中職院校職業(yè)技能大賽的啟示

丁崢 費(fèi)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(lái)的啟示。針對(duì)近年來(lái)賽題變化的特點(diǎn)，就若干重點(diǎn)賽項(xiàng)提出了筆者的觀點(diǎn)，并對(duì)各賽項(xiàng)所出現(xiàn)問(wèn)題的解決方案及參賽技巧輔導(dǎo)、教學(xué)方法進(jìn)行了說(shuō)明。

關(guān)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(xué)改革成果、職業(yè)學(xué)校教育質(zhì)量及辦學(xué)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越受到各中職院校的重視。職業(yè)技能大賽不但可以推動(dòng)職業(yè)院校教學(xué)改革的深化、加強(qiáng)校企合作，還能促進(jìn)辦學(xué)特色的培養(yǎng)，同時(shí)還能給職業(yè)教育帶來(lái)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(xiàng)目看來(lái)，比賽內(nèi)容逐漸豐富、競(jìng)賽時(shí)限逐漸縮短。以2018年浙江省中等職業(yè)學(xué)校職業(yè)能力大賽電工電子類(lèi)賽項(xiàng)為例，在機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目中，不但將比賽時(shí)限由往屆的4小時(shí)縮短為3.5小時(shí)，同時(shí)還提高了異形芯片分揀、觸摸屏以及機(jī)械安裝調(diào)試的難度，將以往默認(rèn)式裝配模式變?yōu)檫x擇式，提高了比賽的靈活性，無(wú)形中也增加了參賽選手及輔導(dǎo)教師的壓力。如何在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多的比賽內(nèi)容，成了參賽選手以及輔導(dǎo)老師面臨的首要問(wèn)題。

縱觀歷年賽題，其得分點(diǎn)主要放在異型芯片分揀的細(xì)節(jié)方面，只要在短時(shí)間內(nèi)按要求完成分揀即可在比賽中取得明顯優(yōu)勢(shì)。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(pán)探空等步驟又成為異形芯片分揀項(xiàng)目的主要賽點(diǎn)。這些賽點(diǎn)不但考查內(nèi)容分散，且各知識(shí)點(diǎn)內(nèi)部又互有聯(lián)系，下面著重對(duì)這些賽點(diǎn)及其解決方案進(jìn)行介紹。

一、賽點(diǎn)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(lèi)異色芯片歸類(lèi)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(gè)數(shù)，故無(wú)法確定調(diào)換過(guò)程中使用的過(guò)渡空位，這就為完成比賽設(shè)置了障礙。

要想快速解決芯片排序問(wèn)題，首先需對(duì)所有芯片進(jìn)行視覺(jué)檢測(cè)，甄別當(dāng)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(guò)渡點(diǎn)，分情況進(jìn)行編程，最終實(shí)現(xiàn)按色排序。在確定了當(dāng)前芯片顏色分布情況及調(diào)換過(guò)渡點(diǎn)后，可選取嵌套循環(huán)的方式編寫(xiě)排序程序，最大限度地利用有限時(shí)間，縮小代碼量，為后續(xù)的調(diào)試預(yù)留更多時(shí)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(jué)檢測(cè)。該賽項(xiàng)的難點(diǎn)主要在于，芯片種類(lèi)和數(shù)量繁多，且各產(chǎn)品對(duì)于芯片的種類(lèi)需求又不盡相同，如果使用簡(jiǎn)單的取放指令編寫(xiě)程序，不僅工作量繁重、耗費(fèi)賽時(shí)，而且嚴(yán)重影響機(jī)器人執(zhí)行效率，容易造成碰撞等事故。

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

其中產(chǎn)品數(shù)組以行數(shù)表征產(chǎn)品編號(hào)，原料數(shù)組以行數(shù)表征芯片種類(lèi)。利用該數(shù)組，再搭配使用嵌套循環(huán)的編碼方式將兩個(gè)數(shù)組中的元素分別作為芯片的抓取點(diǎn)和擺放點(diǎn)，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(jī)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(jìn)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(xiàng)的難點(diǎn)在于，產(chǎn)品芯片顏色隨機(jī)，即便在經(jīng)過(guò)視覺(jué)檢測(cè)環(huán)節(jié)了解所有芯片顏色后，如果僅使用簡(jiǎn)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(shí)，而且由于對(duì)點(diǎn)數(shù)較多，編程過(guò)程中容易出現(xiàn)失誤。

為解決該賽項(xiàng)的難點(diǎn)，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(shí)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(biāo)號(hào)，以列數(shù)表示芯片種類(lèi)。利用該數(shù)組同時(shí)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(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)相同位置的不同芯片進(jìn)行調(diào)整，最終達(dá)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(diǎn)，巧妙地將芯片位置與產(chǎn)品標(biāo)號(hào)聯(lián)系起來(lái)，提高編程效率的同時(shí)，對(duì)于程序的執(zhí)行效率也有較大改善。

4.吸盤(pán)探空

所謂吸盤(pán)探空指的是在只知道原料區(qū)各類(lèi)芯片數(shù)量，卻不了解每個(gè)芯片所在位置的前提下，僅使用芯片吸盤(pán)工具，而不借助視覺(jué)識(shí)別設(shè)備，判斷出當(dāng)前各類(lèi)芯片區(qū)的空位，為后續(xù)的操作提供依據(jù)。該賽項(xiàng)的難點(diǎn)在于如何讓機(jī)器人不經(jīng)視覺(jué)識(shí)別，找出原料區(qū)空位。

