依托世界技能大賽建設(shè)高職自動化專業(yè)的措施和路徑

卓書芳，何用輝，葛炎風(fēng)，郭崇光

（福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350003）

0 引言

世界技能大賽（以下簡稱“世賽”）是最高層級的世界性職業(yè)技能賽事，被譽為“世界技能奧林匹克”，其競技水平代表了當(dāng)今職業(yè)技能發(fā)展的世界先進水平，其競賽項目代表了當(dāng)今世界先進產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求[1]，同時也反映了當(dāng)今世界相關(guān)行業(yè)、職業(yè)領(lǐng)域的人才需求導(dǎo)向。

世賽移動機器人賽項是世賽體系中一個重要賽項，該賽項旨在測試受過自動化和機器人培訓(xùn)的參賽選手的職業(yè)技能和知識水平，是一項綜合性較強的技能競賽。該賽項要求參賽選手以團隊形式參加，利用機械、電子和編程等知識，設(shè)計、制造、編程、操作、運行及維護一個移動機器人，完成一定難度的任務(wù)和挑戰(zhàn)。該賽項的評判標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)參賽者的設(shè)計創(chuàng)新、制造安裝、操作技能、故障診斷、團隊合作、職業(yè)素養(yǎng)等多方面定量評估，全面考察選手的綜合素質(zhì)。

近年來，世賽越來越受到職業(yè)教育領(lǐng)域的關(guān)注，眾多職業(yè)教育研究機構(gòu)對其進行了多維度研究[2-5]。受啟示，本文結(jié)合工作實際，以世賽體系中自動化職業(yè)領(lǐng)域備受矚目的移動機器人賽項為切入點，在分析該賽項對高職院校自動化類專業(yè)建設(shè)的推動作用基礎(chǔ)上，提出依托該賽項開展高職院校自動化類專業(yè)建設(shè)的具體措施和路徑。

1 賽項對高職自動化類專業(yè)建設(shè)的推動作用

世賽移動機器人賽項作為自動化專業(yè)領(lǐng)域具有代表性的機器人技能賽事，對于高職自動化類專業(yè)建設(shè)具有重要的推動作用。

1.1 促進人才培養(yǎng)理念轉(zhuǎn)變

世賽移動機器人賽項的推廣和發(fā)展，推動高職自動化類專業(yè)學(xué)生的職業(yè)發(fā)展向更廣闊空間提升。在不斷發(fā)展的工業(yè)自動化領(lǐng)域，擁有移動機器人賽項相關(guān)技能的人才將會成為市場上的稀缺資源。參與世賽的實踐進一步證明，對高職院校自動化類專業(yè)技能人才的培養(yǎng)必須要與企業(yè)接軌，充分調(diào)研職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)以及該能力標(biāo)準(zhǔn)所需的知識、技能和態(tài)度要求，并將該知識、技能和態(tài)度整合到專業(yè)教學(xué)任務(wù)中，從而推進一體化教學(xué)，使學(xué)生在“做中學(xué)”中提升技術(shù)技能和水平。

1.2 促進專業(yè)課程教學(xué)改革

以世賽移動機器人賽項競賽技術(shù)文件為引領(lǐng)，將世賽理念、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、考核模塊、評分標(biāo)準(zhǔn)融入課堂教學(xué)，推動高職院校自動化類專業(yè)的教學(xué)改革和課程設(shè)置的調(diào)整，進一步培養(yǎng)學(xué)生更深入地掌握移動機器人方面的相關(guān)理論知識和實踐技能，讓課程教學(xué)與工作崗位能力要求無縫對接，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場對高職自動化類專業(yè)人才的需求。

1.3 促進產(chǎn)學(xué)研用深度融合

世賽移動機器人賽項不僅是專業(yè)技術(shù)競賽，也是產(chǎn)學(xué)研用深度融合，共同推動機器人及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要平臺。學(xué)生參與移動機器人賽項，除了學(xué)習(xí)相應(yīng)技能和知識，在相關(guān)的產(chǎn)業(yè)展覽和交流中也能夠了解行業(yè)發(fā)展和市場變化；同時，學(xué)術(shù)研究機構(gòu)、行業(yè)組織和高職院校等可通過這個平臺交流創(chuàng)新技術(shù)和問題解決方案，推動技術(shù)和人才的輸出和轉(zhuǎn)化?？傊?，世賽移動機器人賽項對高職自動化類專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的推動作用是顯著的。隨著移動機器人技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，相信移動機器人賽項將持續(xù)為高職自動化類專業(yè)的發(fā)展注入新的活力和動力。

