任曉敏
“雙高計(jì)劃”下智能控制綜合技能實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的探索與實(shí)踐
任曉敏
(西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 西安 710089)
以“雙高計(jì)劃”建設(shè)為契機(jī),依托無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)群建設(shè),在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過程中將現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)室資源進(jìn)行整合和優(yōu)化,圍繞智能制造產(chǎn)業(yè)鏈,沿著智能控制與制造方向,按專業(yè)群任務(wù)計(jì)劃整體設(shè)計(jì)、逐步完善分梯度建設(shè)各類多功能實(shí)訓(xùn)室,發(fā)展以“硬件+軟件+虛擬仿真+網(wǎng)絡(luò)”為核心的智能控制綜合實(shí)訓(xùn)基地,將信息技術(shù)、智能控制技術(shù)深度融合于實(shí)踐教學(xué)與管理,建立教學(xué)方面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、數(shù)字化的多功能系統(tǒng),開展集生產(chǎn)、自動化控制優(yōu)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)等技術(shù),為機(jī)電行業(yè)各類企業(yè)發(fā)展提供技術(shù)服務(wù),成為職業(yè)技能培訓(xùn)和與社會服務(wù)平臺。
雙高計(jì)劃;智能控制;優(yōu)化設(shè)計(jì)
圍繞“雙高計(jì)劃”建設(shè)目標(biāo),面對新時代職業(yè)教育的新要求,打造技術(shù)技能人才培養(yǎng)新高地和技術(shù)技能創(chuàng)新服務(wù)平臺,充分發(fā)揮職業(yè)教育改革發(fā)展和培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才示范引領(lǐng)作用[1],推進(jìn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)再提升是開展高水平現(xiàn)代高職院校和高水平特色專業(yè)群建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,也是開展高職實(shí)踐教學(xué)改革重要的保障措施,優(yōu)良的實(shí)訓(xùn)環(huán)境、先進(jìn)的儀器設(shè)備為實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)任務(wù)的開展提供了硬件支撐,因此,實(shí)訓(xùn)基地條件的先進(jìn)性對實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與管理等方面提出了更高要求,需對實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的理念、標(biāo)準(zhǔn)、管理運(yùn)行機(jī)制等內(nèi)容進(jìn)行全方位考慮,做好長遠(yuǎn)建設(shè)規(guī)劃,同時利用實(shí)訓(xùn)基地的“硬件資源”繼續(xù)優(yōu)化課程教學(xué)資源建設(shè),統(tǒng)籌學(xué)校實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)規(guī)劃與運(yùn)行管理工作,立足細(xì)節(jié)建章立制加強(qiáng)規(guī)范管理,不斷創(chuàng)新與完善實(shí)踐教學(xué)與運(yùn)行管理方式,才能有效促進(jìn)“雙高計(jì)劃”建設(shè)任務(wù)的完成。
“雙高計(jì)劃”建設(shè)任務(wù)的實(shí)施為高職院校實(shí)訓(xùn)基地的發(fā)展指明了方向[2],以無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)高水平專業(yè)群(簡稱無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)群)中機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)為主,以專業(yè)群其他專業(yè)為輔,所屬智能控制綜合技能實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)是以智能制造、網(wǎng)聯(lián)化為發(fā)展方向,匯集無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)群中各專業(yè)優(yōu)質(zhì)資源,按照國內(nèi)高等職業(yè)教育標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè),以標(biāo)準(zhǔn)化引領(lǐng)職業(yè)教育改革,通過硬件設(shè)施建設(shè)進(jìn)一步提升現(xiàn)有機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地功能,改善硬件條件的同時融入機(jī)電行業(yè)的企業(yè)文化、航空精神,重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)組織形式,優(yōu)化和改進(jìn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的策略、管理模式與機(jī)制,做到軟件、硬件兩手抓,從而加快建設(shè)任務(wù)的完成。但在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、運(yùn)行與管理過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題。