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

在比賽設(shè)備中（如圖1所示），其主體運(yùn)動(dòng)部件為ABB公司生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人，其主要依靠電路和氣路實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)及抓取操作，在其氣路中設(shè)有兩個(gè)電子式氣壓表（如圖2所示），分別用于顯示芯片吸盤(pán)和蓋板吸盤(pán)吸取物體時(shí)的氣壓。而為了完成吸盤(pán)探空的任務(wù)，這里需要用到顯示芯片吸盤(pán)氣壓的氣壓表。該壓力表具有將當(dāng)前氣壓值與氣壓設(shè)定值相比較的功能。如果當(dāng)前氣壓值低于設(shè)定值時(shí)，氣壓表可與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)通訊，令其對(duì)應(yīng)標(biāo)志位置位。反之，當(dāng)氣壓值大于或等于設(shè)定值以上時(shí)，其對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位自動(dòng)復(fù)位。

選手可以利用該壓力比較標(biāo)志位的置復(fù)位情況，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片原料區(qū)空位的探測(cè)。當(dāng)芯片吸盤(pán)吸取到芯片時(shí)，此時(shí)壓力表的顯示值應(yīng)遠(yuǎn)低于大氣壓。反之，若芯片吸盤(pán)未吸到芯片，此刻壓力表示數(shù)應(yīng)與大氣壓力值較為接近。選手可以利用吸盤(pán)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(shè)定值，最終通過(guò)判斷壓力比較標(biāo)志位的置復(fù)位情況，精確地判斷當(dāng)前吸盤(pán)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(pán)空吸，并記錄當(dāng)前氣壓表的示數(shù)。再令芯片吸盤(pán)吸取芯片，記錄下此時(shí)氣壓表示數(shù)。取二者的中間值作為氣壓表的設(shè)定值，以此來(lái)判別壓力比較標(biāo)志位是否置位。設(shè)定完畢后編寫(xiě)機(jī)器人程序，讓機(jī)器人利用芯片吸盤(pán)對(duì)整個(gè)原料區(qū)進(jìn)行了解，并對(duì)壓力比較標(biāo)志位的置復(fù)位情況進(jìn)行記錄。最后只需在該置復(fù)位記錄中查找置位的點(diǎn)位即可確認(rèn)芯片原料區(qū)的空位。

這里為了便于將置復(fù)位記錄與原料區(qū)芯片位置聯(lián)系起來(lái)，還要用到上文中反復(fù)提到的二維數(shù)組。利用置復(fù)位數(shù)組中元素的位置編號(hào)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(shí)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(shì)

在上文介紹的各賽項(xiàng)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(xiàng)要求，需要考慮的變量較多，且每個(gè)變量之間又具有一定相關(guān)性，如原料區(qū)和回收區(qū)各類(lèi)芯片的位置、顏色以及各產(chǎn)品上各類(lèi)芯片的位置、顏色。這些變量在編程過(guò)程中如果獨(dú)立調(diào)用，不但會(huì)造成代碼量的激增，而且浪費(fèi)了變量與變量間的聯(lián)系這一有效信息，從而導(dǎo)致編程時(shí)間的浪費(fèi)以及執(zhí)行效率的下降，最終影響比賽結(jié)果。

2.教學(xué)方法

雖然二維數(shù)組在機(jī)器人編程過(guò)程中有諸多優(yōu)勢(shì)，但是該知識(shí)點(diǎn)較為抽象，學(xué)生在理解與使用方面存在一定難度。這就為輔導(dǎo)老師的教學(xué)輔導(dǎo)工作提出了較高的要求。

首先各輔導(dǎo)老師在輔導(dǎo)過(guò)程中需加強(qiáng)引導(dǎo)。從一維數(shù)組著手，引入數(shù)組的概念及思維方式，重點(diǎn)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(diǎn)之后，可以開(kāi)始著手對(duì)數(shù)組的特性進(jìn)行適當(dāng)引申，進(jìn)而自然地引出二維數(shù)組的概念。引申過(guò)程中可先拋出“數(shù)組的數(shù)組”的概念，再?gòu)囊痪S數(shù)組與“數(shù)組的數(shù)組”的異同方面著手，逐步推進(jìn)，最終使學(xué)生理解二維數(shù)組的概念，并學(xué)會(huì)利用數(shù)組的思維模式去理解賽題的諸多考點(diǎn)。

三、小結(jié)

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，學(xué)校越來(lái)越認(rèn)識(shí)到職業(yè)技能大賽對(duì)提高辦學(xué)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(guó)職業(yè)教育的一項(xiàng)制度創(chuàng)新，起到了引領(lǐng)職業(yè)院校教學(xué)方向的作用，技能大賽已成為評(píng)價(jià)職業(yè)院校辦學(xué)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此在對(duì)學(xué)生的輔導(dǎo)與教學(xué)過(guò)程中需要以賽題為出發(fā)點(diǎn)，立足技能，培養(yǎng)學(xué)生積極思考和刻苦鉆研的學(xué)習(xí)習(xí)慣，最終再回到賽題本身，解決一個(gè)個(gè)賽項(xiàng)難點(diǎn)。在這樣循環(huán)往復(fù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，達(dá)到提高技能，升華職業(yè)素養(yǎng)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃仁勝.技能大賽對(duì)職業(yè)學(xué)校教學(xué)改革的啟示[J].職業(yè)，2011（30） .

[2]張武奎，于建.中職院校數(shù)控技能大賽分析與啟示[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2009（24）.

[3]顧衛(wèi)軍.淺談機(jī)器人技能競(jìng)賽對(duì)促進(jìn)中職電子專(zhuān)業(yè)建設(shè)的研究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016（15）.

[4]吳瑜鋼，吳春艷.談中職學(xué)校機(jī)器人競(jìng)賽輔導(dǎo)工作的開(kāi)展[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2014（17）.

（作者單位：浙江省機(jī)電技師學(xué)院）