2 賽項推動高職自動化類專業(yè)建設(shè)的路徑

2.1 以賽項規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，優(yōu)化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)

隨著人工智能和機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，高職自動化類專業(yè)的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)也需要不斷更新和優(yōu)化[6]。而世賽移動機器人賽項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為國際公認的機器人技能競賽標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，可作為優(yōu)化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)，幫助高職院校更好地培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。具體來說，優(yōu)化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)需要從三個方面入手。

（1）注重研究論證。對行業(yè)、企業(yè)相關(guān)就業(yè)崗位進行充分調(diào)研，并結(jié)合自動化類專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行研究，根據(jù)競賽標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對照國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和世賽標(biāo)準(zhǔn)對移動機器人技術(shù)的基本原理、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、控制算法等方面進行深入的研究，引入更為先進的技術(shù)，如機器視覺、深度學(xué)習(xí)等，深入理解移動機器人的各種技術(shù)原理、實現(xiàn)方式和發(fā)展需求，制定一系列職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來定義自動化類專業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，并邀請專家、教練和專業(yè)課教師共同研究論證。

（2）注重實踐教學(xué)。在傳授理論知識的同時，要注重實踐能力的培養(yǎng)。通過組織實踐課程和項目，讓學(xué)生接觸真實的移動機器人應(yīng)用場景，從而培養(yǎng)其實踐操作和解決實際問題的能力。通過實踐項目的實施，既提高學(xué)生的實踐能力，又培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（3）注重職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)[7]。以賽項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)，讓學(xué)生理解機器人技術(shù)的應(yīng)用必須符合人類的價值觀和倫理規(guī)范，進一步培養(yǎng)學(xué)生較強的職業(yè)素養(yǎng)，包括對職業(yè)道德的認知、社會責(zé)任的承擔(dān)、團隊合作能力等方面的素養(yǎng)。比如在移動機器人課程中，設(shè)置專門的職業(yè)素養(yǎng)模塊，教授學(xué)生職業(yè)道德、職業(yè)倫理等知識，引導(dǎo)學(xué)生了解機器人技術(shù)的社會責(zé)任和應(yīng)用場景。

2.2 以賽項內(nèi)容為載體，改革專業(yè)課程內(nèi)容

世賽每一個測試項目都是結(jié)合最前沿技術(shù)技能開發(fā)的，代表該項目目前在世界上所處的領(lǐng)先地位，是一套成熟且科學(xué)的復(fù)雜體系，極具借鑒和參考價值。基于此，高職自動化專業(yè)應(yīng)高效把握世賽移動機器人項目的成熟資源，根據(jù)技術(shù)文件的要求，認真梳理大賽測試項目內(nèi)容，對原有課程體系進行改造，轉(zhuǎn)化為更高標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。

（1）注重與賽項內(nèi)容的匹配性。世賽移動機器人賽項內(nèi)容包括機器人設(shè)計、機器人控制、機器人程序編寫、機器人調(diào)試等多個方面，這些賽項內(nèi)容與自動化類專業(yè)的教學(xué)項目有著密切的聯(lián)系，如機械制圖、電子線路原理、單片機應(yīng)用、運動控制技術(shù)和機器人視覺技術(shù)等。對高職自動化類專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整和優(yōu)化，需要以賽項內(nèi)容為載體，將賽項內(nèi)容與專業(yè)教學(xué)進行匹配，提高專業(yè)教學(xué)的針對性和實用性。

