依托技能大賽提升專業(yè)教學質(zhì)量淺探

沈玲

摘 要： 隨著《國家教育中長期規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的提出，技能大賽的重要性越來越深入人心，技能大賽成為檢驗專業(yè)教學水平、人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。本文以工業(yè)機器人技術(shù)應用賽項為例，對依托技能大賽如何提升專業(yè)教學質(zhì)量進行了研究，有利于提高該專業(yè)教師的教學水平和學生的專業(yè)技能。

關(guān)鍵詞： 工業(yè)機器人；技能大賽；專業(yè)技能；教學質(zhì)量

中圖分類號： G712 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-8153（2018）03-0051-05

“普通教育看高考、職業(yè)教育看技能大賽”，為大力發(fā)展中高職教育，《國家教育中長期規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中指出“要定期舉辦職業(yè)院校技能大賽”，把技能大賽提高到了構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系的高度[1]。自該綱要發(fā)布以來，教育部、省教育廳，高職院校自上而下，越來越重視技能大賽。2014年6月國務院頒布的《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》，也充分肯定了職業(yè)技能大賽的作用和意義[2]。技能大賽作為職業(yè)院校教學水平的衡量器和風向標，在人才培養(yǎng)中扮演著重要的角色，堅持以技能大賽為抓手 ，不僅能推動新時代下職業(yè)院校的專業(yè)建設(shè)與教學改革，也成為展現(xiàn)職業(yè)院校教育教學改革成效、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。

一、工業(yè)機器人技術(shù)應用大賽在高職院校的發(fā)展現(xiàn)狀

“中國制造2025”是中國政府實施制造強國戰(zhàn)略第一個10年的行動綱領(lǐng)[3]，隨著該概念的提出，數(shù)字化、自動化、智能化成為未來的主要發(fā)展趨勢，工業(yè)機器人作為智能化、自動化的典型產(chǎn)品越來越廣的應用于各行各業(yè)，該專業(yè)的技術(shù)人才需求也與日俱增。為貫徹落實好“中國制造2025”這一政策，加快培養(yǎng)和選拔工業(yè)機器人領(lǐng)域高素質(zhì)技能型人才，由工業(yè)和信息化部、教育部和人力資源社會保障部共同舉辦的國家級一類大賽——全國職業(yè)院校技能大賽工業(yè)機器人技術(shù)應用賽項于2015年第一次列入大賽項目，本著注重質(zhì)量提升、產(chǎn)教融合的大賽理念，全國職業(yè)院校技能大賽工業(yè)機器人技術(shù)應用賽項至今已成功舉辦了4屆，在此趨勢下，湖北省于2017年在職業(yè)院校技能大賽中新增了高職組“工業(yè)機器人技術(shù)應用”賽項。從而形成了國家、省、校的三級競賽體系。該賽項主要根據(jù)裝備制造業(yè)中工業(yè)機器人相關(guān)崗位的能力要求，針對高等職業(yè)院校工業(yè)機器人技術(shù)及相關(guān)專業(yè)，引領(lǐng)其職業(yè)教育方向、促進和加快工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)模式的改革、創(chuàng)新教學模式，推動校企合作，培養(yǎng)社會緊缺的工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才。

二、工業(yè)機器人技術(shù)應用大賽的基本內(nèi)容

該競賽為團體賽，每支參賽隊由 3 名比賽選手組成，比賽時長為4個小時。賽項以工業(yè)機器人智能工作站系統(tǒng)作為競賽平臺，多名參賽選手協(xié)作完成工業(yè)機器人應用工作站系統(tǒng)中的配套設(shè)備機械電氣系統(tǒng)的裝調(diào)、工業(yè)機器人標定、通訊設(shè)置及操作編程、視覺系統(tǒng)編程調(diào)試、AGV 機器人及碼垛機器人的編程調(diào)試等基本工作任務，并通過對系統(tǒng)的人機界面開發(fā)及控制程序設(shè)計等完成工業(yè)機器人智能工作站系統(tǒng)的聯(lián)機運行和特定制造流程等綜合任務。

其設(shè)備平臺結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖2為需要識別抓取和裝配的工件，分別為機器人關(guān)節(jié)底座、電機模塊、諧波減速器和輸出法蘭。系統(tǒng)中托盤流水線和工件裝配生產(chǎn)線工位分布如圖3所示。

該系統(tǒng)的工作流程為：手動在觸摸屏上選擇工件托盤→碼垛機從立體倉庫取出對應工件→放置于AGV機器人上部輸送線→AGV機器人進行輸送至托盤流水線→視覺系統(tǒng)進行工件識別→工業(yè)機器人抓取工件→放置至裝配位置→將空托盤放入托盤收集處→抓取下一工件以滿足裝配條件（當托盤流水線輸送的工件類型相同時，機器人將其放置到備件庫中）→機器人裝配→機器人抓取成品→放入成品庫。

