基于工業(yè)4.0的檢測(cè)技術(shù)課程改革探討

莫毅+謝彤+周雪會(huì)

【摘 要】本文分析檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，探討目前工業(yè)4.0對(duì)檢測(cè)技術(shù)的要求以及高職教育存在的優(yōu)缺點(diǎn)，提出以智能檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，將工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、通信專業(yè)作為平臺(tái)搭建出一套完整的工業(yè)4.0智能生產(chǎn)模式，通過這四個(gè)專業(yè)平臺(tái)的融合，使學(xué)生學(xué)習(xí)到更多的前沿科技和專業(yè)技能。

【關(guān)鍵詞】檢測(cè)技術(shù)課程 工業(yè)4.0 智能制造 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）06C-0157-02

面對(duì)《中國(guó)制造2025》提出的智能制造的要求，高職院校據(jù)此進(jìn)行了課程教學(xué)改革，包括不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，啟發(fā)他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，錘煉其分析問題解決問題的能力。課堂以學(xué)生為主，以育人、以學(xué)生掌握核心技能的培養(yǎng)體系等課程實(shí)踐推動(dòng)了新一輪的高職院校教學(xué)改革。本文以智能檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，將工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、通信專業(yè)作為平臺(tái)搭建出一套完整的工業(yè)4.0智能生產(chǎn)系統(tǒng)，通過這四個(gè)專業(yè)平臺(tái)的融合，使學(xué)生學(xué)習(xí)到更多的前沿科技，掌握到更多的專業(yè)技能和知識(shí)，提高其就業(yè)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

一、檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題

（一）課程設(shè)置追求學(xué)科的系統(tǒng)化。目前基于機(jī)電一體化設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程仍然沒有跳出學(xué)科體系的制約，嚴(yán)格追求學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)化，造成學(xué)生“機(jī)不太懂、電也不太通”的尷尬局面，更重要的是，并不能認(rèn)清自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化教學(xué)體系中的關(guān)鍵作用，進(jìn)而整個(gè)學(xué)科系統(tǒng)化方面沒有與自動(dòng)化學(xué)科體系區(qū)別開來，失去了專業(yè)應(yīng)有的特色，達(dá)不到培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）課程知識(shí)以自動(dòng)化學(xué)科為主。自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程的設(shè)置主要還是以自動(dòng)化專業(yè)的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，比如其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)資源都是在自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)上來開展，這就偏離了機(jī)電一體化學(xué)科對(duì)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的要求，也忽視了自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化中的基礎(chǔ)性和貫穿性，其與自動(dòng)化學(xué)科的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)區(qū)別不大，而且自動(dòng)化學(xué)科的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)其本身的教學(xué)內(nèi)容、課程知識(shí)跟不上社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要的話，將會(huì)加劇目前機(jī)電一體化學(xué)科中自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) 的教學(xué)內(nèi)容偏離實(shí)際需要和促使知識(shí)的老化，這必然導(dǎo)致培養(yǎng)目標(biāo)很難適應(yīng)當(dāng)今機(jī)電行業(yè)發(fā)展要求。

二、工業(yè)4.0發(fā)展對(duì)教學(xué)形態(tài)的要求

工業(yè)4.0要求物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化結(jié)合起來，實(shí)體經(jīng)濟(jì)在互聯(lián)網(wǎng)下才能生存。在這種大背景下，高等教育特別是高等職業(yè)教育在未來幾年將面臨教育方法、教育內(nèi)容、教育方式的改變，面臨如下幾個(gè)問題。

第一，在進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，涉及多個(gè)專業(yè)的聯(lián)動(dòng)，包括通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及自動(dòng)化類專業(yè)。尤其是物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)研發(fā)現(xiàn)在遇到瓶頸，目前市場(chǎng)需要的工業(yè)機(jī)器人設(shè)備需求量很大，涉及教師教育理念的更新和專業(yè)技術(shù)的提升，都是我們要面對(duì)的。目前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)比較混亂，沒有形成一個(gè)良好的產(chǎn)業(yè)鏈，但是教育卻要先于市場(chǎng)，故對(duì)教學(xué)的要求更高。

第二，教學(xué)設(shè)備缺失，工業(yè)4.0+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要工業(yè)示教機(jī)器人、智能傳感器、模擬生產(chǎn)線等，而且各種通信協(xié)議、平臺(tái)系統(tǒng)都需要建構(gòu)，不僅設(shè)備投入需要大量資金，而且也需要優(yōu)秀的師資隊(duì)伍，同時(shí)制定教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃，進(jìn)行課程改革。

第三，就目前工業(yè)智能化發(fā)展的情況，高等教育必須先于市場(chǎng)的發(fā)展，但是沒有市場(chǎng)的指向，教育須更加緊密圍繞在市場(chǎng)周邊，緊盯市場(chǎng)的變化、動(dòng)向來調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容。中國(guó)的工業(yè)4.0是一個(gè)漫長(zhǎng)而又艱辛的路程，一套真正的工業(yè)4.0系統(tǒng)涵蓋了云計(jì)算、通信系統(tǒng)、機(jī)器協(xié)同控制、傳感技術(shù)等多種平臺(tái)的無縫銜接，這樣一套系統(tǒng)目前國(guó)內(nèi)還沒有，對(duì)于教育來說，面對(duì)的未知和不確定性更多，教學(xué)難度更大。