（2）注重學(xué)生核心素養(yǎng)導(dǎo)向。課程是人才培養(yǎng)的核心，是影響學(xué)生發(fā)展最直接的中介和變量，課程質(zhì)量直接決定著人才的培養(yǎng)質(zhì)量。為此，在機器人設(shè)計方面，可以加強學(xué)生的機械設(shè)計能力和電路設(shè)計能力，同時注重學(xué)生的團隊合作能力和創(chuàng)新能力。在機器人控制方面，可以強調(diào)學(xué)生對PID 控制原理的理解和應(yīng)用，以及對多種傳感器的使用和數(shù)據(jù)處理能力的培養(yǎng)。在機器人程序編寫方面，可以加強學(xué)生的編程基礎(chǔ)，提高學(xué)生的編程思維能力和編程技巧；同時，可以引入類似ROS（Robot Operating System）等先進的機器人控制與仿真技術(shù)，提高機器人控制的編程效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。在機器人調(diào)試方面，可以注重學(xué)生的實踐能力和問題解決能力，鼓勵學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

（3）注重與產(chǎn)業(yè)的深度融合。以機器人設(shè)計為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)機械設(shè)計和電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合實際產(chǎn)業(yè)需求，開展機器人應(yīng)用設(shè)計、機器人故障診斷和維護等實踐項目，不僅提高學(xué)生的實踐能力和應(yīng)用能力，還能為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有益的人才支持。

2.3 以世賽移動機器人賽項評分方式為借鑒，完善專業(yè)教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)

世賽移動機器人賽項評分方式和標(biāo)準(zhǔn)注重技能與能力的綜合評價，將競賽項目中需要的技術(shù)知識、技能操作、創(chuàng)新思維、團隊合作等方面進行全面考核，世賽移動機器人賽項的評分方式分為多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都有具體的評分要求和分值，評分過程中具有嚴格的監(jiān)督和檢查，確保評分結(jié)果的客觀和公正，可作為高職自動化類專業(yè)教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)的借鑒，讓專業(yè)教學(xué)的考核更加規(guī)范化和科學(xué)化。

（1）借鑒世賽移動機器人賽項評分方式，精細專業(yè)教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)。例如，在機器人課程教學(xué)過程中引入了世賽移動機器人賽項的評分標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生需要在課程結(jié)束時，參加某項機器人任務(wù)的考核，考核環(huán)節(jié)包括機器人控制、環(huán)境感知和任務(wù)規(guī)劃等。每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的評分要求和分值，評分過程中多名教師進行監(jiān)督和檢查，提高考核的公正性和準(zhǔn)確性，全方位評估學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

（2）在應(yīng)用世賽移動機器人賽項評分方式的同時，可針對專業(yè)教學(xué)的實際情況進行調(diào)整和完善。教師結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗，對評分標(biāo)準(zhǔn)進行適當(dāng)?shù)男薷模屍涓蠈I(yè)教學(xué)的實際情況。以機械結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，根據(jù)世賽移動機器人賽項的評分標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計出機器人的機械結(jié)構(gòu)，考慮到機器人的運動軌跡、穩(wěn)定性、可靠性等因素。在教學(xué)中，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生在設(shè)計機械結(jié)構(gòu)時，不僅注重美觀度，還關(guān)注機器人的運動特性和性能。

2.4 以賽項基礎(chǔ)設(shè)施為參考，提升實訓(xùn)基地建設(shè)水平

為確保競賽環(huán)境設(shè)置科學(xué)、合理和安全，世界技能組織在每屆世賽開賽前都會舉行研討會，研究確定各競賽項目的設(shè)施設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等信息，并公布各賽項的基礎(chǔ)設(shè)施列表，通常包括通用裝置、辦公設(shè)備、場地用品、設(shè)備儀器及耗材等。這些都為高職開展實訓(xùn)基地建設(shè)提供了極具參照性的內(nèi)容，從而提升實訓(xùn)基地的建設(shè)水平[8]。

（1）對接世賽移動機器人賽項標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化實訓(xùn)基地建設(shè)方案。學(xué)校通過了解賽項的場地大小、賽道布局、機器人操作區(qū)域等，分析和對接世賽移動機器人賽項的具體設(shè)施列表，不斷優(yōu)化實訓(xùn)基地的場地規(guī)劃建設(shè)方案。同時，借鑒賽項的設(shè)施配置幫助學(xué)校確定實訓(xùn)基地需要購置的設(shè)備類型和數(shù)量，從而更好地滿足學(xué)生的實訓(xùn)需求。

