏應(yīng)用與組態(tài)開發(fā)等多門自動化類課程的知識和技能。根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的組成，分解成多個模塊結(jié)構(gòu)，進(jìn)行理論與實(shí)訓(xùn)一體教學(xué)，掌握以電氣控制為核心的自動化知識。為了保證學(xué)生的知識水平和操作技能緊貼企業(yè)的要求，學(xué)生需要考取維修電工中級證書、電工上崗證書等相關(guān)專業(yè)證書。
2.4 嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)
嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)以工業(yè)機(jī)器人為方向進(jìn)行教學(xué)，包括電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子測量、C語言、傳感器應(yīng)用、FPGA應(yīng)用、單片機(jī)應(yīng)用等課程。教學(xué)過程可以先讓學(xué)生動手裝配調(diào)試機(jī)器人的電路，學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)原理和調(diào)試方法。同時使用C語言完成機(jī)器人的軟件開發(fā)和升級調(diào)試，從而掌握嵌入式軟件系統(tǒng)開發(fā)的過程和規(guī)范。在教學(xué)活動過程中，緊密圍繞機(jī)器人，融合機(jī)械基礎(chǔ)、電工電子、傳感器、C語言、單片機(jī)、FPGA應(yīng)用等課程的知識和技能，完成以電路控制為核心的嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)。通過教學(xué)實(shí)踐表明培養(yǎng)學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力，更利于他們適應(yīng)機(jī)器人裝調(diào)與維護(hù)工作崗位。
2.5 專業(yè)技術(shù)能力的訓(xùn)練
工業(yè)機(jī)器人專業(yè)作為機(jī)電一體化學(xué)科的拓展，涉及知識范圍廣、內(nèi)容全新抽象，在實(shí)施教學(xué)過程中我們要采取與之相適應(yīng)的教學(xué)模式和方法。在教學(xué)實(shí)踐中適當(dāng)增加理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)的比例，要把總課時至少一半的時間分配給技能實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，并且建立足夠的訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，能專業(yè)的指導(dǎo)技能訓(xùn)練。這些具體的技能訓(xùn)練內(nèi)容包含：工程制圖測繪實(shí)訓(xùn)、零部件拆裝、電工基本技能實(shí)訓(xùn)、電子裝配實(shí)訓(xùn)、電氣繪圖訓(xùn)練、維修電工實(shí)訓(xùn)、小型智能產(chǎn)品裝調(diào)實(shí)訓(xùn)和機(jī)器人編程集訓(xùn)。培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人是很重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)員對機(jī)器人編程的技能為主，因?yàn)檫@個崗位的操作技能要求很重要。其實(shí)訓(xùn)內(nèi)容以機(jī)器人工業(yè)搬運(yùn)、工業(yè)弧焊為操作實(shí)例，采用多媒體仿真操作與實(shí)物操作相組成，培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器人的操作維護(hù)技能和開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。
3 專業(yè)教學(xué)的具體措施
（1）針對工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的特點(diǎn)，我們要不斷深入了解行業(yè)發(fā)展的趨勢，密切關(guān)注企業(yè)需求。師資力量是培養(yǎng)人才的重要部分，教師的能力高教學(xué)的能力相對就高，培養(yǎng)的學(xué)生也會比普通教師要高一些，所以加強(qiáng)師資力量是非常重要的。同時，加強(qiáng)人才引進(jìn)的力度，引進(jìn)高層次型、實(shí)踐型人才，聘請企業(yè)專家作為學(xué)校的專、兼職教師，不斷提高教師團(tuán)隊(duì)的整體實(shí)力。
（2）在教學(xué)過程中，教師要做到言傳身教，為了提高學(xué)生的安全意識，創(chuàng)建分組活動，相互交流促進(jìn)學(xué)生之間的互動熱情，這樣能更好的加強(qiáng)學(xué)生操作能力，提高安全意識。改革以往通過用試卷來簡單的考核學(xué)生，考核就是檢查學(xué)生們對任務(wù)的完成情況，個人的變現(xiàn)以及團(tuán)隊(duì)的表現(xiàn)都能決定最后的評比，而且可以通過小組之間的評比，來進(jìn)行公正合理的考察，以及完成該任務(wù)的個人和團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)來綜合考核學(xué)生。
（3）根據(jù)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以突出培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)綜合素質(zhì)為目標(biāo)，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和技能成長規(guī)律，構(gòu)建以“生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”為特征的“基本技能訓(xùn)練、專項(xiàng)技能訓(xùn)練、綜合技能訓(xùn)練”的實(shí)踐教學(xué)條件體系，滿足本專業(yè)課程教學(xué)的需要。從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，對學(xué)生進(jìn)行真刀實(shí)槍訓(xùn)練。加強(qiáng)對學(xué)生技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生更能勝任一個崗位，而且還要培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德以及素養(yǎng)，這兩個因素決定著學(xué)生工作水平的高低，讓學(xué)生們在用人單位競爭時更有優(yōu)勢。
（4）課后要引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新與相互合作。在課堂上，老師要主動鼓勵學(xué)生，因?yàn)闄C(jī)器人的學(xué)習(xí)和設(shè)計有不同的方法，所以學(xué)生之間最重要的就是交流，老師加入到學(xué)生之中，鼓勵帶動學(xué)生，相互討論自己的設(shè)計方法，最后可以進(jìn)行意見總結(jié)。這樣的學(xué)習(xí)過程，可以鍛煉學(xué)生自主解決問題的能力，學(xué)生提出問題的同時也在思考問題，這也大大提高了學(xué)生們的思考能力。在實(shí)踐中，學(xué)生不僅掌握了相關(guān)知識技能，又鍛煉了個人的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。除了課堂常規(guī)教學(xué)外，老師可以適當(dāng)布置一些課外的機(jī)器人設(shè)計任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，老師們也應(yīng)當(dāng)加入學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，給予學(xué)生更多交流的機(jī)會，這樣更容易了解學(xué)生在學(xué)習(xí)設(shè)計過程中會遇到的各種各樣的問題。
4 結(jié)語
工業(yè)機(jī)器人是一個有深度發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)科，并且衍生出許多與之相對應(yīng)各行業(yè)，因而技校學(xué)生在其中有巨大的發(fā)展空間。技校機(jī)電一體化專業(yè)要開設(shè)工業(yè)機(jī)器人方向的課程w系，必須緊密聯(lián)系機(jī)器人應(yīng)用的崗位需求。我們采用培養(yǎng)學(xué)生就職能力方面為主的教學(xué)方式，讓學(xué)生更能適應(yīng)技能職業(yè)崗位的技術(shù)應(yīng)用水平，能在以后的工作中面對各種挑戰(zhàn)，提高了學(xué)生的崗位適應(yīng)能力，開拓不同領(lǐng)域資源為他們創(chuàng)造更多優(yōu)質(zhì)的就業(yè)機(jī)會。
參考文獻(xiàn)
隨著物流業(yè)的迅速發(fā)展，企業(yè)對物流設(shè)施以及物流人才的需求越來越迫切，這對高校學(xué)生的物流實(shí)踐性教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)也提出了更高的要求。目前，雖然大部分高校開設(shè)了物流專業(yè)，但其實(shí)踐培訓(xùn)模式大多采用物流軟件模擬、物流沙盤或者較為單一的自動化物流設(shè)備進(jìn)行展示性教學(xué)，這使學(xué)生對物流知識的認(rèn)知、驗(yàn)證、應(yīng)用和創(chuàng)新等綜合性能力提升存在一定的局限性。因此，立足企業(yè)對物流人才的實(shí)際需求，加大物流實(shí)訓(xùn)課時，提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，越來越受到高校的關(guān)注。與模擬演示型教學(xué)方式相比，采用工業(yè)應(yīng)用級建設(shè)的物流實(shí)訓(xùn)平臺，可獲得更直觀的實(shí)踐體驗(yàn)，也更接近企業(yè)實(shí)際應(yīng)用需求。
一、建設(shè)需求
1.項(xiàng)目簡述
昆明理工大學(xué)城市學(xué)院物流實(shí)訓(xùn)平臺規(guī)劃區(qū)域建筑長18m。寬18m，凈空高度10m，既要滿足教學(xué)演示使用，又可以配合工藝流程真實(shí)再現(xiàn)企業(yè)物流業(yè)務(wù)流程和操作細(xì)節(jié)。物流實(shí)訓(xùn)平臺位于學(xué)院工程訓(xùn)練中心，通過資源的優(yōu)化利用，還可以展示企業(yè)自動化物流系統(tǒng)的倉儲、輸送、分揀、配送等功能，豐富了教學(xué)內(nèi)容。（見圖1）
2.設(shè)計參數(shù)
該物流實(shí)訓(xùn)平臺物料載體采用塑料料箱和木質(zhì)托盤兩種形式；料箱外形尺寸為540×380×350mm，額定承載50kg；托盤外形尺寸為1200×800×150mm；料箱碼垛后形成的實(shí)托盤外形尺寸為1200×800×500mm，最大重量不超過250kg；料箱輸送線設(shè)計速度為24m/min，托盤輸送線設(shè)計速度為12m/min。
3.建設(shè)定位
為充分體現(xiàn)和展示現(xiàn)代物流技術(shù)，滿足基本實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)，以及日常教學(xué)演示、教學(xué)實(shí)踐和后續(xù)與其他加工設(shè)備的對接使用要求，該物流實(shí)訓(xùn)平臺在功能上符合教學(xué)主體作用，設(shè)備選型采用多樣化設(shè)計，信息載體使用條碼和RFID兩種方式；配合工藝流程需要，料箱和托盤設(shè)計承載滿足工業(yè)級使用要求；設(shè)置整托盤出入庫站臺，并配備手動液壓搬運(yùn)車；可對學(xué)生進(jìn)行崗位分組教學(xué)，使其在實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)過程中獲得與企業(yè)工作環(huán)境相同的工作經(jīng)驗(yàn)。
4.建設(shè)目標(biāo)
培養(yǎng)專業(yè)化的復(fù)合型物流人才，以人才優(yōu)勢推動未來物流行業(yè)發(fā)展。通過實(shí)訓(xùn)課程提升學(xué)生的實(shí)際動手能力和就業(yè)優(yōu)勢。使學(xué)生具備自動化物流系統(tǒng)的運(yùn)用和維護(hù)技能，無需企業(yè)培養(yǎng)即可直接勝任實(shí)際工作崗位；結(jié)合理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，使學(xué)生掌握物流知識及相應(yīng)的物流技術(shù)，提高學(xué)生的系統(tǒng)分析和創(chuàng)新設(shè)計能力。
二、規(guī)劃設(shè)計
物流實(shí)訓(xùn)平臺能夠滿足學(xué)科教學(xué)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及科研使用，甚至可為社會提供培訓(xùn)和程序調(diào)試服務(wù)，具有先進(jìn)、穩(wěn)定、高度集成的性能特點(diǎn)。
1.系統(tǒng)組成
（1）電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)
電子標(biāo)簽貨架為兩層結(jié)構(gòu)，每層可存放6個料箱，頂層安裝電子標(biāo)簽用于物料揀選，下層用于物料和空料箱暫存。揀選區(qū)域設(shè)計有用于揀選完成后暫存使用的無動力輸送機(jī)及與AGV對接的輥道輸送機(jī)。
（2）料箱輸送線
料箱輸送線設(shè)計為環(huán)形，2個AGV對接站臺，1個人工取放貨站臺和1個人工處理站臺。設(shè)備類型分為輥道輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、積放輥道輸送機(jī)、彈出輪分揀機(jī)、拋出分流輸送機(jī)和無動力輸送機(jī)，按照驅(qū)動類型又分為電機(jī)驅(qū)動和電動輥驅(qū)動設(shè)備。（見圖2）
（3）托盤輸送線
托盤輸送線由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)、升降輸送機(jī)和輥道輸送機(jī)組成，其中1臺設(shè)備采用變頻控制。
（4）拆碼垛系統(tǒng)