該賽項考核的專業(yè)知識主要有：工業(yè)機器人的操作與編程、機器人視覺、PLC編程、傳感器、氣壓傳動、機械裝夾、觸摸屏技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制等。由此可見，該賽項的比賽內(nèi)容是圍繞工業(yè)機器人專業(yè)人才對應工作崗位所需具備的核心能力進行設(shè)置，通過模擬企業(yè)真實工作環(huán)境完成實際工作任務，強調(diào)了對碼垛機、AGV小車、工業(yè)機器人等自動化設(shè)備的綜合應用，對該專業(yè)學生的專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)進行了全面的考量。

三、學生在工業(yè)機器人技術(shù)應用大賽中反映的問題

以2017年某省職業(yè)院校技能大賽“工業(yè)機器人技術(shù)應用”賽項為例，對24個參賽隊進行了調(diào)研，情況如下：

1. 學生專業(yè)知識儲備不夠、操作不熟練

工業(yè)機器人技術(shù)應用大賽主要考核5個部分的內(nèi)容，分別為：任務1 機械、電氣部分安裝、任務2 視覺部分安裝編程與調(diào)試、任務3 工業(yè)機器人應用系統(tǒng)編程與調(diào)試、任務4 工業(yè)機器人應用系統(tǒng)的模塊調(diào)試和任務5 系統(tǒng)的綜合編程與調(diào)試。

截至比賽結(jié)束，24個參賽隊中，完成到任務5的僅占 12.5%，完成到任務4的占41.7%，完成到任務3的占29.1%，完成到任務2的占8%，僅完成到任務1的占8%。由此可以得出，80%以上的參賽隊無法在規(guī)定時間內(nèi)完成所有賽項任務，反映出2個問題，一是學生專業(yè)知識掌握不夠，二是學生操作熟練度不高。這和與學生在日常學習、培訓過程中，教師的教學水平、學生的學習能力、技能訓練的程度和實訓設(shè)備保障等因素有著密切聯(lián)系。

2. 協(xié)作配合不夠、心理素質(zhì)欠佳

該賽項是團隊賽，需要3個選手既分工又合作的完成賽項任務。通過對該技能大賽調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有的選手平時練習比較熟練，卻在比賽時發(fā)揮失常，連基本任務都無法完成，或因緊張、忽視規(guī)范操作的要求。而另一方面，賽隊成員間溝通不夠，互幫互助的集體意識欠缺，有的選手完全按照指導老師在訓練時分配的既定任務操作，全然不顧隊友的操作進度和相互銜接，導致某些簡單的任務丟分或任務脫節(jié)。由此反映出學生樹立的團隊意識還不夠強，心理素質(zhì)薄弱，比賽中缺乏溝通和默契，這與學生本身的性格、是否對學生有效心理引導和平時的協(xié)作訓練強度等因素有關(guān)。

3. 選手職業(yè)意識不強

該賽項職業(yè)素養(yǎng)滿分為10分，主要包括：現(xiàn)場操作安全保護符合安全操作規(guī)程、工具擺放、包裝物品、導線線頭等的處理符合職業(yè)崗位的要求、遵守賽場紀律，尊重賽場工作人員，愛惜賽場的設(shè)備和器材，保持工位的整潔等內(nèi)容。此項得滿分的賽隊占66.7%。在24個參賽隊，有8個參賽隊在此項丟分，說明部分學生對職業(yè)素養(yǎng)的認知還不夠，職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)還有待提高。

四、以技能大賽為導向，提升高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)教學質(zhì)量

1. 以賽促改，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案

工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽的內(nèi)容是根據(jù)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)學生的就業(yè)崗位及其實際的工作任務和內(nèi)容進行設(shè)置的，具有典型性、導向性和針對性。也是政、校、行、企專家及職業(yè)院校師生共同參與的一項綜合性的活動。高職院校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)可以此為契機，通過觀測技能大賽，更深入、全面的了解新時期下工業(yè)機器人相關(guān)企業(yè)對該專業(yè)的人才需求，以企業(yè)用人標準為依據(jù)，進行充分的市場調(diào)研，加強與企業(yè)溝通，與兄弟院校交流，準確把握行業(yè)發(fā)展動態(tài)，及新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備的生產(chǎn)和應用情況，及時掌握工業(yè)機器人相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)升級對工業(yè)機器人技術(shù)人才的知識、能力、素質(zhì)提出的新要求，從而及時調(diào)整工業(yè)機器人專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和規(guī)格，明晰專業(yè)定位。完善課程體系，優(yōu)化該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。