第四，工業(yè)4.0在中國(guó)才剛剛開始，發(fā)展的道路必定是長(zhǎng)期而曲折的，建立智能制造的工業(yè)體系不會(huì)一路坦途，涉及云計(jì)算、系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人與智能生產(chǎn)線的協(xié)同及智能傳感器的應(yīng)用。對(duì)此，高等職業(yè)教育必須抓住工業(yè)4.0發(fā)展的契機(jī)，不斷改革教育方式，教學(xué)理念和教育思路，探索出符合市場(chǎng)發(fā)展的高等職業(yè)教育之路。

三、課程改革措施

本文根據(jù)“基于機(jī)電一體化設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革研究”項(xiàng)目進(jìn)行探討，該項(xiàng)目完成情況如下：其一，以FESTO傳感器設(shè)備及自動(dòng)化生產(chǎn)線為平臺(tái)，開發(fā)出教學(xué)做一體化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目8項(xiàng)。其二，根據(jù)機(jī)電一體化專業(yè)2013級(jí)學(xué)生（160個(gè)學(xué)生為對(duì)象）的情況，展開該項(xiàng)目的課程實(shí)踐，并論證設(shè)計(jì)方案的可行性和效果。其三，完成自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)課程的課程標(biāo)準(zhǔn)、課程實(shí)施方案、考核實(shí)施方案、資源建設(shè)方案的編寫。

針對(duì)以上的完成情況，本文繼續(xù)探討該項(xiàng)目的改革措施。

第一，整合各專業(yè)的設(shè)備資源，完成學(xué)院“基于機(jī)電一體化設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革研究”項(xiàng)目的結(jié)題工作，利用該項(xiàng)目的研究成果，依托工業(yè)自動(dòng)化示范特色專業(yè)及實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目，組織項(xiàng)目組成員制訂系統(tǒng)的可行性方案。考慮到自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是貫穿整個(gè)工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、通信專業(yè)學(xué)習(xí)的一門學(xué)科，可以有針對(duì)性地開發(fā)出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)，該工業(yè)4.0系統(tǒng)方案提供了基于工業(yè)機(jī)器人的機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其中包括物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、西門工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、云服務(wù)系統(tǒng)搭建平臺(tái)以及多個(gè)電腦端及APP人際交互平臺(tái)。

第二，針對(duì)智能生產(chǎn)系統(tǒng)的需要適當(dāng)?shù)匦薷墓I(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、通信專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃。在制訂專業(yè)教學(xué)計(jì)劃時(shí)，需協(xié)調(diào)各個(gè)專業(yè)的課程、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、課程標(biāo)準(zhǔn)，最終制定出合理的人才培養(yǎng)方式，同時(shí)在實(shí)施人才培養(yǎng)模式過程中，根據(jù)反饋可以適當(dāng)調(diào)整專業(yè)教學(xué)計(jì)劃。

第三，依托工業(yè)自動(dòng)化示范特色專業(yè)及實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目，通過整合，建立多用途的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室。目前實(shí)驗(yàn)室有工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)機(jī)器人操作實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)操作中心和移動(dòng)通信設(shè)備實(shí)驗(yàn)室等，這些實(shí)驗(yàn)室通過互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)把實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備輸出作為多用途的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室，即建立的這個(gè)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室可以稱為集散控制中心或者控制中心。

第四，以自動(dòng)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備為基礎(chǔ)，實(shí)施該方案，通過2-3年的教學(xué)實(shí)踐，評(píng)估考核方案的合理性并進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，使之更好地適應(yīng)工業(yè)4.0的教學(xué)改革要求。

第五，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)、課程實(shí)施方案、考核實(shí)施方案及教師隊(duì)伍和學(xué)情，編寫實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書及教材，并建立起該課程的教學(xué)資源庫，實(shí)現(xiàn)資源共享。前期開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)機(jī)器人套件，建立PLC控制系統(tǒng)和自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)。中期通過企業(yè)調(diào)研，合作開發(fā)若干適合課程改革的教學(xué)計(jì)劃。后期分析方案的運(yùn)用效果，得出優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)論證結(jié)果完成“自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)”課改教材項(xiàng)目的編寫和資料的收集，并完成校本教材的編寫、電子教案及多媒體課件等。對(duì)區(qū)內(nèi)外高職院校相關(guān)課程進(jìn)行調(diào)研，并進(jìn)行課程標(biāo)準(zhǔn)、課程實(shí)施方案、考核實(shí)施方案、資源建設(shè)方案的編寫。

研究思路如圖2所示，組織成員前往區(qū)內(nèi)外培訓(xùn)補(bǔ)充知識(shí)，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，包括機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)知識(shí)，同時(shí)成員間經(jīng)常相互交流，提出改革的建議。

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【作者簡(jiǎn)介】莫 毅（1981— ），男，廣西南寧人，碩士，廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師/工程師，研究方向：智能化機(jī)器人工作系統(tǒng)。

（責(zé)編 盧 雯）