拆碼垛系統(tǒng)采用5關(guān)節(jié)高精度工業(yè)機(jī)器人，夾具為機(jī)械式夾持機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)碼垛能力不小于8箱/min，拆垛能力不小于10箱/min。（見圖3）
（5）自動化立體倉庫
基于物流實(shí)訓(xùn)平臺低存儲、小流量的建設(shè)要求，倉儲區(qū)設(shè)計為單深雙貨位橫梁式貨架，其中2列采用懸挑貨架的方式設(shè)計為兩個單貨位結(jié)構(gòu)。庫區(qū)配置1臺巷道堆垛機(jī)，累計貨位數(shù)168個。
（6）PLC教學(xué)平臺
采用可編程控制器綜合實(shí)訓(xùn)裝置，用于日常教學(xué)中的實(shí)訓(xùn)及編程測試。
（7）多媒體演示系統(tǒng)
用于室內(nèi)教學(xué)或演示片播放，可在LED大屏上實(shí)時播放視頻課件。
（8）AGV系統(tǒng)
AGV采用磁導(dǎo)引，車體輸送結(jié)構(gòu)為背輥式，手動充電。AGV系統(tǒng)具有圖形監(jiān)控、通信管理、任務(wù)管理、車輛管理和交通管理功能，可根據(jù)需要對AGV數(shù)量進(jìn)行增減。
2.流程設(shè)計
為使物流實(shí)訓(xùn)平臺滿足不同層次和不同類型教學(xué)要求，提高授課效率，將流程設(shè)計為教學(xué)演示和作業(yè)流程兩種。為實(shí)現(xiàn)教學(xué)演示模式與模擬實(shí)訓(xùn)之間的快速切換，教學(xué)演示流程通過預(yù)設(shè)程序固化在操作界面內(nèi)，可通過管理計算機(jī)和無線手持終端對演示流程進(jìn)行“一鍵式”啟動。作業(yè)流程用于模擬企業(yè)物流運(yùn)作環(huán)境，可針對具體行業(yè)特點(diǎn)，制定相應(yīng)的物料類型及出入庫計劃。根據(jù)物流環(huán)節(jié)的崗位設(shè)置，將學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)訓(xùn)。必要時可設(shè)置相應(yīng)的故障，使學(xué)生能更好地體驗(yàn)企業(yè)物流環(huán)節(jié)，掌握物流系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)操作和維護(hù)技能，積累行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提高物流系統(tǒng)分析和設(shè)計能力。
（1）教學(xué)演示流程
①托盤移位演示
通過操作界面托盤移位演示按鈕啟動演示流程。巷道堆垛機(jī)行走至A貨位取出對應(yīng)類型的移位托盤，經(jīng)托盤輸送線后，移位托盤再由巷道堆垛機(jī)叉取并搬運(yùn)至預(yù)定的B貨位存放。
②在線換盤演示
巷道堆垛機(jī)取出實(shí)托盤，托盤輸送線將實(shí)托盤輸送至機(jī)器人拆碼垛丁位進(jìn)行條碼識別。信息識別有誤則由巷道堆垛機(jī)搬運(yùn)至整托盤出入庫站臺由人工處理，識別合格的實(shí)托盤由機(jī)器人進(jìn)行拆垛作業(yè)。
單個料箱在料箱環(huán)形輸送線上進(jìn)行循環(huán)輸送，形成的空托盤返庫存儲，巷道堆垛機(jī)再從貨位上取出單個空托盤，經(jīng)托盤輸送線進(jìn)行條碼識別合格后輸送至機(jī)器人拆碼垛工位。機(jī)器人抓取RFlD信息識別合格后的料箱進(jìn)行碼垛作業(yè)。RFID信息識別有誤的料箱經(jīng)料箱輸送線剔除。
碼垛完成后，系統(tǒng)將RFID信息與托盤條碼信息綁定。實(shí)托盤經(jīng)托盤輸送線后，由巷道堆垛機(jī)搬運(yùn)入庫存儲。
③料箱輸送線循環(huán)演示
人丁將單個料箱放置到人工處理站臺，完成信息確認(rèn)。料箱合流至料箱輸送環(huán)線并進(jìn)行RFID信息識別，識別合格的料箱會一直在輸送環(huán)線上進(jìn)行循環(huán)輸送演示，信息識別錯誤則剔除后由人工處理。
（2）作業(yè)流程
①入庫流程
料箱由人工或者AGV搬運(yùn)到入庫站臺，信息確認(rèn)后合流到料箱輸送線，在機(jī)器人抓取工位進(jìn)行料箱RFID信息識別。機(jī)器人抓取信息識別合格的料箱放置到空托盤上進(jìn)行碼垛（空托盤由巷道堆垛機(jī)在貨架上取出，經(jīng)托盤輸送線送至機(jī)器人拆碼垛工位）。條碼識別器對托盤條碼進(jìn)行信息識別，如信息識別有誤則由巷道堆垛機(jī)將空托盤搬運(yùn)至整盤出人庫站臺由人工處理。碼垛完成后，進(jìn)行信息綁定，實(shí)托盤入庫存儲。
②出庫流程
巷道堆垛機(jī)根據(jù)目標(biāo)地址取出實(shí)托盤，經(jīng)托盤輸送線輸送至機(jī)器人拆碼垛工位進(jìn)行托盤條碼信息識別。信息識別合格的實(shí)托盤，由機(jī)器人進(jìn)行拆垛作業(yè)。RFID信息識別合格的料箱經(jīng)料箱輸送線輸送至出庫站臺，然后由人工或者AGV搬運(yùn)。
③整盤出入庫流程
整盤出入庫站臺使用鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)作為巷道堆垛機(jī)取放貨站臺，由人工使用手動液壓車的方式進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)。
④電子標(biāo)簽揀選流程
a.空料箱補(bǔ)給流程
通過無線手持終端呼叫空料箱出庫，巷道堆垛機(jī)取出空料箱實(shí)托盤，經(jīng)托盤輸送線進(jìn)行條碼信息識別后由機(jī)器人拆垛。空料箱進(jìn)入料箱輸送線進(jìn)行RFID信息識別。合格的空料箱經(jīng)料箱輸送線輸送至出庫站臺，然后由AGV將空料箱搬運(yùn)至揀選區(qū)AGV站臺由人工拿取使用。剩余散盤或空托盤則返庫存儲。
b.補(bǔ)貨入庫流程
人工取出空料箱放置需要補(bǔ)貨的物料，使用無線手持終端組盤，再將料箱和貨位進(jìn)行綁定，完成補(bǔ)貨入庫。當(dāng)物料需要從立庫出庫時，巷道堆垛機(jī)取出相應(yīng)的實(shí)托盤，料箱完成拆垛后經(jīng)輸送線輸送至AGV出庫站臺，AGV將料箱搬運(yùn)至揀選區(qū)AGV站臺由人工拿取使用，剩余空料箱則暫存揀選區(qū)備用。
c.分揀出庫流程
系統(tǒng)按照訂單排程打開電子標(biāo)簽系統(tǒng)LED數(shù)碼指示燈，人工根據(jù)提示進(jìn)行物料揀選，并將物料放人相應(yīng)料箱。
d.實(shí)料箱入立庫流程
通過無線手持終端完成信息確認(rèn)，人工將實(shí)料箱放置到分揀區(qū)AGV站臺，AGV將實(shí)料箱搬運(yùn)至料箱輸送線AGV入庫站臺。料箱在托盤上碼垛完成后，經(jīng)托盤輸送線由巷道堆垛機(jī)搬運(yùn)入庫存儲。
⑤抽檢流程
巷道堆垛機(jī)取出將要抽檢的實(shí)托盤，搬運(yùn)至整托盤出入庫站臺。人工使用液壓車搬運(yùn)的方式進(jìn)行卸貨抽檢，或在站臺上抽檢，抽檢完畢后實(shí)托盤返庫存儲。
三、技術(shù)特點(diǎn)
1.技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用
物流實(shí)訓(xùn)平臺集自動化立體倉庫、拆碼垛系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)、電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)等多種物流技術(shù)為一體，設(shè)備類型和器件選型呈現(xiàn)多樣化，系統(tǒng)控制復(fù)雜并具有較高的柔性。為節(jié)約建設(shè)成本，在滿足使用功能的基礎(chǔ)上對倉儲量、輸送距離、揀選品規(guī)數(shù)量進(jìn)行了相應(yīng)的縮減，AGV車體也采用了簡配型設(shè)計。兼顧未來發(fā)展，物流實(shí)訓(xùn)平臺可擴(kuò)展性強(qiáng)，涵蓋面廣，可實(shí)現(xiàn)多種專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提高了使用效率，能夠有效滿足目前對物流教學(xué)科研和人才培養(yǎng)的需要。
2.整體規(guī)劃，協(xié)同作業(yè)
規(guī)劃布局緊湊，占地面積小。物流實(shí)訓(xùn)平臺內(nèi)設(shè)置有教學(xué)區(qū)域，可采用現(xiàn)場教學(xué)的方式促進(jìn)學(xué)生對物流過程及物流概念的理解。為配合不同層次的密集型教學(xué)，各子系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行，又可以統(tǒng)一作業(yè)，提高了授課效率。通過AGV系統(tǒng)還可以進(jìn)行物流實(shí)訓(xùn)平臺與機(jī)加工區(qū)域教學(xué)平臺的協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了資源共享。
3.流程豐富，突出創(chuàng)新
1961年美國Unimate公司生產(chǎn)了第一臺可用于上下料等簡單工作的商用工業(yè)機(jī)器人，標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人誕生。直到80年代初，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)才開始較快的發(fā)展。盡管工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但各國對于工業(yè)機(jī)器人至今沒有統(tǒng)一定義，因此該部分將列舉不同工業(yè)機(jī)器人的定義及分類。
1.1 工業(yè)機(jī)器人的概念
在美國標(biāo)準(zhǔn)中，只有易于再編程的裝置才是機(jī)器人，而通過手動裝置或者固定順序的機(jī)器人都不認(rèn)為是機(jī)器人，即通過人來驅(qū)動裝置或者需要安裝強(qiáng)制啟停驅(qū)動器才能運(yùn)動且運(yùn)動順序固定很難更改的都不認(rèn)為是機(jī)器人。而在工業(yè)領(lǐng)域一些數(shù)控機(jī)床也可以實(shí)現(xiàn)編程后的功能實(shí)現(xiàn)，因此也要區(qū)分?jǐn)?shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人的區(qū)別。當(dāng)一臺機(jī)械設(shè)備通過編程可實(shí)現(xiàn)多種用途則可能被稱作工業(yè)機(jī)器人，而當(dāng)一臺設(shè)備通過編程只能執(zhí)行同一類型任務(wù)的則稱為專用自動化設(shè)備。目前工業(yè)機(jī)器人的定義普遍形成以下基本論述：該設(shè)備可以將預(yù)先編排的程序存入存儲裝備，靠自身動力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能，且受人指揮，操作程序能自動重復(fù)的一種自動化設(shè)備。
1.2 工業(yè)機(jī)器人的分類
由于工業(yè)機(jī)器人沒有形成較為統(tǒng)一的定義，因此機(jī)器人的分類也不盡相同。不同國家、不同協(xié)會甚至不同企業(yè)分類方法也也有差異。根據(jù)日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會（the Japanese Industrial Robot Association， JIRA）的定義，將機(jī)器人分為六大類：分別是人工操作裝置、固定順序機(jī)器人、可變順序機(jī)器人、示教再現(xiàn)機(jī)器人 、數(shù)控機(jī)器人、智能機(jī)器人，而根據(jù)美國機(jī)器人協(xié)會（ the Robotics Institute of America， RIA）的定義，只將以上最后四類認(rèn)定為機(jī)器人裝置。而歐洲各個國家對機(jī)器人的定義分類表述各異。
目前，工業(yè)機(jī)器人根據(jù)其發(fā)展理論及運(yùn)動控制分析大致分為四種形式。第一種是基于直角坐標(biāo)系變換的機(jī)器人，該結(jié)構(gòu)由三個獨(dú)立關(guān)節(jié)組成，運(yùn)動相互獨(dú)立，沒有耦合，運(yùn)動算法簡單且自身結(jié)構(gòu)有很多限制，自由度不夠高。第二種是球坐標(biāo)式機(jī)器人，該機(jī)器人工作空間大，占地面積小，但自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜。第三種是圓柱坐標(biāo)是機(jī)器人，該機(jī)器人可進(jìn)行空間上的上下及水平伸縮運(yùn)動，具有較大的靈活性，但末端執(zhí)行裝置由于受到自身結(jié)構(gòu)的限制，精度不好控制。第四種是關(guān)節(jié)式機(jī)器人，這種機(jī)器人目前在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，一般由三個或三個以上的自由度組成。該機(jī)器人類似于人的上半身，具有運(yùn)動靈活，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
2 工業(yè)機(jī)器人在高職院校的培養(yǎng)
2.1 工業(yè)機(jī)器人專業(yè)在職業(yè)院校的培養(yǎng)目標(biāo)
2000年我國工業(yè)機(jī)器人保有量僅為3500?_，而到了2013年我國機(jī)器人銷售量則高達(dá)3.6萬多臺一舉超越日本成為世界上工業(yè)機(jī)器人銷售市場占比最高的國家。2016年中國工業(yè)機(jī)器人市場需求增長至9.2萬臺。隨著我國人口紅利的消失以及“中國制造2025”、“智能轉(zhuǎn)型”的提出催生了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在我國的快速發(fā)展。在未來一段時間，機(jī)器人制造廠商及其集成商需要大量制造、設(shè)計集成、安裝調(diào)試、銷售及技術(shù)研發(fā)人員及服務(wù)人員。而機(jī)器人用戶也需要大量的工作人員進(jìn)行日常的維護(hù)、調(diào)試與保養(yǎng)等工作。以上工作人員都是職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。由于職業(yè)院校受制于招生、科研等客觀因素的限制，且工業(yè)機(jī)器人是一個由多學(xué)科組成的高新技術(shù)，因此職業(yè)院校在人才培養(yǎng)上一方面要進(jìn)行機(jī)器人的理論的學(xué)習(xí)，為今后在該領(lǐng)域發(fā)展的打好基礎(chǔ)，另一方面要將更多的教學(xué)精力集中在設(shè)備的維護(hù)、調(diào)試及簡單的維修等方面。