(1)部分實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)目標(biāo)仍顯單一,主要針對每個專業(yè)的課程設(shè)置與需求,實(shí)訓(xùn)室之間缺乏交流溝通,導(dǎo)致專業(yè)群中每個專業(yè)所屬實(shí)訓(xùn)室相互獨(dú)立,推進(jìn)共建共用工作較為緩慢[3]。
(2)專業(yè)群中每個專業(yè)所建實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏統(tǒng)一性,實(shí)訓(xùn)室建設(shè)規(guī)劃存在個別不合理因素,合理利用實(shí)訓(xùn)室資源與優(yōu)化配置不完善;在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)中各專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域之間的相互滲透較少,缺少專業(yè)之間相互跨越融合的綜合性實(shí)驗(yàn),不同專業(yè)由于設(shè)備類型不同無法形成資源共享整合,特別是形成多學(xué)科交叉創(chuàng)新型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目數(shù)量較少。
(3)部分實(shí)訓(xùn)室建設(shè)項(xiàng)目的投入資金受到建設(shè)流程的限制,導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)室建設(shè)周期較長,建好的實(shí)訓(xùn)室跟不上技術(shù)發(fā)展的速度,更新速度落后于企業(yè)一線使用的技術(shù);購置實(shí)訓(xùn)設(shè)備依賴于生產(chǎn)教育設(shè)備廠家,教學(xué)內(nèi)容過于依賴購置教學(xué)設(shè)備,與企業(yè)實(shí)際所使用設(shè)備還具有一定的差距;校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)內(nèi)容較為單一,由于購置企業(yè)真實(shí)設(shè)備考慮因素較多,需要綜合考慮設(shè)備占地面積的需求、購置真實(shí)設(shè)備成本價格較高、設(shè)備現(xiàn)場操作可能存在一定的安全風(fēng)險等,實(shí)際參與校外合作項(xiàng)目數(shù)量有限。
對于實(shí)訓(xùn)基地管理工作內(nèi)容主要包含日常教學(xué)管理、設(shè)備使用維護(hù)、耗材報(bào)備、安全維護(hù)等,但管理模式不夠全面,形式單一、機(jī)械,缺乏靈活性,不能適應(yīng)當(dāng)前實(shí)訓(xùn)基地基本運(yùn)行需要。
(1)實(shí)訓(xùn)基地的日常管理規(guī)范性不強(qiáng)、共享程度不深,管理過程使用信息化技術(shù)較少,實(shí)訓(xùn)室設(shè)備使用規(guī)程及維護(hù)保養(yǎng)、安全文明生產(chǎn)等內(nèi)容不完善。例如,在使用實(shí)訓(xùn)室時,日常使用情況采用紙質(zhì)記錄的方式,沒能每位老師登記實(shí)訓(xùn)室使用具體情況一一實(shí)施監(jiān)管,設(shè)備報(bào)修情況統(tǒng)計(jì)較為緩慢。
(2)實(shí)訓(xùn)基地仍遵循原有模式管理,管理方法缺乏創(chuàng)新性,運(yùn)行機(jī)制不夠靈活。例如,校園信息化管理平臺具體功能主要進(jìn)行實(shí)訓(xùn)室課表的使用,缺少實(shí)訓(xùn)基地運(yùn)行管理部分,未開展對實(shí)訓(xùn)基地使用后的評估、反饋。
針對機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè),依據(jù)專業(yè)教學(xué)的實(shí)際需求定位實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)類型和模式,明確發(fā)展方向,按照“產(chǎn)教融合、技術(shù)領(lǐng)先、智能管理”的建設(shè)原則,對接先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)鏈,以企業(yè)需求為方向,緊緊圍繞無人機(jī)技術(shù)專業(yè)群的實(shí)踐教學(xué)體系要求,以崗位群所需職業(yè)能力的培養(yǎng)為核心,合理配置實(shí)訓(xùn)室的實(shí)訓(xùn)設(shè)備,建設(shè)以智能控制為核心的多個實(shí)訓(xùn)室,打造凸顯行業(yè)特色的智能控制實(shí)訓(xùn)基地。
智能控制綜合技能實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路是收集整理原有實(shí)訓(xùn)室存在的問題,以全面提高無人機(jī)技術(shù)專業(yè)群高端技能型人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo),從崗位需求、專業(yè)群發(fā)展、制度建設(shè)、實(shí)訓(xùn)室管理、學(xué)生就業(yè)、教科研等方面多角度統(tǒng)籌建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地[4],建成一個目標(biāo)明確、產(chǎn)教研一體、功能強(qiáng)的全能型智能控制實(shí)訓(xùn)基地,既能提高高職學(xué)生的實(shí)踐技能和職業(yè)素養(yǎng),又能讓教師利用實(shí)訓(xùn)室開展科研項(xiàng)目,探索構(gòu)建智能化、交互式、開放式的教學(xué)體系,進(jìn)而全面推動專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的綜合發(fā)展,形成“理實(shí)一體、虛實(shí)結(jié)合”的現(xiàn)代教學(xué)模式,推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)研究和改革,提升課程教學(xué)效果。
