以產(chǎn)教融合引領(lǐng)自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)，助推智能制造產(chǎn)業(yè)

展明星 趙欣然 岳 強(qiáng)

1.柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西柳州 545616；2.南寧軌道交通集團(tuán)有限公司 廣西南寧 530029

一、概述

職業(yè)院校是為了培養(yǎng)大批的產(chǎn)業(yè)人才，服務(wù)于各行各業(yè)，是職業(yè)教育實(shí)施的載體[1-2]，是為企業(yè)輸送養(yǎng)分的加工站，沒有職業(yè)教育所培養(yǎng)的人才，企業(yè)的發(fā)展難以為繼，并且沒有新技術(shù)的誕生和發(fā)展。同樣，企業(yè)也是職業(yè)教育的終端，是職業(yè)教育產(chǎn)品的消費(fèi)市場[3]。因此，企業(yè)的需要放在了職業(yè)教育人才培養(yǎng)的最重要的位置。服務(wù)于企業(yè)，依存于企業(yè)，做大做強(qiáng)自身，是職業(yè)院校發(fā)展的必由之路，也是校企之間產(chǎn)生共振，取得雙贏戰(zhàn)略的必然之路。

二、新自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)核心課程的設(shè)置

基于智能制造的自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)被賦予了新的功能，尤其是大數(shù)據(jù)的應(yīng)用及人工智能的推廣，倒逼自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新需要。智能制造的目的是通過各種智能化的先進(jìn)技術(shù)將人類智慧注入制造裝備，在裝備活動(dòng)的過程中提高信息感知和分析，完成決策和執(zhí)行。自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)主要設(shè)置了電子技術(shù)類課程、自動(dòng)控制類別課程[4]、繼電類電氣控制課程、機(jī)械結(jié)構(gòu)及制造課程、自動(dòng)線設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)課程、傳感檢測應(yīng)用課程[5]，為制造企業(yè)培養(yǎng)了大批技術(shù)骨干。

基于智能制造開發(fā)的新自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置主要包括：

(1)高新傳感器技術(shù)，做到靈敏度高、精度高、可靠性高的檢測。對(duì)加工過程中刀具的切削軌跡進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)誤差的消除、溫度鑒別及圖像信息的處理。

(2)新電機(jī)控制技術(shù)，提高完善伺服驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，在自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)配置、自動(dòng)優(yōu)化、防撞方面突破，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自律運(yùn)行。

(3)智能CAD/CAM技術(shù)，通過ICAPP規(guī)模實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造，做到集成化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化。

(4)新電氣控制技術(shù)，通過高性能控制器的應(yīng)用、HMI技術(shù)和總線技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的自動(dòng)控制，提高智能控制程度和實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的操作。

三、新自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)課程的開發(fā)及模塊化設(shè)計(jì)

新的自動(dòng)化技術(shù)課程開發(fā)基于實(shí)現(xiàn)智能制造為目的，通過完成基于“工作過程”的課程內(nèi)容開發(fā)，按照自動(dòng)化專業(yè)技能競賽的要求及“1+X”證書的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行課程內(nèi)容的組合，按照模塊化組織課程教學(xué)。通過在傳統(tǒng)的繼電控制技術(shù)的基礎(chǔ)上融合了PLC控制、變頻器技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，同時(shí)將觸摸屏和組態(tài)軟件應(yīng)用到各種典型控制回路，應(yīng)用項(xiàng)目化教學(xué)。使用學(xué)—練—設(shè)計(jì)—仿真—工程施工的教學(xué)流程，實(shí)現(xiàn)工廠施工場景的再現(xiàn)，從而完成課程目標(biāo)。

四、細(xì)化課程目標(biāo)、完成課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

完成課程目標(biāo)的總體設(shè)計(jì)和細(xì)分后，逐步填充課程內(nèi)容，見表1所示，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生去向，課程內(nèi)容可調(diào)。

表1 課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)模塊

五、新電氣控制技術(shù)教學(xué)模式的建設(shè)