2.2 工業(yè)機(jī)器人專業(yè)在職業(yè)院校的培養(yǎng)內(nèi)容
目前，我國工業(yè)機(jī)器人在眾多行業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，尤其在沖壓、壓鑄、鍛造、機(jī)械加工、焊接、熱處理、噴涂、倉庫堆垛等工業(yè)環(huán)境中運(yùn)用廣泛。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)一般都包含機(jī)器人軀干、示教器編程器、機(jī)器人控制柜等。圖1為六軸機(jī)器人軀干簡圖，其中軸1、4、6為三個旋轉(zhuǎn)軸，每個軸由電機(jī)驅(qū)動并經(jīng)過減速器減速來達(dá)到增大輸出扭矩進(jìn)而來帶動各旋轉(zhuǎn)軸及其以后各部件繞該電機(jī)軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而根據(jù)功能的不同，軸6的末端執(zhí)行器會安裝不同的設(shè)備，比如噴槍、焊槍、抓手等。軸2、3、5為擺動軸，由減速器連接電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動各關(guān)節(jié)部件進(jìn)行運(yùn)動。示教編程器是一個機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心部件，是用來注冊和存儲機(jī)械運(yùn)動或者處理記憶的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)在線編程，該設(shè)備由電子系統(tǒng)或者計算機(jī)系統(tǒng)來執(zhí)行?，F(xiàn)階段職業(yè)院校機(jī)器人專業(yè)可通過以下三個層次進(jìn)行培養(yǎng)：第一，機(jī)器人集成應(yīng)用基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)；第二，機(jī)器人操作及基礎(chǔ)編程學(xué)習(xí)；第三，通過焊接工作站、碼垛工作站、及噴涂工作站等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目對工業(yè)機(jī)器人的操作學(xué)習(xí)。
（1）機(jī)器人集成應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動當(dāng)中都是通過驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動的。機(jī)器人集成應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)很大程度上就是在了解機(jī)器人控制柜的原理。該系統(tǒng)主要通過PLC、PLC模擬量的輸出模塊、電磁閥、對射開關(guān)、變頻器、伺服驅(qū)動器等設(shè)備對電機(jī)或者伺服電機(jī)進(jìn)行方向、轉(zhuǎn)速以及位置的控制。在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中，PLC作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場自動化程序的控制核心，該課程可作為工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的核心課程之一。變頻器通過整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、監(jiān)測微處理單元來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，從而達(dá)到對電機(jī)的調(diào)速控制。變頻器的內(nèi)部是靠IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，因此電力電子技術(shù)也是該專業(yè)一個核心課程。伺服驅(qū)動器是控制電機(jī)運(yùn)動的一個重要部分，由于涉及矢量控制電流、速度、位置等閉環(huán)算法，因此對于伺服驅(qū)動器的學(xué)習(xí)在職業(yè)院校不宜進(jìn)行深入的理論學(xué)習(xí)，只要達(dá)到能靈活運(yùn)用的目的即可。最后，通過觸摸屏及其相關(guān)編程軟件的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)機(jī)器人的控制。
（2）機(jī)器人的操作及基礎(chǔ)編程。第二階段的學(xué)習(xí)則是一個以實(shí)踐為主學(xué)習(xí)過程。在掌握各元器件及PLC的應(yīng)用基礎(chǔ)上，首先實(shí)現(xiàn)通過變頻器和伺服驅(qū)動器對電機(jī)實(shí)現(xiàn)多段速控制、位置控制及速度控制。實(shí)現(xiàn)上述控制以后，通過自學(xué)引導(dǎo)方式掌握485通信、Modbus協(xié)議等，最終實(shí)現(xiàn)通過PLC對變頻器、伺服驅(qū)動器的通信來達(dá)到控制電機(jī)目的。最后一個階段可嘗試PLC之間的相互通信，學(xué)會PLC之間主站、從站的設(shè)立。進(jìn)入該部分學(xué)習(xí)，可進(jìn)行2至3人的小組分配學(xué)習(xí)方式進(jìn)行。
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）34-8211-02
教育部《關(guān)于推進(jìn)高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新引領(lǐng)職業(yè)教育科學(xué)發(fā)展的若干意見》教職成[2011]12號文件指出[1]：改革培養(yǎng)模式，增強(qiáng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力。要與行業(yè)（企業(yè)）共同制訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)專業(yè)與行業(yè)（企業(yè)）崗位對接；推行“雙證書”制度，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。江蘇省教育廳《關(guān)于全面提高高等學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》蘇教高〔2013〕1號文件指出：探索技術(shù)技能型人才系統(tǒng)培養(yǎng)模式，實(shí)施大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力提升計劃。支持開展各類大學(xué)生創(chuàng)新競賽和學(xué)科競賽活動；支持高職院校開展學(xué)生技能大賽和創(chuàng)新競賽，構(gòu)建國家、省、學(xué)校學(xué)生技能大賽體系，推進(jìn)技能大賽國際化。從這些文件看出，各級政府部門對推進(jìn)高等職業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量高度重視。同時，《蘇州市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》[2]指出：打造基于嵌入式技術(shù)和3G技術(shù)為核心的高效便捷的智慧城市。
因此，作為蘇州地方性的高等職業(yè)學(xué)校，蘇州市職業(yè)大學(xué)肩負(fù)著為蘇州地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理第一線的高素質(zhì)技術(shù)技能型應(yīng)用人才的任務(wù)。我校計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)作為江蘇省特色專業(yè)，其專業(yè)設(shè)置應(yīng)面向市場需求及時調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行錯位發(fā)展，培養(yǎng)“適銷對路”的基于Android上層應(yīng)用和底層嵌入式應(yīng)用開發(fā)、測試以及維護(hù)的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。
1 人才培養(yǎng)思路
高職教育主要為社會培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才，這就決定了高職計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)定位著眼于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，以就業(yè)為導(dǎo)向，以就業(yè)崗位能力為本位，以崗位職業(yè)實(shí)踐為主線，課程理論知識以“必需、夠用”為度，以技術(shù)素質(zhì)和應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心，進(jìn)行專業(yè)改革和建設(shè)。改變過去以教師為主體的“灌輸知識”模式，引入案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)法，注重職業(yè)道德與素質(zhì)訓(xùn)導(dǎo)，突出能力培養(yǎng)：
1）以校企合作為切入點(diǎn)，根據(jù)就業(yè)崗位所需職業(yè)技能點(diǎn)、知識點(diǎn)及綜合素質(zhì)分析，進(jìn)行專業(yè)改革和整合課程內(nèi)容，制訂和完善課程標(biāo)準(zhǔn)，采用基于工作崗位的人才模式；
2）引入企業(yè)真實(shí)工作背景的實(shí)訓(xùn)、校外實(shí)訓(xùn)基地實(shí)訓(xùn)、第二課堂活動等多種方式構(gòu)建和崗位能力對應(yīng)的知識和技能培養(yǎng)體系，大大強(qiáng)化了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)；
3）通過全面實(shí)施“課證”融通的教學(xué)理念，將教學(xué)和職業(yè)資格認(rèn)證相互融合，力求使培養(yǎng)的人才能力標(biāo)準(zhǔn)符合社會廣泛認(rèn)同的行業(yè)崗位規(guī)范，以進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合就業(yè)競爭力；
4）作為課程改革的有益補(bǔ)充，實(shí)施了“課賽”融通的教改方法，成立學(xué)生興趣小組、學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等，并代表學(xué)校參加全國的電老鼠走迷宮競賽、智能車競賽、機(jī)器人競賽和電子設(shè)計大賽等，獲得了不菲的成績，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的同時通過積極參與相關(guān)專業(yè)競賽來鞏固和擴(kuò)充他們的課堂知識，并充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)他們的職業(yè)競爭意識和榮譽(yù)感。
2 課證賽融合的探索
“課證賽融合”就是在傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方法基礎(chǔ)上不斷探索，引入職業(yè)化培訓(xùn)理念，實(shí)施“課證、課賽” 雙融通的教學(xué)模式、采用項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)，積極推進(jìn)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)模式的教學(xué)方法改革、深化校企合作。在課程實(shí)施環(huán)境上，所有專業(yè)課程均在多媒體教室或機(jī)房內(nèi)授課，奠定了教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段改革的基礎(chǔ)條件。
2.1 課證融合
課證融合就是將與專業(yè)相關(guān)的職業(yè)資格證書考試內(nèi)容納入專業(yè)教學(xué)計劃之中。在分析與專業(yè)相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)的考核內(nèi)容與課程的教學(xué)內(nèi)容一一對接，進(jìn)行課程內(nèi)容、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)方法、教學(xué)案例、和考核要求的設(shè)計，加強(qiáng)和規(guī)范了學(xué)生的實(shí)踐操作技能，提高了學(xué)生的崗位實(shí)踐能力[3]。使高職教育能適應(yīng)用人單位和崗位的實(shí)際需求，培養(yǎng)和造就“高職學(xué)歷+ 職業(yè)資格證書”的高素質(zhì)技能型人才。
目前，本專業(yè)在專業(yè)教學(xué)計劃的制訂和實(shí)施中，結(jié)合計算機(jī)導(dǎo)論、計算機(jī)維護(hù)與升級、Android系統(tǒng)高級應(yīng)用開發(fā)等課程（表1所示），引入了計算機(jī)高級操作員、計算機(jī)計算機(jī)程序設(shè)計員（移動互聯(lián)網(wǎng)）、微型計算機(jī)安裝調(diào)試維修工等勞動與社會保障局、蘇州市勞動與社會保障局等職業(yè)資格認(rèn)證，課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相互溝通與銜接，教學(xué)內(nèi)容完全覆蓋國家職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)要求。形成了職業(yè)化的培訓(xùn)體系，系統(tǒng)化地提高了學(xué)生總體的基本知識和技能的同時也提高了學(xué)生的就業(yè)競爭力。其中，計算機(jī)導(dǎo)論為以證代考課程。
2.2 課賽融合
課賽融合是將各種技競賽項(xiàng)目嵌入課程教學(xué)當(dāng)中，設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。以競賽為動力，以競賽內(nèi)容為項(xiàng)目驅(qū)動，提高學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力，賽訓(xùn)有機(jī)結(jié)合，從形式上為學(xué)生初步探索了一個人人參與競賽的平臺。