在推進(jìn)無人機(jī)技術(shù)專業(yè)群建設(shè)過程中,將對所屬機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)原有實(shí)訓(xùn)室的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建或新建實(shí)訓(xùn)室形成智能控制綜合技能基地,以實(shí)際典型生產(chǎn)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試為核心,利用“互聯(lián)網(wǎng)+”和信息技術(shù)把智能控制綜合實(shí)踐教學(xué)平臺中涵蓋的相關(guān)技術(shù)有效提取和展現(xiàn),形成有效的教學(xué)資源和科學(xué)管理模式[4],從而產(chǎn)生科學(xué)的“教學(xué)云數(shù)據(jù)”,可服務(wù)于機(jī)電一體化技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)等相關(guān)專業(yè),為專業(yè)群師資團(tuán)隊(duì)教育教學(xué)及科學(xué)研究工作提供保障。
為了全面發(fā)揮實(shí)訓(xùn)室的功能,充分利用信息技術(shù)和虛擬仿真技術(shù),結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,設(shè)計(jì)形象生動的案例,運(yùn)用智能制造技術(shù)相關(guān)的實(shí)訓(xùn)室資源,完善數(shù)字化資源建設(shè),開發(fā)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備的智能管理系統(tǒng),形成集生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、調(diào)試、管理的智能控制實(shí)踐教學(xué)平臺,如圖1所示。在硬件資源支持下積極開展課堂教學(xué)資源信息化建設(shè),從而有效推動無人機(jī)技術(shù)專業(yè)群建設(shè)任務(wù)開展,完善“基本技能+專業(yè)技能+綜合技能”能力遞進(jìn)的課程體系的實(shí)踐教學(xué)體系。
圖1 智能控制實(shí)踐教學(xué)平臺
借助“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù),選取典型生產(chǎn)的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目,在良好硬件環(huán)境的支持下,利用VisualOne智能制造工廠等軟件進(jìn)行虛擬仿真教學(xué),結(jié)合仿真調(diào)試結(jié)果應(yīng)用在真實(shí)設(shè)備中,促進(jìn)虛擬仿真與實(shí)踐操作的融合,創(chuàng)設(shè)虛實(shí)融合的職業(yè)環(huán)境,合理應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段,深化高職教學(xué)方式變革。
實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過程中學(xué)校已投入大量設(shè)備、優(yōu)質(zhì)的實(shí)訓(xùn)環(huán)境等硬件資源,但由于缺乏有效的技術(shù)手段,實(shí)訓(xùn)基地運(yùn)行過程中設(shè)備使用、管理、維護(hù)等各個環(huán)節(jié)處于孤立狀態(tài),無法建立關(guān)聯(lián);實(shí)訓(xùn)設(shè)備損壞等報(bào)備數(shù)據(jù)處于靜態(tài),專職實(shí)訓(xùn)室管理員統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)較為困難[5]。行之有效的方法是成立校內(nèi)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),鼓勵教師利用所建實(shí)訓(xùn)室開展教科研,充分發(fā)揮教師創(chuàng)新能力;提升教師創(chuàng)新思維、管理能力與服務(wù)意識,改進(jìn)實(shí)訓(xùn)室的管理模式。例如,借助教師自主研發(fā)的智能管理APP軟件,對每個實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備使用、維護(hù)開啟“動態(tài)數(shù)據(jù)”報(bào)備服務(wù),有效提升實(shí)訓(xùn)基地管理效率。
在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過程時,除了關(guān)注硬件與軟件設(shè)施的完善,還要注重挖掘每個實(shí)訓(xùn)室的特色與內(nèi)涵建設(shè),充分發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地的職業(yè)價值導(dǎo)向作用。內(nèi)涵建設(shè)的核心在于以學(xué)生為本,為學(xué)生創(chuàng)建真實(shí)的企業(yè)環(huán)境,在長期教學(xué)實(shí)踐過程中形成的精神文化,即包括職業(yè)素養(yǎng)、道德修養(yǎng)、職業(yè)行為規(guī)范、工匠精神、文化素養(yǎng)等企業(yè)必備內(nèi)容,精神文化建設(shè)能夠?qū)W(xué)生的思想起到指導(dǎo)和引領(lǐng)作用,自覺規(guī)范行為,為實(shí)訓(xùn)基地的管理提供有益的幫助。制度文化是對實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與管理順利進(jìn)行的重要保障,制度文化的形成是結(jié)合專業(yè)特色,制定相關(guān)管理制度和操作規(guī)范,在建設(shè)過程中體現(xiàn)教育性的特點(diǎn),推動實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)和管理的社會化發(fā)展,提高實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)管理質(zhì)量。