根據(jù)課程不同模塊的特點(diǎn)和任務(wù)，分別設(shè)計(jì)教學(xué)模式。遵循理—實(shí)—設(shè)計(jì)—工程實(shí)踐項(xiàng)目任務(wù)的脈絡(luò)，實(shí)施螺旋上升式教學(xué)模式，通過理論知識(shí)的講解，實(shí)踐項(xiàng)目任務(wù)的指導(dǎo)完成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和步驟講解，綜合性項(xiàng)目的實(shí)踐，承接企業(yè)工程施工項(xiàng)目的橫向課題建設(shè)來完成模塊的教學(xué)。以繼電電氣模塊為例，我們?cè)O(shè)計(jì)了“理虛實(shí)”教學(xué)做一體化教學(xué)模式，如圖1所示。

圖1 “理虛實(shí)”教學(xué)做一體化教學(xué)模式

通過綜合性項(xiàng)目的實(shí)踐，我們?cè)O(shè)計(jì)了普通車床電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試排故教學(xué)，其教學(xué)策略采用“課證結(jié)合·任務(wù)驅(qū)動(dòng)·工學(xué)結(jié)合”，如圖2所示。

圖2 “課證結(jié)合·任務(wù)驅(qū)動(dòng)·工學(xué)結(jié)合”教學(xué)策略

六、新電氣控制技術(shù)評(píng)價(jià)體系的建設(shè)

建立基于工作過程的評(píng)價(jià)體系，提高服務(wù)產(chǎn)業(yè)意識(shí)，建立多維度、多角度、交叉評(píng)價(jià)方式，全面衡量課程學(xué)習(xí)效果。

(一)素養(yǎng)目標(biāo)養(yǎng)成

學(xué)生依據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)作業(yè)規(guī)范，完成案例施工。以CW6140車床電氣控制線路施工案例說明，通過方案實(shí)施，培養(yǎng)了學(xué)生刻苦努力、精益求精的工匠精神；應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)填補(bǔ)施工過程的缺項(xiàng)，克服實(shí)體設(shè)備不足的困難；利用虛擬技術(shù)還能展現(xiàn)錯(cuò)誤施工造成安全隱患效果畫面，給學(xué)生樹立安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)；在相互交流、相互協(xié)作中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)意識(shí)、精益求精的專業(yè)素質(zhì)，樹立規(guī)范、安全、勤奮的勞動(dòng)精神，學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)顯著提升。

(二)知識(shí)目標(biāo)達(dá)成

積極發(fā)揮學(xué)生作為教學(xué)的主體，在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)。以繼電電氣控制模塊為例，理論知識(shí)講授貫通電器元器件的檢測與鑒定、繼電設(shè)備控制原理和案例施工、調(diào)試排故的全過程，學(xué)生在完成過程中掌握知識(shí)要點(diǎn)，培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力；利用教師示范、企業(yè)技師指導(dǎo)掌握正確的工作方法。用虛擬仿真演示實(shí)際操作中出現(xiàn)的錯(cuò)誤做反面教材，突出施工事故的殘酷性，充分發(fā)揮線上教學(xué)的優(yōu)勢。通過線上發(fā)表的習(xí)題反復(fù)練習(xí)、考核，配合線下任務(wù)操作考核，學(xué)生綜合評(píng)分在優(yōu)良以上，100%學(xué)生達(dá)到合格，有效達(dá)成知識(shí)目標(biāo)，如圖3所示。

圖3 學(xué)生學(xué)習(xí)成績分布圖

(三)能力目標(biāo)勝任崗位

通過實(shí)訓(xùn)課堂對(duì)技能反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生動(dòng)手操作能力得到提升，學(xué)生能夠?qū)W以致用。以繼電電氣控制模塊為例，從簡單的普通車床的主軸電動(dòng)機(jī)的控制特點(diǎn)分析，到整個(gè)控制系統(tǒng)的安裝接線、調(diào)試與排故，均符合企業(yè)現(xiàn)場崗位要求，得到企業(yè)專家的一致好評(píng)。在教學(xué)過程中加入職業(yè)資格證書“電工證(中級(jí))”考核內(nèi)容，通過實(shí)操訓(xùn)練，學(xué)生技能等級(jí)證書通過率顯著提高，實(shí)現(xiàn)工學(xué)一體。