根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，我們引入了5個計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)相關(guān)比賽項(xiàng)目，競賽項(xiàng)目由易到難，由單一到綜合，分布在大學(xué)3年。并將競賽任務(wù)融入到所需的系列實(shí)訓(xùn)課程中（表2所示），學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，在大學(xué)一年級到三年級都可以找到能參加的競賽項(xiàng)目，形成了一個較完整的訓(xùn)練體系。實(shí)施中，是將競賽項(xiàng)目所涵蓋的知識和技能進(jìn)行分解，變成一個一個的子項(xiàng)目，再以分解后的子項(xiàng)目為主題融入到所對應(yīng)的系列實(shí)訓(xùn)課程，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)任務(wù)書的設(shè)計。整個實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)訓(xùn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“任務(wù)”。教師結(jié)合競賽項(xiàng)目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生有目的地學(xué)習(xí)知識和實(shí)際應(yīng)用技巧[4]。
下面，以中國“未來伙伴杯”智能機(jī)器人大賽家用吸塵機(jī)器人為例，介紹競賽項(xiàng)目分解與實(shí)施。
1）競賽項(xiàng)目分解：依據(jù)家用吸塵機(jī)器人競賽規(guī)則，要完成該項(xiàng)目，必須具備3個方面的知識和技能：硬件控制系統(tǒng)的認(rèn)知和分析、硬件模塊的控制程序代碼編寫與調(diào)試、按競賽規(guī)則完成機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與調(diào)試；
2）競賽子項(xiàng)目與實(shí)訓(xùn)課程對接：根據(jù)競賽子項(xiàng)目對知識和技能要求的不同，對接不同學(xué)期不同的實(shí)訓(xùn)課程。第一學(xué)期：硬件控制系統(tǒng)的認(rèn)知和分析與電子器件組裝調(diào)試項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)對接，第二學(xué)期：硬件模塊的控制程序代碼編寫與調(diào)試與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，第三學(xué)期：機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與調(diào)試與單片機(jī)控制項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)對接。例如：在電子器件組裝調(diào)試項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中，完成機(jī)器人硬件系統(tǒng)的認(rèn)知和分析，包含：微控制部分、傳感部分、執(zhí)行部分和外部擴(kuò)展部分等電路的識別與分析。
3）競賽子項(xiàng)目與實(shí)訓(xùn)課程融合實(shí)踐：由于每一個競賽子項(xiàng)目所涵蓋的知識和技能很多，需要進(jìn)一步細(xì)化與分解。因此，將子項(xiàng)目進(jìn)一步分解為模塊來設(shè)計實(shí)訓(xùn)任務(wù)，同時學(xué)生進(jìn)行分組，每組選擇不同的模塊。例如：硬件模塊的控制程序代碼編寫可以按照硬件功能不同將程序代碼做進(jìn)一步分解：電機(jī)驅(qū)動、碰撞傳感器、紅外傳感器、光敏傳感器、光電編碼器、指南針、地面灰度檢測、串行通信電路和路徑規(guī)劃算法等程序代碼設(shè)計。
4）實(shí)訓(xùn)課程考評與競賽團(tuán)隊(duì)選拔：考評是對學(xué)生實(shí)踐動手能力、綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力和獨(dú)立設(shè)計能力的綜合評估。考評時采用多元化的評價主體，學(xué)生自評、小組評價、教師評價相結(jié)合。評價主要依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、多媒體作品和小組答辯情況。小組答辯為展示交流過程：在多媒體教室，每個小組的講解員， 在10分鐘內(nèi)通過幻燈片講解和投影展示本組的研究成果。匯報的內(nèi)容包含課題名稱、研究結(jié)論、資料來源、小組成員。通過這一途徑，個體知識或小組知識將逐步演化成為人類社會的共有知識。在這個階段，學(xué)習(xí)者還通過網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行小組成果交流和評價[5]。依據(jù)每組學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績，進(jìn)行競賽團(tuán)隊(duì)選拔：會說明每個硬件模塊的功能與參數(shù)調(diào)試方法；能控制每一個傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的單一控制；能控制機(jī)器人按照比賽要求完成比賽。
3 總結(jié)
總之，對于高職院校，通過“課證賽”的融合，使學(xué)生對“賽”、“證”項(xiàng)目從知悉到深入，使“賽”、“證”項(xiàng)目從單一到綜合融入到課程體系，在職業(yè)能力培養(yǎng)的過程中互為支撐式發(fā)展，突出了實(shí)踐能力的過程化培養(yǎng)。同時使學(xué)生明確了學(xué)習(xí)目的、增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主觀能動性，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)作業(yè)意識，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的知識綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：CDIO；工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；
CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate），以工程項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、個人的學(xué)術(shù)知識和運(yùn)用知識解決問題等能力。它是麻省理工學(xué)院(MIT)和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)從2000年開始經(jīng)過四年研究創(chuàng)立的教育理念。CDIO工程教育模式近年來逐漸在職業(yè)教育中被廣泛運(yùn)用[1-2]。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)是近幾年在職業(yè)教育院校中新興的專業(yè)，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累。為了更好的實(shí)現(xiàn)“面向工程應(yīng)用”的教學(xué)目標(biāo)，借鑒成功的教學(xué)方法是一種有效途徑。
高等職業(yè)教育中的教學(xué)改革
高等職業(yè)教育作為高等教育體系中的一種類型，肩負(fù)著培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要的高素質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用型和職業(yè)技能型高等專業(yè)人才的使命[3]。參照《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中的指導(dǎo)思想，高職教育改革以服務(wù)發(fā)展為宗旨，以促進(jìn)就業(yè)為導(dǎo)向，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)和技術(shù)技能人才成長成才需要，完善產(chǎn)教融合、協(xié)同育人機(jī)制，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)體系。教學(xué)體系要緊貼崗位實(shí)際工作過程，不斷更新課程內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。依據(jù)職業(yè)教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，培養(yǎng)學(xué)生個體的多樣性，深化多種模式的課程改革，創(chuàng)新教學(xué)方式方法[4]。
《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》是一門機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，應(yīng)用性很強(qiáng)。由于《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》是一門新的課程，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累。因此，本課程需要在企業(yè)調(diào)研的基礎(chǔ)上，參照有效的CDIO教學(xué)模式進(jìn)行設(shè)計、引進(jìn)企業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用工業(yè)案例。既要兼顧理論教學(xué)又要突出實(shí)踐應(yīng)用。高職學(xué)生特點(diǎn)則是實(shí)踐操作興趣濃厚，理論學(xué)習(xí)相對薄弱。鑒于諸多因素，在課程設(shè)計上就要兼顧理論學(xué)習(xí)與實(shí)際操作。因此在這門課程教學(xué)設(shè)計基本思路是把知識點(diǎn)、技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)融入到每個具體的工作任務(wù)中，以CDIO的模式展開，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐結(jié)合，以學(xué)生關(guān)注的點(diǎn)為基礎(chǔ)，在傳授知識過程中注重工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力與分析問題解決問題的能力。具體做法是：
1. 任務(wù)驅(qū)動、項(xiàng)目教學(xué)
課程教學(xué)過程中把知識點(diǎn)、技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)融入到每個具體的工作任務(wù)中，每個任務(wù)按照“任務(wù)導(dǎo)入—任務(wù)分析—相關(guān)知識—任務(wù)實(shí)施”來具體展開。任務(wù)的選擇強(qiáng)調(diào)源于生活和工程實(shí)際，注重內(nèi)容的典型性、實(shí)用性，理論知識的選擇上以“適合、夠用”為原則使教學(xué)內(nèi)容直觀、具體、形象，易于接受，有利于樹立學(xué)生獨(dú)立解決問題的自信心。
例如在講到工業(yè)機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)的時候，本單元的重點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)是要理解工業(yè)機(jī)器人組成以及零件的相互關(guān)系。對于學(xué)生來說一些基本的零件結(jié)構(gòu)是他們熟悉的，但伺服電機(jī)和齒輪減速器是完全陌生的。所以在授課時我們以認(rèn)識機(jī)器人的零件組成作為問題的出發(fā)點(diǎn)，以工業(yè)應(yīng)用中的小案例、用三維軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)展示為方法展開教學(xué)，這樣很容易被學(xué)生接受。
2. 情境式教學(xué)
本課程改變了傳統(tǒng)的將理論與實(shí)訓(xùn)分開的教學(xué)模式，在教學(xué)中設(shè)計了6個學(xué)習(xí)情境，每個情境都以相應(yīng)的工業(yè)案例為主線，配合Solidwoks、SimaticVS、EpsonRC等仿真軟件的使用，按照“資訊決策計劃實(shí)施檢查評價”的流程授課，使學(xué)員能夠在“學(xué)中做、玩中學(xué)”，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和問題解決能力。這里以工業(yè)機(jī)器人的視覺為例。
任務(wù)：怎么樣讓工業(yè)機(jī)器人智能化程度更高。
任務(wù)分析：問題1：工業(yè)機(jī)器人怎么發(fā)現(xiàn)零件的位置？問題2：怎么精準(zhǔn)的抓取這些零件？
要想解決上述問題，就需要了解工業(yè)機(jī)器人視覺工作原理。這樣就引發(fā)了學(xué)生對視覺的組成、作用以及視覺系統(tǒng)各部分的工作原理等相關(guān)基本知識學(xué)習(xí)的興趣。
在教學(xué)過程中，理解工業(yè)機(jī)器人視覺的工作原理后，對工業(yè)機(jī)器人視覺的作用進(jìn)行分析，此時會用到工業(yè)案例法，并對此案例經(jīng)行反復(fù)研究，最后再利用視覺仿真軟件SimaticVS構(gòu)建視覺系統(tǒng)，在電腦上仿真，驗(yàn)證搭建的系統(tǒng)是否符合技術(shù)要求。
3. 小班互動式教學(xué)
以項(xiàng)目為導(dǎo)向任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式勢必要求課堂人數(shù)要小班制才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。本課程全部采用不超過24人的小班制教學(xué)，全程在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，主要以“邊講邊練”并根據(jù)授課內(nèi)容靈活以“先講后練”和“先練后講”等方式增加課堂師生互動。
4. 承擔(dān)項(xiàng)目的能力訓(xùn)練