2. 以賽促教，提升教學效果

（1）完善教學內(nèi)容

在工業(yè)機器人技術(shù)應用賽項規(guī)程及評分細則中，對相關(guān)知識的考核范圍、內(nèi)容、占比等都做了詳細說明，有利于我們結(jié)合大賽內(nèi)容，注重能力本位，整合、選取和序化教學內(nèi)容。專業(yè)教師在進行相關(guān)課程的教學內(nèi)容選取時，應強調(diào)實際、實用、實踐的原則，將技能大賽的內(nèi)容融入課程教學中。

對于專業(yè)基礎(chǔ)課程，如電路分析與實踐、模擬電路、數(shù)字電路、電力電子技術(shù)與應用、液壓與氣壓傳動、Autocad技術(shù)應用、機械制造基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)等主要培養(yǎng)學生的基本技能，在內(nèi)容的選取上，要注意教學內(nèi)容的以必須夠用為度，詳略得當，將大賽需要具備的基本能力對應到課程內(nèi)容上，熟練掌握工業(yè)機器人技能競賽中對應的基礎(chǔ)知識、基本原理的應用。同時，注意課程的接續(xù)、交叉，避免遺漏和重復。

對于專業(yè)核心課程，如工業(yè)檢測系統(tǒng)運行與維護、工業(yè)微控制器系統(tǒng)運行與維護、工廠電控設(shè)備的改造與維修、電氣控制線路設(shè)計與故障檢修、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝與調(diào)試、工業(yè)機器人的操作及編程、觸摸屏技術(shù)、機器人自動線的安裝與調(diào)試、工業(yè)機器人的離線仿真、工業(yè)電氣設(shè)備產(chǎn)品銷售與售后服務等主要培養(yǎng)學生的專業(yè)核心能力，在教學內(nèi)容的選取上，應著力培養(yǎng)學生對工業(yè)設(shè)備的操作規(guī)范和實踐動手能力，將工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽要求的專業(yè)技能，如傳感器的安裝、工業(yè)機器人外部工裝安裝、AGV機器人上部輸送線安裝與調(diào)試、視覺系統(tǒng)的連接、視覺軟件設(shè)定、智能相機的調(diào)試和編程、工業(yè)機器人設(shè)定、工業(yè)機器人示教編程、托盤流水線和裝配流水線調(diào)試、視覺系統(tǒng)調(diào)試、工業(yè)機器人系統(tǒng)調(diào)試、人機交互功能設(shè)計、系統(tǒng)綜合調(diào)試等進行內(nèi)容整合和并將其融入相關(guān)課程。例如，《工業(yè)機器人編程與操作》課程在原有工業(yè)機器人坐標建立、工業(yè)機器人示教編程、工業(yè)機器人操作調(diào)試等教學內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還應融入工業(yè)機器人機械部件、工業(yè)機器人視覺系統(tǒng)、工業(yè)機器人通信及參數(shù)設(shè)置等方面的內(nèi)容。

（2）革新教學方法和手段

工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽的評分標準體現(xiàn)了對學生專業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)的考核，比的是專業(yè)水平，靠的是團隊協(xié)作。在教學上，以該賽項的能力要求為引導，以比賽中存在的問題為重點，以來源于企業(yè)的真實工作任務為載體，構(gòu)建學習情境，在教學方法上，應突出學生為主體，教師為主導的教學形式，以行動導向教學法為引導，在每一學習任務中貫穿資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價六個過程， 配合引導教學、示范教學，通過任務實踐，調(diào)動學生積極性； 通過任務實施，使之掌握專業(yè)技能。同時，通過組建工業(yè)機器人技術(shù)等學習社團，有效培養(yǎng)學生溝通、交流，團結(jié)協(xié)作的能力。通過師傅帶徒弟式的學徒制培養(yǎng)、學生一幫一式的優(yōu)帶良、良帶中、中帶差的學習形式，使每位同學都有存在感和責任感，在互幫互助中達到共同進步的目的。通過校內(nèi)開展各級比賽及大賽模擬，加強對學生的心理輔導，從而提高學生心理素質(zhì)，增強自信心和應變能力。

3. 以賽促學，強化學生綜合能力

將工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽考核的競賽內(nèi)容分成若干個競賽項目，對學生進行教學和培訓，在校內(nèi)搭建競賽平臺，通過組織工業(yè)機器人技術(shù)的小組賽、班級賽、專業(yè)賽、系級賽、院級賽，與國賽、省賽進行有機對接，充分發(fā)揮每個學生的主觀能動性，使人人參與，互相影響。通過不同類別、級別的競賽的宣傳、培訓和選拔調(diào)動學生學習積極性、端正其學習態(tài)度、強化學生技能、養(yǎng)成職業(yè)習慣、提高專業(yè)素養(yǎng)、增強心理素質(zhì)，從而全面培養(yǎng)學生的綜合能力。