（2）對接世賽移動機器人賽項標(biāo)準(zhǔn)，提升實訓(xùn)基地的硬件設(shè)施水平。學(xué)校根據(jù)賽項的要求，配備先進的機器人硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)，從而提高學(xué)生的實際操作能力和編程技能。通過引進先進的設(shè)備和系統(tǒng)，提高實訓(xùn)基地的研究和開發(fā)能力，為今后的工作和創(chuàng)新需求做好充分的準(zhǔn)備。

（3）對接世賽移動機器人賽項標(biāo)準(zhǔn)，提高實訓(xùn)基地的管理水平。世賽的場地布置和設(shè)備配置需要一定的管理和維護工作，學(xué)?？山梃b世賽的管理經(jīng)驗，建立科學(xué)的管理制度和規(guī)范的操作流程，從而提高實訓(xùn)基地的運營效率和管理水平。

2.5 以賽項競賽方式為參照，創(chuàng)新教學(xué)組織方式

以世賽移動機器人賽項競賽方式為參照，創(chuàng)設(shè)更加靈活多樣的教學(xué)方式，例如采用項目式學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)組織方式，鼓勵學(xué)生積極參與教學(xué)活動，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，使教學(xué)過程更具針對性和吸引力。

（1）參照世賽移動機器人賽項競賽方式，在教學(xué)過程中引入競賽元素。如在教學(xué)中通過設(shè)置賽道、任務(wù)等，讓學(xué)生通過競賽方式學(xué)習(xí)和實踐，從而激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和參與熱情。在教學(xué)中通過讓學(xué)生以小組協(xié)作、角色扮演等方式，互助合作完成任務(wù)，從而培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識和能力。

（2）參照世賽移動機器人賽項注重實操的特點，積極探索理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)新模式[9]。例如在教學(xué)組織中，設(shè)置機器人舞蹈比賽、機器人足球比賽等具有實用性和趣味性的任務(wù)，將學(xué)生分成不同的小組，讓每個小組設(shè)計和制作一個移動機器人，并完成相應(yīng)的任務(wù)，讓學(xué)生在一個具有挑戰(zhàn)性的競賽中，更加積極主動地參與學(xué)習(xí)。這種教學(xué)組織方式可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強學(xué)生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，同時提高學(xué)生的實際操作能力和解決問題的能力。

2.6 以賽項集訓(xùn)平臺為依托，培養(yǎng)師資團隊能力

師資隊伍建設(shè)是推動專業(yè)建設(shè)的核心。世賽所形成的科學(xué)集訓(xùn)平臺不僅能對參賽選手的個人素養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、競賽素養(yǎng)產(chǎn)生了良好的作用，而且能對高職專業(yè)課程體系、專業(yè)教師隊伍、專業(yè)設(shè)施及專業(yè)管理的建設(shè)狀況產(chǎn)生直接影響。為此，以世賽移動機器人賽項集訓(xùn)平臺為依托，努力培養(yǎng)師資團隊能力就顯得十分重要。

（1）依托集訓(xùn)平臺，為教師提供世賽相關(guān)的培訓(xùn)課程，幫助教師深入了解世賽競賽規(guī)則和評分標(biāo)準(zhǔn)，從而為學(xué)生提供更好的指導(dǎo)和支持。例如，在機器人競賽中，一個重要的評分項是機器人的編程能力。通過集訓(xùn)平臺的培訓(xùn)課程，教師學(xué)習(xí)了如何編寫高質(zhì)量的代碼，并了解了針對競賽規(guī)則和評分標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計機器人的程序。此外，集訓(xùn)平臺提供機器人編程的在線實踐環(huán)境，讓教師能夠親身參與編程，更好地掌握編程技能，從而更好地指導(dǎo)學(xué)生。

（2）依托集訓(xùn)平臺，為教師提供豐富的實踐機會和實踐資源，讓教師親身參與實踐和競賽，提高自身實踐能力和經(jīng)驗。例如，在機器人競賽中，教師需具備一定的機械和電子技能，才能更好地指導(dǎo)學(xué)生進行機器人的設(shè)計和制造。集訓(xùn)平臺提供機器人的機械和電子部件，讓教師進行實際的組裝和調(diào)試，從而提高自身的實踐能力和經(jīng)驗。