除了課堂教學(xué)外，我們還以學(xué)期項(xiàng)目的形式，讓學(xué)生在學(xué)期最初的時候就可以結(jié)合所學(xué)課程的知識內(nèi)容，自主選題開展學(xué)期項(xiàng)目。三五個同學(xué)為一組可以自主選擇指導(dǎo)老師。整個過程從資料收集，題目申報，項(xiàng)目實(shí)施，項(xiàng)目匯報等讓學(xué)生充分參與和主導(dǎo)整個項(xiàng)目，擴(kuò)展學(xué)生的知識面和工程認(rèn)識，提高學(xué)生對工程項(xiàng)目的整個流程的認(rèn)知。通過團(tuán)隊(duì)形式完成整個項(xiàng)目也有利于合作精神的培養(yǎng)。
課程評估
（1) 考核和評價：
以能力為主的評價機(jī)制，課程考核方式采用過程性評價與目標(biāo)性評價相結(jié)合；理論與實(shí)踐相結(jié)合；技能與作業(yè)態(tài)度相結(jié)合；采用筆試、操作相結(jié)合；學(xué)生之間自評、互評相結(jié)合?？己藢W(xué)生能力，綜合評價學(xué)生。學(xué)習(xí)效果評價。理論教學(xué)采取期末閉卷考試的辦法。平時成績占60％（含實(shí)訓(xùn)），期末成績占40％。
（2) 教師的教學(xué)技能：
教師通過深入企業(yè)走訪和承擔(dān)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的企業(yè)培訓(xùn)等途徑，了解最近機(jī)器人及企業(yè)的需求，引進(jìn)企業(yè)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例，促使教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的目的。以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和良好習(xí)慣為線索，把自學(xué)能力作為邏輯思維能力、計算能力、空間想象能力、分析與解決問題能力等一切能力的基礎(chǔ)能力貫穿教學(xué)的全過程。特點(diǎn)是有效地廢除了注入式、滿堂灌的教學(xué)方法,滿足不同層次學(xué)生的求知欲望。課前布置自學(xué)題目，組織好學(xué)生的自學(xué)及小組討論——上課組織學(xué)生發(fā)言討論——老師點(diǎn)評指導(dǎo)——進(jìn)行全課總結(jié)，布置下章節(jié)自學(xué)題目。
課程質(zhì)量監(jiān)控體系
我院設(shè)立了專門的教學(xué)監(jiān)管體系（學(xué)校+企業(yè)），督導(dǎo)組會不定期地進(jìn)行課堂教學(xué)的抽查與監(jiān)管。作為平臺課程實(shí)行了教考分離制度，促進(jìn)學(xué)生能力的提高。更重要的是經(jīng)過項(xiàng)目化訓(xùn)練的畢業(yè)生，在工作崗位上表現(xiàn)出色普遍受到企業(yè)的好評，這是對我們課程質(zhì)量好壞最客觀的評價。
通過教學(xué)實(shí)踐，CDIO教學(xué)模式在《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程已初見成效，主要體現(xiàn)在學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出了很高積極性，在學(xué)期項(xiàng)目實(shí)施中取得了技能的提升，具有一定的項(xiàng)目策劃、組織、實(shí)施、協(xié)調(diào)的能力。我院學(xué)生多次參加各類競賽并獲得獎項(xiàng)，在2015年蘇南全球創(chuàng)客大賽中表現(xiàn)突出。
依據(jù)十三五規(guī)劃高職建設(shè)指導(dǎo)思路，進(jìn)行平臺基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革。以高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)，確立“以技能為核心，在學(xué)中做，在做中學(xué)，學(xué)練合一”的教學(xué)模式，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，逐步建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人的基本理論、分析機(jī)器人應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用案例的基本方法和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的初步技能，形成“教、學(xué)、做”一體化的具有高職特色的課程。持續(xù)與企業(yè)緊密合作，緊隨企業(yè)技術(shù)的需求更新案例項(xiàng)目。
結(jié)束語
CDIO教學(xué)模式應(yīng)用在《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程中，是學(xué)院借鑒新加坡南洋理工工程化、模塊化的成功案例，利用CDIO教育模式對《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》新的課程教學(xué)進(jìn)行改革，是高等職業(yè)教育的課程改革的一部分。通過CDIO教學(xué)模式的應(yīng)用，等到了老師與學(xué)生的高度認(rèn)可。
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“十三五”期間對高等教育發(fā)展提出了許多新要求和目標(biāo)，其實(shí)現(xiàn)的基本路徑是深化教育領(lǐng)域的綜合改革，優(yōu)化教育教學(xué)模式，重視教育教學(xué)過程和環(huán)節(jié)的豐富與創(chuàng)新，將人文教育和科學(xué)教育與第一課堂、第二課堂、科技競賽以及學(xué)生活動相融合，更好地實(shí)現(xiàn)全人教育的探索之路。
一、人文教育與科學(xué)教育相融合的意義
人文教育主要是對人進(jìn)行人文知識、思想道德和文化精神的教育，強(qiáng)調(diào)人性的培育和精神世界的豐富。而科學(xué)教育主要是進(jìn)行自然科學(xué)知識的傳授和技術(shù)創(chuàng)新的教育，強(qiáng)調(diào)嚴(yán)密的邏輯思維、系統(tǒng)化的科學(xué)知識以及物質(zhì)財富的創(chuàng)造能力。任何教育都不應(yīng)該區(qū)分進(jìn)行，教育的本質(zhì)是以學(xué)生的成長成才為核心，重視學(xué)生的全人培養(yǎng)。科學(xué)教育中，人文精神的滲透為科學(xué)知識的學(xué)習(xí)提供強(qiáng)大的精神動力，幫助學(xué)生樹立正確的價值觀，狹隘的科學(xué)教育無法完成學(xué)生對人類有益的持續(xù)創(chuàng)造性培養(yǎng)；而在人文教育中，同樣需要科學(xué)的理性思維的支撐，狹隘的人文教育也無法帶給學(xué)生持久的價值感和理性邏輯。
二、電子科技大學(xué)校機(jī)器人隊(duì)培養(yǎng)模式
以我校機(jī)器人隊(duì)為例，依托2002年起步的一項(xiàng)亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽和國內(nèi)選拔賽，十五年的時間里，我校已培養(yǎng)了約300名機(jī)器人隊(duì)正式隊(duì)員，其中70%以上的學(xué)生在畢業(yè)后出國或在國內(nèi)深造，畢業(yè)后均進(jìn)入優(yōu)秀的企業(yè)或自主創(chuàng)業(yè)。機(jī)器人隊(duì)培養(yǎng)模式是科學(xué)教育和人文教育融合并重的實(shí)際案例。大學(xué)的培養(yǎng)離不開精神引領(lǐng)和塑造，“勤為徑，創(chuàng)新求勝；苦作舟，榮辱與共”的機(jī)器人隊(duì)精神，通過十五年的凝練和傳承，影響了一屆又一屆的隊(duì)員和機(jī)器人愛好者。經(jīng)過十五年的探索和完善，機(jī)器人隊(duì)培養(yǎng)已建立一套完備健全的體系（如圖1所示）。機(jī)器人隊(duì)相關(guān)培養(yǎng)活動不止是通過實(shí)踐平臺提升學(xué)生的專業(yè)技術(shù)和科研水平，在這個體系中，既重視平臺的搭建和打造，整個氛圍的營造和文化活動的開展，又重視學(xué)生團(tuán)隊(duì)的自我適應(yīng)能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)與挖掘；既重視依托培訓(xùn)、賽事、活動等實(shí)踐，又重視創(chuàng)新成果的總結(jié)和提升。整個體系由培養(yǎng)平臺、氛圍營造、訓(xùn)練平臺、學(xué)生團(tuán)隊(duì)、實(shí)踐平臺等5個層面構(gòu)建而成，涵蓋15個方面的豐富內(nèi)容，三大學(xué)生項(xiàng)目基金支撐貫穿于整個培養(yǎng)過程，固化并升華了學(xué)生機(jī)器人的科創(chuàng)成果。
（一）依托學(xué)校工程訓(xùn)練中心硬件平臺，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展
學(xué)校工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、普通車床、普通銑床、鉆床、折彎機(jī)、剪板機(jī)、沖床、交流弧焊機(jī)、電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺、電氣維修實(shí)訓(xùn)臺、傳感器綜實(shí)驗(yàn)臺、慧魚及博創(chuàng)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K組件等近2000套設(shè)備儀器，價值2000多萬元?；凇盎A(chǔ)型、綜合型、創(chuàng)新型”的層次化實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，分別設(shè)置了基礎(chǔ)工程訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練及職業(yè)技能訓(xùn)練等四個層次，培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素質(zhì)與實(shí)踐技能、理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)思維方法以及探索知識與勇于創(chuàng)新的精神，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)知識、能力與素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
（二）彰顯機(jī)器人的鮮明特色，營造機(jī)器人三位一體氛圍
每年通過校園“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)周展”“年度獲獎機(jī)器人展”“高?？萍枷牧顮I展”等途徑，展出機(jī)器人，宣傳機(jī)器人成果，樹立文化標(biāo)桿。讓機(jī)器人文化像詩歌、電影等一樣，成為一種流行。建設(shè)學(xué)院“機(jī)器人文化館”和“機(jī)器人展廳”，展出歷年自主研發(fā)的優(yōu)秀機(jī)器人，積淀機(jī)器人成果，將歷屆機(jī)器人隊(duì)實(shí)體成果和精神結(jié)晶傳承。同時重視機(jī)器人Logo的印記影響。通過校園宿舍走廊機(jī)器人裝扮文化和機(jī)器人標(biāo)示，傳遞機(jī)器人文化。宿舍的多彩裝扮，門把手上的溫馨提醒，學(xué)校的各項(xiàng)重要活動……機(jī)器人的logo無處不在。另外，機(jī)器人論壇、機(jī)器人校慶周活動不斷豐富著我校機(jī)器人文化。
（三）加強(qiáng)系列理論培訓(xùn)，搭建由易及難的賽事平臺
加大技術(shù)培訓(xùn)系列活動的同時，通過由易及難的比賽題目，開展訓(xùn)練和選拔。通過新生杯電子設(shè)計競賽，學(xué)院機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽等賽事，讓學(xué)生迅速入門。然后，通過全校性巡線機(jī)器人大賽實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)階。低年級學(xué)生組隊(duì)，機(jī)器人隊(duì)成員和科協(xié)成員通過宣講會、題目解析會、答疑解難會等方式幫助低年級學(xué)生完成作品。巡線機(jī)器人大賽已成為我校影響力最大、參與學(xué)生最多的學(xué)生自發(fā)組織的品牌賽事。
（四）全力開展機(jī)器人隊(duì)備戰(zhàn)賽事，培養(yǎng)機(jī)器人技術(shù)骨干精英
由于學(xué)生組成的多元化，跨學(xué)科交流是培養(yǎng)的另一種嘗試。每年機(jī)器人隊(duì)成員有來自機(jī)械、電氣、工業(yè)工程、計算機(jī)、電子信息、通信等工科專業(yè)的學(xué)生，也有外國語、管理、數(shù)學(xué)等專業(yè)學(xué)生。整個備賽過程約10個月時間，集中在機(jī)器人基地開展。20～30人組成的機(jī)器人隊(duì)，分為軟件組、機(jī)械組、控制組以及協(xié)調(diào)組，依據(jù)個人特長分工完成相應(yīng)任務(wù)，同時做好配合，完成預(yù)計方案設(shè)計的機(jī)器人。其中機(jī)構(gòu)設(shè)計、加工，器材的選型、購買、報賬、入庫，設(shè)備器材使用、維修、報廢，機(jī)器人聯(lián)動調(diào)試、手動操作培訓(xùn)等一系列工作，均由隊(duì)里自主完成。
（五）追求技術(shù)極致為國爭光，心系社會共謀創(chuàng)新之路
注重機(jī)器人文化校外交流也成為機(jī)器人隊(duì)與社會接軌的一種培養(yǎng)方式，如走進(jìn)社區(qū)和中學(xué)進(jìn)行機(jī)器人科普宣傳，開展志愿活動和社會服務(wù)。2013年，機(jī)器人隊(duì)學(xué)子通過技術(shù)交流，幫助成都七中GMT-E機(jī)器人隊(duì)攻克難關(guān)，最終在“FIRST機(jī)器人大賽”力戰(zhàn)群雄，拿下了全國一等獎，并代表中國赴美國參賽。2015年，機(jī)器人隊(duì)學(xué)子指導(dǎo)中學(xué)生獲得2015年中國青少年機(jī)器人競賽活動VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽“立地頂天”冠軍，獲得2015年世界機(jī)器人大會•世界青少年機(jī)器人邀請賽VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽“一網(wǎng)打盡”亞軍。