(四)思政目標(biāo)促成效

全面實(shí)行專業(yè)課堂思政教育革命，結(jié)合專業(yè)實(shí)踐巧妙地將思政主題與技術(shù)問題結(jié)合，起到共鳴的作用。以繼電電氣控制模塊為例，通過部分電氣工程施工中出現(xiàn)的事故案例分析和探究，全面樹立學(xué)生安全意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度、工匠意識(shí)；通過施工案例的調(diào)試過程，培養(yǎng)學(xué)生的大局意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幨嘛L(fēng)格；課程中滲入中國制造、我國工業(yè)制造發(fā)展的歷史，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和家國情懷。

(五)職業(yè)能力初養(yǎng)成

圍繞崗位任務(wù)設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)模擬實(shí)際生產(chǎn)過程，企業(yè)技術(shù)骨干予以現(xiàn)場指導(dǎo)，每個(gè)環(huán)節(jié)與工廠生產(chǎn)流程相一致，以企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)為考核標(biāo)準(zhǔn)，鍛煉學(xué)生的職業(yè)能力。教學(xué)活動(dòng)豐富，師生互動(dòng)、生生互助活躍。小組討論、投票、搶答等提升了學(xué)生分析、解決問題的能力。學(xué)校組織開展“技能節(jié)”比賽以賽促教，以賽促學(xué)，營造“學(xué)技能，練本領(lǐng)”的學(xué)習(xí)氛圍。如圖4所示。

圖4 課堂教學(xué)詳情

七、特色與創(chuàng)新

(一)建立校企合作平臺(tái)

課程的建設(shè)離不開企業(yè)的支持，通過加強(qiáng)與企業(yè)的交流與合作可以實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：(1)實(shí)現(xiàn)資源共享，共同開發(fā)使用教程和課程資源；(2)共同擬定課程內(nèi)容和進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，課程更貼近崗位的需求；(3)互派人員參與對(duì)方技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理、課程教學(xué)；(4)企業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐項(xiàng)目的接納和共同管理。校企合作共建課程使課程資源最大限度地共享，惠及企業(yè)，擴(kuò)大學(xué)習(xí)者的受益面。

(二)對(duì)接崗位創(chuàng)新需求，踐行職業(yè)資格考試

對(duì)接崗位需求，以繼電電氣控制模塊為例，以培養(yǎng)工廠設(shè)備維護(hù)員及技術(shù)主管為培養(yǎng)目標(biāo)，將職業(yè)資格(電工證四級(jí))考試的理論知識(shí)與實(shí)際操作技能融入課堂理論教學(xué)及實(shí)操訓(xùn)練，進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，逐個(gè)突破，結(jié)合智慧職教平臺(tái)的任務(wù)發(fā)布、討論、考核和統(tǒng)計(jì)等功能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在線學(xué)習(xí)過程中以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主的方式掌握知識(shí)和技能，有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

(三)實(shí)訓(xùn)場地、生產(chǎn)車間及多媒體虛擬教學(xué)三結(jié)合

基于智能制造的課程實(shí)施場地必須具有高集成化、高智能化、精細(xì)化、技術(shù)尖端化特點(diǎn)。由于教育資金的投入不足，實(shí)訓(xùn)設(shè)備的投入更新滯后于生產(chǎn)一線，尤其趕不上高科技型企業(yè)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)際生產(chǎn)中的設(shè)備配置要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于學(xué)校教學(xué)設(shè)備，因此采用多媒體虛擬仿真教學(xué)，開發(fā)多款專用軟件，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)或復(fù)雜生產(chǎn)過程的虛擬場景，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性及真實(shí)性，提高學(xué)生對(duì)設(shè)備的認(rèn)知。