在“雙高計(jì)劃”建設(shè)方案的引領(lǐng)下,實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)從目標(biāo)、內(nèi)容、管理三個層面開展,圖2為實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)框架,結(jié)合智能控制技術(shù),集生產(chǎn)、教學(xué)、運(yùn)行、管理等一體,通過目標(biāo)層將實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)目標(biāo)緊跟企業(yè)一線技術(shù),滿足專業(yè)教學(xué)需求,改進(jìn)與優(yōu)化教學(xué)模式;在內(nèi)容層方面使實(shí)訓(xùn)基地充分利用原有實(shí)訓(xùn)室的功能,利用已優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案擴(kuò)建與新建實(shí)訓(xùn)室,更新設(shè)備啟用新技術(shù),形成全新的智能制造產(chǎn)業(yè)鏈;在管理層方面,應(yīng)結(jié)合實(shí)訓(xùn)室的功能與設(shè)備特點(diǎn),健全設(shè)備使用管理的各項(xiàng)規(guī)章制度,提高精細(xì)化管理模式,通過實(shí)訓(xùn)基地的運(yùn)行反饋完善優(yōu)化管理體制[6],開啟科學(xué)合理運(yùn)行模式,激發(fā)實(shí)訓(xùn)基地活力,形成具有仿真、生產(chǎn)、開放、共享等多種功能的實(shí)訓(xùn)基地,體現(xiàn)現(xiàn)代制造與自動化企業(yè)需要的方向。
圖2 實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)框架
實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)為開展實(shí)踐教學(xué)提供豐富的硬件資源,以塔型階梯狀的典型工作任務(wù)開展教學(xué),完成以典型生產(chǎn)任務(wù)設(shè)計(jì)、虛擬聯(lián)調(diào)等虛實(shí)之間的交互學(xué)習(xí),真正實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體;學(xué)習(xí)方式靈活突出職業(yè)能力不同階段的高職學(xué)生成長需求,有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
按照“產(chǎn)教融合、技術(shù)領(lǐng)先、智能管理”的建設(shè)原則,充分發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地功能,利用信息化技術(shù)開展多樣化資源建設(shè),開放共享渠道,打造技術(shù)技智能實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新服務(wù)平臺,提升服務(wù)能力,助力“雙高計(jì)劃”任務(wù)的實(shí)施。
落實(shí)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)群建設(shè)任務(wù),對接行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),尋找專業(yè)之間課程內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的要素,挖掘提煉專業(yè)課程所蘊(yùn)涵的思政點(diǎn),形成“理論知識+專業(yè)技能+職業(yè)素養(yǎng)+職業(yè)精神”全面均衡的課程體系;通過產(chǎn)教融合,深度開展校企合作以及教育教學(xué)方式的改革創(chuàng)新;依托技能大賽,錘煉學(xué)生的專業(yè)技能,使學(xué)生專業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)[6]。
學(xué)校組織做好實(shí)訓(xùn)基地管理模式全盤規(guī)劃,使實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)滿足“雙高計(jì)劃”任務(wù)的總目標(biāo),對于實(shí)訓(xùn)基地管理模式應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù),融入現(xiàn)代化管理模式,研發(fā)可操作性的實(shí)訓(xùn)管理平臺,以科學(xué)管理機(jī)制為保障,不斷創(chuàng)新各個實(shí)訓(xùn)室管理方法,使管理平臺功能齊全,具有一定的共享性與可控性,切實(shí)讓實(shí)訓(xùn)管理平臺為培養(yǎng)合格創(chuàng)新應(yīng)用型高素質(zhì)技術(shù)技能型人才發(fā)揮其應(yīng)有的作用[7]。