三、機(jī)器人隊(duì)培養(yǎng)成效
通過縱橫交錯、同步開展的培養(yǎng)體系，培養(yǎng)了學(xué)生人文素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)，包括表達(dá)溝通能力，熱情自信的魅力，冷靜思考、精益求精的思維習(xí)慣，嚴(yán)謹(jǐn)創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，不畏困難、勇往直前的勇氣，全面的組織能力以及相互信任、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的集體精神。其中，有一位機(jī)器人隊(duì)員獲得2011年全國大學(xué)生十大年度人物提名獎。2013年全省高校校園文化建設(shè)優(yōu)秀成果評選活動中，電子科技大學(xué)參評的“超越夢想”機(jī)器人研創(chuàng)文化活動獲得全省高校校園文化建設(shè)優(yōu)秀成果一等獎。目前，機(jī)器人隊(duì)成員已成功孵化科技類創(chuàng)業(yè)公司10余家，創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)若干。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的路上，機(jī)器人隊(duì)一直在前行?？傊?，教育不是一朝一夕，短時間就能達(dá)到極致或者突顯成效。高校應(yīng)以人為本，認(rèn)識到人文教育與科學(xué)教育對于學(xué)生全面發(fā)展成才的重要性和不可缺失性。搭建更多平臺，以多元化的教育途徑相結(jié)合的方式，替代傳統(tǒng)的課堂理論知識講授，使人文精神和科學(xué)精神潛移默化地影響學(xué)生，并促進(jìn)他們的成長成才。
作者:李麗娟 孫東 于樂 單位:電子科技大學(xué)
研究新形勢下維修電工學(xué)習(xí)，不僅是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑，而且對全國職業(yè)教育具有重要意義。
本文以工業(yè)機(jī)器人時代到來為背景，總結(jié)我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，分析當(dāng)前工業(yè)技術(shù)發(fā)展形勢下“維修電工崗位”核心職業(yè)能力要求的新變化，歸納適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需求的維修電工崗位對應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，進(jìn)而探討相應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程與教學(xué)設(shè)計，最后提出了維修電工課程設(shè)計與能力培養(yǎng)路線圖，為當(dāng)前高職維修電工領(lǐng)域的發(fā)展提供思路。
2.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀
工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展可分為三個階段：第一代示教再現(xiàn)機(jī)器人，目前工業(yè)中正大量應(yīng)用；第二代帶感覺的機(jī)器人，技術(shù)應(yīng)用基本成熟，工業(yè)應(yīng)用較多；第三代智能機(jī)器人，技術(shù)正在發(fā)展過程中，工業(yè)上少量應(yīng)用。
所以，目前工業(yè)上應(yīng)用的機(jī)器人主要是第一代和第二代機(jī)器人。
當(dāng)前國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人市場已經(jīng)逐步走向成熟，且作為全球制造工廠的我國制造業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求越來越高，人力成本也將不斷提高，所以工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展時期，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。
3.工業(yè)機(jī)器人時代對維修電工崗位職業(yè)能力的要求
3.1 自動化生產(chǎn)設(shè)備的廣泛應(yīng)用
工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，其發(fā)展與應(yīng)用對電工行業(yè)的影響較為深刻，主要表現(xiàn)在高性能控制器、伺服電動機(jī)、各種傳感器和HMI設(shè)備的大量應(yīng)用上。
目前在自動化生產(chǎn)設(shè)備上，除了常用的繼電器、接觸器等傳統(tǒng)電器設(shè)備，還大量應(yīng)用著以下幾類新型電器：控制模塊，其中以各種PLC控制器應(yīng)用最為廣泛；電動機(jī)驅(qū)動裝置，常用的設(shè)備如變頻器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、交流伺服驅(qū)動器等；電動機(jī)，以步進(jìn)電動機(jī)和交流電動機(jī)為主；傳感器，如光電開關(guān)、接近開光等。
3.2 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展應(yīng)用促進(jìn)了維修電工崗位核心職業(yè)能力的發(fā)展與變化
傳統(tǒng)維修電工崗位職業(yè)能力的重心是繼電器-接觸器電氣系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù)，為了適應(yīng)生產(chǎn)的需求，當(dāng)前維修電工崗位的核心職業(yè)能力也必需發(fā)展變化，應(yīng)該把重心定位在以PLC控制器為核心的現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù)上。
從崗位核心職業(yè)能力的要求上看，新的核心職業(yè)能力是對傳統(tǒng)職業(yè)能力的繼承與發(fā)展，對當(dāng)前教學(xué)中維修電工崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)提出了更高的要求。
4.維修電工對應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展與變化
4.1 維修電工的學(xué)習(xí)領(lǐng)域
當(dāng)前高職院校對維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域的設(shè)計，主要包括電工技術(shù)基本理論與知識、電機(jī)拖動與控制基礎(chǔ)、常用電氣控制設(shè)備的使用與維護(hù)、電氣制圖等。這些學(xué)習(xí)領(lǐng)域只能滿足傳統(tǒng)繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù)的需要，不能適應(yīng)當(dāng)前維修電工崗位職業(yè)能力的要求。工業(yè)機(jī)器人時代背景下，維修電工對應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，需依據(jù)新的崗位核心職業(yè)能力確定，〃現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試與維護(hù)〃對應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域主要包含電工技術(shù)基本理論與知識、電機(jī)拖動與控制基礎(chǔ)知識、PLC控制技術(shù)與應(yīng)用、常用新型電氣設(shè)備的運(yùn)用和現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù)這五個學(xué)習(xí)領(lǐng)域。
4.2 維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展與變化
維修電工對應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展與變化，是為了培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的實(shí)用型技術(shù)人才，也是對維修電工教學(xué)內(nèi)容的一次改革。在五個學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，有兩個學(xué)習(xí)領(lǐng)域是繼承了傳統(tǒng)，另外三個學(xué)習(xí)領(lǐng)域是"現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試與維護(hù)〃這一新的維修電工崗位核心職業(yè)能力的新要求。維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域的變化，將直接影響維修電工設(shè)計，必須重構(gòu)其對應(yīng)的體系，學(xué)生才能生成新的維修電工核心職業(yè)能力。
5.工業(yè)機(jī)器人時代維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計
5.1 維修電工課程設(shè)計
本文維修電工課程設(shè)計的總體原則為：理論知識和實(shí)踐能力并重，單項(xiàng)技能與綜合能力并重。五個學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程設(shè)計整合為四門主要課程，包括電工技術(shù)基礎(chǔ)課程、電機(jī)拖動與控制課程、PLC控制技術(shù)課程和現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)綜合技能課程。
這些課程分為三個類型：基礎(chǔ)理論知識型課程、重點(diǎn)單項(xiàng)技能型課程和綜合技能應(yīng)用型。這三個類型把維修電工核心職業(yè)能力的培養(yǎng)分為三個階段：第一階段是熟悉電工基本理論知識；第二階段是掌握各種重要單項(xiàng)技能；第三階段是綜合技能應(yīng)用生成核心職業(yè)能力。
5.2 維修電工課程設(shè)計與能力培養(yǎng)邏輯
首先，通過電工技術(shù)基礎(chǔ)課程使學(xué)生掌握前人的相關(guān)間接知識和經(jīng)驗(yàn)；然后，通過電機(jī)拖動與控制課程和PLC控制技術(shù)課程讓學(xué)生通過單項(xiàng)技能學(xué)習(xí)快速生成核心職業(yè)能力，如電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理的認(rèn)知、基本控制電路的安裝調(diào)試能力、PLC程序設(shè)計能力、PLC控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試能力；最后，通過現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)綜合技能課程一方面靈活增加學(xué)生對新型電氣設(shè)備（變頻器、伺服驅(qū)動器、傳感器和HM丨設(shè)備等）的學(xué)習(xí)，另一方面培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試與維護(hù)的綜合職業(yè)能力。維修電工的課程設(shè)計與能力培養(yǎng)邏輯，以培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的實(shí)踐能力為最終目標(biāo)，確保能夠通過課程教學(xué)活動高效生成高技能實(shí)用型人才。
6.總結(jié)和展望
一、創(chuàng)新能力培養(yǎng)工作中存在的問題
（一）思想認(rèn)識上的偏差各行各業(yè)各個層次的崗位工作，都需要具備一定創(chuàng)新能力的人才。但是，一些人認(rèn)為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是普通高等學(xué)?；蛘哐芯啃源髮W(xué)的事情，與高職教育無關(guān)。正是這種認(rèn)識導(dǎo)致了高職教育教學(xué)理念的偏離。相當(dāng)多的高職院校在教學(xué)過程中重視的是知識、技能的灌輸與傳授，忽視對學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在電子應(yīng)用能力培養(yǎng)方面，教師往往過分注重課堂上的理論闡述，課后的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)也過于依賴實(shí)訓(xùn)設(shè)備和相關(guān)的教學(xué)手冊，忽視學(xué)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力訓(xùn)練，因此學(xué)生無法將學(xué)習(xí)到的理論知識與實(shí)際工作相互合，缺乏想象力和創(chuàng)造力。
（二）培養(yǎng)方案與教學(xué)模式的不足人才培養(yǎng)方案的設(shè)計，存在理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相分離、重專業(yè)教育而輕人文教育、重單科設(shè)置而輕課程整合等問題，教學(xué)時間與資源存在內(nèi)耗的現(xiàn)象。在電子類專業(yè)教學(xué)方面片面注重單科教學(xué)，忽視學(xué)科之間的相互聯(lián)系。因此，學(xué)生“只見樹木，不見森林”，無法應(yīng)用知識來解決實(shí)際問題，更不用說創(chuàng)造性地應(yīng)用。在教學(xué)模式上，存在重課內(nèi)而輕課外，重校內(nèi)而輕校外、重灌輸而輕探究、重繼承而輕創(chuàng)造等現(xiàn)象。受學(xué)校的一些設(shè)施和師資條件的限制，電子技術(shù)類課程的授課方式還是傳統(tǒng)的“我教你學(xué)”的模式，應(yīng)試教育的傾向比較突出。在課程建設(shè)上，存在重學(xué)校自身建設(shè)而輕行業(yè)企業(yè)參與、重形式而輕內(nèi)容、重當(dāng)前設(shè)計而輕持續(xù)改進(jìn)等現(xiàn)象。因此，學(xué)校的一些實(shí)訓(xùn)設(shè)備利用率不高，有的只是充當(dāng)招生砝碼和宣傳素材。在考核評價上，存在重學(xué)校評價而輕社會企業(yè)評價、重單一測試而輕綜合測評、重結(jié)果而輕過程等現(xiàn)象?，F(xiàn)行的普通高職教育已經(jīng)大眾化，學(xué)生往往成為流水線上的一個“產(chǎn)品”。學(xué)校只是要求學(xué)生畢業(yè)時都達(dá)到某些標(biāo)準(zhǔn)，卻忽略學(xué)生的個體差異，不能充分重視學(xué)生的主體選擇和個性表達(dá)。以上種種都不利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力，甚至往往會扼殺學(xué)生的創(chuàng)造力。