（3）依托集訓(xùn)平臺，為教師提供最新的教學(xué)資源和教學(xué)方法，幫助他們更新和優(yōu)化課程內(nèi)容，更好地適應(yīng)未來的工作和創(chuàng)新需求。例如，在機器人競賽中，教師需了解最新的技術(shù)趨勢和應(yīng)用場景，更好地指導(dǎo)學(xué)生進行機器人的設(shè)計和制造。集訓(xùn)平臺提供最新的技術(shù)資料和應(yīng)用案例，幫助教師更新課程內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

2.7 以賽項集訓(xùn)基地為支撐，拓展社會服務(wù)內(nèi)涵

世賽集訓(xùn)基地不僅設(shè)備好、師資精、技術(shù)高端，而且與國內(nèi)外先進企業(yè)合作廣、交流多，資源豐富。如何充分發(fā)揮集訓(xùn)基地的集聚效應(yīng)，推動高職自動化類專業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，需要以世賽移動機器人賽項集訓(xùn)基地為支撐，整合集訓(xùn)基地資源，拓展社會服務(wù)內(nèi)涵，提升學(xué)校的社會影響力和美譽度。

（1）集訓(xùn)基地作為學(xué)校與企業(yè)合作的橋梁，為企業(yè)提供相關(guān)技術(shù)服務(wù)和培訓(xùn)。以集訓(xùn)基地中配備的各種先進的移動機器人和實驗設(shè)備為支撐，為企業(yè)提供相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)咨詢和研發(fā)支持，幫助其開展技術(shù)創(chuàng)新和提高員工的技術(shù)水平，更好地適應(yīng)市場和行業(yè)的需求。同時，為學(xué)生提供更好的實踐機會和就業(yè)渠道。例如，集訓(xùn)基地可為當(dāng)?shù)氐臋C器人企業(yè)提供技術(shù)培訓(xùn)和咨詢服務(wù)，同時可邀請企業(yè)代表進校開展講座，與學(xué)生分享行業(yè)前沿動態(tài)和就業(yè)經(jīng)驗。

（2）集訓(xùn)基地可開放給社會大眾，提供相關(guān)的科普教育和公益服務(wù)。學(xué)校通過組織相關(guān)的活動，邀請學(xué)校周邊的居民、學(xué)生和家長來集訓(xùn)基地參觀和體驗，更好地了解移動機器人和相關(guān)技術(shù)；同時，提供相關(guān)的公益服務(wù)，幫助他們提高科學(xué)素養(yǎng)和科創(chuàng)意識。例如，通過為學(xué)校周邊的居民開展科普教育和科技實踐活動，為社會提供科普服務(wù)。

（3）集訓(xùn)基地作為學(xué)校和科研機構(gòu)開展合作研究和創(chuàng)新的平臺，共同推動行業(yè)升級和發(fā)展。集訓(xùn)基地可為科研機構(gòu)提供最新的技術(shù)和設(shè)備，與他們合作共同開展科技創(chuàng)新及應(yīng)用等工作，提高行業(yè)的整體水平和競爭力。

3 結(jié)語

依托世界技能大賽，開展了高職自動化類專業(yè)建設(shè)的路徑研究，分析了該賽項在推動高職自動化類專業(yè)建設(shè)中的重要作用，并重點從專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化、專業(yè)課程內(nèi)容的改革、考核標(biāo)準(zhǔn)的完善、實訓(xùn)基地建設(shè)水平的提升、教學(xué)組織方式的創(chuàng)新、師資團隊能力的培養(yǎng)和社會服務(wù)內(nèi)涵的拓展等7 個方面展開了詳細闡述，構(gòu)建出推動高職自動化類專業(yè)建設(shè)的有效路徑。今后，應(yīng)更加重視和支持世賽移動機器人賽項的推廣和實踐，不斷探索更優(yōu)的推進路徑和方法，為高職自動化類專業(yè)人才培養(yǎng)提供更好的教育資源和支持。