針對“雙高計(jì)劃”任務(wù)中實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與運(yùn)行管理過程中遇到一些問題開展研究分析,以智能控制綜合技能實(shí)訓(xùn)基地為載體,依據(jù)任務(wù)中實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)目標(biāo),圍繞智能制造產(chǎn)業(yè)鏈,沿著智能控制與制造方向,將先進(jìn)自動化技術(shù)作為基礎(chǔ),梳理與優(yōu)化“雙高計(jì)劃”專業(yè)群建設(shè)任務(wù)之實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路,統(tǒng)一新建與擴(kuò)建實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn);以實(shí)訓(xùn)基地為平臺建立形式多樣的對接產(chǎn)業(yè)、實(shí)時更新、動態(tài)調(diào)整的課程資源,推進(jìn)課程建設(shè)共建共享的任務(wù)進(jìn)度,搭建跨學(xué)科、跨專業(yè)的課程資源平臺,形成以“互聯(lián)網(wǎng)+”為手段的實(shí)訓(xùn)資源共享網(wǎng)開啟優(yōu)質(zhì)資源共享模式,使之成為“硬件+軟件+虛擬仿真+網(wǎng)絡(luò)”為核心的智能控制綜合實(shí)訓(xùn)基地,構(gòu)建校企合作與教學(xué)交流平臺,積極構(gòu)思合作項(xiàng)目,與企業(yè)深度融合,提升智能控制綜合技能實(shí)訓(xùn)基地的服務(wù)能力;階段性監(jiān)督所建實(shí)訓(xùn)基地運(yùn)行情況,對運(yùn)行過程及時反饋、發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn),創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地管理運(yùn)行機(jī)制,使實(shí)訓(xùn)基地設(shè)施建設(shè)更加完備、齊全、先進(jìn),逐步完善基地建設(shè)管理,將信息技術(shù)、智能控制技術(shù)深度融合于實(shí)踐教學(xué)與管理,從教學(xué)資源建設(shè)、管理模式及運(yùn)行機(jī)制、技術(shù)服務(wù)功能建設(shè)等方面進(jìn)行“軟硬”共建,最大限度地發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地在“雙高計(jì)劃”建設(shè)任務(wù)的支撐作用。
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Exploration and Practice of the Construction of Comprehensive Skills Training Base for Intelligent Control under the "Double High Plan"
Taking the "double high plan" construction as an opportunity, relying on the construction of UAV application technology specialty group, integrate and optimize the existing training room resources during the construction of the training base, design and gradually improve various multi-functional training rooms in gradient according to the task plan of the specialty group along the direction of intelligent control and manufacturing around the intelligent manufacturing industry chain, develop an intelligent control comprehensive training base with the core of "hardware+software+virtual simulation+network", deeply integrate information technology and intelligent control technology into practical teaching and management, establish an intelligent, networked, automatic and digital multi-function system in teaching, carry out integrated production, automatic control optimization design, application development and other technologies, and provide technical services for the development of various enterprises in the electromechanical industry, become a platform for vocational skills training and social services.
double high plan; intelligent control; optimization design
TN27
A
1008-1151(2022)12-0164-04
2022-09-25
陜西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題(SGH20Y1650)。
任曉敏,西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授,碩士,研究方向?yàn)榭刂乒こ獭?/p>