（三）教學(xué)環(huán)境和條件的不足許多高職院校的教學(xué)設(shè)施尤其是實(shí)踐教學(xué)設(shè)施設(shè)備明顯不足。學(xué)生在學(xué)校無法得到保質(zhì)保量的實(shí)踐訓(xùn)練，畢業(yè)后進(jìn)入工廠，往往還得經(jīng)過專門的培訓(xùn)才能上手。“雙師”素質(zhì)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，在大多數(shù)高職院校都滯后于教學(xué)需要。學(xué)校教師進(jìn)編制受職稱和學(xué)歷等制約，常常導(dǎo)致需要的企業(yè)人才無法引進(jìn)，教師的進(jìn)修培訓(xùn)又受到各種因素的限制。學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐不僅需要資金支持，還需要教師的正確引導(dǎo)。電子類創(chuàng)新實(shí)踐活動，其耗材需要資金比較多，全由學(xué)生支付顯然不現(xiàn)實(shí)?？傊?，由于各種因素的制約，學(xué)生電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐活動難以開展，開展起來了也難以取得實(shí)效。
（四）創(chuàng)新文化培育不夠，創(chuàng)新氛圍不濃斯普朗格說：“教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創(chuàng)造力量誘導(dǎo)出來”。高技能創(chuàng)新人才的培養(yǎng)離不開尊重創(chuàng)新、鼓勵創(chuàng)新的環(huán)境氛圍條件。然而不少高職院校對文化建設(shè)認(rèn)識不足，不能營建一個良好的、寬松的、有利于創(chuàng)新的文化氛圍。
二、創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的構(gòu)建
隨著對畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力要求的提高，圍繞學(xué)生創(chuàng)新知識學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、創(chuàng)新素質(zhì)提高的實(shí)踐探索方興未艾。如“訂單式培養(yǎng)”、“基于崗位創(chuàng)新的課程開發(fā)”、“基于人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的高職教材建設(shè)”［1-3］等探索，在教育實(shí)踐中都取得了一定的成果。但是許多研究成果在實(shí)踐應(yīng)用中，又簡單地將知識、技能和素質(zhì)依照傳統(tǒng)科目教育模式加以模塊化，不能真正使學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能同步提高。借鑒國內(nèi)外的一些研究成果，結(jié)合我校機(jī)電工程系各專業(yè)的發(fā)展情況，我們認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)探索構(gòu)建一種基于“校企合作，工學(xué)結(jié)合”的電子技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。第一，積極開展各種形式的調(diào)查研究，組織探討高職院校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案及其路徑。通過調(diào)查研究，了解社會人才需求，明確高職電子相關(guān)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的電子技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新能力，正確認(rèn)識高職電子技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的問題和不足。第二，建立高職電子類學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺。依托機(jī)電工程系電工電子與自動化實(shí)訓(xùn)基地，建立機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室、電工電子類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，開發(fā)課程結(jié)合緊密、企業(yè)關(guān)聯(lián)度高的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。首先培養(yǎng)學(xué)生基本的動手實(shí)踐能力，然后通過實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目、學(xué)生創(chuàng)新課題、畢業(yè)論文（設(shè)計）等形式，鼓勵學(xué)生課余獨(dú)立或聯(lián)合開展各類科研活動，吸引學(xué)生積極探索新技術(shù)并能夠付諸實(shí)踐。同時，組建由教師、企業(yè)技術(shù)人員、學(xué)生構(gòu)成的科研團(tuán)隊(duì)，根據(jù)企業(yè)需要開展科技攻關(guān)活動，幫助解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題，真正做到“工學(xué)結(jié)合”，鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。第三，企業(yè)參與實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，構(gòu)建開放式實(shí)踐教學(xué)體系。通過調(diào)查研究，了解企業(yè)對專業(yè)人才的技能要求，從而不斷改進(jìn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和考核方式。爭取技術(shù)力量雄厚的設(shè)備供應(yīng)企業(yè)參與實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，在技術(shù)開發(fā)、實(shí)訓(xùn)室內(nèi)部設(shè)施的布置、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)、實(shí)訓(xùn)師資的培訓(xùn)等方面同企業(yè)進(jìn)行深入的合作，形成較為密切的互惠互利關(guān)系。這樣，企業(yè)由于了解學(xué)校的目標(biāo)需求，可以開發(fā)出更符合學(xué)生能力培養(yǎng)需要的設(shè)施設(shè)備，有利于企業(yè)的發(fā)展；另一方面教師可有效利用企業(yè)的資源，提高自身的職業(yè)能力。第四，“以賽促學(xué)、以賽促改”，加強(qiáng)個性化創(chuàng)新人才培養(yǎng)。以國家級和省級技能競賽為契機(jī)，利用實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺，選拔培養(yǎng)優(yōu)秀的有潛力的學(xué)生。通過參加大賽的準(zhǔn)備和實(shí)訓(xùn)，不斷發(fā)掘?qū)W生的潛力。在傳授一定的相關(guān)技能后，引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生結(jié)合自身的優(yōu)勢進(jìn)行自主創(chuàng)新。通過組織參加不同級別的大賽，不斷總結(jié)提高，實(shí)現(xiàn)電子類專業(yè)學(xué)生知識技能和創(chuàng)新應(yīng)用能力的全面發(fā)展，同時形成探索創(chuàng)新的校園氛圍，推動學(xué)生開展探索創(chuàng)新活動。第五，建立健全有關(guān)管理制度和激勵機(jī)制。開放實(shí)訓(xùn)室的設(shè)施設(shè)備管理、耗材管理、學(xué)生管理，都要建立相應(yīng)的制度。學(xué)校給予一定的資金支持，使教師干得帶勁，學(xué)生學(xué)得滿意。
三、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐及效果
作者簡介：丁度坤（1981-），男，廣東汕頭人，東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，博士，研究方向?yàn)闄C(jī)器人技術(shù)、光機(jī)電一體化，高職教育。
課題項(xiàng)目：廣東高職研究會重點(diǎn)課題“增強(qiáng)高職院校工科類學(xué)生工程體驗(yàn)方法研究”（編號：GDGZ11Z001），主持人：丁度坤；東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級課題“PCB板微鉆視覺檢測方法研究”（編號：2011c13），主持人：丁度坤。
中圖分類號：G712
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1001－7518（2012）18－0086－04
高職院校承擔(dān)著為國家培養(yǎng)高技能復(fù)合型人才的重任。高職院校的畢業(yè)生，必須在掌握相關(guān)專業(yè)技能的基礎(chǔ)上，具備相關(guān)的工程能力；必須培養(yǎng)相關(guān)的職業(yè)素養(yǎng)與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的敬業(yè)精神；必須使其在進(jìn)入工作崗位之前，具備對企業(yè)工程文化的認(rèn)同感。國家工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及美國的ABET對此都有相關(guān)的文件規(guī)定[1]。
可是目前，大多數(shù)高職院校的課程設(shè)置，均是偏重于學(xué)生專業(yè)技能方面的提升，而忽略了對其工程文化、工程能力等方面的培養(yǎng)。學(xué)生在進(jìn)入相關(guān)工作崗位之前，普遍缺乏基本的工程經(jīng)驗(yàn)以及對工程文化的認(rèn)同和了解。從某種意義上來講，這也是造成我國企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的根源所在。
培養(yǎng)工程類畢業(yè)生的工程能力，使得在進(jìn)入相關(guān)設(shè)計制造崗位之前，對企業(yè)工程文化具備一定的認(rèn)同感，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)樸實(shí)的敬業(yè)精神，有利于從源頭上保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，具有極其重要的意義。本文將以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力為主線，以機(jī)電類學(xué)生為研究對象，構(gòu)建工程能力與工程文化一體化教學(xué)的自動線實(shí)訓(xùn)課程，著力使學(xué)生獲得一種類似于實(shí)際的工程體驗(yàn)。
一、體驗(yàn)感在工程類人才培養(yǎng)中作用
體驗(yàn)感的概念來源于心理學(xué)，指的是人類在與環(huán)境的交互中所獲得的個人經(jīng)驗(yàn)。概括地講，人的知識來源有兩大途徑：一是通過書籍、老師傳授、圖片或者文字等方式間接獲得；一種是通過實(shí)踐直接獲得。而體驗(yàn)感更強(qiáng)調(diào)的是后者，從某種意義上來講，通過實(shí)踐直接獲取的知識要比通過間接手段獲取的知識更為重要。這是因?yàn)榄h(huán)境的信息可為學(xué)習(xí)者提供豐富的背景，方便學(xué)習(xí)者協(xié)調(diào)與更新自己的知識體系；另一方面，體驗(yàn)過程中獲得的成功和獎勵也會使學(xué)習(xí)者建立起更為濃厚的興趣和自信，激勵其不斷獲取新的知識。
體驗(yàn)感教育對工程類的人才培養(yǎng)尤為重要，因?yàn)楣こ填惖恼n程絕大部分均是實(shí)踐性相當(dāng)強(qiáng)的課程，工程科學(xué)本身也是在不斷地發(fā)明與創(chuàng)造新事物中得到發(fā)展的。可以說，工程知識的認(rèn)知過程就是從具體到抽象，再由抽象到具體的反復(fù)過程。工程師的知識體系來源于社會生產(chǎn)的實(shí)際。將工程體驗(yàn)感融入工程類課程的教學(xué)當(dāng)中，有助于學(xué)生更好地理解各種基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識；有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)樸實(shí)的敬業(yè)精神；有助于學(xué)生正確認(rèn)識理論與實(shí)際、知識與能力的關(guān)系；有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢和興趣，為其未來的就業(yè)奠定基礎(chǔ)?；貞浳覈谝慌髮W(xué)生的成長歷程，他們絕大部分都有工廠、農(nóng)村的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以盡管他們的理論基礎(chǔ)不如應(yīng)屆高中畢業(yè)生，但他們的理解與接受能力卻要比應(yīng)屆高中畢業(yè)生強(qiáng)，因此這批學(xué)生在畢業(yè)后很快就成為了各個領(lǐng)域的骨干，在各崗位大顯身手，為我國的改革開放做出了巨大的貢獻(xiàn)。而反觀目前的大學(xué)畢業(yè)生，入學(xué)后就根據(jù)學(xué)校的人才培養(yǎng)計劃按部就班地學(xué)習(xí)一門又一門的公共基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課。工程經(jīng)歷的缺乏使得各門課程對他們而言都是獨(dú)立的，無法在相關(guān)工程背景的指導(dǎo)下，將各門課程有機(jī)地聯(lián)系起來，構(gòu)筑自己的知識體系，也就更談不上能力的形成了。不少學(xué)生，學(xué)了一個學(xué)期的課程，都還沒弄清楚這門課程的用途，要一直到走上工作崗位，從事了相關(guān)的技術(shù)崗位，參加了一些實(shí)際的工程項(xiàng)目，才能理解在校期間所學(xué)課程的作用，這嚴(yán)重制約了個人未來的發(fā)展。