4. 以賽促建，加強條件建設(shè)

（1）建實訓基地，提供設(shè)備保障

學生在工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽中反映出的操作不熟練和學生平時的教學實訓程度息息相關(guān)，工業(yè)機器人實訓基地的建設(shè)，是保障學生掌握實踐技能的基本條件。

“工業(yè)機器人技術(shù)應用”技能大賽在“工業(yè)機器人技術(shù)應用實訓平臺”上進行，該競賽平臺有江蘇匯博機器人技術(shù)股份有限公司的HBHX-RCPS-C10平臺，（配置 HR20-1700-C10 機器人）和武漢華中數(shù)控股份有限公司的SR-ZNCX-ZZ-620平臺（配置 HSR-JR620 機器人）兩種型號，主要包括六大部分，分別是工業(yè)機器人、視覺系統(tǒng)、碼垛機立體倉庫、AGV機器人、裝配流水線和托盤流水線。在技能操作上，考核的不僅是單一技能，更強調(diào)了工業(yè)機器人編程調(diào)試、PLC編程調(diào)試、觸摸屏的編程調(diào)試、設(shè)備組態(tài)通信等的綜合應用，有效的展現(xiàn)了學生的實踐能力和專業(yè)水平。因此，在實訓基地的建設(shè)上，應以工業(yè)機器人技能大賽設(shè)備為指導，更新實訓設(shè)備、增加實訓項目、完善實訓功能、加大實訓時長，全方位保障技能訓練，使工業(yè)機器人實訓基地的建設(shè)與技能大賽相結(jié)合，如建立工業(yè)機器人操作編程實訓中心、工業(yè)機器人離線仿真實訓中心、工業(yè)機器人技能大賽實訓中心等作為專業(yè)技能和技能大賽的訓練場所及承接各類大賽的比賽場地，對學生定時開放、加強維護與管理，提高設(shè)備利用率。同時，建立校企長效合作機制，加強校外實訓基地的穩(wěn)定性、有效性、實用性建設(shè)，為學生提供實踐渠道和學習機會，從而把課內(nèi)與課外、校內(nèi)與校外相結(jié)合，全面提升學生對工業(yè)機器人技術(shù)的實踐應用能力。

（2）建師資隊伍，提高教學能力

鼓勵教師參與大賽組織和指導，有效促進專業(yè)教師全面掌握行業(yè)企業(yè)對工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才的崗位技能要求和培養(yǎng)需求，通過接觸新設(shè)備、新技術(shù)及對大賽配套設(shè)備--工業(yè)機器人智能工作站系統(tǒng)的操作和培訓，使專業(yè)教師在短時間內(nèi)強化了專業(yè)知識，也提升了在訓練節(jié)奏、學生管理、專業(yè)應用、處理問題和團隊協(xié)作等方面的能力。使教師在專業(yè)素質(zhì)、實踐技能、教學水平上都有一定程度的提升。建立激勵制度，對參與技能大賽的教師進行工作量核算，對獲得名次的團隊進行課時或現(xiàn)金獎勵，并作為外出培訓、職稱評審等考量依據(jù)。同時，聘請工業(yè)機器人生產(chǎn)、制造、應用企業(yè)的業(yè)務能手和技術(shù)專家擔任兼職教師，形成一支專兼結(jié)合的教師隊伍。

（3）建校本教材，擴充教學資源

在教材建設(shè)上，將技能大賽中要求的工業(yè)機器人技術(shù)應用專業(yè)能力和機器人相關(guān)企業(yè)的實際工作內(nèi)容相結(jié)合，從工業(yè)機器人專業(yè)對應的職業(yè)崗位所需要具備的能力為切入點，整合教材、學材內(nèi)容，編寫校本教材。同時，加強網(wǎng)絡(luò)教學資源的建設(shè)，更新課程網(wǎng)站，并將技能大賽所涉及的內(nèi)容和知識點以微課形式上傳、共享，使學生學習更貼切、更具體、更實用，更靈活，為學生提供更多學習資源，滿足其課上課下的學習需求。

五、結(jié)語

本文通過對高等職業(yè)院校工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽的現(xiàn)狀、內(nèi)容及學生參賽中出現(xiàn)的問題進行了分析，從以賽促改、以賽促教、以賽促學、以賽促建等四個方面進行了論述，以提高工業(yè)機器人專業(yè)的教學質(zhì)量，為高職院校參加工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽、進行備賽指導提供了依據(jù)，也為其在專業(yè)建設(shè)和教學改革方面提供了參考。

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