為培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，營造一種工程體驗(yàn)感，國內(nèi)外許多高等院校均專門開設(shè)了相關(guān)的課程。如美國哈佛的三一學(xué)院工程系就開設(shè)了“工程設(shè)計導(dǎo)引—移動機(jī)器人”課程，每年選課人數(shù)約2O人。課程以滅火機(jī)器人競賽為背景，通過研制參賽的機(jī)器人，“旨在為學(xué)生提供一年的工程經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)專業(yè)技能，建立專業(yè)視角，了解工程世界的社會與人文環(huán)境”[1]。麻省理工學(xué)院的航空航天工程系開設(shè)了“航空航天與設(shè)計導(dǎo)引”選修課。通過課堂教學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)和航天器設(shè)計項(xiàng)目為學(xué)生營造了“提供真實(shí)的工程體驗(yàn)”[1]。瑞典的林克平大學(xué)開設(shè)了名為“Engineering Project Y”的工程導(dǎo)引課程，學(xué)生將用一學(xué)期四分之一的學(xué)時修該課程。課程包括講課、討論、項(xiàng)目工作和項(xiàng)目總結(jié)報告幾個部分。每年大約有140名學(xué)生選課，來自5個系的教師參與指導(dǎo)，構(gòu)建10個不同的項(xiàng)目。每5個學(xué)生為一組開展工作，完成從構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)到評價的全過程[2]。Joy Beatty等提出了一種游戲式的教學(xué)模式，針對計算機(jī)工程需求分析師的課程特點(diǎn)，設(shè)計相應(yīng)的游戲項(xiàng)目，讓學(xué)生在游戲中得到相關(guān)知識的工程體驗(yàn)[3]。René Sallier等根據(jù)測試專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計了血壓測試項(xiàng)目，使用了NI公司的LabVIEW平臺，讓學(xué)生自主去構(gòu)建相關(guān)的軟硬件，并體驗(yàn)血壓測量，增強(qiáng)其工程體驗(yàn)[4]。國內(nèi)深圳大學(xué)的費(fèi)躍農(nóng)等以機(jī)器人教學(xué)套件為載體，為新生開設(shè)了滅火機(jī)器人的早期工程體驗(yàn)課程，旨在增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。
二、機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)探索
近年來，隨著我國制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，各企業(yè)普遍出現(xiàn)了“招工難、用工難”的困境，生產(chǎn)設(shè)備的自動化是解決上述問題的最佳途徑。它能有效地緩解企業(yè)“用工難”的困境，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，且能將人類從單調(diào)、惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中解放出來，是未來制造企業(yè)的發(fā)展方向。全球知名的制造企業(yè)—富士康甚至提出了百萬“機(jī)器人大軍”計劃，計劃在未來十年內(nèi)，在生產(chǎn)線上配置百萬臺機(jī)器人，用來代替人工進(jìn)行生產(chǎn)、搬運(yùn)。而以單片機(jī)技術(shù)、液壓氣動技術(shù)、電氣控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等多學(xué)科交叉的機(jī)電一體化方向正好順應(yīng)了這一趨勢，在近年來也得到了迅猛的發(fā)展。
現(xiàn)在，基本每個工科類的高職院校都開設(shè)了機(jī)電一體化專業(yè)方向，可是目前國家卻沒有關(guān)于機(jī)電一體化方向的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺，這使得各院校在機(jī)電一體化專業(yè)的課程設(shè)置方面，各有特色，有的偏機(jī)械方向，而有的偏重于電氣方面。同時，由于缺少機(jī)電一體化的職業(yè)技能評價體系，以及機(jī)電產(chǎn)品本身的復(fù)雜多樣性，使得機(jī)電一體化方向在人才培養(yǎng)方面存在很多急待解決的問題。如何明確機(jī)電人才的培養(yǎng)目標(biāo)、加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)、并以此制定相關(guān)的人才培養(yǎng)方案成為了擺在各院校面前的一道研究課題[5-7]。
培養(yǎng)目標(biāo)的確定對高職院校而言是非常重要的，它直接關(guān)系到后續(xù)專業(yè)課程的設(shè)置，直接影響到學(xué)生在校期間學(xué)到知識的多少、掌握職業(yè)技能的深淺、畢業(yè)時能從事的崗位以及是否能較好地勝任相應(yīng)崗位的工作等實(shí)際問題。
我院近年來非常重視對機(jī)電方向人才培養(yǎng)目標(biāo)的修訂，通過召開培養(yǎng)方案研討會、到相關(guān)企業(yè)調(diào)研、畢業(yè)生信息反饋等方式，著力于制定最合理的人才培養(yǎng)方案。從調(diào)研的情況來看，目前，機(jī)電一體化方向畢業(yè)生的就業(yè)崗位群主要有：（1）機(jī)電一體化設(shè)備和自動生產(chǎn)線的運(yùn)行、安裝、調(diào)試和維護(hù)；（2）各種機(jī)械設(shè)備的自動化、數(shù)字化改造；（3）自動化生產(chǎn)車間的生產(chǎn)工藝設(shè)計、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理等崗位；（4）新興的崗位如機(jī)器人的維護(hù)、維修技術(shù)員等。
據(jù)此確定了我院機(jī)電一體化方向的人才培養(yǎng)目標(biāo)為：自動化生產(chǎn)設(shè)備的安裝、調(diào)試、操作、維護(hù)與管理。圍繞此培養(yǎng)目標(biāo)，我院將機(jī)電類的課程劃分為四大模塊，分別為：職業(yè)工具課模塊、職業(yè)基礎(chǔ)課模塊、職業(yè)核心課程模塊以及職業(yè)選修課模塊，如圖1所示。
三、機(jī)電類工程體驗(yàn)一體化實(shí)訓(xùn)課教學(xué)設(shè)計
為使學(xué)生獲得一種更為真實(shí)的工程體驗(yàn)，我院從多個方面進(jìn)行了探索。選取了“自動線的安裝與調(diào)試”實(shí)訓(xùn)課作為試點(diǎn)，將工程文化課也融入其中，如圖2所示。將其貫穿于整個實(shí)訓(xùn)課的開始、實(shí)施以及最終的課程評價當(dāng)中，極力營造一種類似于實(shí)際生產(chǎn)的全過程，使得學(xué)生獲得一種接近于未來實(shí)際工作崗位的工程體驗(yàn)，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力以及嚴(yán)謹(jǐn)樸實(shí)的工作作風(fēng)。
（一）工程文化課程的選取
工程文化是指企業(yè)在實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)營活動中，逐步形成的、為全部員工所認(rèn)同的、帶有特色的價值觀、生產(chǎn)作風(fēng)、經(jīng)營理念、企業(yè)精神、企業(yè)道德準(zhǔn)則等各方面的總和[8-9]。它是企業(yè)全體成員在長期的生產(chǎn)與經(jīng)營活動中日積月累而形成的，是企業(yè)的靈魂所在。優(yōu)秀的工程文化是企業(yè)在激烈的市場競爭中出奇制勝的法寶，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的軟實(shí)力。從目前許多院校畢業(yè)生頂崗實(shí)習(xí)與就業(yè)情況發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)畢業(yè)生并不能適應(yīng)企業(yè)的要求，難以真正轉(zhuǎn)變?yōu)橐幻细竦钠髽I(yè)員工，適應(yīng)崗位需求。而從用人單位反饋來的意見又可看出，畢業(yè)生的專業(yè)技能并不是當(dāng)前用人企業(yè)看重的第一要素，企業(yè)更為重視的是員工的基本職業(yè)素質(zhì)、對企業(yè)的忠誠感以及對企業(yè)工程文化的認(rèn)同程度。所以，在校期間提前對學(xué)生進(jìn)行企業(yè)工程文化的相關(guān)教育，培養(yǎng)他們對工程文化的認(rèn)同感就顯得非常重要。
而一個企業(yè)的工程文化，往往是各具特色的，但也有其共性所在。因此，選取了最具代表性的工程文化四大共性部分作為我院學(xué)生的工程文化培訓(xùn)課程，它們分別為：企業(yè)對員工的職業(yè)素養(yǎng)要求；6S理念（即整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全）；企業(yè)的品質(zhì)理念；企業(yè)的生產(chǎn)管理理念（選取了豐田的看板管理方法）。將這些共性的企業(yè)文化貫穿于實(shí)訓(xùn)課的全過程，培養(yǎng)學(xué)生對工程文化的認(rèn)同感。
（二）工程體驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課的設(shè)計
為使學(xué)生獲得一種類似于實(shí)際生產(chǎn)的工程體驗(yàn)，選取了“自動線的安裝與調(diào)試”實(shí)訓(xùn)課作為實(shí)施載體，并在其中貫穿了相關(guān)的企業(yè)文化課程。我院的“自動線安裝與調(diào)試”實(shí)訓(xùn)是作為“機(jī)電一體技術(shù)”理論課的實(shí)訓(xùn)課程而專門開設(shè)的，課時為84學(xué)時，共歷時3周時間。要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)前必須具備電工電子基礎(chǔ)、傳感檢測基礎(chǔ)、PLC編程基礎(chǔ)、電機(jī)原理與驅(qū)動等前期知識。
實(shí)訓(xùn)課選取的設(shè)備是亞龍公司的YL-335B自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)臺，如圖3所示。它模擬了一條自動化生產(chǎn)線的下料、搬運(yùn)、加工、裝配、分揀的全過程。
整條生產(chǎn)線包括了5個工作分站（即供料站、搬運(yùn)站、加工站、裝配站與分揀站），各分站使用了西門子的S7-200PLC進(jìn)行控制，可對其進(jìn)行單獨(dú)控制，也可將各PLC組合起來，進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺特點(diǎn)，將實(shí)訓(xùn)課劃分為供料站、搬運(yùn)站、加工站、裝配站、分揀站的拆裝與調(diào)試，以及整線的安裝與調(diào)試六大實(shí)訓(xùn)模塊，每個模塊均可自成一體，對學(xué)生的機(jī)械拆裝、電氣路連接、PLC編程、觸摸屏技術(shù)等多個方面進(jìn)行訓(xùn)練，提高其專業(yè)技能。以其中的“供料站拆裝與調(diào)試”實(shí)訓(xùn)課為例，其具體的教學(xué)過程如表1所示。
（三）課程的實(shí)施與評價
課程的具體實(shí)施過程是先由指導(dǎo)老師講授企業(yè)工程文化課，以及講解體現(xiàn)企業(yè)工程文化的實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)，總共為12學(xué)時。然后進(jìn)入實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)極力模擬實(shí)際自動化生產(chǎn)設(shè)備的安裝調(diào)試過程，采用采用小班制，每班學(xué)生數(shù)在40～50人之間，以小組形式進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，各組配備一臺實(shí)訓(xùn)臺，各小組的學(xué)生數(shù)為5人左右，配備2名專業(yè)教師進(jìn)行指導(dǎo)。
對每一模塊的實(shí)訓(xùn)，其教學(xué)實(shí)施過程是先由指導(dǎo)教師對實(shí)訓(xùn)內(nèi)容做簡單講解，然后并對各組下發(fā)任務(wù)書，最后對各小組的完成情況進(jìn)行評價，相關(guān)的評價標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。
四、結(jié)束語
工程能力的匱乏是我國高職院校學(xué)生普遍存在的問題，直接影響了學(xué)生對未來的崗位適應(yīng)程度，乃至企業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)等方面。因此，本文以“自動線安裝與調(diào)試”實(shí)訓(xùn)課為載體，融入了職業(yè)素養(yǎng)、企業(yè)6s理念、企業(yè)的品質(zhì)理念以及豐田的看板管理模式等共性的工程文化課程，極力營造一種類似于實(shí)際的工程環(huán)境，進(jìn)行工程體驗(yàn)一體化實(shí)訓(xùn)課教學(xué)的探索，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)的同時獲得一種工程體驗(yàn)感。
從實(shí)施的效果看，參加過工程體驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的同學(xué)，其對未來工作崗位的適應(yīng)能力明顯增強(qiáng)了許多，實(shí)訓(xùn)的效果也有了顯著提高。去年我院第一次參加“自動線的安裝與調(diào)試”全國技能大賽，就取得了團(tuán)體三等獎的良好成績，這也從另一側(cè)面說明工程體驗(yàn)一體化教學(xué)的有效性。
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